DE2918106C2 - Verfahren zum Verschweißen und Kontaktieren eines Golddrahtes an einer Aluminiumoberfläche - Google Patents

Verfahren zum Verschweißen und Kontaktieren eines Golddrahtes an einer Aluminiumoberfläche

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen und Kontaktieren eines Golddrahtes an einer Aluminiumoberfläche nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es wurde bereiis darauf hingewiesen, daß die Bildung unerwünschter Intermetallischer Gold-Aluminium-Phssen bei Bauelementen, bei denen ein Golddraht eine AIumlniumoberfläche kontaktiert, stark verringert werden kann, wenn bei Temperaturbehandlungen des Bauelementes Tür die Umgebungsatmosphäre Wasserstoff verwendet wird. Das Verschweißen von Metallgehäusen oder Metall-Keramik-Gehäusen In reiner Wasserstoffatmosphäre ist bei den üblichen Herstellungsmethoden aber schwierig durchzuführen.
Daher wurden Temperaturbehandlungen In Wasser
stofföfen bisher lediglich mit offenen Gehäusen durchgeführt. Mit Wasserstoff gefüllte Gehäuse sind bisher nicht bekannt geworden.
Die Gold-Aluminium-Phasen können daher bisher nur vermieden werden, wenn Aluminium-Aluminium-Verbindungen oder Gold-Gold-Verblndungen mit den entsprechenden Nachteilen verwendet werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verschweißen und Kontaktieren eines Golddrahtes an einer Aluminiumoberfläche anzugeben, bei dem die Bildung einer intermetallischen Gold-Aluminium-Phase vermieden wird.
Diese Aufgabe wird be! einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der Erfindung wird also zunächst ein Bti'rlement, bei dem ein Golddraht mit einer Aluminiumoberfläche kontaktiert 1st, in ein Gehäuse eingebracht. Anschließend wird das Gehäuse unter einem Vakuum mit einem Partialdruck kieiner ΐ,33 · 10 : mbar verschweißt. Für das Gehäuse (Kappe und/oder Deckel) wird dabei vorzugsweise Nickel oder Neusilber (55 ... 60% Cu, 12 ... 26% Nl, 19 ... 31% Zn) verwendet, wobei aber Nickel eine etwa 50mal größere Wasserstoff-Durchlässigkeit hat.
Durch eine Temperung des verschweißten Gehäuses In einer wasserstoffhalligen Atmosphäre bei 150 bis 350° C wird Wasserstoff in der notwendigen Menge eindiffundiert, bis beispielsweise ein Wasserstoff-Innendruck von 0,981 bis 0,491 bar im Gehäuse erreicht ist.
Um eine Ausdiffusion des Wasserstoffes aus dem Gehäuse bei einer späteren Erwärmung in einer wasserstofffreien oder wasserstoffarmen Atmosphäre zu verhindern, wird das Gehäuse vorzugsweise mit einer Wasserstoff-Sperrschicht versehen. Da Kupfer und Zinn eine nur sehr geringe Wasserstoff-Durchlässigkeit aufweisen, ist eine beispielsweise galvanisch erzeugte Kupfer-Zlnn-Doppeischicht als Wasserstoff-Sperrschicht besonders vorteilhaft. Die Schichtdicken betragen dabei für Kupfer etwa 2 bis 4 pm und für Zinn etwa 6 bis 10 Mm.
Die Wasserstoff-Sperrschicht kann entfallen, wenn das Gehäusematerial bei der maximal zulässigen Bauelement-Temperatur eine geringe Wasserstoff-Durchlässigkeit hat, was beispielsweise für Neusilber, Kupfer und Aluminium gilt, so daß während der gesamten zu erwartenden Lebensdauer des Bauelementes der maximal notwendige Wasserstoff-Innendruck Im Gehäuse erhalten bleibt. Die Eindiffusion von Wasserstoff muß In diesem Fall bei einer entsprechend höheren Temperatur oder während einer längeren Zeit als bei Gehäusen aus beispielsweise Nickel erfolgen.
Wenn das Gehäuse bereits beim Verschließen mit Wasserstoff gefüllt werden kann, was beispielsweise beim Friktionsschweißen oder Löten der Fall Ist, Ist ebenfalls die Wasserstoff-Sperrschicht erforderlich, sofern nicht Gehäuse mit ausreichender Wasserstoff-Sperrfählgkeltverwendet werden müssen.

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verschweißen und Kontaktleren eines Golddrahtes an einer Aluminiumoberflache ohne die unerwünschte Bildung einer Intermetallischen Gold-Aluminium-Phase, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Verbindung des Golddrahtes mit der Aluminiumoberfläche die Kontaktstelle In ein mit einer Wasserstoff-Sperrschicht versehenes Gehäuse für Bauelemente eingebracht wird, das unter Vakuum verschweißt und anschließend in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre getempert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusematerial bei der maximal zulässigen Bauelement-Temperatur eine geringe Wasserstoff-Durchlässigkeit hat.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstoff-Sperrschicht.aus Kupfer und/oder Zinn besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Sperrschicht Tür Kupfer 2 bis 4 μπι und für Zinn 6 bis 10 \im beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Neusilber, Kupier oder Aluminium besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum kieiner als l,33 102mbarist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (Kappe und/oder Deckel) aus Nickel oder Neusilber besteht.
a. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperung bei 150 bis 350° C durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperung durchgeführt wird, bis ein Wasserstoff-Innendruck im Gehäuse von 0,098 bis 0.491 bar erreicht Ist.
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DE2918106A 1979-05-04 1979-05-04 Verfahren zum Verschweißen und Kontaktieren eines Golddrahtes an einer Aluminiumoberfläche Expired DE2918106C2 (de)

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