DD235370A1 - METHOD FOR PRODUCING A MULTIPLE COATING - Google Patents

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DD235370A1
DD235370A1 DD27389685A DD27389685A DD235370A1 DD 235370 A1 DD235370 A1 DD 235370A1 DD 27389685 A DD27389685 A DD 27389685A DD 27389685 A DD27389685 A DD 27389685A DD 235370 A1 DD235370 A1 DD 235370A1
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DD27389685A
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Reinhard Albrecht
Karl-Heinz Lentzy
Andreas Schuetze
Lutz Eger
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Hermsdorf Keramik Veb
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  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Mikroelektronik. Ziel ist eine hohe Dichte von Durchkontaktierungen zu erreichen. Deshalb sollen Fenster in der Isolationsschicht mit einer Groesse von 150 mm150 mm hergestellt werden. Aufgabe soll es sein, ein Verlaufen des Isolationsmaterials in die Fenster der Isolationsschicht zu verhindern. Zunaechst werden erfindungsgemaess auf eine auf das Substrat aufgedruckte erste Dickschichtschaltung Lackpunkte mit der Flaechengroesse von Fenstern der Isolationsschicht aufgedruckt. Diese Lackpunkte werden an die Stellen gedruckt, die in den folgenden Schritten zu Durchkontaktierungen ausgebildet werden. Danach wird auf die gesamte verbliebene Flaeche der ersten Schichtschaltung eine Isolationsschicht gedruckt, die anschliessend auf definierte Weise gesintert wird, wobei die Sintertemperatur und -zeit so eingestellt wird, dass die Lackpunkte rueckstandsfrei ausgebrannt werden. Zum Abschluss wird eine zweite Leitbahnebene aufgebracht und damit auch die Durchkontaktierungen realisiert. Angewendet wird die Erfindung bei hochintegrierten Hybridschaltkreisen mit kleinen Strukturabmessungen. Fig. 4The invention relates to the field of microelectronics. The aim is to achieve a high density of vias. Therefore, windows in the insulation layer with a size of 150 mm150 mm are to be produced. The task should be to prevent bleeding of the insulation material in the windows of the insulation layer. First of all, according to the invention, lacquer dots having the surface size of windows of the insulating layer are printed onto a first thick-film circuit printed on the substrate. These paint dots are printed at the locations that are formed into vias in the following steps. Thereafter, an insulating layer is printed on the entire remaining surface of the first layer circuit, which is then sintered in a defined manner, wherein the sintering temperature and time is adjusted so that the paint dots are burned out without residue. At the end, a second track plane is applied and thus also the plated-through holes are realized. The invention is applied to highly integrated hybrid circuits with small structural dimensions. Fig. 4

Description

-2- 738 96-2- 738 96

Das Sinterregime fur die Isolationsschicht lauft in Ausgestaltung der Erfindung folgendermaßen ab Zunächst wird eine Temperatur von 4500C eingestellt und 10 min gehalten Dann erfolgt die Aufheizung auf eine Temperatur von 8500C Auch diese Temperatur wird 10 min gehalten Danach erfolgt die normale Abkühlung Der gesamte Sinterprozeß erstreckt sich über eine Zeit von etwa 50 min Mit dem bei diesem Sintern erreichten Ausbrennen der Lackpunkte werden Fenster mit einer Große im nahen Bereich von 150 pm x 150 μηπ hergestellt Zweckmaßigerweise wird als Isolationsmatenal AI2O3 mit einer Kornigkeit von < 5 дт verwendet Die Isolationsschicht hat dabei eine gesinterte Dicke im Bereich von 10 bis 15 цтThe sintering regime for the insulating layer runs in the embodiment of the invention as follows From a first temperature of 450 0 C is set and held for 10 min then the heating is carried out to a temperature of 850 0 C This temperature is maintained for 10 min Thereafter, the normal cooling takes place The entire Sintering process extends over a period of about 50 minutes With the burnout of the paint spots achieved in this sintering, windows with a size in the near range of 150 μm × 150 μm are produced. Expediently, Al 2 O 3 with a grain size of <5 μm is used as the insulation material The insulation layer has a sintered thickness in the range of 10 to 15 цт

Wesentliche Erkenntnis aus der Anwendung des erfindungsgemaßen Verfahrens ist die Tatsache, daß es trotz Anwendung des Siebdruckverfahrens gelingt die beschriebenen kleinen Fensterabmessungen in der Isolationsschicht überhaupt und auch mit der erforderlichen Qualität herzustellenEssential insight from the application of the method according to the invention is the fact that despite the use of the screen printing method, it is possible to produce the described small window dimensions in the insulating layer at all and also with the required quality

Dabei werden keine Isolationsmatenalien mit Fine line Eigenschaften angewendetNo insulation materials with fine line properties are used

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel naher erläutert werden Die dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below on an exemplary embodiment The accompanying drawings show

Fig 1 Substrat mit erster DickschichtschaitungFigure 1 substrate with first Dickschichtschaitung

Fig 2 Fig 1 plus aufgedruckte LackpunkteFig 2 Fig 1 plus printed paint dots

Fig 3 Fig 2 plus aufgedruckte IsolationsschichtFig 3 Fig 2 plus printed insulation layer

Fig 4 Fig 3 mit herausgebrannten LackpunktenFig 4 Fig 3 with burned out paint dots

Fig 5 Fig 4 plus DunnschichtleiterbahnebeneFig 5 Fig 4 plus Dunnschichtleiterbahnebene

Auf ein AI2O3 Keramiksubstrat 1 wird zunächst eine erste Dickschichtschaitung mit einer ersten Leiterbahnebene 2 mittels Siebdruck aufgebracht (Fig 1) Auf diese erste Leiterbahnebene 2 werden an die Stellen, die in den folgenden Schritten zu Durchkontaktierungen 7 ausgebildet werden sollen Lackpunkte 3 ebenfalls aufgedruckt (Fig 2) Da die Fenster 5 fur die Durchkontaktierungen 7 zur Erhöhung des Integrationsgrades nur eine Flache von 150 дт χ 150 цт aufweisen sollen, dürfen auch die Lackpunkte 3 nur eine so große Oberflache haben Unter Aussparung der gedruckten Lackpunkte 3 wird anschließend eine AI2O3 Isolationsschicht 4 mit einer Kornigkeit von 4 цт ganzflachig aufgedruckt Die Dicke dieser Schicht betragt ζ В 15цт Im Anschluß daran muß die Isolationsschicht 4 gemäß Sinterregime nach Punkt 2 des Erfindungsanspruches gesintert werden Das organische Material der aufgedruckten Lackpunkte 3 muß dabei so beschaffen sein, daß es bei der Sinterung ruckstandsfrei ausgebrannt wird (Fig 4)On a Al 2 O 3 ceramic substrate 1, first a first thick film with a first conductor track level 2 is applied by screen printing (Fig 1) on this first conductor track level 2 to the points to be formed in the following steps to vias 7 Varnish points 3 are also printed (Fig 2) Since the window 5 for the vias 7 to increase the degree of integration should have only a surface of 150 дт χ 150 цт, also the paint dots 3 may only have such a large surface Under recess of the printed paint dots 3 is then an AI 2 O 3 insulation layer 4 with a granularity of 4 цt printed all-flat The thickness of this layer is ζ В 15 цт Subsequently, the insulation layer 4 sintered according to sintering regime according to item 2 of the invention claim The organic material of the printed paint dots 3 must be such that it is residue-free during sintering a is burned (Fig 4)

Die verbleibenden Fenster 5 weisen dann exakt die geforderte Geometrie und die notwendigen Abmessungen auf Zum Abschluß des erfindungsgemaßen Verfahrens wird auf die Isolationsschicht 4 und in die Fenster 5 mit einem Sputterverfahren eine zweite Leiterbahnebene deponiert, so daß die Durchkontaktierung 7 zur ersten Leitbahnebene 2 realisiert wird (Fig 5) Der allgemeine Erfindungsgedanke ist, wie es dem Fachmann auf diesem Gebiet leicht verstandlich ist, auch auf eine Dickschichtebene als zweite Leitbahnebene erstreckt Außerdem ist es auch ersichtlich, daß von der Erfindung ebenfalls das Herstellen von mehr als zwei Leitbahnebenen betroffen wirdThe remaining windows 5 then have exactly the required geometry and the necessary dimensions. At the end of the method according to the invention, a second printed circuit board layer is deposited on the insulating layer 4 and in the windows 5 with a sputtering method, so that the via 7 is realized for the first interconnect plane 2 ( It is also apparent that the invention also affects the fabrication of more than two conductive levels. As can be readily understood by one skilled in the art, the general inventive concept also extends to a thick film plane as a second conductive layer

Claims (5)

1 Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Schichtschaltung, bei dem auf ein Substrat zunächst eine erste Dickschichtschaltung aufgedruckt wird, gekennzeichnet dadurch, daß auf die Leitbahnebene (2) dieser ersten Schichtschaltung Lackpunkte (3) mit der Flachengroße von Fenstern (5), die in den folgenden Schritten zur Durchkontaktierungen (7) ausgebildet werden, gedruckt werden, daß danach auf die gesamte verbliebene Flache der ersten Schichtschaltung eine Isolationsschicht (4) gedruckt wird, daß anschließend die Isolationsschicht (4) definiert gesintert wird, daß die Sintertemperatur und zeit so eingestellt wird, daß dabei die Lackpunkte (3) ruckstandsfrei ausgebrannt werden, daß zum Abschluß mit einem Verfahren der Dünnschichttechnik eine zweite Leitbahnebene (6) auf die Isolationsschicht (4) und deren Fenster (5) deponiert und entsprechend strukturiert wirdA method for producing a multilayer circuit in which a first thick film circuit is first printed on a substrate, characterized in that on the Leitbahnebene (2) of this first layer circuit paint dots (3) with the flat size of windows (5), in the following Steps are formed to the vias (7) are printed, then that on the entire remaining surface of the first layer circuit, an insulating layer (4) is printed, then that the insulating layer (4) is sintered defined that the sintering temperature and time is set so in that the paint spots (3) are burned out without residue, that at the end with a thin film technique, a second conductive layer (6) is deposited on the insulating layer (4) and its window (5) and structured accordingly -1- 738-1- 738 Erfindungsanspruch:Invention claim: 2 Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß beim annähernd 50 min dauernden Sinterprozeß der Isolationsschicht (4) zunächst eine Temperatur von 4500C eingestellt und fur 10 min gehalten wird, daß dann die Aufheizung auf 8500C erfolgt, wobei diese Temperatur auch 10 min gehalten wird und daß abschließend die normale Abkühlung vollzogen wird2 Method according to item 1, characterized in that the sintering process of the insulating layer (4) is initially set at a temperature of 450 0 C and held for 10 min, that then takes place heating to 850 0 C, said temperature also 10 min is held and that finally the normal cooling is completed 3 Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mit dem Ausbrennen des Lackes (3) Fenster (5) mit einer Große im nahen Bereich von 150 μηι χ 150 μηη hergestellt werden3 Method according to item 1, characterized in that with the burning out of the paint (3) windows (5) are made with a size in the near range of 150 μηι χ 150 μηη 4 Verfahren nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß AI2O3 Isolationsmatenal mit einer Kornigkeit von < 5 pm verwendet wird4 Method according to the points 1 to 3, characterized in that AI 2 O 3 Isolationsmatenal with a grain size of <5 pm is used 5 Verfahren nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß eine Isolationsschicht (4) mit einer gesinterten Dicke im Bereich von 10 bis 15 μηη angewendet wird5 Method according to points 1 to 4, characterized in that an insulating layer (4) with a sintered thickness in the range of 10 to 15 μηη is applied Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft das Gebiet der Mikroelektronik Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Schichtschaltung, die minimale Fenstergroßen zur Durchkontaktierung elektrisch leitender Verbindungen in siebgedruckten Isolationsschichten aufweisen soll Die mehrlagige Schichtschaltung soll zu hochintegrierten Hybndschaltkreisen mit kleinen Strukturabmessungen komplettiert werdenThe invention relates to the field of microelectronics. It relates to a method for producing a multilayered layer circuit which is intended to have minimum window sizes for the through-connection of electrically conductive connections in screen-printed insulating layers. The multilayered layer circuit is to be completed to form highly-integrated hybrid circuits with small structural dimensions Charakteristik der bekannten technischen LosungenCharacteristic of the known technical solutions Zur Erhöhung der Integrationsdichte von Schaltungsstrukturen bzw zur Erhöhung der Möglichkeiten zur Herstellung von elektrisch leitenden Verbindungen innerhalb eines Schaltkreises, werden bekannterweise die Leitungsstrukturen in mehreren Ebenen angeordnet, die durch Isolationsschichten getrennt sind Andererseits ergibt sich die Notwendigkeit, die Durchkontaktierungen in ihrer Flache möglichst gering herzustellen Es ist auch bekannt, zunächst eine Dickschichtschaltung auf ein Substrat aufzudrucken und darauf eine Isolationsschicht ebenfalls mittels Siebdruck aufzubringen Die nächste Schichtschaltungsebene wird dann auch aufgedruckt bzw wenn es eine Dünnfilmschaltung ist, durch ein entsprechendes Verfahren deponiert Um Durchkontakt'erungen in die siebgedruckte Isolationsschicht einzubringen, müssen ,Fenster" offenbleiben Es ist aber allgemein bekannt (DE 2 548 258), daß mittels Siebdruck hergestellte Offnungen fur Durchkontaktierungen auf eine minimale Große von 250 μηη x 250 μηη eingestellt werden können Wenn es nun die Erhöhung der Integrationsdichte erfordert, daß die Durchkontaktierungsoffnungen (Fenster) eine kleinere Flache (z B 150 μηη χ 150 μιτι) haben müssen, dann können diese Fenster durch Freilassen von entsprechenden Flachen beim Siebdruck nicht mehr hergestellt werden, weil das Benetzungsverhalten zwischen Isolationspaste und Substrat so groß ist, daß die Reproduzierbarkeit der Offnungen nicht mehr gegeben ist Des weiteren sind die Möglichkeiten der Laseranwendung zur Herstellung von Lochern (Durchkontaktierungen) bekannt (DE 2 702 844, DE 2 548 258), die zu den genannten kleinen Abmessungen fuhren Allerdings sind dabei verbleibende Ruckstande in den Lochern nicht mit Sicherheit auszuschließen, so daß hier hohe Ubergangswiderstande auftreten können, die aber gerade vermieden werden sollen, um elektrisch gut leitende Verbindungen zwischen den Ebenen herstellen zu können Außerdem ist die Laseranwendung relativ kostenaufwendigTo increase the density of integration of circuit structures or to increase the possibilities for producing electrically conductive connections within a circuit, the line structures are known to be arranged in several levels, which are separated by insulating layers On the other hand, there is the need to make the vias in their area as low as possible It is also known to first print a thick-film circuit onto a substrate and then to apply an insulating layer thereto by screen printing. The next layer circuit plane is then also printed or if it is a thin-film circuit deposited by a corresponding method. However, it is generally known (DE 2 548 258) that openings made by screen printing for plated-through holes to a minimum size of 250 μηη x 25 If the increase in the integration density now requires that the via openings (windows) have a smaller area (eg 150 μηη χ 150 μιτι), these windows can no longer be produced by releasing corresponding areas during screen printing because the wetting behavior between insulating paste and substrate is so great that the reproducibility of the openings is no longer possible. Furthermore, the possibilities of laser application for producing holes (plated-through holes) are known (DE 2 702 844, DE 2 548 258) However, remaining residues in the holes can not be ruled out with certainty, so that high contact resistance can occur here, but these should just be avoided in order to be able to produce good electrical connections between the planes. In addition, the laser application is relatively cost-intensive Endig Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Schichtschaltung zu finden, das eine hohe Integrationsdichte der Schaltungsstrukturen und damit der Durchkontaktierungen ermöglicht und dabei die Entstehung eines hohen Übergangswiderstandes in den Durchkontaktierungen ganzlich vermeidet Die Abmessungen der zu Durchkontaktierungen zu vervollständigenden Fenster in der Isolationsschicht zwischen den Schaltungsebenen sollen dabei im nahen Bereich von 150 μΐη x 150 pm liegenThe aim of the invention is to find a method for producing a multi-layer circuit that allows a high integration density of the circuit structures and thus the vias while completely avoiding the emergence of a high contact resistance in the vias The dimensions of the window to be completed in the insulation layer to be plated between the circuit levels should be in the near range of 150 μΐη x 150 pm Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen Schichtschaltung zu schaffen, das bei Anwendung des Siebdruckverfahrens mindestens fur die erste Dickschichtschaltung und fur die Isolationsschicht darauf, ein Verlaufen des Isolationsmaterials in die Fenster der Isolationsschicht verhindert Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß, nachdem auf ein Substrat zunächst eine erste Dickschichtschaltung aufgedruckt wurde, auf die Leiterbahnebene dieser ersten Schichtschaltung Lackpunkte mit der Flachengroße von Fenstern einer Isolationsschicht gedruckt werdenThe object of the invention is to provide a method for producing a multilayered layer circuit which, when using the screen printing method for at least the first thick-film circuit and for the insulating layer thereon, prevents the insulating material from running into the windows of the insulating layer. According to the invention, the object is achieved by in that, after a first thick film circuit has been printed on a substrate, lacquer dots having the flat dimensions of windows of an insulating layer are printed on the printed circuit board plane of this first layer circuit Diese Lackpunkte werden an die Stellen gedruckt, die in den folgenden Schritten zu Durchkontaktierungen ausgebildet werden Danach wird auf die gesamte verbliebene Flache der ersten Schichtschaltung eine Isolationsschicht gedruckt Anschließend wird die Isolationsschicht auf definierte Weise gesintert, wobei die Sintertemperatur und zeit so eingestellt wird, daß die Lackpunkte ruckstandsfrei ausgebrannt werden Zum Abschluß der erfindungsgemaßen Verfahrensweise wird mit einem Verfahren der Dünnschichttechnik eine zweite Leiterbahnebene auf die Isolationsschicht und in deren Fenster deponiert und entsprechend strukturiertThese lacquer dots are printed at the points which are formed into plated-through holes in the following steps. An insulation layer is then printed on the entire remaining surface of the first layer circuit. The insulating layer is then sintered in a defined manner, the sintering temperature and time being adjusted so that the Lack points are burned out without residue To complete the inventive method is deposited by a method of thin-film technology, a second interconnect level on the insulating layer and in the window and structured accordingly
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0272823A2 (en) * 1986-12-23 1988-06-29 THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. Electrical circuit

Cited By (2)

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EP0272823A2 (en) * 1986-12-23 1988-06-29 THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. Electrical circuit
EP0272823A3 (en) * 1986-12-23 1989-11-02 THE GENERAL ELECTRIC COMPANY, p.l.c. Electrical circuit

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