DD265508A1

DD265508A1 - Verfahren zur herstellung von feinstleiterbahnen in dickschichttechnik

Info

Publication number: DD265508A1
Application number: DD30751687A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Albrecht; Volker Seidel; Peter Baumann
Original assignee: Hermsdorf Keramik Veb
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1989-03-01

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Dickschichtschaltkreisen, die Feinstleiterbahnen enthalten. Die Leiterbahnen werden erfindungsgemaess zunaechst nur in ihrer Grobstruktur gedruckt. Dann wird ein den Charakter eines Vorbrennens tragender Trockenvorgang nur bei erhoehten Temperaturen, insbesondere im Bereich von 175 bis 200C, durchgefuehrt. Anschliessend wird eine an sich bekannte Laserstrukturierung mit einer Laserleistung im Bereich von 0,7 bis 0,9 W realisiert. Abschliessend wird der Einbrennprozess fuer die Leiterbahnstruktur vollzogen, wobei eine Spitzenbrenntemperatur erreicht wird, deren Wert 85 bis 95% der Schmelztemperatur des Leiterbahnenmaterials entspricht.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Mikroelektronik. Sie betrifft ein Verfahren gemäß Titel der Erfindung, bei dem auf oin Trägersubstrat oder auf einer bereits vorhandenen Schicht mittels Siebdruck Leiterbahnen aufgebracht werden, die getrocknet und eingebrannt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Gegenwärtig ist es mittels Siebdruck möglich, Leiterbahnbreiten bzw. -abstände bis minimal 150Mm zu erreichen. Aus der DO-PS 213556 und der DE-OS 3245272 ist die Laserstrukturier jng von Dickschichtleiterbahnen bekannt. Dabei können Leiterbahnabstände bzw. -breiten von 60um bzw. 50um erreicht werden. Die Laserbearbeitung ist allerdings in diesen Fällen sehr aufwendig, da sie zweimal durchgeführt werden muß und noch ein Waschprozoß notwendig wird, um die Materialreste in der Laserspur zu beseitigen.

Ebenfalls bekannt ist die Herstellungstechnologie der Leiterbahnen, die nach dem Drucken ein Trocknen und Einbrennen vorsieht.

Ziel der Erfindung

Ziel dor Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Feinstleiterbahnen in Dickschichttechnik zu realisierer·, das ohne großen Aufwand gestartet, eine hohe Ausbeute von Dickschichtschaltkreisen zu erreichen.

Darlegung des Wesens dar Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Feinstleiterbahnen in Dickschichttechnik zu schaffen, wobei Leiterbahnbreiten bzw. -abstände von 50um erreicht werden sollen.

Zunächst werden auf ein Trägersubstrat oder auf eine bereits vorhandone Schicht mittels Siebdruck Leiterbahnen aufgebracht, die getrocknet und eingebrannt werden.

Erfindungsgemäß werden die Leiterbahnen zunächst nur in ihrer Grobstruktur gedruckt. Dann wird ein den Charakter eines •Vorbrennens tragender Trockenvorgang nur bei erhöhten Temperaturen, insbesondere im Bereich zwischen 175 und 200⁰C, durchgeführt. Anschließend wird eine an sich bekannte Lasorstrukturierung mit einer Laserleistung im Bereich von 0,7 bis 0,9 W realisiert.

Abschließend wird der Einbrennprozeß für die Leiterbahnstruktur vollzogen, wobei eine Spitzenbrenntemperatur erreicht wird, deren Wert 85 bis 85% der Schmelztemperatur des Leiterbahnenmaterials entspricht.

In Ausgestaltung der Erfindung wird die Spitzenbrenntemperatur für mindestens 10% der Gesamtbrennzeit gehalten.

Es ist weiterhin zweckmäßig, die Grobstruktur von Leiterbahnbereichen nur dort zu drucken, wo die Siebdrucktechnik es nicht zuläßt, qualitätsgerechte Feinstrukturen zu realisieren.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.

Auf ein AljOyKeramiksubstrat, auf dem sich¹ eine Glasurschicht befinden kann, wird eine Grobform von entsprechenden Au-Leiterbehnstrukturen durch Siebdruck angebracht. Es soll gemäß der Erfindung nicht ausgeschlossen sein, daß vor dem

iobenevorhan

ist. Die Grobstruktur der Leiterbahnen wird nur in solchen Bereichen realisiert, wo sehr geringe Abstände bzw. Breiien der Leiterbahnen erzeugt werden sollen.

Diese aufgedruckten Loitorbahnen werden dann getrocknet. Diese Trocknung wird aber bei höheren Temperaturen, als sonst üblich ist, durchgeführt. Die trsher in der Regel angewandten Trocknungstemperaturen (für PdAg.Au) lagen bei 125 bis 150⁰C. Jetzt wird die Trocknung bei 175 bis 200°C (bei Beibehaltung der Glockenkurve fü, den Anstieg und den Abfall der Temperatur) vollzogen.

Bei Cu-Pasten sind hit>.^r entsprechend niedrige Trocknungshöchsttemperaturen anzuwenden, da auch die üblichen Trocknunqstemperaturen niedriger sind.

Die Trocknungszeit (5-'0 min) sowie die Umgebungsatmosphäre blüilien unverändert. Diese Trocknung, die eigentlich schon den Charakter eines „Vorbrennens" trägt, bereitet unmittelbar die nun folgende Laserstrukturierung vor. Zur Laserstrukturierung wird ein YAG-Laser mit folgenden Parametern verwendet:

Laserleistung 0,7 bis 0,9 W Impulsfolgefrequenz 1-4kHz entsprechend dem Material Abtragegeschwindigkeit 10-40mm/s entsprechend dem Material. Abschließend wird zur endgültigen Fertigstellung der Leiterhahnen der Einbrennprozeß vollzogen. Bisher war es üblich, die Spitzenbrenntemperatur beim Einbrennen von Au-Leiterbahnon auf etwa 80%, d. h. auf 850X, der Schmelztemperatur

einzustellen. Erfindungsgemäß wird der Wert der jetzt angewendeten Spitzenbrenntemperatur auf 85-95% der

Schmelztemperatur von Au, d h. auf 900-1000⁰C erhöht. Die übrigen Kennwerte des Einbrennprofils bleiben erhalten. Die Spitzenbrenntemperatur wird im vorliegenden Fall für 10% der Gesamtbrennzeit gehalten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, Leiterbahnbreiten bzw. -abstände von 50Mm zu realisieren, wobei Nacharbeiten zum Beseitigen von Materialrückständen aus den Laserbearbeitungsspuren nicht erforderlich sind. Die Ausbeute an Schaltkreisen ist daher hoch.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Feinstleiterbahnen in Dickschichttechnik, bei dem a«jf ein Trägersubstrat oder auf eine bereits vorhandene Schicht mittels Siebdruck Leitorbahnen aufgebracht werden, die getrocknet und eingebrannt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Leiterbahnen zunächst nur in ihrer Grobstruktur gedruckt werden, daß dann ein den Charakter eines Vorbrennens tragender Trockenvorgang nur bei erhöhten Temperaturen, insbesondere im Bereich zwischen 175 und 200⁰C, durchgeführt wird, daß anschließend »ine an s'mh bakannte Laserstrukturierung mit einer Laserleistung im Bereich von 0,7 bis 0,9W realisiert wird, daß abschließend der Einbrennprozeß für die Leiterbahnstruktur vollzogen wird, wobei eine Spitzenbrenntemperatur erreicht wird, deren Wert 85 bis 95% der Schmelztemperatur des Leiterbahnenmaterials entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß die Spitzenbrenntemperatur für mindestens 10% der Gesamtbrenrizeit gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Grobstruktur von Leiterbahnbereichen nur dort gedruckt wird, wo die Siebdrucktechnik es nicht zuläßt, qualitätsgerechte Feinstrukturen zu realisieren.