DE10044540C1 - Verfahren zum Herstellen von elektrisch leitenden Schichten auf der Wandung von Durchgangslöchern in einem Substrat - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von elektrisch leitenden Schichten auf der Wandung von Durchgangslöchern in einem SubstratInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von elektrisch leitenden Schichten auf der Wandung von Durchgangslöchern in einem an seinen Oberflächen elektrisch nichtleitenden Substrat unter Sicherstellen einer elektrischen Isolation zwischen den Seiten des Substrates. DOLLAR A Um ein solches Verfahren kostengünstig durchführen zu können, wird das Substrat (1) auf seiner einen Seite (5) mit einer Abdeckschicht (6) derart überzogen, dass die Wandung (9) der Durchgangslöcher (2, 3, 4) an ihrer, dieser einen Seite (5) des Substrates (1) zugewandten Endbereich (8) umlaufend mit abgedeckt ist. Das Substrat (1) wird anschließend mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet und danach die Abdeckschicht (6) entfernt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen
von elektrisch leitenden Schichten auf der Wandung von Durch
gangslöchern in einem an seinen Oberflächen elektrisch nicht
leitenden Substrat unter Sicherstellen einer elektrischen I
solation zwischen den Seiten des Substrats.
Zur Durchführung eines solchen Verfahrens bietet es sich an,
zunächst das Substrat nach dem Einbringen der Durchgangs
löcher vollständig zu metallisieren, also es auch im Bereich
der Durchgangslöcher mit einer Metallschicht zu versehen,
und danach durch lokales Entfernen der Metallbeschichtung
beispielsweise an einem Endbereich der Wandungen der Durch
gangslöcher eine Isolation zwischen den beiden Seiten des
Substrates sicherzustellen. Ferner bietet es sich an, in die
Durchgangslöcher Stifte teilweise einzuführen und diese als
Schattenmasken bei der Metallisierung der Durchgangslöcher
des Substrates zu benutzen. Dort, wo die Stifte an der Wan
dung der Durchgangslöcher anliegen, erfolgt dann kein Auftrag
von Metall, so dass eine Isolation zwischen den beiden Seiten
des Substrates erreicht ist. Auch mit auf die Durchgangslö
cher aufgelegten Kugeln lassen sich Schattenmasken für die
Metallisierung gewinnen.
Gemäß JP 07154072 A ist ein Verfahren offenbart, bei dem ein
mit Durchgangslöchern versehenes Substrat auf seiner einen
Seite mit einer Abdeckschicht überzogen wird. Das Substrat
wird anschließend mit einem elektrisch leitenden Material be
schichtet und zwar von der der Abdeckschicht abgewandten
Seite, so dass sich auf dem die Durchgangslöcher überspannen
den Teil der Abdeckschicht auch eine Schicht des elektrisch
leitenden Materials bildet. Anschließend wird die Abdeck
schicht entfernt, wobei der die Durchgangslöcher überspannen
de Film des elektrisch leitenden Materials nicht beschädigt
wird. Dadurch werden die Durchgangslöcher auf der einen Seite
des Substrates durch das elektrisch leitende Material ver
schlossen.
Weiterhin ist gemäß JP 07212014 A ein Verfahren offenbart, bei
dem ein mit Durchgangslöchern versehenes Substrat auf seiner
einen Seite mit einer Abdeckschicht überzogen wird. Anschlie
ßend wird der Teil der Abdeckschicht, welcher die Durchgangs
löcher überdeckt, z. B. durch pneumatische Druckeinwirkung
entfernt. Dieses Verfahren eignet sich zur Abdeckung einer
der Seiten des mit Durchgangslöchern versehenen Substrates.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Herstellen von elektrisch leitenden Schichten auf der Wandung
von Durchgangslöchern in einem an seinen Oberflächen elekt
risch nicht leitenden Substrat vorzuschlagen, mit dem sich
auf vergleichsweise einfacher Weise eine elektrische Isola
tion
zwischen den beiden Seiten des Substrates sicherstellen
lässt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der ein
gangs angegebenen Art das Substrat auf seiner
einen Seite mit einer Abdeckschicht derart überzogen, dass
die Wandung der Durchgangslöcher an ihrem dieser einen Seite
des Substrates zugewandten Endbereich umlaufend mitabgedeckt
ist; anschließend wird das Substrat mit einem elektrisch lei
tenden Material beschichtet und danach die Abdeckschicht
entfernt.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be
steht darin, dass sich alle Durchgangslöcher eines Substra
tes, z. B. eines Kunststoff-Substrates oder eines Halbleiter-
Substrates mit elektrisch nichtleitenden Oberflächen, in ei
nem Arbeitsgang durch das Aufbringen einer Abdeckschicht,
anschließendes Metallisieren und Entfernen der Abdeckschicht
hinsichtlich der Metallisierung an ihren Wandungen in einem
Arbeitsprozess einfach derart herstellen lassen, dass eine
elektrische Isolation zwischen den beiden Seiten des Substra
tes gegeben ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Abdeckschicht
unter Verwendung unterschiedlicher Materialien und auf unter
schiedliche Weise auf das Substrat aufgebracht werden. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver
fahrens wird die Abdeckschicht als eine Folie auf das Sub
strat aufgebracht, indem die Folie über das Substrat auf des
sen einer Seite gespannt und durch pneumatische Druckeinwir
kung in den Endbereich der Wandungen gezogen wird. Die Druck
einwirkung kann dabei sowohl durch Überdruck von der Folien
seite des Substrates her als auch durch Erzeugung eines Unterdrucks
auf der von der Folie abgewandten Seite des Sub
strates erzielt werden. Ein besonderer Vorteil dieser Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
dass sich die Abdeckschicht in einfacher Weise entfernen
lässt, weil dazu lediglich die Folie von dem Substrat abge
zogen werden muss.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Verfahrens wird die Abdeckschicht als eine wei
che Masse auf das Substrat aufgebracht, indem die weiche
Masse über die eine Seite des Substrats unter Eindrücken in
den der einen Seite zugewandten Endbereich der Wandungen auf
getragen wird.
Als weiche Masse können bei dieser Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Verfahrens vorteilhafter Weise Wachs oder ein
Fotolack verwendet werden, die in der Regel ohne weiteres zur
Verfügung gestellt werden können und preiswerte Materialien
darstellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich ferner in der Weise
vorteilhaft durchführen, dass als Abdeckschicht eine Sili
zium-Epitaxie-Schicht oder eine Schicht aus BESOI(Back Etch
Silicon on Insulator)-Material auf die eine Seite des Sub
strats unter Abdeckung der Durchgangslöcher aufgebracht wird
und die Abdeckschicht nach der Beschichtung des Substrats mit
der leitenden Schicht im der einen Seite zugewandten Endbe
reich der Wandungen der Durchgangslöcher weggeätzt und die
dabei an den Durchgangslöchern entstehenden Metallfolienteile
durch pneumatische Druckeinwirkung herausgelöst werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in
Fig. 1 ein mit einer Folie als Abdeckschicht hergestelltes
Substrat mit elektrisch leitend beschichteten Durchgangslö
chern gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Ver
fahrens, in
Fig. 2 ein fertiges Substrat gemäß dem Verfahren nach Fig.
1, in
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Substrates mit
elektrisch leitend beschichteten Durchgangslöchern unter
Verwendung einer weichen Masse, in
Fig. 4 ein zusätzliches Ausführungsbeispiel eines Substrates
mit unter Verwendung einer Silizium-Epitaxie-Schicht herge
stellten elektrisch leitenden Beschichtungen in seinen Durch
gangslöchern und in
Fig. 5 ein nach dem Verfahren gemäß Fig. 4 hergestelltes
Substrat
dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kunststoff- oder
Halbleiter-Substrat mit elektrisch nichtleitenden Oberflä
chen, das mit Durchgangslöchern 2, 3, und 4 versehen ist. Auf
das Halbleiter-Substrat 1 ist auf seiner einen in der Fig. 1
oberen Seite 5 in einem weiteren Verfahrensschritt eine Folie
6 in Form einer Kunststoff-Folie aufgebracht, indem - was in
der Fig. 1 nicht zu erkennen ist - die Folie 6 zunächst
glatt über die Seite 5 des Halbleiter-Substrates 1 gespannt
worden ist und danach unter Ausübung eines Druckes P in. Rich
tung des Pfeiles 7 soweit in die Durchgangslöcher 2 bis 4
eingedrückt ist, dass jeweils ein Endbereich 8 der Wandungen
9 der Durchgangslöcher 2 bis 4 von der Folie 6 bedeckt ist.
Anschließend wird eine Beschichtung mit einem elektrisch lei
tenden Material, vorzugsweise eine Metallisierung, des soweit
vorbereiteten Halbleiter-Substrates 1 vorgenommen, wobei sich
nicht nur auf der von der Abdeckfolie 6 abgewandten, in der
Figur unteren Seite 10 des Halbleiter-Substrates 1 eine Me
tallschicht bildet, sondern auch im Innern der Durchgangslö
cher 2 bis 4 an deren Wandungen 9 elektrisch leitende Schich
ten 11 entstehen.
Über diese Schichten 11 soll keine elektrische Verbindung
zwischen der Seite 5 und der Seite 10 des Halbleiter-Substra
tes 1 bestehen, weshalb die Folie 6 vorgesehen ist, die dafür
sorgt, dass die Schichten 11 nicht bis zur oberen Seite 5
reichen, sondern vorher aufhören.
Wird anschließend die Folie 6 von dem Halbleiter-Substrat 1
abgezogen, dann ergibt sich ein Halbleiter-Substrat, wie es
in der Fig. 2 dargestellt ist, in der mit der Fig. 1 über
einstimmende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Auch in der Fig. 3 sind Teile, die denen nach Fig. 1 ent
sprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen. Es ist zu er
kennen, dass wiederum ein Halbleiter-Substrat 1 mit Durch
gangslöchern 2, 3 und 4 versehen ist. Auf die in der Figur
obere Seite 5 des Halbleiter-Substrates 1 ist hier eine
Schicht 15 aus einer weichen Masse z. B. Wachs oder Fotolack,
aufgebracht, wobei bei der Aufbringung darauf geachtet ist,
dass sich die Masse dieser Schicht 15 etwas in die
Durchgangslöchern 2 bis 4 unter Bildung von Auswölbungen 16
einstülpt. Durch die Auswölbungen 16 ist sichergestellt, dass
die Wandungen 9 der Durchgangslöchern 2 bis 4 jeweils an ih
rem in der Fig. 3 oberen Endbereich 8 von der Masse der Ab
deckschicht 15 bedeckt sind. Anschließend ist das Halbleiter-
Substrat 1 in nicht dargestellter Weise metallisiert, wodurch
sich nicht nur auf der unteren Seite 10, sondern auch an den
Wandungen der Durchgangslöchern 2 bis 4 elektrisch leitende
Schichten 11 ergeben.
Anschießend wird beispielsweise auf chemischen Wege die Ab
deckschicht 15 aus der weichen Masse entfernt, und es ent
steht ein Halbleiter-Substrat 1, wie es in der Fig. 2 ge
zeigt ist, mit den elektrisch leitenden Schichten 11 in den
Durchgangslöchern 2 bis 4 die nicht bis zur oberen Seite 5
des Halbleiter-Substrates 1 reichen und somit eine Isolation
zwischen den beiden Seiten 5 und 10 des Halbleiter-Substrates
1 sicherstellen.
Die Fig. 4 zeigt ein Halbleiter-Substrat 20, das auf seiner
einen in der Figur oberen Seite 21 mit einer Silizium-
Epitaxie-Abdeckschicht 22 oder mit einer Abdeckschicht aus
einem BESOI-Material versehen ist. Diese Schicht 22 bedeckt
zunächst die gesamte Seite 21 des Halbleiter-Substrates 20.
Nach diesem vorbereitenden Verfahrensschritt erfolgt die Me
tallisierung des Halbleiter-Substrates 20, wodurch auf der in
der Fig. 4 unteren, von der Abdeckschicht 22 abgewandten
Seite 23 des Halbleiter-Substrates 20 eine metallische Be
schichtung 24 und auch an den Wandungen 25 der Durchgangslö
cher 26, 27 und 28 des Halbleiter-Substrates 20 elektrisch
leitende Schichten 29 entstehen.
Nachdem das Halbleiter-Substrat 20 soweit hergestellt ist,
werden die in der Flucht der Durchgangslöcher 26 bis 28 lie
genden Bereiche 30, 31 und 32 der Abdeckschicht 22 weggeätzt.
Es verbleibt dort dann jeweils nur noch der Teil 33 bis 35
der elektrisch leitenden Schicht 29 stehen, der sich in der
Fig. 4 unterhalb dieser Bereiche 30 bis 32 befunden hat.
Durch pneumatische Druckeinwirkung, beispielsweise durch
Überdruck oder Unterdruck, werden diese Teile 33, 34 und 35
der elektrisch leitenden Schichten 29 herausgesprengt. Es
entsteht dann als Endprodukt ein Halbleiter-Substrat 20, wie
es in der Fig. 5 gezeigt ist.
Claims (5)
1. Verfahren zum Herstellen von elektrisch leitenden Schich
ten auf der Wandung von Durchgangslöchern in einem an seinen
Oberflächen elektrisch nichtleitenden Substrat unter Sicher
stellen einer elektrischen Isolation zwischen den Seiten des
Substrats,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Substrat (1) auf seiner einen Seite (5) mit einer Ab deckschicht (6) derart überzogen wird, dass die Wandung (9) der Durchgangslöcher (2, 3, 4) an ihrem dieser einen Seite (5) des Substrats (1) zugewandten Endbereich (8) umlaufend mitabgedeckt ist,
das Substrat (1) mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet wird und
die Abdeckschicht (6) entfernt wird.
dadurch gekennzeichnet, dass
das Substrat (1) auf seiner einen Seite (5) mit einer Ab deckschicht (6) derart überzogen wird, dass die Wandung (9) der Durchgangslöcher (2, 3, 4) an ihrem dieser einen Seite (5) des Substrats (1) zugewandten Endbereich (8) umlaufend mitabgedeckt ist,
das Substrat (1) mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet wird und
die Abdeckschicht (6) entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckschicht als eine Folie (6) auf das Substrat (1)
aufgebracht wird, indem die Folie (6) über das Substrat
(1) auf dessen einer Seite (5) gespannt und durch pneuma
tische Druckeinwirkung in den dieser einen Seite (5) zu
gewandten Endbereich (8) der Wandungen (2, 3, 4) gezogen
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abdeckschicht (15) als eine weiche Masse auf das Sub
strat (1) aufgebracht wird, indem die weiche Masse über
die eine Seite (5) des Substrats (1) unter Eindrücken in
den der einen Seite (5) zugewandten Endbereich (8) der
Wandungen (2, 3, 4) aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
als weiche Masse Wachs oder ein Fotolack verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Abdeckschicht eine Silizium-Epitaxie-Schicht (22) oder eine Schicht aus BESOI-Material auf die eine Seite (5) des Substrats unter Abdeckung der Durchgangslöcher (25, 26, 27) aufgebracht wird
und die Abdeckschicht (22) nach der Beschichtung des Sub strats mit der leitenden Schicht im der einen Seite (5) zugewandten Endbereich der Wandungen (24) der Durch gangslöcher (25, 26, 27) weggeätzt und die dabei an den Durchgangslöchern (25, 26, 27) entstehenden Metallfolien teile (32, 33, 34) durch pneumatische Druckeinwirkung her ausgelöst werden.
als Abdeckschicht eine Silizium-Epitaxie-Schicht (22) oder eine Schicht aus BESOI-Material auf die eine Seite (5) des Substrats unter Abdeckung der Durchgangslöcher (25, 26, 27) aufgebracht wird
und die Abdeckschicht (22) nach der Beschichtung des Sub strats mit der leitenden Schicht im der einen Seite (5) zugewandten Endbereich der Wandungen (24) der Durch gangslöcher (25, 26, 27) weggeätzt und die dabei an den Durchgangslöchern (25, 26, 27) entstehenden Metallfolien teile (32, 33, 34) durch pneumatische Druckeinwirkung her ausgelöst werden.
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