DE1179280B - Verfahren zur Herstellung von loetfaehigen Kontaktstellen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von lötfähigen Kontaktstellen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von lötfähigen Kontaktstellen an dünnen Schichten aus schlecht oder nicht lötfähigen Metallen, die auf einen isolierenden Träger aufgebracht sind.
• In der Elektrotechnik gibt es viele Fälle, bei denen Schichten aus schlecht oder nicht lötfähigen Metallen, die auf einen isolierenden Träger aufgebracht wurden, mit elektrischen Anschlüssen versehen werden müssen. So werden beispielsweise Widerstände in Form von dünnen Schichten durch Aufdampfen auf eine isolierende Trägerunterlage hergestellt und müssen an ihren Enden mit geeigneten Kontakten versehen werden. Am einfachsten sind elektrische Kontakte durch Anlöten anzubringen. Es ist jedoch bei Schichten aus schlecht lötfähigen oder nicht lötfähigen Metallen schwierig, wenn nicht gar unmöglich, durch Löten geeignete Kontakte anzubringen. Andere Kontaktierungsverfahren, wie z. B. Schweißen, stoßen insofern auf Schwierigkeiten, weil hierbei die dünnen Schichten leicht beschädigt oder zerstört werden.
• In neuerer Zeit sind sogenannte integrierte Schaltungen oder Dünnfilmschaltungen bekanntgeworden, bei denen die passiven elektrischen Bauelemente wie Widerstände und Kondensatoren nach Art einer gedruckten Schaltung gleichzeitig mit den Leitungszügen für die Verbindungen hergestellt werden. Als Material für solche Dünnfilmschaltungen wird mit Vorteil Tantal verwendet, aus dem sich leicht Widerstände und Kondensatoren herstellen lassen. Die Tantalschicht wird hierbei beispielsweise durch Kathodenzerstäubung auf eine geeignete isolierende Unterlage, wie z. B. Glas, aufgebracht, und nach einem Fotoätzverfahren wird ein Teil der Tantalschicht so weggeätzt, daß die Leitungszüge, Widerstände und Kondensatoren in Form von dünnen Streifen zurückbleiben. Die aktiven Bauelemente können nicht aus der Tantalschicht erzeugt werden und müssen nachträglich in die Schaltung eingelötet werden. Zum Anschluß einer solchen Dünnfilmschaltung und zum Anbringen der aktiven Bauelemente wie Dioden und Transistoren sind bei solchen Schaltungen Anschlußstellen vorgesehen, an welche die entsprechenden elektrischen Leitungen angelötet werden. Da sich Tantal nur schwer oder nicht löten läßt, werden die Leitungszüge der Schaltung mit einer dünnen Goldschicht bedampft, welche zusätzlich die Aufgabe- hat, den elektrischen Widerstand der Zuleitungen herabzusetzen. Es ist nun zwar möglich, an die auf der Tantalschicht angeordnete Goldschicht Kontakte anzulöten, jedoch ist dies sehr schwierig, und die Kontakte lösen sich leicht ab. Die dünne Goldschicht löst sich nämlich beim Aufbringen von Lot in diesem auf, so daß das Lot auf die darunter befindliche Tantalschicht zu liegen kommt, auf der es nicht haftet. Wenn es schon gelingt, an der dünnen Goldschicht einen Leitungsdraht anzulöten, so ist die mechanische Festigkeit nur sehr gering, da der Lottropfen sich leicht mit der darunter befindlichen Goldschicht vom Tantal ablöst.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung von lötfähigen Kontaktstellen an , #dünnen Schichten aus schlecht oder nicht lötfähigen Metallen auf einem isolierenden Träger anzugeben, das eine gut leitende und mechanisch feste Verbindung von elektrischen Anschlüssen durch Anlöten ennöglicht.
• Gemäß der Erfindung wird vor dem Aufbringen der Metallschicht, z. B. der Tantalschicht, auf den Isolierstoffträger eineSchicht aus gut lötfähigem und in einem Ätzmittel für das schlecht lötfähige Metall unlöslichem Metall aufgebracht und nach dem Aufbringen der Schicht des schlecht lötfähigen Metalls ein Teil dieser Schicht wieder entfernt, so daß dabei die darunterliegende Schicht aus gut lötfähigem Metall freigelegt wird.
• Die Schicht aus gut lötfähigem Metall wird zweckmäßig auf den Isolierstoffträger, gegebenenfalls unter Verwendung einer Schablone, durch Aufstreichen, Aufspritzen oder Aufdrucken aufgebracht und danach in den Träger eingebrannt. Zur Herstellung der Kontaktstellen gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere das sogenannte Einbrennsilber, das als Paste auf die isolierende Unterlage aufgebracht wird. Durch Erhitzung bildet sich eine fest mit dieser Unterlage verbundene Silberschicht. Es werden also zunächst an den Kontaktstellen oder auch zusätzlich noch an den Stellen, wo die Leitungszüge verlaufen, die entsprechenden Flächen der Isolierstoffunterlage mit Einbrennsilber bestrichen und dieses in die Unterlage eingebrannt. Danach erst wird die Schicht aus schlecht lötfähigem Metall, wie z. B. Tantal, aufgebracht, beispielsweise durch Kathodenzerstäubung. Nun wird in üblicher Weise nach einem Fotoätzverfahren das. ijberschüssige Tantal entfernt, so daß nur die Leitungszüge und die passiven Bauelemente in Form von dünnen Tantalstreifen zurückbleiben. Gleichzeitig wird hierbei anden.Kontaktstellen die Tantalschicht teilweise entfernt,so daß die darunterliegendeSilberschicht zutage tritt. Nach Fertigstellung der Schaltung können in einfacher Weise an diesen Stellen die elektrischen Zuleitungen angelötet werden, da sich Silber sehr gut löten läßt und in gutem elektrischem Kontakt mit der aufgestäubten Tantalschicht steht. Da die Silberschicht in die -Trägerunterlage eingebrannt wurde, sind die so erhaltenen Kontakte auch mechanisch- sehr stabil.
• Es ist weiter möglich, in an sich bekannter Weise auf die Schicht aus schlecht lötfähigem Metall, beispielsweise auf das Tantal, eine Schicht aus einem gut leitenden Metall, wie z. B. Gold, aufzubringen. An den Kontaktstellen liegt die Goldschicht dann -direkt auf der Silberschicht. Beim Anlöten an diesen Stellen treten jedoch nicht die zuvor beobachteten Nachteile ein, da die Lötverbindung bis zur Silberschicht hindurchreicht.
• Auf diese Weise ist die Herstellung von lötfähigen Kontaktstellen bei Dünnfilmschaltungen aus Tantal möglich, es können aber auch sonst lötfähige Kontaktstellen hergestellt werden, wo Schichten aus schlecht oder nicht 1Zitfähigem Metall auf einem isolierenden Träger mit einem elektrischen Anschluß versehen werden müssen.
• Beim Ätzen von Tantal wird üblicherweise eine Mischung von konzentrierter Flußsäure und Salpetersäure verwendet, welche das Silber jedoch nicht auflöst, da sich eine dünne Schicht aus Silberfluorid auf dem Silber bildet. Diese Schutzschicht aus Silberfluorid löst sich beim Spülen mit Wasser nach dem Ätzen, so daß das Löten dadurch nicht behindert wird. An Stelle des Silbers kann auch ein anderes geeignetes Metall verwendet werden, das sich in der verwendeten Ätzlösung jedoch nicht lösen darf.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1 Verfahren zur Herstellung von lötfähigen Kontaktstellen an dünnen Schichten aus schlecht oder nicht lötfähigen Metallen auf einem isolierenden Träger, insbesondere zur Kontaktierung von Tantalschichten bei Dünnfilmschaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Metall-, insbesondere Tantalschicht auf den Träger eine Schicht aus gut lötfähigem, in einem Ätzmittel für das schlecht lötfähige Metall unlöslichem Metall aufgebracht und daß nach dem Aufbringen der Schicht des schlecht lötfähigen Metalls ein Teil dieser Schicht wieder entfernt und damit die darunterliegende Schicht aus gut lötfähigem Metall freigelegt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus gut lötfähigem Metall auf den Träger, gegebenenfalls unter Verwendung einer Schablone, aufgespritzt, aufgestrichen oder aufgedruckt und danach eingebrannt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die freigelegten Teile der Schicht aus gut lötfähigem, Metall und mindestens auf einem Teil der Schicht aus schlecht lötfähigem Metall eine weitere Schicht aus gut leitendem Metall aufgebracht wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadaurch gekennzeichnet, daß bei Schichten aus Tantal als gut lötfähiges Metall Silber verwendet wird. 5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die freigelegten Teile der Silberschicht und mindestens auf einen Teil der Tantalschicht eine Goldschicht aufgebracht wird.