DE1817434A1

DE1817434A1 - Leitungsanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1817434A1
Application number: DE19681817434
Authority: DE
Inventors: Akira Misawa; Keiichi Nakamura; Gyoji Suzuki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1967-12-30
Filing date: 1968-12-30
Publication date: 1969-08-14
Also published as: GB1249360A; US3773628A; DE1817434B2; DE1817434C3

Description

It 1191

Sony Corporation Tokio/Japan

Leitungsanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitungsanordnung und ein Verfahrtn zur Herstellung einer solohen Leitungs~ anordnung. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine leitüK-gßänordinung von hoher mechanischer Festigkeit und hoher Genauigkeit.

Es ist brtreita eine Leitungsanordnung bekannt, die äußere Leitungen mit den auf einem einzigen Halbleiterteilchen .ausgebildeten Elementen eines integrierten Halbleitftrkreises verbindet j oder toit einzelnen Halblfcitefelementen¹ oder schaltungselementen wie Widerständen und Kondensatoren. Die übliche Leitungsanordnung enthält einen äußeren Eahmen und eine Anzahl von Leitungsarmen, die vom Rahmen ausgehend nach innen gerichtet sind. Sie bestehen aus einer einstückig gen Struktur aires Metallblech^, beispielsweise aua Kovar« Diese bekannte Leitungsanordnuing besitzt eine geringe me oh*· nische Festigkeit und wird leicht verformt,, wenn sie mit einem Halbleiterteilchen verbunden wird. Auch wenn die Lei« . , tungsanordnung und das Halbleiterteilchen durob Umgießen mit Harz zn einer einteiligen Struktur verbunden eind, ie't die Leitungsanordnung immer nqch mechanisohi schwach und wenig praktikabel. Um diese Nachteile zu vermeiden, 1st es bekannti die leitungsanordnung daduroh zu verstärken, dafl

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sie mit einem aus Isolierstoff, beispielsweise Keramik» bestehenden Rahmen oder Gehäuse verbunden wird. Da ferner die bekannte leitungsanordnung eine geringe Stärke aufweist, kann ihr elektrischer Widerstand nioht in dem gewünschten Maße verringert werden; es ist ferner nicht möglich, daß die inneren Verbindungsleitungen gleichzeitig mit den äußeren Leitungen ausgebildet werden. Bei der Herstellung der bekannten leitungsanordnung erfolgt ferner ein Ätzvorgang, bei dem eine sogenannte Seitenätzung vorgenommen wird, die weder eine sehr enge Abstandsteilung (beispielsweise von weniger als 200 Mikron) zwischen den Spitzen benachbarter Leitungen ermöglicht, noch eine Verringerung der Breite der Leitungsspitzen unter 100 Mikron gestattet. Um die mechanische Festigkeit der Leitungsanordnung zu vergrößern, wird ein Material wie beispielsv/eise Kovar, benutzt, das jedoch verhältnismäßig teuer ist.

Die Erfindung betrifft demgegenüber eine Leitungsanordnung, bei der ein dickes Metallblech von guter Leitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer, als Basismetall verwendet wird. Eine Leitungsmetallschicht aus Nickel oder einer Nickellegierung wird als einstückige Struktur auf dein Basismetall vorgesehen. Die Erfindung ermöglicht demgemäß die Herstellung von integrierten Kreisen oder Halbleiteranordnungen, die einen niedrigen elektrischen Widerstand besitzen, eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen und in ihrer Betriebsweise zuverlässig sind; zu diesem Zweck werden die Leitungsanordnung und die Halbleiterteilchen nach der elektrischen Verbindung lediglich mit Harz umformt.

Erfindungsgemäß wird die leitungsmetallsohicht bei der Herstellung der Leitungsanordnung als ätzsichere Schicht verwendet; dadurch ergibt sich eine hohe Ätzgenauigkeit und eine'erhöhte Genauigkeit bei der Herstellung dünner und eng benachbarter leitungen. Die Erfindung gestattet ferner eine

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Vereinfachung bei der gleichzeitigen Herstellung innerer und äußerer Verbindungsleitungen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine leitungsanordnung zu schaffen, die eine hohe mechanische Festigkeit besitzt und genau ein vorgegebenes Leitungsmußter .aufweist. Weiterhin soll durch die Erfindung eine Leitungsanordnung geschaffen werden, die aus einem dicken Basismetäll guter Leitfähigkeit und einer darauf aufgebrachten .Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung besteht.

Ziel der Erfindung ist es weiterhin, eine Leitungsanordnung zu schaffen, die fest auf einer Isolierstoff-Basisplatte angebracht 1st, Me erfindungsgemäße Leitungsanordnung soll ferner gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung Leitungsarme besitzen,die an jenen Stellen dünn ausgebildet, sind, die mit den Oberflächenkontaktbereichen der Halbleiteranordnungen In Berührung kommen. ,

Durch die Erfindung soll weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Leitungsanordnung geschaffen werdenj bei dem eine Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung, die als Leitungsmetallschicht verwendet wird, zugleich als ätzsichere Maske für das Basiametall dient.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung erläuterter AusfUhrungebeispiele hervor. Es zeigen

Pig.1 bJB 4 eine Anzahl von Verfahrensschritten bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung;

Figur 5 eine Aufsicht auf ein AusfUhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung;

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Figur 6 einen Teilschnitt durch eine Leitungsanordnung bei praktischer Benutzung;

Fig.7 - 10 Verfahrensschritte bei der Herstellung eines weiteren AusfUhrungsbeispieles der Erfindung;

Figur 11 eine-Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung ;

Fig.12-14 Schnitte zur Veranschaulichung der Herstellung eines weiteren Ausführungsbeiepieles;

Fig.15 u.16 Schnitte, aus denen sich die Anbringung eines integrierten Halbleiterkreises auf einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung er-. gibt;

Figur 17 eine Aufsicht auf ein weiteres AuBführungebeispiei einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung;

Fig.18-21 Schnitte zur Veranschaulichung der Herstellung der Leitungsanordnung gemäß Fig.17;

Figur 22 einen Schnitt durch eine Leitungsanordnung mit einem darauf vorgeoehenen integrierten Halbleiterkreis.

In den Figuren 1 bis 4 sind als Ausführungsbeispiel
eine Aneahl von Verfahrenaschritten veranschaulicht, die
bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung durchgeführt werden.

Der erste Schritt besteht darin, eine beispielsweise
rechteckige Metallplatte 1 (vergleiche Figur 1) als Basismetall für die endgültige Leitungsanordnung vorzusehen. Da

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die Baaismetallplatte 1 äußere Leitungen bildet, um Elektro-• den von eingebauten Schaltungselementen nach außen zu führen, muß die Baaisraetallplatte 1 aus einem Material beatehen, das einen geringen elektrischen Widerstand besitzt, flexibel ist und zur bequemen Verbindung mit anderen Elementen oder Teilen leicht gehandhabt werden kann. Kupfer und Kupferlegierungen besitzen im allgemeinen eine hohe'Leitfähigkeit, einen niedrigen elektrischen Widerstand, sind ferner verhältnismäßig weich, leicht au verarbeiten, preiswert und bequem erhältlich? bei Verwendung von Kupfer oder Messing werden somit die obigen Forderungen erfüllt. Die Baaismetallplatte 1 besitzt eine mäßige Dicke von beispielsweise 200 Mikron und weist damit eine ausreichende mechanische Festigkeit als Leitungsanordnung auf. Beide Oberflächen der Basiametallplatte 1 aind gänzlich mit Photowiderstandsschichten eines Materialas überzogen, wie ea im Handel unter dem Namen KPE oder AZ erhältlich ist» Der Auftrag erfolgt beispielsweise mittels einer quirlartigen, rotierenden Einrichtung. Die mit dem Überzug versehenen Oberflächen der "Basismetallplatte !'werden einer Lichtbestrahlung durch eine Maske mit einem vorgegebenen Muster ausgesetzt; dann erfolgt ein Hlntwieklungsvorgang, der die Photowiderstandsschichten selektiv jener Flächen entfernt, die einem Muster der letztlich erzeugten Leitungsarme entsprechen. Die Bezugszeichen 2a und 2b kennzeichnen die verbleibenden Photowiderstandsschichten. ■

Als Nächstes werden auf beide Oberflächen der Basi'smetallplatte 1 Metallschichten 3a,3b aus Nickel oder einer Nickellegierung, beispielsweise durch elektrolytische Plattierung, aufgebracht (vergleiche Figur 2). Die Nickellegierung kann beispielsweise eine Nickel-Silber-, Nickel-GoId- oder ähnliche Legierung sein, die eine Affinität mit der oben erwähnten Basismetallplatte besitzt und eine grosse Bindefestigkeit aufweist. We.nn ferner die Schaltungsele-

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mente mit der vervollständigten leitungsanordnung nach dem sogenannten "Gesicht-abwärts-Verblndungaverfahren" (facedown bond method) verbunden werden, kann die oben erwähnte Nickel- oder Nickellegierungascliicht direkt mit Lötmittel verbunden werden, das auf Elektroden eines Pallet niedergeschlagen ist, so daS das Nickel bzw. die Nickellegierung mechanisch und elektrisch gut mit dem Pellet verbunden sind. In diesem Falle ist die Stärke der Metallsohichten 3a,3b vorzugsweise gleich oder kleiner als die der Photowider-Standsschichten 2a,2b. Da die Photowiderstandsschichtsn 2a, 2b in einer Stärke von etwa 10 Mikron hergestellt werden können, kann auch die Stärke der Metallschichten 3a,3b etwa 10 Mikron sein. "Bei Verwendung einer SuIfainat-Nlckel»Lösung sum Aufplattieren das Nickels oder der Kickellegierung, können die Metallschichten in einer Stärke von etwa 10 Mikron in etwas 3 Minuten bei mäßiger Stromdichte aus dem Basismetall gezogen-werden. Die Metallschichten 3a,3b werden in einer derartigen kux*sen Zeit erzeugt; der oben erwähnte-Eleketrolyt ist daher mx Erzeugung der Metallschichten geeignet. Die Erzeugung der Metallsehichten 3a und 3b kann, falls erforderlich, durch Aufdampfen erfolgen.

Nach der Herstellung der Metallschichten 3a und 3b v/erden die Photowiderstandssohiohten 2a und 2b beispielsweise durch eine Toluollöaurg entfernt (vergleiche Fig.3). Das Basismetall 1 wird dann von beiden Seiten durch die Metallschichten 3a und 3b, die als Faake. dienen, welche letztlich für die Metalle.itungen benutzt wird, einer Ätzung unterworfen. Das Itamittel kann in diesem Falle eine 25 ?~ige Ammoniv.mpersulfat-Iiösung od.or eine Ferrichlorid-Lösung sein. Bei Verwendung einer Amnoniiur.persul-fat-Lösung führt das Ätzen bei Zimmertemperatur zu eiiiöm selektiven Entfernen der Basismetallplatte Ί, wobei nur die aus Nickel . bestehenden Schichten 3a und 3b.ausgespart bleiben.

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In Figur 5 ist eine nach: dem Verfahren der Figuren 1 biß 4 hergestellte Leitungsanordnung veranschaulicht. Daß 'Bezugszeichen 4 kennzeichnet die Leitungsarme, deren Spitzen 5 direkt mit den Elektroden 7 von Halbleiterelementen verbunden sincl» beispielsweise von integrierten Halbleiterelementen, din auf einem Halbleiterpellet ausgebildet sind. Die Leitungearme 4 sind über einen äußeren Rahmen 8 miteinander verbunden. Nachdem die Elektroden der auf dem Pellet 6 vorgesehenen Halbleiterelemente direkt mit den Spitzen 5 der Leitungsarme - 4 verbunden und mit einem Epoxyharz 9 (ver gleiche Fig,6) umgössen ,sind, wird die Leitungsanordnung längs der in Figur 5 strichpunktierten Linien 10 getrennt. Dann werden die zwischen benachbarten Leitungsarmen vorhandenen Verbindungsteile 11 entfernt, so daß die leitungsarme voneinander unabhängig v/erden. Beim Verfahren der Figur 3 kann auf die Metallschichten 3a und 3b durch Plattieren ein Metall, wie Gold oder Silber, aufgebracht werden. Die PhotowiderstandsBchiehtett 2& und 2b, die bei dem erläuterten AusfUhrungsbeispiel als Ätzinasken Verwendung finden, können durch Masken aus Epoxyfarbe oder Phenolfafbe (gemäß einem Siebdruckverfahren) ersetzt werden.

Die Figuren 7 bis 10 veranschaulichen ein weiteres AußführungBbeiEplel der Erfindung. Zunächst wird eine Baßisffiotai.lplattt· ί aus Kupfer hergestellt, die die Basis der vollHtändigen Iieitungsarme bildet. Dann werden beide Oberflächen eier Bas iometallplatte 1 mit einem Überzug von Metallschichten ";^;a,'5b versehen, in dem in gleicher Weise wie bei dem vorhergehenden /lusführungsbeispiel Ifickel oder eine nickellegierung elektrolytisch aufplattiert werden. Bei die-aem-elektrolytisch!?- Pint tie rver fahren kann eine Nickelcli.To.ciiSlöfm.ftgTe^v/enöet werden; es kann jedoch ebenso wie beim vorhergehonden /usfülirungsboispiel auch eine Nickeloulfamat]ösung "benutzt werden. Die Stärke der Schichten 3a und 3b kann wit; bei -dem"-vorhergehenden Ausführungsbeiepiel

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etwa 10 Mikron gewähit werden/

, Die Oberflächen der Metallschichten 3a und 3b werden gänzlich mit Photowiderstandsschichten 12a und 12b «Ines Mäterialee wie KPE oder AZ überzogen; hiernach werdÄn die mit dem überzug versehenen Oberflächen belichtet und darauf entwickelt, «o daß ausgewählte Bereiche der Photowiderfitandßschiphten entfernt werden, während 'die Schichten 12a, 12b in eintm¹ Hunter der letztlich herzustellenden Leitungsmrme vnrbleiben (vergleiche Fig.8). .

Dann werden die freigelegten Metallschichten 3a und 3b durch Ätzen entfernt (vergleiche Flg.9). Wenn die Metalischichten 3ft und 3b wie beim vorhergehenden Ausführungsbeiepiel aus Nickel hergestellt sind, kann man eine 25 $- Ammoniumpersulfatlösung verwenden, die etwas, beispielsweise auf 60⁰C, erwärmt 1st. Hiernach wird die Bas.ismetallpla.tte 1 mit einem ähnlichen Ätzmittel bei''Zimmertemperatur selektiv weggeätzt (vergleiche Fig.10) wobei eine Leitungsanordnung ähnlich der der Figur 5 verbleibt* In diesem Falle eind die KPR-Schichten 12a und 12b selbstverständlich entfernt. Beim Verfahren der Figur 9 kann man auch die nickelplattierten Schichten 3a und 3b selektiv mit einer lösung wegätzen, die aus Glyzerin und HNO- im Verhältnis 1:1 besteht; dann wird die Basismetallplatte 1 selektiv mit der 25 ^-Ammoniumpej^eulfatlösung bei Zimmertemperatur weggejätzt. Bii» vorliegenden Ausführungsbeispiel können die nickelpla^tierten Schichten 3a und 3b in einer etwas größeren

als beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel

werden, Falls erforderlich kann auf den ichlohten 3a und 3b ein Niederschlag, beispielswei- -«1|fMi$i3üld» durch Plattieren oder ein ähnliches Verfahren

^ fcuLlferbeim Xtaen der Basismetallplatte 1 die Metallschicht *β» '3a⁵tika 3b aus Nickel oder einer Nickellegierung als Mao=

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ken benutzt werden, kann die Empfindlichkeit des Ätzvorgangea erhöht werden. Der bekannte Stand der Technik verwendet nämlich Photowiderstandsschichten aus KPE oder dergleichen als Masken für das Ätzen der Basismetallplatte; solche Photowiderstandsschichten werden jedoch durch Feuchtigkeit beeinträchtigt und lösen sich beim Ätzen leicht von der Basismetallplatte, was die Erzeugung vorgegebener Leitungsmuster unmöglioh macht. Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil vollständig vermieden.

Ein gleichzeitiges Ätzen der Basismetallplatte 1 von der oberen und unteren Oberfläche her verringert ferner den Einfluß der sogenannten■Seitenätzung und führt zu ei- ,. ner vergrößerten Ätzgenauigkeit· . '

Da bei den vorhergehenden AusfUhrungsbeispielen die Spitzen der Leitungsarme dieselbe Stärke wie die anderen Teile der Arme aufweisen, tritt bei der Verbindung dea HaIblei'certeilchena mit, den Leitungsarmen eine gewisse Schwierigkeit aufj selbst nach der Verbindung besteht ferner die Gefahr, daß das Halbleiterteilchen durch eine vom Biegen der äußeren Leitungen herrührende Beanspruchung abgebrochen wird.

•Die Fig.11 bis 16 zeigen eine Leitungsanordnung, deren Leiurngsarme nur an den Spitzen dünn ausgebildet sind, woduroh der srläuterte Nachteil vermieden wird; weiterhin veranschaulichen die genannten Figuren einige Verfahrensschritte RVP Herstellung einer derartigen Leitungsanordnung.

Die zahlreichen Leitungsarme 30 dieses AusfUhrungsbi'ispieles sind so angeordnet, daß sie mit vielen Elektroden unmittelbar verbunden werden können (vergleiche Fig.11). Bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist eine Metallschicht 32 dünn in wenigstens zwei Schichten "auf der Basisplatte 21 ausgebildet (letztere dienet als Leitungebaaiej.

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Die Bastsmetallplatte 21 ist an jenen Spirfczen der arme 30 entfernt, die mit den oben erwähnten Elektrode^ verbunden werden sollen. Die dünne Metallschicht 32 fff daher als Spitze jedes Leitungsarmes 30. Auf der andere.« Seite sind die Leitungsarme 30 über einen äußeren Rahmen 30a mechanisch miteinander verbunden. Zunächst wird - wif ; in Figur 12 dargestellt - eine Kupferplatte 21 hergestellt, die als Leitungsbasis dient. Auf die Oberseite 24a, und die Unterseite 21b dieser Kupferplatte 21 werden Photowiderstandsechichten 22a,22b selektiv an den Bereichen niedergeschlagen, die letztlich weggeätzt werden sollen.

Dann werden auf !beide Seiten der durch die Photowiderstandsschichten 22a ujnd 22b maskierten Basismetallplatte 21 Metallschichten 23a und 23b durch elektrolytisches Plattieren aufgebracht. Falljs erforderlich, werden zweite Metallschichten 24a,24b in entsprechender Weise auf den Metallschichten 23a und 23b durch elektrolytisches Plattieren hergestellt (Figur 13). Die Meta]!schichten 23a und 23b bestehen aus einem Metall, das bei dem folgenden Ätzen-der Basismetallplatte 21 schwer weggeätzt wird. Besteht.die Basismetallplatte 21
ten 23a und 23b aus

aus Kupfer, so können die Metallschicht ickel, Chrom, Silber, Gold, Zinn oder

Lötmittel hergestellt und beispielsweise in einer Stärke von 25 bis 30 Mikron

aufgebracht werden. Die zweiten Me-», tallschichten 24a und 24b können niedergeschlagen werden, wenn die Differenz in der Ätssgesohwindigkeit zwischen den Metailsohichten 23a,23b und der Basismetallplatte 21 klein ist; sie können aus einem ätzsicheren Material wie Gold, Silber oder dergleichen hergestellt werden. Diese Metalle sqhiohten 23a,23b,24a und £4ft können auch durch Aufdampfen oder ein ähnliches Verfahren erzeugt werden.

Nach der Herstellung de* ersten und zweiten Metallschichten 23a,23b,24ai2#Ü^lw#r4en die Photowid,erstands4 [ff ;;J ■$ohiphten 22a und 221» ^fffi^ -(yeye^eiphe. Pig.r4>_f ij

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21 von, beiden Seiten geätzt wird* Das L'ikatati eine Mischung'einer Ferrichloridliteung oder ,HOiWe ,'£5 ^Amm'oniumperetilfatlöBung mit Bioaphorsäure «ein, •toe^xi die Baeismetallplatte 21 aus Kupfer besteht» Das £tz-' Mittel entfernt ausgewählte Bereiche der Basismötallplatte 21 (vergleiche Pig,9) läßt dagegen di© MetallBehichten 23a. und j23b bestehen, djksι heißt,die an Hand von Figur 11 be-■dhrifebentn Schichten 32 aij den Sp it äsen-33 der Leitungsarme¹ 3Öj auf diese Weise wird die gewünschte Leitungsaiiördnung erzeugt» Die Kupferschieht der Spitze 33 jedes Leitungsarmes kann zu einem kleinen Teil verbleiben. * .

Die Baeismeto.ll.piatte §1 kann von beiden Seiten her

, geätzt wetfden» nachdem die "Photov/iderstandsßchicht (vergleiche Fig.. 13) selektiv in jenen Bereichen entfernt let, die den Spitzen der Leitungsanioie entsprechen» nachdem die Baeismetallplatte 21 von ihrer Unterseite 21b her bis

.'J5U eitieic Tiefe, die etwa!.ihrer halben Stärke entspricht,* weggeätzt ist und die verbleibenden HiotowiäerBtandssehichten 22a und 22b äntfernt sinä. Bei diesem Verfahren ist die Zeit zum Ätzen der Spitzen der Leitungsarme gleich der Zeit der Ätzung der anderen Teile, so daß keine übermäßigen ützerscheinungen auftreten; man erreicht auf diese Weise eine erhöhte.Xtzgenauigkeit. jDie Leitungsanordnung kann auf ihrer ganzen Oberfläche zur mechanischen Verstärkung mit einer Plattierung aus Nickel oder dergleichen versehen werden.

Bei einer solchen Leitungsanordnung .werden die Spitzeii , 3| der Leitungsarme 30 beispielsweise durch elektrolyti- . sches Mattieren dünn ausgebildet» so daß Teilung und Brei-* te der Leitungsarmspitzen äußerst verringert werden können. < Diese LeitungBanprdnung eignet sich daher besondere für, ;<fr Fälle, wenn Elektroden von min ia tür Meierten integrierten i, ^! Kreisen nach außen geführt werden müssen. ^, ί

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Die Figuren 15 und 16 veranschaulichen die Herstellung eines integrierten Kreises mit der erfindungsgemäßen Leitungsanordnung. Ein integrierter Kreis 26 mit zahlreichen vorstehenden Elektroden 25 ist mit der Leitungsanordnung nach dem sogenannten "Gesicht-abwärts-Verbindungsverfahren" derart verbunden, daß die Elektroden 25'die Spitzen der Leitungsarme 30 berühren (vergleiche Fig.15) wonach die Leitungsarme 30 und der integrierte Kreis 26 beispielsweise mit einem Epoxyharz 27 umgössen werden (vergleiche Fxg.16). Die Leitungearme 30 werden dann längs der in den Figuren 11 und 15 strichpunktierten Linien 28 getrennt; hiernach . werden die zwischen benachbarten Leitungsarmen vorhandenen Verbindungeteile 41 entfernt, so daß die Arme unabhängig voneinander werden und eich eine integrierte Schaltungsanordnung ergibt· Der integrierte Kreis 26 kann an der· Metalls oh ich t 23a auch von der Seite der Bfcsismetailplatte 21 her anliegen, wie in Figur 16 gestrichelt, veranschaulicht 1st. Die erwähnten Schichten 33a,33b,34a,34b müsaen ferner nicht in zwei Schichten, sondern können auch in mehr ale ewei Schichten hergestellt werden. Beim Umgießen baw. Umspritzen dee integrierten Kreises 26 muß darauf geachtet werden, daß das Harz die Schaltungselemente nicht berührt, damit das Harz 27 keine mechanischen Beanspruchungen auf den Integrierten Kreis 26 ausübt. Die Photowiderstands» schichten 24a und 24b, die auf den Metallachichten 23a und 2jb verbleiben, schützen letztere.

Wie oben erläutert, ermöglicht die Erfindung eine Vereinfachung bei der Herstellung einer Leitungsanordnung, bei der die Leitungsarme eine äußerst kleine Abstandstoilung von beispielsweise 100 Mikron und eine geringe Breite von etwa 50 Mikron besitzen. Die Basißtnetallplatte 21 kann aus einem gewünschten Material, wie Kupfer oder dergleichen, hergestellt werden; die erfindungsgemäße Leitungsanordnung ist demgemäß preiswert.

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Die Erfindung wurde in der Anwendung einer Leitungs-' anordnung bei einem integrierten Kreis erläutert; es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch bei anderen Halbleiterelementen, wie Transistoren und .dergleichen eingesetzt werden kann.

Bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen können die Internen Verbindungsleitungen für die einzelnen Elektroden jedes integrierten Kreises oder zur Verbindung der Elektroden benachbarter integrierter Kreise in die Leitungsanordnung nicht im voraus eingefügt werden, wie die oben erwähnten' äußeren Leitungen. Die Internen Verbindungsleitungen werden jedoch weitgehend zusammen mit den äußeren Leitungen benötigt.

Die "Figuren 17 bis 22 zeigen ein weiteres Ausführungs-. beispiel der Erfindung, bei dem die inneren Verbindungsleitungen zusammen mit den äußeren Leitungen hergestellt werden; ferner veranschaulichen diese genannten Figuren einige Verfahrensschritte bei der Herstellung einer solchen Leitungsanordnung .

Die- Leitungsanordnung dieses Ausfuhrungsbeispieles weist zahlreiche äußere Leitungsarme 50 auf, die mit zahlreichen Elektroden, beispielsweise von Elementen eines integrierten Kreises, direkt verbunden sind. Jeder Leitungsarm 50 enthält zwei dünne Metallsohichten 52, die auf einer Metallbaßisplatte 51» die die Leitungsbasis ist, ausgebildet sind. Die Spitzen 53 der Leitungsarme 50, die mit den Elektroden verbunden sind, sind daduroh dünn ausgebildet, daß dl* Basismetallplatte 51 unter diesen Spitzen 53 entfernt ist. Die äußeren Leitungsarme 50 sind über einen , äußeren Rahmen 50a zu einer einteiligen Struktur mechanisch zusammengefaßt*

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Weiterhin ist bei diesem AusfÜhrungsfceispiel eine Isolierstoff-Basisplatte 55 aus einem klebfähigen Isolierstoff, wie Glas oder Keramik, auf der leitungsanordnung auf der Seite der Metallschicht 52 der Leitungsarme 50 so angeordnet, daß die leitungsarme 50 von ihren zentralen Teilen bis zu den Spitzen 53 umfaßt sind. Auf der Basisplatte 55 .sind innere Verbindungsleitungen 50' ähnlich den äußeren Leitungsarmen 50 in einem vorgegebenen Muster angebracht; die Spitzen 53* dieser inneren Leitungen 50' sind in gleicher Weise wie die der äußeren Leitungsarme 50 ausgebildet.

An Hand der Figuren 18 bis 22 sei die Herstellung dieser Leitungsanordnung im einzelnen erläutert. Die Figuren 18 bis 21 stellen vergrößerte Teilechnitte längs der Linie XXII - XXII der Figur 17 dar.

Es wird zunächst die Basismetallplatte (vergleiche Figur 17), beispielsweise in Form einer rechteckigen Kupferplatte 41 mit 200 Mikron Stärke hergestellt.

Beide Oberflächen 41a und 41b dieser Basismetallplatte 41 werden wie bei den vorhergehenden AusfUhrungsbeispielen mit Überzügen von Photowiderstandeechichten 42a,42b versehen. Die mit dem Überzug versehenen Oberflächen dar Basismetallplatte 41 werden dann'selektiv nach einem Liohtätzverfahren geätzt, so daß die Photowiderstandsechicht 42a im Muster der endgültigen Leitungsanordnung der Figur 17 entfernt wird, während die Photowideratandsschicht 42b an allen Stellen außer denen entfernt wird, die der verbleibenden Fhotowiderstandssohicht 42a und den Spitz«» 53,53* der Leitungen 50,50* entsprechen«

Dann werden die Metallschichten 43a und 43b durch elektrolytisches Plattieren der Oberflächen der Bäeismetallplatte 41, die durch die verbleibenden Photowiöer-

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standsschichteB 42a,42b maskiert sind, niedergeschlagen. Erforderlichenfalls werden zweite Metallsehichten 44a,44b in gleicher Weise durch elektrolytisches Plattieren auf die Me tall schieilten 43a,43b aufgebracht. Die Metalls chichteii 43a_t4 3b können beispielsweise auo üfickel mit einer Stärke von 25 biö 30 Mikron hergestellt werden. Nur dann, wenn die Differenz in der Ätzgeschwindigkeit zwischen den Metallschichten 43a,43b und der Basismetallplatte 41 klein ist, können die zweiten Metallßchichten 44&t44b aus einem ätzsicheren Material, wie beispielsweise Gold, hergestellt werden.

Danach wird die PhotowiderstandsBchicht 42b mit einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise Toluol, nur in den Bereichen entfernt,'die den Spitzen 53 der Leitungsarme 50 der vervollständigten Leitungsanordnung entsprechen; die freigelegten Bereiche der Basismetallplatte 41 werden bis zu einer Tiefe, die etwa der halben Plattenstärke entspricht, weggeätzt. Für diesen Ätzvorgang wird als Ätzmittel die Mischung einer Ferrichloridlösung oder einer 25 96-Ammoniumpersulfatlösung mit Phosphorsäure benutzt* Bei diesem Ätz-Vorgang ergibt sich eine Struktur, bei der die Teile der Basismetiillplatte 4I. die den Spitzen 53 der endgültigen Leitungsarme 50 entsprechen, von ihrer Unterseite her bis zu einer Tiefe etwa der halben Dicke entfernt sind (vergleiche Fig.19).

Nach dem Ätzen der Basismetallplatte 41 werden die verbleibenden Fhotowiderstandsschichten 42a und 42b sämtlich mit Tolucl entfernt, wonach die an Hand Von Figur 17 beschriebene Easinplatte 55 auf die Basismetallplatte 41 auf ö.er Seite der Hetallschichten 43a,44a (die letztlich die Spitzen dei Leitungsarme bilden) aufgebracht wird (vergleiche Fi£.2O). \\^Tenn die Baaisplatta 55 aus Glas oder Keramil: hergestellt ist kann sie mit der Basismetallplatte 41 durch einen Klebstoff, beispielsweise ein Epoxy-Harz,

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ein Phenolharz oder dergleichen verbunden werden; ist die Basisplatte aus einem Harz hergestellt, so kann sie mit der Baeismetallplatte durch einen bekannten Formvorgang (Pressen, Spritzen, Gießen usw.) verbunden werden. ·

Als Nächstes wird die Basismetallplatte 41 von beiden Seiten her geätzt, wobei die Metallschichten 44a,43a,44b, 43b und die Basisplatte 55 als Masken benutzt werden. Das oben erwähnte Ätzmittel kann hierbei verwendet werden. Als Ergebnis dieses Ätzvorganges verbleibt an der Spitze 53 Jedee LeitungBarmes 50 die Schicht 52, die aus den Metall·* schichten 43a und 43b (wie zuvor an Hand von Figur 17 er-' läutert) besteht; die internen Verbindungsleitungen 50' verbleiben an der Unterseite der Basisplatte 55 an Stellen zwischen denjenigen Bereichen der Basismetallplatte 41* die zuvor beim Verfahren der Figur 19 biä zu einer Tiefe etwa gleich der Hälfte der Plattenstärke weggeätzt wurden. Auf diese Weise ergibt sich die in Figur 21 dargestellte erfindungsgemäße Leitungsanordnung..

Bei einer eolchen leitungsanordnung werden die Spitzen 53 der Leitungsarme 50 beispielsweise durch Elektroplattieren dünn ausgebildet, so daß die Abstandsteilung und die Breite der Leitungsarmspitzen äußerst gering gewählt werden können; dadurch lassen sich auch die Elektroden von miniaturisierten integrierten Kreisen leicht nach außen führen. Wie aus den Figuren 17 bis 21 hervorgeht, kann die oben beschriebene Leitungsanordnung mit den internen Verbindungsleitungen 50' versehen werden, so daß Verbindungen einer Vielzahl von Elektroden gleichzeitig dadurch erreicht werden können, daß auf die Leitungsanordnung Halbleiterpellets 46 aufgesetzt werden, die Halbleiterelemente tragen; das Aufsetzen und die Verbindung erfolgen wiederum nach der sogenannten "Gesicht-abwärtε-Verbindungsmethode". Die integrierten Kreise 46 mit den via-

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len daran vorgesehenen, vorstehenden Elektroden 45 werden mit der leitungsanordnung naoh dem geaehilderten 'Verfahren so verbunden, daß die üüektroden 45 in Eingriff .mit den Spitzen 53,53' der Leitungsarme 50,50' kommen, wonach die Leitungsarme 50,50' und die integrierten Kreise 4δ beispielsweise mit Epoxyharz 47 umgössen werden (vergleiche Figur 22) < Die äußeren leitungen 50 werden dann längs der-gestrichelten Linien 48 (vergleiche Figur 17) getrennt und auf dieae Weise unabhängig voneinander gemacht»

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Claims

Patentansprüche

1.) Leitungsanordnung, bestehend aus einem äußeren Rahmen und einer "Vielzahl von vom Rahmen ausgehenden» nach innen gerichteten Leitungsarmen, mit einer aua Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Basismetallpla'b te und wenigstens einer auf die ganze Oberfläche der Basiametallplatte aufgebrachten Leitungsmetailschicht, die dünner als die Basismetallplatte ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Leitungsmetallschicht ein Material gewählt i.^c3t, das beim Ätzen der Basismetallplatte schwer zu entfernen ist.

2.) Leitungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Spitzen der Leitungsarme dünner als die äußeren Teile der Leitungsarme ausgebildet sind.

3.) Leitungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß v/enigdtens ein-feil $ des Leitungearmes mit einer- Isolierstoff--Basisplatte verbunden i«t, mit der ferner Verbindungsleitungen ver bunden sind, die aue wenigstens einem Le:"tungsmetall bestehen, das auf die Oberfläche der aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellten Ba3^metallplatte aufgebracht und vom äußeren Rahmen getrennt ist.

4.) Leitungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsmetall durch Nickel, eine Nickel-Silber-Legiarung, eine Nickel-Gold-Legierung, Chrom, Silber, Gold, Zinn oder ein lötmittel gebildet wird.

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5·) Leitungsanordnung'nach einem der Ansprüche 1 dIb 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungemetall aus einer Anzahl von Schichten besteht.

6.) Leitungsancrdnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichne", daß die Oberflächen der mehreren Schichten des Leitungsmetallee nine Deckschicht von Gold oder Silber aufweisen.

7.) .Leitungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 biß 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungemetall eine Flettierungss'chicht oder eine plattierte Schicht ist.

8.) Verfahren zur Herstellung einer Leitungsanordnung, die aus einem äußeren Bahiaen und einer Anzahl von voE- Rahtaon aus nach innen gerichteten Leitungsarmen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Basisntetallplatte aiiH Kupfer oder einer Kupferlegierung vorgese-

hc-n ißt, daß .uf wenigstens einer Oberfläche der Baeisii«etal." platte in einem vorgegebenen Huster eine Leitung »ire till schicht aufgebracht ist, die aus einem echver ätabarsn Material besteht und daß die Basiert stallplatte fco geätai. wiri', daß sie selektiv in denjenigen Bereichen entfernt wird, auf denen sich kein IeitungfnetallschichtEuftrag befindet.

9.) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, deρ dl 3 Leitungsmetallschicht eine Flattierungaschioht cde:o air-i plattierte Schicht ist.

■Ο.» Ver:-?{ü.ir£:i γλιχ Her.-steJJung einer Leitungsanordnung, be- -UJE einem äußeren Rahmen und einer Anzahl von

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vom Rahmen aus nach innen gerichteten Leitungsarmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Baeismetallplatte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung vorgesehen ist, daß auf wenigstens eine Oberfläche der Basismetallplatte eine Photowiderstandsschicht aufgebracht wird, die dem Licht in einem vorgegebenen Muster ausgesetzt wird, daß dann die Photowiderstandsschicht entwickelt wird, so daß ein bestimmtes Muster der Schicht verbleibt, daß hiernach eine Leitungsmetallschicht durch Plattieren auf die Baeismetallplatte in den Bereichen aufgebracht wird, von danen die Photowiderstandsschicht entfernt wurde, und daß schließlich die Basismetallplatte so geätzt wird, daß sie selektiv in den Bereichen entfernt wird, auf die kein Auftrag der Leitungsmetallschicht erfolgte.

11.) Verfahren zur Herstellung einer Leitungsanordnung, bestehend aus einem äußeren Rahmen und einer Anzahl von vom Rahmen aus nach innen gerichteten Leitungsarmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine .Basismetallplatte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung vorgesehen ist, daß auf w&nipstsns einer Oberfläche der Bßsismetallplatte eine Laltun^ßmetallöchioht vorgesehen wird, daß dann - auf die Leitungen©tailsohioht eine ätsisichere Schicht in einem vorgegebenen Muster aufgebrächt wird, daß die Leitungsmetallschich* dann geätzt wird, so daß sie selektiv in einem vorgegebenen Muster verbleibt, und daß schließlich die BasißEietallplatte geätzt wird, so daß sie selektiv in denjenigen Bereichen entfernt wird, die keinen Auftrag der Leitungsmetallschicht erhalten haben.

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12.) Verfahren zur Herstellung einer Leitungsanordnung, bestehend aus einem äußeren. Hahmen und einer Anzahl von vom Rahmen aus nach innen gerichteten Leitungsarmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine BasiBBietallplatte vorgesehen ist, daß auf eine Oberfläche der Basismetallplatte eine leltungsmetallsehicht in einem Muster aufgebracht wird, das der gewünschten Leitungsanordnung entspricht, wobei die Leitungsmetallschicht aus einem Material hergestellt wird, das schwerer als die Basismetallplatte zu ätzen ist, daß auf die andere Oberfläche der Basismetallplatte eine Leitungsmetallschicht in einem Muster aufgebracht wird, das der erstgenannten Leitungsmetallsohieht entspricht, von dem jedoch ein vorgegebener Bereich entfernt ist, und daß die Baaismetallplatte schließlich geätzt wird, so daß sie an gewünschten Bereichen entsprechend dem vorgegebenen Muster entfernt wird»

15«) Verfahren zur Herstellung einer Leitungsanordnung, bestehend aus einem äußeren Rahmen und einer Anzahl von vom- Hahmen aus na'oh. innen gerichteten Leitungsarmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Basismetallplattü aus Kupfer oder einer Kupferlegierung vorgesehen ist, daß eine Leitungsmetallschicht auf wenigstens einer Oberfläche der Basismetallplatte in einem vorgegebenen Muster vorgesehen wird, wobei die Leitungsmetallschicht aus einem schwer ätzbaren Material hergestellt wird, daß die Basismetallplatte mit einer Isolierstoffplatte verbunden wird urcl daß die Basismetallplatte schließlich geätzt wird, wobei sie selektiv in denjenigen Bereichen entfernt wird, die lcsinen Auftrag der Leitungsmetallschicht erhalten haben.

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