DE1817434B2 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung mit einem äußeren Rahmen und einer Anzahl von Leitungsannen, die sich vom Rahmen aus mit ihren freien Enden nach innen erstrecken, welche zur Verbindung mit entsprechenden miniaturisierten Schaltungselementen einen Abstand voneinander aufweisen, wobei eine elektrisch leitende Basismetallplatte vorgesehen wird, auf beide gegenüberliegende Seiten dieser Basismetallplatte eine aus tinem schwer ätzbaren leitenden Metall bestehende Leitungsmetallschicht in Mustern aufgebracht wird, die im wesentlichen dem des gewünschten Rahmens und der Leitungsarme entsprechen, und wobei dann beide Seiten der Basismetallplatte so geätzt werden, daß auf beiden Seiten aus der Basismetallplatte Bereiche selektiv entfernt werden, die keine Leitungsmetallschicht tragen.

Aus dem Buch von P. Eisler »Gedruckte Schaltungen«, Carl Hanser Verlag München, 1961 (Seiten 120 bis 122) ist die Herstellung von gedruckten Schaltungen nur ganz allgemein bekannt Hiernach können verschiedene Metallüberzüge auf Kupferfolien durch Ätzen und galvanische Verfahren aufgebracht werden.

Aus der Praxis ist weiterhin die Herstellung von Leitungsanordnungen gekannt, bei denen äußere Leitungen mit den auf einem einzigen Halbleiterteilchen ausgebildeten Elementen eines integrierten Halbleiterkreises oder mit einzelnen Halbleiter- oder Schaltungselementen, wie Widerständen und Kondensatoren, verbunden werden. Hierbei wird eine übliche Leitungsanordnung mit einem äußeren Rahmen und einer Anzahl von Leitungsarmen hergestellt, die vom Rahmen ausgehend nach innen gerichtet werden. Sie bestehen aus einer einstöckigen Struktur r-aes Metallbleches, beispielsweise aus Kovar. Eine solche Leitungsanordnung besitzt jedoch eine geringe niechanische Festigkeit und wird leicht verformt, wenn sie mit einem Halbleiterteilchen verbunden wird. Auch wenn die Leitungsanordnung und das Halbleiterteilchen durch Umgießen mit Harz zu einer einteiligen Struktur verbunden werden, ist eine solche Leitungsanordnung immer noch mechanisch schwach und wenig praktikabel. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es ferner bekannt, eine solche Leitungsanordnung dadurch zu verstärken, daß sie mit einem aus Isolierstoff, beispielsweise Keramik, bestehenden Rahmen oder Gehäuse verbunden wird. Da ferner eine Leitungsanordnung mit geringer Dicke verwendet wird, kann ihr elektrischer Widerstand nicht in dem gewünschtem Maße verringert werden; es ist außerdem 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 Abslandsteilung (beispielsweise von weniger als 200 μΐπ) zwischen den Spitzen benachbarter Leitungen ermöglicht, noch eine Verringerung der Breite der Leitungsspitzen unter 100 μπι gestattet Um eine Leitungsanordnung mit erhöhter mechanischer Festigkeit herstellen zu können, wird ein Material, wie beispielsweise Kovar, benutzt, das jedoch verhältnismäßig teuer ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Herstellung einer verhältnismäßig stabilen und genauen elektrischen Leitungsanordnung gestattet, die sich besonders einfach und sicher mit verkleinerten Schaltungselementen verbinden läßt.

Diese Aufgabe wird erfiadungsgemäß dadurch gelöst, daß Metallschichtmuster der einen Basismetaüplattenseite lediglich uarch Entfernen eines vorgegebenen Bereiches von dem Metallschichtmuster der anderen Basismetallplattenseite abweicht und dabei nur die Spitzen an den freien Enden der Leitungsarme relativ dünn dadurch ausgebildet werden, daß die Basismetallplatte in diesen Bereichen nur von der einen Seite her zumindest teilweise weggeätzt wird, so daß die mit den Schaltungselementen zu verbindenden Spitzen der freien Leitungsarmenden im wesentlichen durch die auf der einen Seite aufgebrachte dünne Leitungsmetallschicht gebildet wird.

Da erfindungsgemäß die Leitungsarme nur an ihren Spitzen dünn ausgebiidet werden, lassen sich die innen liegenden freien Enden der Leitungsarwe ohne Schwierigkeiten mit den entsprechenden OberfJächenkontaktbereichen von miniaturisierten Schaltungselementen (z. B. Halbleiteranordnungen) verbinden. Die so hergestellten freien Enden der Leitungsarme weisen auch nach der Verbindung der Leitungsanne mit den Schaltungselementen eine ausreichende Stabilität auf. Die dünnen Spitzen können dabei trotzdem mit äußerst großer Ätzgenauigkeit hergestellt werden; außerdem ergibt sich eine Vereinfachung bei der gleichzeitigen Herstellung innerer und äußerer Verbindungsleitungen.

Ein weiterer Vorteil einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Leitungsanordnung besteht ferner darin, daß die zahlreichen Leitungsarme mit einer Vielzahl von Elektroden unmittelbar verbunden werden kann, während es demgegenüber bei aus der Praxis bekannten Ausführungsformen erforderlich ist, die freien Leitungsarmenden mit Hilfe zusätzlicher Verbindungsleitungen zu verbinden.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1—4 mehrere Verfahrensschritte zur Herstellung einer Leitungsanordnung;

F i g. 5 eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß hergestellten Leitungsanordnung;

Fig.6 einen Teilschnitt durch eine Leitungsanordnung bei praktischer Benutzung;

Fig. 7—10 mehrere Verfahrensschritte bei der Herstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Leitungsanordnung;

F i g. 11 eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leitungsanordnung;

Fig. 12—14 Schnitte zur Veranschaulichung der Herstellung eines anderen Ausführungsbeispicles;

Fig. 15—16 Schnitte, aus denen sich die Anbringung eines integrierten Halbleiterkreises auf einer Leitungsanordnung ergibt;

Fig. 17 eine Aufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß hergestellten Leitungsanordnung;

Fig. 18—21 Schnitte zur Veranschaulichung der Herstellung der Lsitungsanordnung gemäß Fig. 17;

F i g. 22 einen Schnitt durch eine Leitungsanordnung mit einem darauf vorgesehenen integrierten Halbleiterin den Fig. 1 bis 4 sind als Ausführungsbeispiel mehrere Verfahrensschritte veranschaulicht, die bei dtr erfindungsgemäßen Herstellung einer Leitungsanordnung durchgeführt werden.

> Der erste Schritt besteht darin, eine beispielsweise rechteckige Metallplatte 1 (vgl. Fig. 1) als Basismetall für die endgültige Leitungsanordnung vorzusehen. Da die Basismetallplatte 1 äußere Leitungen bildet, um Elektroden von eingebauten Schaltungselementen nach

ίο außen zu führen, muß die Basismetallplatte 1 aus einem Material bestehen, das einen geringen elektrischen Widerstand besitzt, flexibel ist und zur bequemen Verbindung mit anderen Elementen oder Teilen leicht gehandhabt werden kann. Kupfer und Kupferlegierun-

i'> gen besitzen im allgemeinen eine hohe Leitfähigkeit, einen niedrigen elektrischen Widerstand, sind ferner verhältnismäßig weich, leicht zu verarbeiten, preiswert und bequem erhältlich; bei Verwendung von Kupfer oder Messing werden somit die obigen Forderungen

2(i erfüllt Die Basismetallplatte 1 ber^zt eine mäßige Dicke von beispielsweise 200 Mikron und weist damit eine ausreichende mechanische Festigkeit als Leitungsanordnung auf. Beide Oberflächen der Basismetallplatte 1 sind gänzlich mit Photowiderstandsschichten eines

r> Materials überzogen, wie es im Handel unter dem Namen KPR oder AZ erhältlich ist Der Auftrag erfolgt beispielsweise mittels einer quirlartigen, rotierenden Einrichtung. Die mit dem Überzug versehenen Oberflächen der Basismetallplatte 1 werden einer Lichtbestrah-

Ji" lung durch eine Maske mit einem vorgegebenen Muster ausgesetzt; dann erfolgt ein Entwicklungsvorgang, der die Photowiderstandsschichten selektiv jener Rächen entfernt, die einem Muster der letztlich erzeugten Leitungsarme entsprechen. Die Bezugszeichen 2a und

r> 2b kennzeichnen die verbleibenden Photowiderstandsschichten.

Als Nächstes werden auf beide Oberflächen der Basismetallplatte 1 Metallschichten 3a, 3b aus Nickel oder einer Nickellegierung, beispielsweise durch elek-

III trolytische Plattierung, aufgebracht (vergleiche F i g. 2). Die Nickellegierung kann beispielsweise eine Nickel-Silber-, Nickel-Gold- oder ähnliche Legierung sein, die eine Affinität mit der oben erwähnten Basismetallplatte besitzt und eine große Bindefestigkeit aufweist Wenn

ι > ferner die Schaltungselemente mit der vei vollstäftdigten Leitungsanordnung nach dem sogenannten »Gesichtabwärts-Verbindungsverfahren« (facedown bond method) verbunden werden, kann die oben erwähnte Nickel- oder Nickellegierungsschicht direkt mit Lötmit-

I" tel verbunden werden, das auf Elektroden eines Pellet niedergeschlagen ist, so daß das Nickel bzw. die Nickellegierung mechanisch und elektrisch gut mit dem Pellet verbunden sind. In diesem Falle ist die Stärke der Metallschichten 3a, 3b vorzugsweise gleich oder kleiner

"■'· als die der Photowiderstandsschichten 2a, 2b. Da die Photowiderstandsschichten 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 Verwenc'jng einer Sulfamat-Nickel-Lösung

f" zum Auf plattieren des Nickels oder der Nickellegierung, können die Metallschichten in einer Stärke von etwa IO Mikron in etwa 3 Minuten bei mäßiger Stromdichte aus dem Basiismetall gezogen werden. Die Metallschichten 3a, 36 werden in einer derartigen kurzen Zeit erzeugt;

■' der oben erwähnte L!ektro!yt ist daher zur Erzeugung der Metallschichten geeignet. Die Erzeugung der Metallschichten 3a und 36 kann, falls erforderlich, durch Aufdamofen erfoleen.

Nach der Herstellung der Metallschichten 3a und 36 werden die Photowiderstandsschichten 2a und 2b beispielsweise durch eine Toluollösung entfernt (vgl. Fig.3). Das Basismetall 1 wird dann von beiden Seiten durch die Metallschichten 3a und 3b, die als Maske dienen, welche letztlich für die Metalleitungen benutzt wird, einer Ätzung unterworfen. Das Ätzmittel kann in diesem Falle eine 25%-ige Ammoniumpersulfat-Lösung oder eine Ferrichlorid-Lösung sein. Bei Verwendung einer Ammoniumpersulfat-Lösung führt das Ätzen bei Zimmertemperatur zu einem selektiven Entfernen der Basismetallplatte I, wobei nur die aus Nickel bestehenden Schichten 3a und 3b ausgespart bleiben.

In F i g. 5 ist eine nach dem Verfahren der F i g. I bis 4 hergestellte Leitungsanordnung veranschaulicht. Das Bezugszeichen 4 kennzeichnet die Leitungsarme, deren Spitzen 5 direkt mit den Elektroden 7 von Halbleiterele-

Halbleiterelementen, die auf einem Halbleiterpellet ausgebildet sind. Die Leitungsarme 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 (vgl. F i g. 6) umgössen sind, wird die Leitungsanordnung längs der in F i g. 5 strichpunktierten Linien 10 getrennt. Dann werden die zwischen benachbarten Leitungsarmen vorhandenen Verbindungsteile 11 entfernt, so daß die Leitungsarme voneinander unabhängig werden. Beim Verfahren der F i g. 3 kann auf die Metallschichten 3a und 3b durch Plattieren ein Metali, wie Gold oder Silber, aufgebracht werden. Die Photowiderstandsschichten 2a und 2b. die bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel als Ätzmasken Verwendung finden, können durch Masken aus Epoxyfarbe oder Phenolfarbe (gemäß einem Siebdruckverfahren) ersetzt werden.

Die Fig. 7 bis 10 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zunächst wird eine Basismetallplatte 1 aus Kupfer hergestellt, die die Basis der vollständigen Leitungsarme bildet. Dann werden beide Oberflächen der Basismetallplatte 1 mit einem Überzug von Metallschichten 3a, 3b versehen, in dem in gleicher Weise wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel Nickel oder eine Nickellegierung elektrolytisch aufplattiert werden. Bei diesem elektrolytischen Plattierverfahren kann eine Nickelchloridlösung verwendet werden: es kann jedoch ebenso wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel auch eine Nickelsulfamatlösung benutzt werden. Die Stärke der Schichten 3a und 3b kann wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit etwa 10 Mikron gewählt werden.

Die Oberflächen der Metallschichten 3a und 3b werden gänzlich mit Photowiderstandsschichten 12a und i2b eines Materiales wie KPR oder AZ überzogen; hiernach werden die mit dem Überzug versehenen Oberflächen belichtet und darauf entwickelt, so daß ausgewählte Bereiche der Photowiderstaiidsschichten entfernt werden, während die Schichten 12a, 126 in einem Muster der letztlich herzustellenden Leitungsarme verbleiben (vgl. F i g. 8).

Dann werden die freigelegten Metallschichten 3a und 3b durch Ätzen entfernt (vgl. Fig.9). Wenn die Meiäilschichien 3a und 3b wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel aus Nickel hergestellt sind, kann man eine 25%-Ammoniumpersulfatlösung verwenden, die etwas, beispielsweise auf 60⁰C, erwärmt ist Hiernach wird die Basismetallplatte 1 mit einem ähnlichen Ätzmittel bei Zimmertemperatur selektiv weggeätzt (vgl. Fig. 10) wobei eine Leitungsanordnung ähnlich der der F i g. 5 verbleibt. In diesem Falle sind die

'< KPR-Schichten 12a und \2b selbstverständlich entfernt. Beim Verfahren der F i g. 9 kann man auch die nickelplattierten Schichten 3a und 3b selektiv mit einer Lösung wegätzen, die aus Glyzerin und HNO₁ im Verhältnis I : I besteht; dann wird die Basismetallplatte

i» 1 selektiv mit der 25%-Ammoniumpersulfatlösung bei Zimmertemperatur weggeätzt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel können die nickelplatticrten Schichten 3a und 3b in einer etwas größeren Schichtstärke als beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel niederge- > schlagen werden. Falls erforderlich kann auf den Nickelschichten 3a und 3b ein Niederschlag, beispielsweise von Gold, durch Plattieren oder ein ähnliches

Da beim Ätzen der Basismetallplatte 1 die Metall-

J" schichten 3a und 3b aus Nickel oder einer Nickellegierung als Masken benutzt werden, kann die Empfindlichkeit des Ätzvorganges erhöht werden. Der bekannte Stand der Technik verwendet nämlich Photowiderstandsschichten aus KPR oder dergleichen als Masken

r> für das Ätzen der Basismetallplatte; solche PhotowidcrstandssL-hichten werden jedoch durch Feuchtigkeit beeintr^ihti^t und lösen sich beim Ätzen leicht von der Basismetallplatte, was die Erzeugung vorgegebener Leilungsmuster unmöglich macht. Erfindungsgemäß

in wird dieser Nachteil vollständig vermieden.

Ein gleichzeitiges Ätzen der Essismetallplatte 1 von der oberen und unteren Oberfläche her verringert ferner den Einfluß der sogenannten Seitenätzung und führt zu einer vergrößerten Ätzgenauigkeit.

;> Da bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen die Spitzen der Leitungsarme dieselbe Stärke wie die anderen Teile der Arme aufweisen, tritt bei der Verbindung des Halbleiterteilchens mit den Leitungsarmen eine gewisse Schwierigkeit auf; selbst nach der

■hi Verbindung besieht ferner die Gefahr, daß das Halbleiterteilchen durch eine vom Biegen der äußeren Leitungen herrührende Beanspruchung abgebrochen wird.

Die Fig. ti bis 16 zeigen eine Leitungsanordnung,

■>) deren Leitungsarme nur an den Spitzen dünn ausgebildet sind, wodurch der erläuterte Nachteil vermieden wird; weiterhin veranschaulichen die genannten Figuren einige Verfahrensschritte zur Herstellung einer derartigen Leitungsanordnung.

vi Die zahlreichen Leitungsarme 30 dieses Ausfuhr ngsbeispieles sind so angeordnet daß sie mit vielen Elektroden unmittelbar verbunden werden können (vgl. Fig. 11). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Metallschicht 32 dünn in wenigstens zwei Schichten auf der Basisplatte 21 ausgebildet (letztere dient als Leitungsbasis).

Die Basismetallplatte 21 ist an jenen Spitzen der Leitungsanne 30 entfernt, die mit den oben erwähnten Elektroden verbunden werden sollen. Die dünne Metallschicht 32 dient daher als Spitze jedes Leitungsarmes 30. Auf der anderen Seite sind die Leitungsarme 30 fiber einen äußeren Rahmen 30a mechanisch miteinander verbunden. Zunächst wird — wie in Fig. 12 dargestellt — eine Kupferplatte 21 hergestellt die als Leituiigsbasis dient Auf die Oberseite 21a und die Unterseite 21 b dieser Kupferplatte 21 werden Photowiderstandsschichten 22a, 22b selektiv an den Bereichen niedergeschlagen, die letztlich weggeätzt werden sollen.

Dann werden auf beide Seiten der durch die Photowiderstandsschichten 22a und 226 maskierten Basismetallplatte 21 Metallschichten 23a und 236 durch elektrolytisches Plattieren aufgebracht. Falls erforder lich, werden zweite Metallschichten 24a, 246 in entsprechender Weise auf den Metallschichten 23a und 236 durch elektrolytisches Plattieren hergestellt (F i g. \'jj. Die Metallschichten 23a und 236 bestehen aus einem Metall, das bei dem folgenden Ätzen der Basismetallplatte 21 schwer weggeätzt wird. Besteht die Basismetallplatte 21 aus Kupfer, so können die Metallschichten 23a und 236 aus Nickel, Chrom, Silber, Gold, Zinn oder Lötmittel hergestellt und beispielsweise in einer Stärke von 25 bis 30 Mikron aufgebracht werden. Die zweiten Metallschichten 24a und 246 können niedergeschlagen werden, wenn die Differenz in der Ätzgeschwindigkeit zwischen den Metallschichten 23a, 236 und der Basismetallplatte 21 klein ist; sie können aus einem äizsiuiiercii fviaieiiai wie Goid, Silber oder dergleichen hergestellt werden. Diese Metallschichten 23a, 236, 24a und 246 können auch durch Aufdampfen oder ein ähnliches Verfahren erzeugt werden.

Nach der Herstellung der ersten und zweiten Metallschichten 23a, 236, 24a, 246 werden die Photowiderstandsschichten 22a und 226 entfernt (vgl. Fig. 14), wonach die Basismetallplatte 21 von beiden Seiten geätzt wird. Das Ätzmittel kann eine Mischung einer Ferrichloridlösung oder einer 25%-Ammoniumpersulfatlösung mit Phosphorsäure sein, wenn die Basisn.i-tallplatte 21 aus Kupfer besteht. Das Ätzmittel entfernt ausgewählte Bereiche der Basismetallplatte 21 (vgl. Fig.9), läßt dagegen die Metallschichten 23a und 236 bestehen, das heißt die anhand von Fig. 11 beschriebenen Schichten 32 an den Spitzen 33 der Leitungsarme 30; adf diese Weise wird die gewünschte Leitungsanordnung erzeugt. Die Kupferschicht der Spitze 33 jedes Leitungsarmes kann zu einem kleinen Teil verbleiben.

Die Basismetaliplatte 21 kann von beiden Seiten her geätzt werden, nachdem die Photowiderstandsschicht 226 (vgl. Fig. 13) selektiv in jenen Bereichen entfernt ist. die den Spitzen der Leitungsarme entsprechen, nachdem die Basismetallplatte 21 von ihrer Unterseite 216 her bis zu einer Tiefe, die etwa ihrer halben Stärke entspricht, weggeätzt ist und die verbleibenden Photowiderstandsschichten 22a und 226 entfernt sind. Bei diesem Verfahren ist die Zeit zum Ätzen der Spitzen der Leitungsarme gleich der Zeit der Ätzung der anderen Teile, so daß keine übermäßigen Ätzerscheinungen auftreten; man erreicht auf diese Weise eine erhöhte Ätzgenauigkeit. Die Leitungsanordnung kann auf ihrer ganzen Oberfläche zur mechanischen Verstärkung mit einer Plattierung aus Nickel oder dergleichen versehen werden.

Bei einer solchen Leitungsanordnung werden die Spitzen 33 der Leitungsanne 30 beispielsweise durch elektrolytisches Plattieren dünn ausgebildet, so daß Teilung und Breite der Leitungsannspitzen äußerst verringert werden können. Diese Leitungsanordnung eignet sich daher besonders für Fälle, wenn Elektroden von miniaturisierten integrierten Kreisen nach außen geführt werden müssen.

Die F i g. 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 »Gesichtabwärts-Verbindungsverfahren« derart verbunden, daß die Elektroden 25 die Spitzen der Leitungsarme 30 berühren (vgl. Fig. 15), wonach die Leitungsarme 30 und der integrierte Kreis 26 beispielsweise mit einem Epoxyharz 27 umgössen werden (vgl. Fig. 16). Die Leitungsarme 30 werden dann längs der in den F i g. 11 und 15 strichpunktierten Linien 28 getrennt; hiernach werden die zwischen benachbarten Leitungsarmen vorhandenen Verbindungsteile 41 entfernt, so daß die Arme unabhängig voneinander werden und sich eine integrierte Schaltungsanordnung ergibt. Der integrierte Kreis 26 kann an der Metallschicht 23a auch von der Seite der Basismetallplatte 21 her anliegen, wie in Fig. 16 gestrichelt veranschaulicht ist. Die erwähnten Schichten 33a, 336, 34a, 346 müssen ferner nicht in zwei Schichten, sondern können auch in mehr als zwei Schichten hergestellt werden. Beim Umgießen bzw. Umspritzen des integrierten Kreises 26 muß darauf

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nicht berührt, damit das Harz 27 keine mechanischen Beanspruchungen auf den integrierten Kreis 26 ausübt. Die Photowiderstandsschichten 24a und 246, die auf den Metallschichten 23a und 236 verbleiben, schützen letztere.

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

Die Erfindung wurde in der Anwendung einer Leitungsanordnung 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 Fig. 17 bis 22 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die inneren Verbin- dungsleitungen zusammen mit den äußeren Leitungen hergestellt werden; ferner veranschaulichen diese genannten Figuren einige Verfahrensschritte bei der

Herstellung einer solchen Leitungsanordnung. Die Leitungsanordnung dieses Ausführungsbeispieles

ss 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 Metallschichten SZ die auf einer Metallbasisplatte 51, die die Leitungsbasis ist ausgebildet sind. Die Spitzen 53 der Leitungsarme 50, die mit den Elektroden verbunden sind, sind dadurch dünn ausgebildet daß die Basismetallplatte 51 unter diesen Spitzen 53 entfernt ist Die äußeren Leitungsarme 50 sind über einen äußeren Rahmen 50a zu einer einteiligen Struktur mechanisch zusammengefaßt

Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiei eine Isolierstoff-Basisplatte 55 aus einem klebfähigen Isolierstoff, wie Glas oder Keramik, auf der Leitungsanord-

nung 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.

Anhand der F i g. 18 bis 22 sei die Herstellung dieser Leitungsanordnung im einzelnen erläutert. Die Fig. il8 bis 21 stellen vergrößerte Teilschnitte längs der Linie XXII-XXIIderFig. I7dar.

Es wird zunächst die Basismetallplatte (vgl. Fig. Ii'), beispielsweise in Form einer rechteckigen Kupferplatle 41 mit 200 Mikron Stärke hergestellt.

Beide Oberflächen 41a und 416 dieser Basismetall· platte 41 werden wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen mit Überzügen von Photowiderstandsschichten 42a, 426 versehen. Die mit dem Überzug versehenen Oberflächen der Basismetallplatlc 41 werden dann selektiv nach einem Lichtätzverfahren geätzt, so daß die Photowiderstandsschicht 42a im Muster der endgültigen Leitungsanordnung der Fig. 17 entlernt wird, während die Photowiderstandsschicht 426 an allen Stellen außer denen entfernt wird, die dor verbleibenden Photowiderstandsschicht 42a und den Spitzen 53,53' der Leitungen 50,50' entsprechen.

Dann werden die Metallschichten 43a und 436 durch elektrolytisches Plattieren der Oberflächen der Basismetallplatte 41, die durch die verbleibenden Photowiderstandsschichten 42a, 426 maskiert sind, niedergeschlagen. Erforderlichenfalls werden zweite Metallschichten 44a, 446 in gleicher Weise durch elektrolytisches Plattieren auf die Metallschicht^ 43.7, 436 aufgebracht. Die Metallschichten 43a, 436 können beispielsweise aus Nickel mit einer Stärke von 25 bis JO Mikron hergestellt werden. Nur dann, wenn die Differenz in der Ätzgeschwindigkeit zwischen den Metallschichten 43a, 436 und der Basismetallplatlc 41 klein ist. können die zweiten Metallschichten 44a, 446 aus einem ätzsicheren Material, wie beispielsweise Gold, hergestellt werden.

Danach wird die Photowiderstandsschicht 426 mit einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise Toluol, nur in den Bereichen entfernt, die den Spitzen 53 der Leitungsarmc 50 der vervollständigten Leitungsanordnung entsprechen; die freigelegten Bereiche der Basismetallplatte 41 werden bis zu einer Tiefe, die etwa der halben Piattenstärke entspricht, weggeätzt. Für diesen Ätzvorgang wird als Ätzmittel die Mischung einer Ferrichloridlösung oder einer 25%-Ammoniumpersulfatlösung mit Phosphorsäure benutzt. Bei diesem Ätzvorgang ergibt sich eine Struktur, bei der die Teile der Basismetallplatte 41, die den Spitzen 53 der endgültigen Leitungsarme 50 entsprechen, von ihrer Unterseite her bis zu einer Tiefe etwa der halben Dicke entfernt sind (vgl. F- i g. 19).

Nach dem Ätzen der Basismetallplatte 41 werden die verbleibenden Photowiderstandsschichten 42a und 426 sämtlich mit Toluol entfernt, wonach die anhand von F i g. 17 beschriebene Basisplatte 55 auf die Basismetallplatte 41 auf der Seite der Metallschichten 43a, 44a (die letztlich die Spitzen der Leitungsarme bilden) aufgebracht wird (vergleiche F i g. 20). Wenn die Basisplatte 55 aus Glas oder Keramik hergestellt ist, kann sie mit

in der Basismetallplatte 41 durch einen Klebstoff, beispielsweise ein Epoxy-Harz, ein Phenolharz oder dergleichen verbunden werden; ist die Basisplatte aus einem Harz hergestellt, so kann sie mit der Basismetallplatte durch einen bekannten Formvorgang (Pressen.

ι 5 Spritzen, Gießen usw.) verbunden werden.

Als Nächstes wird die Basismeiallplatte 41 von beiden Seiten her geätzt, wobei die Metallschichten 44a. 43.7. 446. 436 und die Basisplatte 55 als Masken benut/t werden. Das oben erwähnte Ätzmittel kann hierbei verwendet werden. Als Ergebnis dieses Ätzvorganges verbleibt an der Spitze 53 jedes Leitungsarmes 50 die Schicht 52, die aus den Metallschichten 43a und 436(wie zuvor anhand von Fig. 17 erläutert) besteht; die internen Verbiiidungsleilungen 50' verbleiben an der Unterseite der Basisplatte 55 an Stellen zwischen denjenigen Bereichen der Basismetallplatte 41, die zuvor beim Verfahren der Fig. 19 bis zu einer Tiefe etwa gleich der Hälfte der Piattenstärke weggeätzt wurden. Auf diese Weise ergibt sich die in Fig. 21

to dargestellte erfindungsgemäße Leitungsanordnung.

Bei einer solchen 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 Fig. 17 bis 21 hervorgeht, kann die oben beschriebene Leitungsanordnung mit den internen Verbindungslei-

■»o tungen 50' versehen werden, so daß Verbindungen einer Vielzahl von Elektroden gleichzeitig dadurch erreicht werden können, daß auf die Leitungsanordnung Halbleiterpellets 46 aufgesetzt werden, die Halbleiterclemente tragen: das Aufsetzen und die Verbindung

4S erfolgen wiederum nach der sogenannten »Gesicht-abwärts-Verbindungsmethode«. Die integrierten Kreise 46 mit den vielen daran vorgesehenen, vorstehenden Elektroden 45 werden mit der Leitungsanordnung nach dem geschilderten Verfahren so verbunden, daß die Elektroden 45 in Eingriff mit den Spitzen 53, 53' der Leitungsarme 50, 50' kommen, wonach die Leitungsarmc SQ, 50' und die integrierten Kreise 46 beispielsweise mit Epoxyharz 47 umgössen werden (vgl. F i g. 22). Die äußeren Leitungen 50 werden dann längs der gestrichelten Linien 48 (vgl. F i g. 17) getrennt und auf diese Weise unabhängig voneinander gemacht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung mit einem äußeren Rahmen und einer Anzahl von Leitungsannen, die sich vom Rahmen aus mit ihren freien Enden nach innen erstrecken, welche zur Verbindung mit entsprechenden miniaturisierten Schaltungselementen einen Abstand voneinander aufweisen, wobei eine elektrisch leitende Basismetaüplatte vorgesehen wird, auf beide gegenüberliegende Seiten dieser Basismetallplatte eine aus einem schwer ätzbaren leitenden Metall bestehende Leitungsmetallschicht in Mustern aufgebracht wird, die im wesentlichen dem des gewünschten Rahmens und der Leitungsarme entsprechen, und wobei dann beide Seiten der Basismetallplatte so geätzt werden, daß auf beiden Seiten aus der Basismetallplatte Bereiche selektiv, entfernt werden, die keine Leitungsmetallschicht tragen, dadurch gekennzeichnet, dal!· das Metallschichtmuster der einen Basismetallplattenseite lediglich durch Entfernen eines vorgegebenen Bereiches von dem Metalischichtmuster der anderen Basismetallplattenseite abweicht und dabei nur die Spitzen an den freien Enden der Leitungsarme relativ dünn dadurch ausgebildet werden, dall die Basismetallplatte in diesen Bereichen nur von, der einen Seite her zumindest teilweise weggeätzt wird, so daß die mit den Schaltungselementen zu verbindenden Spitzen der freien Leitungsarmenden im wesentlichen durch die auf der einen Seite aufgebrachte dünne Leitungsrnetallschicht gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch ., dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsmetallschichten durch Plattieren auf die Basismetallplatte aufgebracht werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf beide Seiten der Basismetallplatte eine Photowiderstandsschicht aufgebracht wird, aus der dann durch Belichtung und Entwicklung das gewünschte Muster auf der Basismetallplatte gebildet wird, daß hierauf die Leitungsmetallschichten in den Bereichen auf die Basismetallplatte plattiert werden, auf denen die Photowiderstandsschicht entfernt wurde, und daß dann die Basismetallplatte in den Bereichen weggeätzt wird, die keine Leitungsmetallschicht erhalten haben.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Leitungsmetallschichten Nickel, eine Nickel-Silber-Legierung, eine Nickel-Gold-Legierung, Chrom, Silber, Gold, Zinn oder ein Lötmittel verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsmelallschichten in mehreren Teilschichten aufgebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß auf die Oberfläche der Leitungsmetallschichten eine Deckschicht aus Gold oder Silber aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Basismetall- ' platte eine Isolierstoffplatte verbunden wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Basismetallplatte in an sich bekannter Weise Kupfer oder eine Kupferlegierung verwendet wird.