DE1817434C3 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung - Google Patents

Description

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

Aus dem Buch von P. Eisler »Gedruckte .Schallungen«. Carl Hanser Verlag München. I9b1 (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 I lalbleilerteilchen ausgebildeten Elementen eines integrierten Halbleiter kreises oder nut einzelnen Halbleiter- oder Schaltungselementen, wie Widersländen und Kondensatoren, verbunden werden. Hierbei wird eine übliche Leitungsanordnung mil einem äußeren Rahmen und einer Anzahl von l.eiiungsarnien hergestellt.die vom Rahmen ausgehend nach innen gerichlcl werden. Sie bestehen aus einer einstöckigen Struktur emes Metallbleches, beispielsweise aus Kovar. I nie solche Leitungsanordnung besilzt jedoch eine geringe mechanische Festigkeit und wird lciclil verfomit. wenn sie mn einem Halbleilerleilchen verbunden wird. Amh wenn die Leitungsanordnung und das HalbleUcrleilcheii durch Umgießen mit M.ir/ zu einer einteiligen Struktur verbunden werden, isl eine solche Leilimgsanordnung immer noch mechanisch schwach und wenig praklika bei. Um diese Nachteile zu % ermeiden, isl es ferner bekannt, eine solcde l.eUun>-s,inordniing dadurch zn verstärken, daß sie mn einem .ins Isolierstoff, beispiels weise Keramik, bestehenden Rahmen oder Cich.iiisc verbunden wird Da ferner eine Leitungsanordnung mti geringer Dicke verwendet wird, kann ihr elektrischer Widersland mehl in dem gewünschtem M.iße verringerl werden; es isl außerdem nicht möglich, daß die inneren Vcrbindungslcilungcn gleichzeitig mn den äußeren Leitungen ausgebildet werden Bei der Herstellung der bekannten Leitungsanordnung erfolgl ferner em Al/ Vorgang, bei dem eine sogenannte Seilenal/nng vorgenommen wird, die weder cmc sehr enge Abslandsluilung (büüipiulsweisu vun weniger als 200 (im) zwischen den Spitzen benachbarter Leitungen ermöglicht, noch eilte Verringerung der Breite der Lcilungsspitzcn unter 100 μ in gestattet, lim eine Leitungsanordnung mit erhöhter mechanischer Festigkeit herstellen z.u 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 Schallungselementen verbinden läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Metallschichtmuster der einen Basismetallplattenseite lediglich durch Entfernen eines vorgegebenen Bereiches von dem Meiallschiehtmusier der anderen Basiämetallplattenseite abweicht und dabei nur die Spitzen an den freien Knden der l.eitungsarme 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 Schalungselementen /u verbindenden Spitzen der freien L.eitungsarmenden im wesentlichen durch die auf der einen Seite aufgebrachte dünne Leitungsmetallschicht gebildet wird.

Da erfindungsgemüß die l.eitungsarme nur an ihren Spitzen dünn ausgebildet werden, lassen sich die Innen liegenden freien Enden der Leitungsarnv" ohi.e Schwierigkeiten mit den entsprechenden Oberfläehenkontaklbereichen von miniaturisierten Schaltungselementen (/. B. I lalbleiteranordnungen) verbinden. Die so hergestellten freien Enden der l.eitungsarme weisen auch nach der Verbindung der l.eilungsarme mit den Schallungselementen eine ausreichende .Stabilität auf. Die dünnen Spitzen können dabei troi/dem mit äußerst großer Ät/genauigkeit hergestellt werden: außerdem ergibt sich eine Vereinfachung bei der gleichzeitigen Herstellung innerer und äußerer Vcrbindungsleitungen.

Hin weiterer Vorteil einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Leitungsanordnung besteht feiner dann, daß die /ahlreichen l.eitungsarme mn einer Vielzahl von Elektroden unmittelbar verbunden werden kann, wahrend es demgegenüber bei aus der Praxis bekannten Ausfuhriingsformen erforderlich ist.die freien l.eilungs armcnden mit Hilfe zusätzlicher Verbindungsleiiungen /υ verbinden

Weitere einzelheiten ergeben sich aus den llntcransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele. Is zeigt

Fig. 1—4 mehrere Vcrfahrensschritte zur Herstellung einer 1.1'itungsannrdnung;

I i g. 5 eine Aufsicht auf ein Ausfiihrungsbeispiel einer crfindungsgemaß hergestellten Leitungsanordnung:

F ι g. b einen Teilschnilt durch eine Leitungsanordnung bei praktischer Benutzung:

I ig. 7-10 mehrere Vcrfahrensschritte bei der Herstellung eines weiteren 'Vusführungsbcispieles einer Leitungsanordnung:

I ig. 11 eine Aufsicht auf ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer Leitungsanordnung;

F ig. 12—14 Schnitte /ur Veranschaulichung der I lerslelliing eines anderen Ausführungsbeispiclcs;

I ι g. I¹J-Ib Schnitte, aus denen sich die Anbringung eines integrierten Halblcilerkreiscs auf einer Leitungsanordnung ergibt:

!•ig. I/ etnu Aufsicht auf ein weileres Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäß hergestellten Leitungsanordnung;

Fig. 18—21 Schnitte zur Veranschaulichung der Herstellung der Leitungsanordnung gemäß Fig. 17:

Fig.22 einen Schnitt durch eine Leitungsanordnung mit einem darauf vorgesehenen integrierten Halbleiterkreis.

In den Fig. 1 bis 4 sind als Ausführungsbeispiel mehrere Verfahrensschritie veranschaulicht, die bei der erfindungsfeemäßen 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 Kupfcrlegierungen 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 erfüllt. Die Basismetallplatte 1 besitzt eine mäßige Dicke von beispielsweise 200 Mikro.. and weist damit eine ausreichende mechanische Festigkeit als Leitungsanordnung auf. Beide Oberflächen der Basismetallplatte 1 sind gänzlich mit Photowiderstandsschichten eines Materials überzogen, wie es im Handel unter dem Namen !-PR oder AZ erhältlich ist. Der Auftrag erfolgt beispielsweise mittels einer quirlartigen, rotierenden Einrichtung. Die mit dem Überzug versehenen Oberflachen der Basismetallplatte 1 werden einer Lichtbestrah

JO lung durch eine Maske mit einem vorgegebenen Muster ausgesetzt, dann erfolgt ein Entwieklungsvorgang. der die Photowiderstandsschichten selektiv jener Flächen entfernt, die einem Muster der letztlich erzeugten Leitungsarme entsprechen. Die Bezugszeichen 2u und

)i 2b kennzeichnen die verbleibenden Photowiderstands schichten.

Als Nächstes werden auf beide Oberflächen der Basismetallplatte 1 Metallschicliten 5;;. lh aus Nickel oder einer Nickellegierung, beispielsweise durch elek-

·)<> trolyiische Plattierung, aufgebracht (vergleiche Fig. 2). Die Nickellegierung kann beispielsweise eine Nickel-Silber-. Nickel-Ciold- oder ähnliche Legierung sein, die eine Affinität mit der oben erwähnten Basismetallplatte besitzt und eine große Bindefesiigkeii aufweist. Wenn

4Ί ferner die Schaltungselemente mit der vervollständigten Leitungsanordnung nach dem sogenannten »Gesicht abwäris-Verbindungsverfahreii« (facedown bond me ihod) verbunden werden, kann die oben erwähnte Nickel- oder Nickcllcgierungsschicht direkt mit l.ötmii-

Vi IeI 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 Jiescm Falle ist die Stärke der M Mali icliichtcn J<). 3Λ vorzugsweise gleich oder kleiner

"' als die der Pholowiderstandsschichtcn 2a. 2b Da die Phoiowidersiandssciiichlen 2.;. 2b in einer S;ärke von eiwa 10 Mikron hergestellt werden können, kann auch die Stärke der Metallschichten in. \b etwa 10 Mikron sein. Bei Verwendung einer Si:llamat-Nickel-Lösung

M) zum Aufplattieren des Nickels oder der Nickellegierung, können die Meuillsdiichten in einer Starke von etwa IO Mikron in etwa 3 Minuten bei mäßiger Stromdichte aus dem Basismctall gezogen werden. Die Mctallschichtcn 3n, 3b werden in einer derartigen kurzen Zeil erzeugt;

f>5 der oben erwähnte Flcktrolyt ist daher zur Erzeugung der Metallschicht geeignet. Die Erzeugung der Mclallschichten 3a und 3b kann, falls erforderlich, durch AufdaniDfcn crfoltrcn.

Nach der Herstellung ocr Mctnllsehichlcn 3;/ und 36 werden die Phölowidcrstandsschichten 2;; und 26 beispielsweise durch eine Tofuollösung entfernt (vgl. Pi g. 3). Das Basismciall 1 wird dann von beiden Seiten durch die Melailschiehtcn 3;; und 3b, die als Maske dienen, welche letztlich für die Mctallcitungen benutzt wird, einer Ätzung unterworfen. Das Ätzmittel kann in diesem PaIIc eine 25%-igc Ammoniiimpcrsulfat-Lösiing oder eine Fcrrichlorid-Lösting sein. Bei Verwendung einer Ammoniumpcrsulfat-Lösung führt das Ätzen bei Zimmertemperatur /u einem selektiven Entfernen der Basismctallplattc 1, wobei nur die aus Nickel bestehenden Schichten 3.7 und 3bausgespart bleiben.

In F i g. 5 ist eine nach dem Verfahren der P i g. I bis 4 hergestellte Leitungsanordnung veranschaulicht. Das Bczugszcichcn 4 kennzeichnet die l.citungsarme, deren Spitzen 5 direkt mit den Elektroden 7 von I lalblcitcrclementen verbunden sind, beispielsweise von integrierten i-Ialbleitcrclcmcntcn. die au! einem Haibicilerpciiel ausgebildet sind. Die l.citungsarme 4 sind über einen äußeren Rahmen 8 miteinander verbunden. Nachdem die Elektroden der auf dem Pellet 6 vorgesehenen Halbleiterelcmente 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 Leitungsarmc voneinander unabhängig werden. Beim Verfahren der F i g. 3 kann auf die Melallschichten 3.7 und 3b durch Plattieren ein Metall, 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

RnQiQinptallnliitlp 1 mit

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 36 werden gänzlich mit Photowiderstandsschichten 12a und 126 eines Materiales wie KPR oder AZ überzogen; hiernach werden die mit dem Überzug versehenen Oberflächen belichtet und darauf entwickelt, so daß ausgewählte Bereiche der Photowiderstandsschichten 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 36 durch Atzen entfernt (vgl. Fig.9). Wenn die Metallschichten 3a und 36 wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel aus Nickel hergestellt sind, kann man eine 25%-Ammoniumpersulfatlösung verwenden, die etwas, beispielsweise auf 60⁰C. erwärmt ist.

Hiernach wird die Basismetiillplatte 1 mil einem ähnlichen Älzmittel bei Zimmertemperatur selektiv weggeätzt (vgl. Pig. 10) wobei eine Leitungsanordnung ähnlich der der F i g. 5 verbleibt. In diesem PaIIc sind die KPR-Schichten 12;; und 126selbstverständlich entfernt. Beim Verfahren der Pig.9 kann man auch die nickclplatticrtcn Schichten 3;i und 36 selektiv mit einer Lösung wegätzen, die aus Glyzerin und HNOi im Verhältnis I : I besieht: dann wird die Basismetallplatte j selektiv mit der 25%-Ammoniumpcrsulfailösung bei Zimmertemperatur wcggeiii/l. Beim vorliegenden Ausfülirungsbeispicl können die nickclplatlicrten Schichten 3.) und 36 in einer etwas größeren Schichlstärkc als beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel nicdcrgcschlagen werden. Falls erforderlich kann auf den Nickelschichten 3,·; und 36 ein Niederschlag, beispielsweise von Gold, durch Plattieren oder ein ähnliches Verfahren erfolgen.
Da beim Atzen der Basisiiiciallpiuüi: i die iVk-inilschichten 3;; und 36 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 für das Ätzen der Basismctallplatte: solche Photowiderstandsschichten werden jedoch durch Feuchtigkeit beeinträchtigt und lösen sich beim Ätzen leicht von der Basisrt.stallplatle. was die Erzeugung vorgegebener Lcitungsmuster unmöglich macht. Erfindungsgemäß

w wird dieser Nachteil vollständig vermieden.

Ein gleichzeitiges Ätzen der ßasismctallplatle 1 von der oberen und unteren Oberfläche her verringert ferner den Einfluß der sogenannten Seitenäfung und führt zu einer vergrößerten Älzgcnauigkcit.

Da bei den vorhergehenden Ausführungsbcispielen die Spitzen der Leitungsarme dieselbe Stärke wie die anderen Teile der Arme aufweisen, tritt bei der Verbindung des Halbleiterteilchcns mit den Leitungsarmen eine gewisse Schwierigkeit auf: selbst nach der

•Ό Verbindung besteht ferner die Gefahr, daß das Halbleiterteilchen durch eine vom Biegen der äußeren Leitungen herrührende BeansDruchuns abgebrochen wird.

Die Fig. Il 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.

Die zahlreichen Leitungsarme 30 dieses Ausführungsbeispieles 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

ϊ5 auf der Basisplatte 21 ausgebildet (letztere dient als Leitungsbasis).

Die Basismetallplatte 21 ist an jenen Spitzen der Leitungsarme 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 über einen äußeren Rahmen 30a mechanisch miteinander verbunden. Zunächst wird — wie in Fig. 12 dargestellt — eine Kupferplatte 21 hergestellt, die als

<" Leitungsbasis dient. Auf die Oberseite 21a und die Unterseite 216 dieser Kupferpiatte 2i werden Photowiderstandsschtchten 22a, 226 selektiv an den Bereichen niedergeschlagen, die letztlich weggeätzt werden sollen.

Dann werden auf beide Seilen der durch die Photowidcrstandsschichlen 22,-j und 226 maskierten Basismetallplalle 21 Melallschichlcn 23,7 und 23b durch elektrolytisches Plattieren aufgebracht. Falls erforderlich, werden zweite Metallschichten 24/i, 24b in entsprechender Weise auf den Mclallschichlen 23a und 236 durch elektrolytisches Plattieren hergestellt (F i g, i\1). Die Metallschichten 23a und 23b bestehen aus einem Metall, das bei dem folgenden Ätzen der Basismelallplatte 21 schwer weggeätzt wird. Besteht die Basisirielallplattc 21 aus Kupfer, so können die Metallschichten 23a und 236 aus Nickel, Chrom, Silber. Cold, 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 Basismelallplatte 21 klein ist; sie können aus einem atzsicheren rviateriai wie Gold, Silber oder dergleichen hergestellt werden. Diese Metallschichten 23a, 23b. 24a und 24b können auch durch Aufdampfen oder ein ähnliches Verfahren erzeugt werden.

Nach der Herstellung der ersten und zweiten Mctallschichten 23a. 236. 24a. 246 werden die r· Photowiderstandsschichlen 22a und 226 entfernt (vgl. Fig. 14). wonach die Basismetallplattc 21 von beiden Seiten geätzt wird. Das Ätzmittel kann eine Mischung einer Ferrichloridlösung oder einer 25%-Ammoniumpersulfatlösung mit Phosphorsäure sein, wenn die Basismctallplatte 21 aus Kupfer besteht. Das Ätzmittel entfernt ausgewählte Bereiche der Basismelallplatie 21 (vgl. Fig.9). läßt dagegen die Mctallschichlen 23a und 236 bestehen, das heißt die anhand von Fig. U beschriebenen Schichten 32 an den Spitzen 33 der Leilungsarme 30: auf diese Weise wird die gewünschte Leitungsanordnung erzeugt. Die Kupferschicht der Spitze 33 jedes Leitungsarmes kann zu einem kleinen Teil verbleiben.

Die Basismetallplatte 21 kann von beiden Seiten her -to geätzt werden, nachdem die Photowiderstandsschicht OOht i\m\ Π · rr \ 1\ colobtit' in ionon Dorninknn anlfernt \ ' O- * ■ C?- * -/ --·- J -* *--· -.~..-.. -....-.·..

ist. die den Spitzen der Leitungsarme entsprechen, nachdem die Basismetallplatte 2i 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 Ätzerschei- so nungen 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 Leitungsarme 30 beispielsweise durch elektrolytisches Plattieren dünn ausgebildet, so daß Teilung und Breite der Leitungsarmspitzen äußerst verringert werden können. Diese Leitungsanordnung eignet sich daher besonders für Fälle, wenn Elektroden von miniaturisierten integrierten Kreisen nach außen geführt werden müssen.

Die Fig. 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-Verbindungsverfahrcn« derart verbunden, daß die Elektroden 25 die Spitzen der Leitungsarme 30 berühren (vgl. Fig. 15), wonach die Leilungsarme 30 und der integrierte Kreis 26 beispielsweise mil einem Epoxyharz 27 umgössen werden (vgl. Kig. 16). Die Leitungsarme 30 werden dann längs der in den Fig. II 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 Schallungsanordnung ergibt. Der integrierte Kreis 26 kann an der Metallschicht 23a auch von der Seite der Basismetallplalte 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 geachtet werden, daß das Har^ die Siriiaiiuiigseieiiieiiie nicht berührt, damit das Harz 27 keine mechanischen Beanspruchungen auf den integrierten Kreis 26 ausübt. Die Pholowiderstandsschichlen 24a und 246, die auf den Melallschichten 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 Abstandsieilung von beispielsweise 100 μιη und eine geringe Breite von etwa 50 Jim besitzen. Die Basismetallplatte 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 Verbindungsleilungen für die einzelnen Elektroden jedes integrierten Kreises oder zur Verbin- ^,,nr* Aar Plot/ t r-r\Ac*n konookko flor mfrtrrrjprtPr I^ TPIQP ΙΠ 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 Verbindungsleitungen zusammen mit den äußeren Leitungen hergestellt werden; ferner veranschaulichen diese genannten Figuren einige Verfahrensschritte bei der Herstellung einer solchen Leitungsanordnung.
■"' Die Leitungsanordnung dieses Ausführungsbeispieles 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 52, 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 Ausführungsbeispiel eine Isolierstoff-Basisplatte 55 aus einem klebfähigen Isolierstoff, wie Glas oder Keramik, auf der Leitungsanord-

030 220/15

18 M 434

ίο

nung auf der Seite der Mciallsehicht 52 der Leitungsarme 50 so angeordnet, daß die Leitungsarnie 50 von ihren zentralen Teilen bis zu den Spitzen 53 umfaßt sind. Auf der Basisplaüe 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 leitungsarnie 50 ausgebildet.

Anhand der Pig. 18 bis 22 sei die Herstellung dieser Leitungsanordnung im einzelnen erläutert. Die Fig. 18 bis 21 stellen vergrößerte Teilschnitte längs der Linie XXIlXXIIdcrFig. I7dar.

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

Beide Oberflächen 41a und 416 dieser Basismetall· platte 41 werden wie bei den vorhergehenden Auslühmngsbeispielen mit Überzügen von Pholowiderstandsschichten 42a. 420 versehen. Die mit dem Überzug versehenen Oberflächen der Basismetallplatte 41 werden dann selektiv nach einem Lichtätzverfahren geätzt, so daß die Photowiderstandsschieht 42a im Muster der endgültigen Leitungsanordnung der Fig. 17 entfernt wird, während die Photowiderstandsschieht 426 an allen Stellen außer denen entfernt wird, die der verbleibenden Photowiderstandsschieht 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 Metallschichten 43a, 436 aufgebracht. Die Metallschichten 43a. 436 können beispielsweise aus Nickel mit einer Stärke von 25 bis 30 Mikron hergestellt werden. Nur dann, wenn die Differenz in der Ätzgeschwindigkeit zwischen den Metallschichten 43a, 436 und der Basismetallplatte 41 klein ist, können die zweiten Metallschichten 44a, 446 aus einem ätzsicheren Material, wie beispielsweise Cold, hergestellt werden.

Danach wird die Fhotowiderstandsschichi 420 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 Ät/mittel 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. Fig. 19).

Nach dem Ätzeft der Basismetallplatte 41 werden die verbleibenden Photowiderstandsschichten 42a und 426 sämtlich mit Toluol entfernt, wonach die anhand von Fig. 17 beschriebene Basisplatte 55 auf die Basismetallplatte 41 auf der Seite der Metallschichten 43«, 44a (die letztlich die Spitzen der Leitungsarmc bilden) aufgebracht wird (vergleiche Fig.20). Wenn die Basisplatie 55 aus Glas oder Keramik hergestellt ist, kann sie mit der Basismetallplatte 41 durch einen Klebstoff, beispielsweise ein Epoxy-Harz, ein Phenolharz oder dergleichen verbunden werden; ist die Basisplatte aus einem Harz hergestelll. so kann sie mit der Basismetallplatte durch einen bekannten Formvorgang (Pressen.

Sprit/en, Gießen usw.) verbunden werden.

Als Nächstes wird die Basismetallplatte 41 von beiden Seiten her geätzt, wöbe' die Metallschichten 44a, 43a. 446, 436 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 jedes Leitungsarmes 50 die Schicht 52, die aus den Metallschichten 43a und 436 (wie zuvor anhand von Fig. 17 erläutert) 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 Fig. IQ bis zu einer Tiefe etwa gleich der Hälfte der Plattenstärke weggeätzt wurden. Auf diese Weise ergibt sich die in Fig. 21 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 Verbindungsleitungen 50' versehen werden, so daß Verbindungen einei Vielzahl von Elektroden gleichzeitig dadurch erreicht werden können, daß auf die Leitungsanordnung Kaibieiterpeiiets 4ö aufgeset/i werden, die Haibieiterelemente tragen; das Aufsetzen und die Verbindung 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 Leitungsarme 50, 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 (1)

18 !7 434

Patentansprüche:

I. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung mit einem äußeren Rahmen und einer Anzahl von Leitungsarmen, die sich vom Rahmen aus mit ihren freien Enden nach innen erstrecken, welche /ur Verbindung mit entsprechenden miniaturisierten .Schaltungselementen einen Abstand voneinander aufweisen, wobei eine elektrisch leitende Basisnietallplatte vorgesehen wird, auf beide gegenüberliegende Seiten dieser Basismetallplatte eine aus einem schwet äi/barcn leitenden Metall bestehende Leitungsmciallschicht in Muslern aufgebracht wird, die im wesentlichen dem des gewünschten Rahmens und der L.eitungsarme entsprechen, und wobei dann beide Seiten der Basismetallplattc so geätzt werden, daß auf beiden Seiten aus der Basismctallplatlc Bereiche selektiv entfernt Morden, die keine l.eitungsmetallschicht tragen, d a t/u rc h ge kennzeichnet, daß das Metallschichtmustcr der einen ßasismetallplatienseile lediglich durch linifernen eines vorgegebenen Bereiches von dem Metallschichtmuster der anderen Basismetallplattcnseitc abweicht und dabei nur die Spitzen an den freien Enden der Leitung?arme relativ dünn dadurch ausgebildet werden, daß die Hasismelallplatle in diesen Bereichen nur von der einen Seite her zumindest teilweise weggeätzt wird, so daß die mit den Schaltungselementen zu verbindenden Spitzen der freien I.eitungsarmenden im wesentlichen durch die auf der einen Seite aufgebracht dünne Leitung·..<ielallsclueht gebildet wird.

? Verfahren nach Anspruch ι. dadurch gekennzeichnet, daß die I.eiiungsmetallschichten durch Plattieren auf die Nasismetallplaiie aufgebracht werden.

J. Verfahren nach den Ansprüchen I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß auf beide Seiten der Hasismelallplalie cmc Photowiderstandsschicht aufgebracht wird, aus der dann durch Belichtung und Entwicklung das gewünschte Musler auf der ßasismctallplatte gebildet wird, daß hierauf die Lciiungsmetallschichien in den Bereichen auf die IJasismetallplalle planiert werden, auf denen die l'holowiderslandsschiclil entfernt wurde, und daß dann die Basismctallplalte in den Bereichen weggeätzt wird, die keine l.citiingsmelallschicht erhalten haben.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis i. dadurch gekennzeichnet. duD für die l.eilungsmetall schichten Nickel, cmc Nickel Silber Legierung, eine Nickel (iold Legierung. Chrom. Silber, (inkl. Zinn oder ein l.ölmillel vcrwcnuci wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die l.eilungsmclall schichten in mehreren Ti'ilschichicn aufgebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch ¹J. dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche der Lcilungsmctnllschichtcn eine Deckschicht aus Gold oder Silber aufgebracht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Basismclallplallc eine Isolicrsioffplatte verbunden wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die

Basismetallplaite in an sich bekannter Weise Kupfer oder eine Kupferlegierung verwendet wird.