DE1915756A1 - Verfahren zur Herstellung dimensionsgenauer Dickfilmstrukturen auf Substraten und nach diesem hergestellte integrierte oder gedruckte elektrische Schaltungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung dimensionsgenauer Dickfilmstrukturen auf Substraten und nach diesem horgestellte integrierte oder gedruckte, elcktrische Schaltungen flie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dimensionsgenauer Dickfilmstrukturen auf Substraten, insbesondere zur Herstellung integrierter, elektrischer Schaltungen sowie nach diesem Verfahren hergestellte integrierte oder gedruckte elektrische Schaltungen.
• tntegrierte elektrische Schaltungen bestehen aus einem Substrat, das Leitungszüge, Widerstnnds- und Kondensatorschichten oder andere Schaltungsteile trägt. Zur Herstellung derartiger Schaltungen wurden bisher Dickfilmstrukturen mittels Siebdruck auf das Substrat aufgebracht. Die Anwendbarkeit des Siebdruckverfahrens ist jedoch dadurch eingeengt, daß Strukturen nur bis zu einer Breite von etwa 80 /um realisierbar sind, daß eine ungenügende Kantenschärfe erzielbar ist und daß eine Schichtdicke von höchstens etwa 30 µm erreichbar ist. Sind dickere Schichten erwünscht, müssen die Strukturen in einem zweiten Arbeitsgang überaruckt werden, wobei sie an Genauigkeit verlieren.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Dickfilmstrukturen auf Substraten anzugeben, das die nachteile des bekannten Verfahrens vermeidet, sowie integrierte oder gedruckte olektrische Schaltungen nach diesem Verfahren zu realisieren.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf das Substrat ein Fotopolymer aufgebracht wird, daß das Fotopoiyiner nach einem der bekannten fotolithogra.-phischen Verfahren mit einer Struktur von Aussparungen versehen wird, daß in diese Aussparungen ein Dickfilmpräparat eingebracht wird, und daß das Dickfilmpräparat eingebrannt wird.
• Vorteilhaft ist es dabei, wenn ein Keramiksubstrat verwendet wird.
• Vorteilhaft ist es, wenn auf das Substrat ein Fotopolymer in Filmfor in wenigstens einer Lage auflaminiert R d, wobei die einzelnen Lagen unterschiedliche Schichtdicken aufweisen können. Derartige Filme werden unter dem Namen Riston von der Firma Dupont in Schichtdicken bis 60 1um angeboten.
• Vorteilhaft ist es, wenn das Dickfilmpräparat mit einer Gummirakel eingestrichen wird. Es können auch andere Techniken, wie Tauchen, Spritzen oder Pinseln, angewendet werden. Als Dickfilmpräparat können isolierende Glas- oder Keramikpasten sowie leitende Pasten zur Ausbildung von Beiter- oder Widerstandsschichten Anwendung finden.
• besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren zur Herstellung mehrerer Dickfilmschichten auf einem Substrat wiederholt Wird.
• Vorteilhaft ist es dabei, wenn zum Ausgleich von Höhenunterschieden in die Aussparungen zwischen leitenden Schicht ten ein isolierendes Dickfilmpräparat eingestrichen und anschließend eingebrannt wird.
• Daß erfindungsgemäße Yerfahren läßt sich in besonders vorteilhafter Weise boi der Herstellung integrierter oder gedruckt er elektrischer Schaltungen mit Leitungsverbindungen und/oder elektrischen Schaltelementen oder Teilen derselben anwenden.
• Anhand eines Ausführungsbeispieles wird das erfindungsgemäße Verfahren nachstehend näher erläutert.
• Fig. 1a zeigt als Substrat 1 eine im Querschnitt dargestellte Keramikplatte. Auf diese Keramikplattc 1 wird ein 60 um dicker Film 2 aus Riston der Firma Dupont auflaminiert (Fig. 1b). Anschlieend wird der Fotopolymer 2 über eine nicht dargestellte Muttcrmaskc vorgegebener Struktur belichtet und danach entwickelt, wobei nach Auswaschen der nicht gehärteten Fotopolymerbereiche die Berciche 2' zurUckbleiben, wie dies in Fig. 1c dargestcllt ist. In die Aussparungen der Fotopolymerbereiche 2' wird mit einer Gummirakel ein Dickfilmpräparat 3, wie Platin-Goldpaste 8048 der Firma Dupont, eingestrichen (Fig. Id). Dic Dickenbegrenzung der Schicht 3 ist dabei lediglich durch die Filmdicke des Potopolymers 2' gegeben. Nach dem Aufbringen der Dickfilmstruktur 3 verbleibt das Fotopolymer 2' auf dem Substrat 1 nicht nur bis zum Trocknen der Schicht 5, sondorn bis zu einem bestimmten Moment des Sinbrennvorganges.
• Wie Versuche gezeigt haben, verbrennt das Fotopolymer 2' rückstandslos bei etwa der Temperatur, bei der die Sinterung der Struktur 3 gerade beginnt (Fig. 1c). Durch diese Eigenschaft ist eine hohe Dimensionsstabilität der Struktur <*geben.
• Beta Einbrennen ist das Substrat im Ofen derart gehaltert, daß der Fotopolymer mit der Struktur nach unten zeigt.
• Eventuelle Rückstände des Dickfilmpräparates auf der Fotopolymerschicht gelangen auf diese Weise beim Qbbrennen des Fotopolymers 2' nicht auf das Substrat 1.
• Gegenüber der Siebdrucktechnik läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine höhere Kantenschärfc, eine dickere Filmschicht aus DickfilmprÄparat und eine größere Auflösung erreichen.
• Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer integrierten Schaltung, bei der auf einer Keramikplatte 1 Leitungszüge 3 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebracht sind. Diese dienen zum Anschluß eincs Transistors 4 und eines Kondensators 5, deren Anschlußkontakte auf die Leitungszüge 3 aufgelötet sind.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann, wie Fig. 3 zeigt, eine integrierte Schaltung auch in der Weise aufgebaut werden daß nach der Herstellung der Leitungszüge 3 (Fig. 3a), wie sie anhand der Fig. 1 erläutert wurde, in die Aussparungen eine Keramikpaste 6 eingestrichen und eingebrannt wird (Fig. 3b). Anschließend wird ein Fotopolymerfilm 21 aufgetragen (Fig. 3c), in den entsprechend dem anhand der Fig. 1 beschriebenen Verfahren Aussparungen eingebracht verden, so daß nur Fotopolymerfilmbereiche 21' verbleiben (Fig. 3d). In diese Äussparungen wird eine Widerstandspaste 7 eingestrichen (Fig. 3e), so daß nach dem erneuten Einbrennen eine Konfiguration nach Fig. 3f vcrbleibt.
• Sind die leitendenSchichten nicht zu stark, so erübrigt sich die Einfügung von isolierenden Schichten zum Höhenausgleich. Diese isolierenden Schichten können bei anderen Ausführungsboispielen auch zur elektrischen Isolierung übereinandcrliegender leitender Schichten dienen.
• 9 Patentansprüche 3 Figuren

Claims (9)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung dimensionsgenauer Dickfilmstrukturen auf Substraten, insbesondere zur Hcrstcllung integrierter elektrischer Schaltungen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf das Substrat ein Fotopolymer aufgebracht wird, daß der Fotopolymer nach einem der bekannten iotolithographisehen Verfahren mit einer Struktur von Aussparungen versehen wird, daß in diese Aussparungen ein Dickfilmpräparat eingebracht wird, und daß das Dickfilmpräparat eingebrannt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, das u r csh- g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Keramiksubstrat verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n c t , daß ein Potopolymer in Filmform in wenigstens einer Lagc auflaminiert wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Gesamtfilmstärke größer als 100 /um verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Dickfilmpräparat mit einer Gummirakel in die Aussparungen eingestrichen wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, d a d u-r c h g c -k e n n z e i c h n e t , daß als Diokfilmpräparat eine isolierende Glas- oder Keramikpaste oder. eine leitende Paste zur Bildung von Leiter- oder Widerstandsschichten verwendet wird.
7. 7. Verfahren hach einem der vorhergehenden Ansprüche, da d u r c h g e k e n n z c i c h n c t , daß das Verfahren zur Herstellung mehrerer Dickfilmschichten auf einem Substrat wiederholt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g.e k e n n -z e i c h n e t , daß zum Ausgleich von Höhenunterschieden in die Aussparungen zwischen leitenden Schichten ein isolierendes Dickfilmpräparat eingcstrichen und anschließend eingebrannt wird.
9. 9. Integrierte oder gedruckte elektrischc Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g c -k e n n z e i c h n e t , daß die Leitungsverbindungen und/oder elektrischen Schaltelemente oder Teile derselben nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt sind.

   L e e r s e i t e