DE1937009A1

DE1937009A1 - Kontaktfreie UEberkreuzung von Leitbahnen

Info

Publication number: DE1937009A1
Application number: DE19691937009
Authority: DE
Inventors: Widmann Dipl-Phys Dr Dietrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-07-21
Filing date: 1969-07-21
Publication date: 1971-01-28

Description

Kontaktfreie Überkreuzung von Leitbahnen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur kontaktfreien Überkreuzung mindestens einer auf einem Grundsubstrat angeordneten Leitbahn einer Leitbahnstruktur durch mindestens eine weitere Leitbahn und auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Anordnung Aus der DAS 1 261 916 ist es bekannt, die kontaktfreie.
Uberkreuzung mehrerer xeitbahnen auf einer isolierenden Substratoberfläche durch Mehrlagentechnik auszuführen0 Dabei wird eine erste Beitbahnstruktur teilweise durch eine Isolatorschicht abgedeckt. Auf diese Isolatorschicht wird dann in geeigneter Weise eine zweite teitbahnstruktur zur Herstellung der erforderlichen elektrischen Verbindungen der ersten Leitbahnstruktur aufgetragen0 Die Anbringung weiterer Isolatorschichten ist oft erforderlich. Diese Mehrlagentechnik ist vor allem auf Keramiksubstraten schwierig durchzuführen, Wesentlich ist, daß bei diesem bekannten Verfahren (Flipchip-Technik) die einzelnen Gleitbahnen voneinander durch Isolatorschichten getrennt sind0 Es hat sich gezeigt, daß die Herstellung solcher mehrlagiger Beitbahnstrukture-n schwierig durchzuführen und vor allem für die Serienfertigung nicht geeignet ist0 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine auf einfache Art und Weise herstellbare Überkr.euzung mehrerer Leitbahnen anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf einem Substrat angeordnete weitere Leitbahn über mindestens zwei im Abstand angeordnete metallische Erhöhungen mit mindestens zwei Kontaktflecken der Leitbahnstruktur des Grundsubstrats verbunden ist, die sich auf sich gegenüberliegenden Seite der auf dem Grund substrat angeordneten Leitbahn befinden und von dieser elektrisch getrennt sind, und daß die weitere Leitbahn die auf dem Grundsubstrat angeordnete Leitbahn im Abstand in Form einer Brücke überkreuzt.
In vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße Anordnung derart' hergestellt, daß die metallischen Erhöhungen, die sorzugsweise eine Höhe von etwa 12 /u aufweisen galvanisch auf mindestens zwei sich im Abstand befindende Flecken der weiteren Leitbahn aufgebracht werden, und daß das Substrat mit der weiteren Leitbahn über die metallischen Erhöhungen die auf die ihnen en.tsprechenden Kontaktflecken der teitbahnstruktur des Grundsubstrats aufgebracht werden, mit dem Grundsubstrat mechanisch verbunden wird Es ist möglich, mehrere Substrate gleichzeitig auf einer Glasplatte oder Siliciumscheibe herzustellen und dann schließlich zu ritzen und zu brechen. Weiterhin braucht man auf keines der Substrate eine Isolatorschicht aufzubringen, was für die Anwendung der Mehrlagentechnik Voraussetzung ist. Kurzschlüsse zwischen sich überkreuzenden Leitbahn sind ausgeschlossen Die Übergangswiderstände an den Kotaktstellen zwischen der Leitbahnstruktur des Grundsubstrats und den metallischen Erhöhungen der weiteren Leitbahn sind klein. Weiterhin ist vorteilhaft, da.S die Durchbruchsspannung zwischen der Leitbahnstruktur und er weiteren Leitbahn wegen der zwischen ionen befindlichen Luftschicht hohe Werte iufweist. Es ist auch zweckmäßig, bei fester Verbindung des Substrats mit dem Grundsubstrat mehrere, verschiedenartig ausgebildete Substrate zu verwenden, um eine große Flexi bilität zu erreichen. So ist es beispielsweise möglich, die Substrate nicht nur in einer ersten, sondern, wenn erforderlich, auch noch in weiteren Ebenen über dem Grundsubstrat anzuordnen Weitere Merkniiale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines AusführungsbeispielE anhand der Figurcn Es zeigen : Fig. 1 : Einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung Fig 2: Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig 3: Einen Schnitt III-III durch den Gegenstand der Figur 2 Auf einem Grundsubstrat 1, das vorzugsweise aus Glas oder Keramik hesteht, sind Leitbahnen 2, 3, 4, 5, 6 angeordnet Die Leitbahn 2 soll mit der Leitbahn 3 so verbunden werden, daß keine Kurzschlüsse mit den Leitbahnen 4, 5, 6 möglich sind Auf einem Substrat 10, das vorzugsweise aus Glas oder exidiertem Silizium besteht ist eine weitere Leitbahn 11 angeordnet. Die Leitbahn 11 weist metallische Erhöhungen 12, 1 zur ie sich im Abstand voneinander befinden und in. elektrischen Kontakt mit der Leitbahn 2 und der L Leitbahn 3 des Grundsubstrats 1 sind Es ist zweckmäßig, mehrere Substrate 1 0 gleichzeitig auf einer Glasplatte oder einer oxidierten Siliziumscheibe herzustellen, und diese erst nach Fertigstellung der teitbahnen 11 mit den darauf ange@rdneten metallischen Erhöhungen 12, 1 13 :u trennen Die Herstellung der Leitbahn ii und der metallischen Erhöhungen 12, 13 kann folgendermaßen erfolgen: Auf das Substrat 10 wird zuerst eine etwa O,l/u dicke Chromschicht als Haftschicht und dann eine etwa 098/u dicke Goldschicht als gut leitfähige Schicht aufgedampft0 Die Goldoberfläche wird mit Fotolack beschichtet. Dieser wird durch eine Fotomaske hindurch, die die Leitbahn-Geometrie als Schwarz-Weiß-Strukturen enthält, belichtet und dann entwickelt Daran anschließend werden die freiliegenden Goldflächen in einem Goldätzbad herausgeätzt, so daß die Leitbahnetruktur in Form von Goldleitbahnen stehen bleibt, Die Chromschicht bleibt zunächst ungeätzt. Der Fotolack wird entfernt, dann wird neuer Fotolack ganzflächig aufgetragen Mit Hilfe einer zweiten Fotomaske werden an den späteren Kontaktstellen lackfreie Flächen erzeugt, auf denen in einem Goldbad galvanisch etwa 12/u hohe Erhöhungen aus Gold aufgebracht werden. Die Qhromschicht dient dabei als stromzuführende Schicht Nach der Entfernung des Fotolacks werden die nicht von einer Goldschicht bedeckten Bereiche der Chromschicht in Salzsäure weggeätzt, Durch Ritzen und Brechen werden die einzelnen Substrate hergestellt, und diese dann über ihre metallischen Erhöhungen mit der Leitbahnstruktur des Grundsubstrats verbunden, In den Figuren 2 und 3 ist ein Anwendungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei sind sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Figur 1.
Die Leitbahn 3 verläuft auf dem Grundsubstrat 1 bis zu der Erhöhung 13. Von der Erhöhung 13 führt eine auf dem Substrat 10 vorgesehene Leitbahn 11 zur Erhöhung 12, von der eine Leitbahn 2 in der Figur 2 nach unten auf dem Grundsubstrat 1 wegführt Die Leitbahn 11 überkreuzt dabei die Leitbahn 5, die auf dem Grundsubstrat angeordnet ist, in Form einer Brücke In der Figur 2 sind die nicht sichtbaren, auf dem Grundsubstrat verlaufenden Leitbahnen punktiert, die nicht sichtbaren, auf dem Substrat verlaufenden Leitbahnen gestrichelt dargestellt.
Es ist möglich, die Substrate 10 in Serienfertigung herzustellen und sie dann zur Überkreuzung beliebiger, auf einem Grundsubstrat angeordneter Leitbahnen zu verwenden, 4 Patentansprüche 3 Figuren

Claims

Patentansprüche 0 Anordnung zur kontaktfreien Überkreuzung mindestens einer auf einem Grund substrat angeordneten Leitbahn einer Leitbahnstruktur durch mindestens eine weitere Leitbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einem Substrat angeordnete weitere Leitbahn über mindestens zwei im Abstand angeordnete metallische Erhöhungen mit mindestens zwei Kontaktflecken der Leitbahnstruktur des Grundsubstrats verbunden ist, die sich auf sich gegenüberliegenden Seiten der auf den Grund substrat angeordneten Leitbahn befinden und von dieser elektrisch getrennt sind, und daß die weitere Leitbahn die auf dem Grund substrat angeordnete Leitbahn im Abstand in Form einer Brücke überkreuzt
2. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach Anspruch 1, wobei auf das Substrat zuerst eine vorzugsweise etwa O,l/u dicke Chromschicht und dann eine vorzugsweise eta 9,8zu dicke Goldschicht aufgebracht werden und wooei die weitere Leitbahn unter Anwendung der Fototechnik in die Goldschicht geätzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Erhöhungen, die vorzugsweise eine Höhe von etwa 12/u aufweisen, galvanisch auf mindestens zwei sich im Abstand befindende Flecken der weiteren Leitbahn aufgebracht werden, daß die nicht mit der Goldschicht bedeckten Bereiche der Chromschicht weggeätzt werden7 und daß das Substrat mit der weiteren Gleitbahn über die metallischen Erhöhungen, die auf die ihnen entsprechenden Kontaktflecken der Leitbahnstruktur des Grundsubstrats aufgebracht werden, mit dem Grund substrat mechanisch verbunden wira.
3 Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zV,ei Substrate nach dem Aufbringen der Goldschicht und der metallischen Erhöhungen aus einer Glasplatte durch Ritzen und Brechen hergestellt werden
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Substrate nach dem Aufbringen der Goldschicht und der metallischen Erhöhungen aus einer oxidierten Siliziumscheibe durch Ritzen und Brechen hergestellt werden L e e r s e i t e