DE19634495C2 - Process for the metallization of component bodies of electro-ceramic components - Google Patents

Process for the metallization of component bodies of electro-ceramic components

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Metalli­ sierung durch Sputtern von Bauelementekörpern elektro- keramischer Bauelemente, insbesondere Halbleiterkörper für Kaltleiter, die an sich gegenüberliegenden Bauelementekörper- Stirnseiten mit Anschlußmetallisierungen versehen werden sol­ len, und bei dem die Bauelementekörper in Sputterhorden einer solchen Form angeordnet werden, daß mindestens ein Teil der für die Anschlußmetallisierungen vorgesehenen Bauelementekör­ per-Oberflächenbereiche für das Sputtern freiliegt.The present invention relates to a method for metalli sputtering of component bodies ceramic components, in particular semiconductor bodies for PTC thermistor, which on opposite component body End faces should be provided with connection metallizations len, and in which the component bodies in sputtering trays one be arranged in such a way that at least part of the provided for the connection metallizations component body per surface areas for sputtering exposed.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US 4,741,077 bei der Herstellung von Anschlußmetallisierungen für keramische Viel­ schichtkondensatoren bekannt.Such a method is known from US 4,741,077 Manufacture of connection metallizations for ceramic lot layer capacitors known.

Bei Bauelementen der gattungsgemäßen Art, insbesondere bei für eine SMD-Montage geeigneten Bauelementen, sind auf dem Bauelementekörper kappenförmige Anschlußmetallisierungen vor­ gesehen, die aus mehreren Metallschichten bestehen. Bei der­ artigen Metallisierungen kann es sich beispielsweise um Me­ tallschichtfolgen Ag/Ni/Sn, Ag/Pd, Ag/Ni oder Cr/Ni/Sn han­ deln. Derartige Anschlußmetallisierungen sind beispielsweise aus der Produktübersicht 1995 "Passive Bauelemente für Ober­ flächenmontage", insbesondere Seite 7 der Anmelderin bekannt.In the case of components of the generic type, in particular in the case of components suitable for SMD assembly, cap-shaped connection metallizations are seen on the component body, which consist of several metal layers. The metallizations of this type can be, for example, metal layer sequences Ag / Ni / Sn, Ag / Pd, Ag / Ni or Cr / Ni / Sn. Such connection metallizations are known for example from the product overview 1995 "Passive components for surface mounting", in particular page 7 of the applicant.

Die Metalle der Anschlußmetallisierungen müssen unter anderem die Bedingung erfüllen, daß sie einen guten sperrschichtfrei­ en ohmschen Kontakt und eine gute Haftung am Halbleiterkörper gewährleisten. Die Erfüllung dieser Forderungen ist bei Kalt­ leitern von Bedeutung.The metals of the connection metallizations must among other things meet the condition that they have a good junction free Ohmic contact and good adhesion to the semiconductor body guarantee. Kalt fulfills these requirements leaders of importance.

Weiterhin müssen die Anschlußmetallisierungen auch hinsicht­ lich ihrer Abmessungen definiert und reproduzierbar hergestellt werden können, damit die für die Bauelementefunktion notwendigen Eigenschaften gewährleistet sind. So muß bei­ spielsweise in dem von den Anschlußmetallisierungen freien Teil des Bauelementekörpers eine gute Stromaufteilung gewähr­ leistet sein.Furthermore, the connection metallizations must also be considered Lich defined their dimensions and manufactured reproducibly  can be used for the component function necessary properties are guaranteed. So at for example in the one free of the connection metallizations Part of the component body ensure a good power distribution accomplishes.

Da die Keramik von Kaltleiter-Bauelementen eine bestimmte elektrische Leitfähigkeit besitzt, ist es nicht ohne weiteres möglich, Metallschichten der vorgenannten Art für die An­ schlußmetallisierungen galvanisch aufzubringen, da aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Bauelementekörpers ein vollständiger Überzug des Bauelementekörpers mit Metall ent­ stehen könnte.Because the ceramic of PTC thermistor components has a certain has electrical conductivity, it is not easy possible, metal layers of the aforementioned type for the An to apply final metallizations galvanically, because of the electrical conductivity of the component body complete coating of the component body with metal ent could stand.

In einer deutschen Patentanmeldung mit dem gleichen Zeitrang (amtliches Aktenzeichen 196 34 497.2) ist bereits beschrie­ ben, daß die vorgenannte Problematik dadurch vermieden werden kann, daß auf dem Bauelementekörper mindestens in dem von den Anschlußmetallisierungen freien Bereich eine hochohmige oder isolierende Schicht vorgesehen wird. Dadurch wird vermieden, daß bei einer Galvanik für die Herstellung der Anschlußmetal­ lisierungen Metall auf dem Bauelementekörper außerhalb des Bereiches der Anschlußmetallisierungen abgeschieden wird.In a German patent application with the same seniority (official file number 196 34 497.2) has already been described ben that the aforementioned problem can be avoided can that on the component body at least in that of the Connection metallizations a high impedance or free area insulating layer is provided. This will avoid that in an electroplating for the production of the connecting metal metal on the component body outside the Area of the terminal metallizations is deposited.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Metallisierung von Bauelementekörpern im Bereich der Anschlußmetallisierungen durch Sputtern unter Ausnutzung von hochohmigen oder isolierenden Schichten der vorgenannten Art das Sputtern zu vereinfachen.The present invention is based on the object a metallization of component bodies in the area of Connection metallization by sputtering using high-resistance or insulating layers of the aforementioned type to simplify sputtering.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren, das die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2 aufweist, gelöst.This task is accomplished with a procedure that defines the characteristics of the has independent claims 1 and 2, solved.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: The invention is described below with reference to exemplary embodiments len explained in more detail according to the figures of the drawing. It shows:  

Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform einer Horde zur Me­ tallisierung von Bauelementekörpern in Aufsicht bzw. Seitenansicht; Figures 1 and 2 a first embodiment of a horde for Me tallisierung of component bodies in top view and side view;

Fig. 3 und 4 eine weitere Ausführungsform einer Horde zur Metallisierung von Bauelementekörpern in Aufsicht bzw. Seitenansicht; und FIGS. 3 and 4 another embodiment of a tray for the metallization of components bodies in plan view and side view; and

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Bauelementekör­ pers mit einer U-förmigen Metallisierung; Figure 5 is a schematic representation of a Bauelementekör pers with a U-shaped metallization.

Eine erste Ausführungsform einer Horde für die Metallisierung von Bauelementekörpern elektro-keramischer Bauelemente gemäß den Fig. 1 und 2 ist eine Horde 1 mit Einzelnestern 2, die in Fig. 1 punktiert dargestellt sind. Diese Nester 2 besit­ zen genau die Abmessungen von Bauelementekörpern 3, die in Fig. 1 kreuzschraffiert und in Fig. 2 einfach schraffiert dargestellt sind. Aufgrund dieser Ausgestaltung der Horde 1 können lediglich freie Stirnseiten 4 der Bauelementekörper 3 metallisiert werden, was vorzugsweise durch Sputtern erfolgt. Das Sputtern ist in Fig. 2 schematisch durch Pfeile 5 ange­ deutet.A first embodiment of a tray for the metallization of component bodies of electro-ceramic components according to FIGS. 1 and 2 is a tray 1 with individual nests 2 , which are shown in dotted lines in FIG. 1. These nests 2 have the exact dimensions of component bodies 3 , which are cross-hatched in FIG. 1 and simply hatched in FIG. 2. Because of this configuration of the tray 1 , only free end faces 4 of the component body 3 can be metallized, which is preferably done by sputtering. The sputtering is indicated schematically in Fig. 2 by arrows 5 .

Gemäß einer besonderer Ausgestaltung der Erfindung werden die Stirnseiten 4 der Bauelementekörper 3 mit einer Grundschicht aus Cr/Ni besputtert, wobei die Cr-Schicht einen Sperr­ schichtabbau an der Kontaktierungsseite bewirkt und einen gu­ ten Haftvermittler darstellt. Darüber hinaus gewährleistet die Cr/Ni-Schicht eine Aktivierung der Oberfläche für eine nachfolgende Galvanik.According to a special embodiment of the invention, the end faces 4 of the component body 3 are sputtered with a base layer made of Cr / Ni, the Cr layer causing a barrier layer degradation on the contacting side and constituting a good adhesion promoter. In addition, the Cr / Ni layer ensures activation of the surface for subsequent electroplating.

Bei einer einfachen Ausführungsform einer Horde 10 nach den Fig. 3 und 4 für die Metallisierung von Bauelementekörpern befinden sich Bauelementekörper 12 nicht wie bei der Ausfüh­ rungsform nach den Fig. 1 und 2 in Einzelnestern sondern sind einfach in die Horde eingefädelt, so daß sie aneinander­ liegend in der Horde angeordnet sind. Ggf. kann in der Horde noch ein Silikon-Belag 11 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. In a simple embodiment of a tray 10 according to FIGS. 3 and 4 for the metallization of component bodies, component bodies 12 are not, as in the embodiment according to FIGS . 1 and 2, in individual nests but are simply threaded into the tray so that they are against one another are arranged lying in the horde. Possibly. a silicone covering 11 can also be provided in the tray, as shown in FIG. 3.

Die Horde 10 nach den Fig. 3 und 4 ist so bemessen, daß die Bauelementekörper 12 mit ihren sich gegenüberliegenden Stirnseiten bis zu einer vorgegebenen Länge aus der Horde 10 herausragen, so daß die Stirnseiten in einem Metallisierungs­ prozeß U-förmig metallisiert werden. Diese Bemessung der Hor­ de 10 ist aus Fig. 4 ersichtlich.The tray 10 of Figs. 3 and 4 is such that the component body 12 protrude with their opposite end faces up to a predetermined length from the tray 10, so that the end faces in a process of metallizing a U-shape to be metallized. This dimensioning of the Hor de 10 can be seen in FIG. 4.

Wie Fig. 5 zeigt, werden die Bauelementekörper 12 bei einer Metallisierung durch Sputtern U-förmig metallisiert, wobei die Seitenflächen der Bauelementekörper 12, an denen diese eng aneinanderliegen nicht metallisiert werden. Die U-förmige Metallisierung ist in Fig. 5 mit 13 bezeichnet.As FIG. 5 shows, the component bodies 12 are metallized in a U-shape during sputtering, the side faces of the component bodies 12 on which they lie closely against one another are not metallized. The U-shaped metallization is designated by 13 in FIG. 5.

Fig. 5 zeigt zur Verdeutlichung auch eine hochohmige oder isolierende Schicht 14 der eingangs erläuterten Art. Da die Schicht 14 die Geometrie von nicht vollständig dargestellten Anschlußmetallisierungen festlegt, kann das Sputtern verein­ facht werden, weil einfachere und weniger verschleißanfällige Horden verwendbar sind. Fig. 5 shows for clarification also a high-resistance or insulating layer 14 of the type described above. Since the layer 14 defines the geometry of connection metallizations that are not fully illustrated, sputtering can be simplified because simpler and less wear-prone trays can be used.

Claims (3)

1. Verfahren zur Metallisierung durch Sputtern von Bauelemen­ tekörpern elektro-keramischer Bauelemente, insbesondere Halb­ leiterkörper für Kaltleiter, die an sich gegenüberliegenden Bauelementekörper-Stirnseiten mit Anschlußmetallisierungen versehen werden sollen, und bei dem die Bauelementekörper in Sputterhorden einer solchen Form angeordnet werden, daß min­ destens ein Teil der für die Anschlußmetallisierungen vorge­ sehenen Bauelementekörper-Oberflächenbereiche für das Sput­ tern freiliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in den von den Anschlußmetallisierungen freien Bereichen eine hochohmige oder isolierende Schicht (14) auf­ gebracht wird, und daß die Bauelementekörper (3) in Einzelne­ stern (2) einer Horde (1) angeordnet werden, deren Abmessun­ gen so beschaffen sind, daß in einem Metallisierungsprozeß lediglich Stirnflächen (4) der Bauelementekörper (3) metalli­ siert werden.1. A method for metallization by sputtering of Bauelemen tekörpern electro-ceramic components, in particular semi-conductor bodies for PTC thermistors, which are to be provided on opposite component body end faces with connection metallizations, and in which the component bodies are arranged in sputtering trays of such a shape that at least a part of the provided for the connection metallizations provided component body surface areas for sputtering is exposed, characterized in that at least in the areas free of the connection metallizations a high-resistance or insulating layer ( 14 ) is brought on, and that the component body ( 3 ) in detail star ( 2 ) a horde ( 1 ) are arranged, the dimensions of which are such that only end faces ( 4 ) of the component body ( 3 ) are metallized in a metallization process. 2. Verfahren zur Metallisierung durch Sputtern von Bauelemen­ tekörpern elektro-keramischer Bauelemente, insbesondere Halb­ leiterkörper für Kaltleiter, die an sich gegenüberliegenden Bauelementekörper-Stirnseiten mit Anschlußmetallisierungen versehen werden sollen, und bei dem die Bauelementekörper in Sputterhorden einer solchen Form angeordnet werden, daß min­ destens ein Teil der für die Anschlußmetallisierungen vorge­ sehenen Bauelementekörper-Oberflächenbereiche für das Sput­ tern freiliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelementekörper (12) aneinanderliegend in einer Horde angeordnet werden, die so bemessen ist, daß die Bauele­ mentekörper (12) mit ihren sich gegenüberliegenden Stirnsei­ ten bis zu einer vorgegebenen Länge aus der Horde herausra­ gen, so daß die Stirnseiten bei einem Metallisierungsprozeß U-förmig metallisiert werden. 2. Process for metallization by sputtering of component parts of electro-ceramic components, in particular semi-conductor bodies for PTC thermistors, which are to be provided on opposite component end faces with connection metallizations, and in which the component bodies are arranged in sputtering trays of such a shape that at least at least a part of the provided for the connection metallizations component body surface areas for sputtering is exposed, characterized in that the component bodies ( 12 ) are arranged adjacent to one another in a horde, which is dimensioned so that the component body ( 12 ) with its opposite end face ten to a predetermined length protrude from the horde so that the end faces are metallized in a U-shaped metallization process. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Cr/Ni-Schicht aufgesputtert wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized, that a Cr / Ni layer is sputtered on.
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