DE2513859A1 - Verfahren zur elektrischen kontaktierung von duennschichtkondensatoren aus tantal, insbesondere von aus duennschichtkondensatoren und mit duennschichtwiderstaenden gebildeten netzwerken - Google Patents

Verfahren zur elektrischen kontaktierung von duennschichtkondensatoren aus tantal, insbesondere von aus duennschichtkondensatoren und mit duennschichtwiderstaenden gebildeten netzwerken

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Description

Yc-rfahren zur elektrischen Kontaktierung von Dünnschichtkondensatoren aus Tantal, insbesondere von aus Dünnschichtkondensatoren und mit Dünnschichtv/iderständen gebildeten Netzwerken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Dünnschichtkondensatoren bzw. Dünnschichtkondensstor-lTetzwerken aus Tantal rait weiteren elektrischen Bauelementen, insbesondere mit Widorstandsnetzwerkon, v/cbei für den jeweiligen Kondensator eine nichtleitfähige Unterlage dient, dienit einer Dünnschichtelektrode (Grundeleictrode) aus Tantal versehen v/ird, auf welche dann in einem ausgewählten Bereich eine dielektrische Eigenschaften aufv/eisende Tantalpentoxydschicht durch Oxydation, vorzugsweise durch anodische Oxydation, erzeugt wird, die zumindest mit einer weiteren eine Gegenelektrode (Deckelektrode) bildenden elektrisch leitfähigen Schicht bedeckt v/ird,
Zur rationellen Herstellung von Dümiochichtbauelementen in Tantaltechnik ist es in allgemeinen üblich, auf getrennten Substraten aus Glas oder ähnlichen Isolierstoffkörpern Widerstandsund Ivondensatornetzwerke herzustellen und danach zusammenzuschalten.
Die überlicherweise in ß-Tantal-DüiiKSchichttechnik hergestellten Kondensatoren weisen jedoch eine große Empfindlichkeit gegenüber hohen Temperatüren auf, die die elektrischen Eigenschaften derartig hergestellter Kondensatoren erheblich verschlechtern. Zur Kontaktierung dieser Kondensatoren sind demnach relativ aufwendige Verfahren notwendig, wie Golddraht-Bonden und
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selektives Beloten. Eine Tauchbelotung, v/ie dies bei Widerstandsnetzv/erken in Tantal-Dünnfilmtechnik üblich ist, kann bei den bekannten aus ß-Tantal hergestellten Dünnfilmkondensatoren nicht angewendet werden, ohne deren Kennwerte zu verändern bzw. zu vers chleentern.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Kontaktierung von Tantal-Dünnschichtkondensatoren bzw. Tantal-Dünnscüichtkondensator-Hetzwerken mit weiteren elektrischen Bauelementen aufzuzeigen, das sich gegenüber den obengenannten Verfahren durch besondere Einfachheit auszeichnet und das überdies einen optimalen Schutz der Dünnschichtkondensatoren gegenüber Umwelteinflüssen mit sich bringt.
Die Aufgabe-wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zuerst genannte Dünnschichtelektrode aus Tantal mit Stickstoff dotiert v/ird, und daß die Dünnschichtelektrode und zumindest die dielektrische Eigenschaften aufweisende Schicht gemeinsam einer Temperung unterworfen v/erden, wobei der Stickstoffgehalt innerhalb eines Bereichs liegt, dessen untere Grenze höher als bei ß-Tantal und dessen obere Grenze kleiner als bei Tantalmitrid liegt und daß danach der bzw. die Dünnschichtkcndensatoren zusammen mit den genannten elektrischen Bauelementen vollständig in ein schmelzflüssiges Lotbad getaucht werden.
Durch dieses Verfahren erhalten die Kontaktflecken, alle Leitungen und alle Deckelektroden der Kondensatoren einen"gutleitenden Lotübersug. !Weiterhin v/erden die Leiterbahnv/iderstände reduziert, wodurch, eine galvanische Verstärkung der Leiterbahnen vollkommen entfällt. Gleichzeitig stellt die Lotschicht einen mechanischen Schutz der Kondensatoren dar, wodurch spätere Arbeiten, z.B. Abgleicharbeiten, erleichtert werden und eine abschließende Kunststoffkapselung vereinfacht v/ird. Durch die Lotschicht wird außerdem eine Feuchtesperre erreicht, da das Dielektrikum hermetisch verschlossen wird, wodurch die Lebensdauer der-
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artiger Kondensatoren "beträchtlich, verlängert und die Qualität allgemein verbessert wird.
Im folgenden sei das Verfahren anhand einer Prinzipskizze, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert.
Es aeigen
die !Figuren 1, 2 und 3 eine TC;J3ünnfumschaltung, wobei
Fig. 1 die Kondensatorhälfte in Draufsicht
Fig. 2 die Widerstandshälfte in Draufsicht
Fig. 3 die zusammengefügten Dünnschichtschaltungen
Fig. 4 ein belotetes RC-Netzwerk mit einem aktiven Bauelement und KontaKtelementen zeigen.
In der in Fig. 1 dargestellten Kondensatorhälfte der RC-Dünnschichtschaltung ist ein auf einem Substrat 1 aufgebrachter Dünnschichtkondensator 2 angedeutet, dessen Elektroden mit 3 und 4 und dessen Dielektrikum mit 5 bezeichnet sind. Weiterhin ist auf den Substrat 1 eine Leiterbahn 6 erkennbar. Die Grundelektrode des Kondensators wurde aus ^ -lantal hergestellt und mit Stickstoff dotiert. Der fertige Kondensator wurde einer Temperung unterzogen (2 Stunden bei 250°).
In der Darstellung nach Fig. 2 ist auf einem weiteren Substrat ein Widerstand 8 in Dünnschichttechnik angedeutet, dessen elektrische Anschlußfahnen mit 9 und 10 bezeichnet sind.
Fig. 3 zeigt nun die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einzelteile, die in dieser Figur im Schnitt erkennbar sind. Dabei sind
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das R-lTetzwerk (Pig. 1) und das C-Netzwerk (Fig. 2) mit den Seiten, auf denen sich jeweils das Substrat (1,7) befindet, aneinander gelegt und durch Kontaktelemente (11) gehalten (Pig. 4). Nachdem das so aufgebrachte Gebilde beidseitig mit Flußmittel bedeckt wurde, erfolgt die Tauchbelotung durch vollständiges Tauchen der beiden Netzwerke in eine etwa 2300C hei3e Lotschmelae die im allgemeinen aus einer Blei-Zinn-Legierung besteht, während einer Dauer von ca. 10 see. Dadurch werden in einem Arbeitsgang die IContaktelemente 11 mit den Dünnschichtkontakten verlötet. !Ebenso werden alle Leiterbahnen, Deckelektroden und noch freien Kontaktflecken vollständig kissenförinig belotet. Die Schichtdicke beträgt dabei etwa 100 bis 200 um. Das Auflöten eines aktiven Bauelements 12 (IC) in Keramik- Gehäuse erfolgt anschließend in Reflow-Verfahren.
3 Patentansprüche
4 Figuren
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Claims (3)

  1. Verfahren zur elektrischen Kontaktierung von Dünnschichtkondensatoren bzw. Dünnschichtkondensator-Netzwerken aus tantal mit v/eiteren elektrischen Bauelementen, insbesondere mit Widerstandsnetzwerken, wobei für den jeweiligen Kondensator eine niehtleitfähige Unterlage dient, die mit einer Dünnschichtelektrode (Grundelektrode) aus Tantal versehen wird, auf welche dann in einem ausgewählten Bereich eine dielektrische Eigenschaften aufweisende Tantal-Pentoxydschicht durch Oxydation, vorzugsweise durch anodische Oxydation, erzeugt wird, die zumindest mit einer v/eiteren eine Gegenelektrode (Deckelektrode) bildenden elektrisch leitfähigen Schicht bedeckt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die zuerst genannte Dünnschichtelektrode aus Tantal mit Stickstoff dotiert wird und daß die Dünnschichtelektrode (4) und zumindest die dielektrische Eigenschaften aufweisende Schicht (5) gemeinsam einer Temperung unterworfen v/erden, wobei der Stickstoffgehalt innerhalb eines Bereichs liegt, dessen untere Grenze höher als bei ß-Tantal und dessen obere Grenze kleiner als bei Tantalnitrid liegt und daß danach der bzw. die Dürmschichtkondensatoren zusammen mit den genannten Bauelementen (11) vollständig in ein Schmelzflussiges Lotbad getaucht v/erden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß der Tauchvorgang bei einer Temperatur von etwa 23O0G und in einer Dauer von etwa 10 see. vorgenommen wird.
  3. 3. !fach den Verfahren nach Anspruch 1 hergestellter Kondensator, dadurch gekennz eichnet , daß die Kontaktflecken, alle Leitungen und alle lieckelektröden der Kondensatoren einen gutleitenden Lotüberzug von wenigstens 100 um a uf vie is en.
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    Leerseite
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