DE2538563A1

DE2538563A1 - Schichtschaltung mit gekreuzten leiterbahnen

Info

Publication number: DE2538563A1
Application number: DE19752538563
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Phys Kiessling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1977-03-10

Description

Schichtschaltung mit gekreuzten Leiterbahnen Die Erfindung betrifft eine Schichtschaltung, insbesondere Dünnschichtschaltung, mit gekreuzten Leiterbahnen.
Mit zunehmender Integration und Miniaturisierung der elektrischen i>ünnschichtschaltungen steigt die Notwendigkeit, elektrische Leiterbahnen zu überkreuzen. Durch "2hin solid films" 13, 1972, 51-55, ist es bereits bekannt, die sich kreuzenden Leiterbahnen durch einen Luftspalt zu isolieren. Die Entwicklung einer kombinierten Dickschicht-Dünnschicht-Technik unter Verwendung von hoch einzubrennenden Dickschichtpasten in Dünnschichtschaltkreisen, die gleichfalls zur Isolierung sich kreuzender Leiterbahnen geeignet sind, ist z.B. in "Proc. Elektron. Comp. Conf." 1973, I.E.E.E. Washington D.C., 1973, Seiten 198 - 203, abgehandelt. Eine weitere, z.B. in "I.E.E.E.
ransact. on Comp. Parts" CP-11 (März 1964) 1, Seiten 48 - 53, beschriebene Möglichkeit der Isolation sich kreuzender Leiterbahnen besteht in der Verwendung anorganischer Isolierstoffe, z.B. aus der Gasphase abgeschiedenen oder aufgestäubten Quarzes bzw. aufgedampften Glases. Die Erzielung hinreichend dicker Schichten erweist sich hierbei problematisch.
Wegen ihrer einfacheren Herstellung wurden, wie dies aus Proc.
Elektron. Comp. Oonf." 1971, I.E.E.E., Seiten 310 - 313, entnehmbar ist, sogenannte hybridierte Kreuzungen entwickelt, die ähnlich gestaltet sind wie die erstgenannten luftspaltisolierten Leiterbahnkreuzungen. Die Brücken werden dabei nicht auf dem Substrat unmittelbar hergestellt, sondern das Überkreuzungsmuster auf kaschierten Xunststoffolien gesondert erzeugt und in den Lünnschichtschaltkreis eingesetzt bzw. hybridiert.
Zweifelsfrei sind die vorstehend genannten bekannten Ereusungsmöglichkeiten für Leiterbahnen in der einen oder anderen Hinsicht vorteilhaft, sie vermögen jedoch nicht sämtliche Wünsche, insbesondere hinsichtlich einer hohen Ausbeute bei niedrigen Kosten und hinsichtlich einer weitgehenden Automatisierung bzw. Rationalisierung, gleichzeitig zu befriedigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine "Ereuzungsmöglichkeit für Leiterbahnen11 einer Duflnschichtschaltung aufzuzeigen, die sämtlichen Bedürfnissen gerecht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Leiterbahnen in ihren Kreuzungsbereichen durch einen in Siebdrucktechnik aufgebrachten, siebdruckfähigen organischen Isolierstoff, z.3.
Phenolharzlack, Epoxidharzlack oder Silikonharzlack, getrennt sind, wobei vorteilhafterweise ausschließlich der organische Isolierstoff in Siebdrucktechnik aufgebracht ist, während alle anderen Verfahrensschritte zur Herstellung der D~unnschichtschaltung wie Bestäubung und Bedampfung in DRnnschichttechnik durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Beispiels zur Herstellung einer Iünnschichtschaltung mit gekreuzten Leiterbahnen näher erläutert.
Auf den für die Herstellung der Leiterbahnen vorbereiteten, ebenen, gut gereinigten Schaltungsträgern von z.B. 100 x 100 mm2 Fläche wird eine erste leitende ganzflächige Schicht aus z.B. NiCr-Au aufgedampft und foto- und ätztechnisch daraus das erste Leiterbahnsystem hergestellt. Anschließend werden in Siebdrucktechnik auf die beabsichtigten Kreuzungsbereiche sogenannte Isolierflecken aus Phenolharzlack aufgedruckt und bei 140 oO 30 Minuten getrocknet.
Dabei ergibt sich im Ausführungsbeispiel eine Schichtdicke von 20 t 3 ~um. Aus der folgenden zweiten, ganzflächig aufgedampften NiOr-An-Schicht wird ebenfalls foto- und ätztechnisch das kreuzende Leiterbahnsystem erzeugt.
An derart hergestellten Du~nnschichtschaltungen durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, daß die gekreuzten Leiterbahnen sämtlichen Forderungen genügen.
So ist beispielsweise eie mechanisnhe Festigkeit und Haftung bei geringer Sprödigkeit der Isolierflecken auf dem Substrat und dem Gold sehr gut. Gleiches gilt für die Haftung der darübergeführten Leiterbahn. Pinholes und Kurzschlüsse sind nicht feststellbar. Bedingt durch den günstigen Böschungsverlauf, d.h. durch das Vorhandensein eines mittleren Böschungswinkels zur leichten Überwindung der Höhenstufe für die kreuzende Leiterbahn, sind keine Leiterbahnunterbrechungen vorhanden. Die verschieden großen Überkreuzungsstellen weisen für z.B. Phenolharzlack nur kleine Kapazitäten auf, die zwischen 0,1 pF.bei 0,01 mm2 Kreuzungsfläche und 1,6 PF bei 0,25 mm2 Kreuzungsfläche im Mittel schwanken.
2 Der Isolationsstrom beträgt bei einer Fläche von 500 x 500 1um = 0,25 mm2 und einer #rüfspannung von 100 V weniger als 0,1 nA. Die Spannungsfestigkeit des hier verwendeten organischen Isolierstoffes, nämlich Phenolharzlack, ist sehr gut. Auch die Temperaturschockbehandlung führte zu keinen Ausfällen.
5 Patentansprüche

Claims

Pat entans#ru#he 1. Schicht Schaltung, insbesondere #ünnschichtschaltung, mit gekreuzten Ileiterbahnen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Leiterbahnen in ihren Kreuzungsbereichen durch einen in Siebdrucktechnik aufgebrachten, siebdruckfähigen organischen Isolierstoff getrennt sind.
2. Schichtschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß ausschließlich der organische Isolierstoff in Siebdrucktechnik aufgebracht ist.
3. Schichtschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der organische Isolierstoff ein Phenolharzlack ist.
4. Schichtschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der organische Isolierstoff ein Epoxidharzlack ist.
5. Schichtschaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der organische Isolierstoff ein Silikonharzlack ist.