DE3107857C2 - Process for the production of thin-film circuits with very easily solderable interconnect layer systems - Google Patents
Process for the production of thin-film circuits with very easily solderable interconnect layer systemsInfo
- Publication number
- DE3107857C2 DE3107857C2 DE19813107857 DE3107857A DE3107857C2 DE 3107857 C2 DE3107857 C2 DE 3107857C2 DE 19813107857 DE19813107857 DE 19813107857 DE 3107857 A DE3107857 A DE 3107857A DE 3107857 C2 DE3107857 C2 DE 3107857C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- nickel
- aluminum
- copper
- thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 22
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 75
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N alumane;tantalum Chemical compound [AlH3].[Ta] RVSGESPTHDDNTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- -1 nikkei Chemical compound 0.000 claims description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 abstract description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 abstract description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical class [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003322 NiCu Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010165 TiCu Inorganic materials 0.000 description 1
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000002910 structure generation Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/01—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate comprising only passive thin-film or thick-film elements formed on a common insulating substrate
- H01L27/016—Thin-film circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/03—Conductive materials
- H05K2201/0332—Structure of the conductor
- H05K2201/0335—Layered conductors or foils
- H05K2201/0338—Layered conductor, e.g. layered metal substrate, layered finish layer or layered thin film adhesion layer
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
- H05K3/244—Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
- H05K3/388—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of a metallic or inorganic thin film adhesion layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
Im Vergleich zu den Leitschichtmetallen Gold, Silber, Kupfer und Palladium besitzt Nickel die geringste Auflösung im Lot. Nickel oxidiert an der Luft und verstärkt bei Temperaturbehandlung an der Oberfläche. Diese Nickel-Oxidschicht verhindert beim Lötvorgang das vollständige Benetzen der Nickel-Oberfläche und damit eine gute Lötverbindung. Erfindungsgemäß wird daher auf eine Lötschicht aus Nickel oder einer Nickellegierung im gleichen Vakuum entweder eine Aluminium-, Aluminium-Silizium-, Kupferschicht oder Kupfer/Aluminiumschicht aufgebracht.Compared to the conductive layer metals gold, silver, copper and palladium, nickel has the lowest dissolution in the solder. Nickel oxidizes in the air and intensifies on the surface when subjected to temperature treatment. This nickel oxide layer prevents complete wetting of the nickel surface during the soldering process and thus prevents a good soldered connection. According to the invention, therefore, either an aluminum, aluminum-silicon, copper or copper / aluminum layer is applied to a soldered layer made of nickel or a nickel alloy in the same vacuum.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmschaltungen mit edelmetallfreien und sehr gut lötbaren Leiterbahnschichtsystemen.The invention relates to a method for producing thin-film circuits with precious metal-free and very easily solderable interconnect layer systems.
Das Gebiet der Dünnfilmtechnik umfaßt integrierte Hybridschaltungen, Widerstandsnetzwerke, RC-Netzwerke und Verdrahtungen für Halbleiter-Chips, Flüssigkristallanzeigen, Plasma-Displays, Solarzellen usw. Für diese Anwendungen setzen sich in der Regel die Schichtsysteme aus Widerstands- und/oder Kondensatorschichten und Haft-, Lot-, Leitschichten zusammen.The field of thin film technology includes integrated hybrid circuits, resistor networks, RC networks and wiring for semiconductor chips, liquid crystal displays, plasma displays, solar cells, etc. For these applications usually consist of layer systems made up of resistor and / or capacitor layers and adhesive, solder and conductive layers together.
Dünne Schichten werden auf einem isolierenden Substrat im Vakuum mittels Aufdampfen oder Aufstäuben aufgebracht und je nach Anforderung durch elektrochemisches Abscheiden verstärkt bzw. veredelt. Die Strukturerzeugung erfolgt entweder mittels Bedampfen bzw. Aufstäuben durch mechanische Masken oder durch Foto- und Ätzprozesse.Thin layers are applied to an insulating substrate in a vacuum by means of vapor deposition or sputtering applied and, depending on the requirements, reinforced or refined by electrochemical deposition. The structure generation takes place either by steaming or sputtering through mechanical masks or by photo and etching processes.
Bei der Bestückung von Schichtschaltungen mit z. B. Spulen, Kondensatoren, Transistoren, Mikropacks und Anschlußelementen wird insbesondere an die Lötbarkeit der Lötschicht eine hohe Anforderung gestellt. Mangelhafte Lötbarkeit (z. B. schlechte Benetzbarkeit, Entnetzung oder schnelles Ablegieren) erschwert bzw. verhindert das Einsetzen und/oder Auswechseln von Bauelementen. Aus Kupfer und/oder Gold bestehende Leitschichten legieren wegen ihrer guten Löslichkeit im Lötbad relativ schnell ab. Schichtschaltungen werden dadurch unbrauchbar.When equipping layer circuits with z. B. coils, capacitors, transistors, micropacks and Connection elements are particularly demanding in terms of the solderability of the solder layer. Inadequate solderability (e.g. poor wettability, dewetting or rapid dissolving) makes it difficult or impossible. prevents the insertion and / or replacement of components. Made of copper and / or gold Due to their good solubility in the solder bath, conductive layers alloy relatively quickly. Layer circuits are thus unusable.
Lötbare Leiterbahnsysteme werden nach bislang bekannten Verfahren aus Edelmetallschichtkombinationen, wie zum Beispiel NiAu, TiPdAu, TiCuNiAu, hergestellt. Bei edelmetallfreien Schichtkombinationen findet reines Kupfer als Leit- und Lötschicht Verwendung (DE-AS 17 90 013). Leitschichten aus Kupfer oxidieren bei höheren Temperaturen (>250°C), wie sie zum Beispiel bei der Stabilisierung von Widerstandsschichten auftreten, mit der Zeit durch und sind nicht mehr lötbar.Solderable conductor track systems are made from combinations of precious metal layers using previously known methods, such as NiAu, TiPdAu, TiCuNiAu. In the case of non-precious metal-free layer combinations Pure copper is used as a conductive and soldering layer (DE-AS 17 90 013). Oxidize conductive layers made of copper at higher temperatures (> 250 ° C), for example when stabilizing resistance layers occur over time and can no longer be soldered.
In der DE-AS 17 90 013 ist eine Dünnfilmschaltung angegeben, bei der die Bauelemente und Leitungsbahnen mit Hilfe eines selektiven Ätzverfahrens in der gewünschten Konfiguration gebildet werden. Dabei besteht die Widerstandsschicht aus einer CrNi-Schicht, die Leiterbahnschichten aus Gold bzw. Kupfer und die schützende Trennschicht aus Eisen, Nickel, Kobalt oder Aluminium.In DE-AS 17 90 013 a thin-film circuit is specified in which the components and conductor tracks can be formed in the desired configuration using a selective etching process. There is the resistance layer made of a CrNi layer, the conductor track layers made of gold or copper and the protective separating layer made of iron, nickel, cobalt or aluminum.
In bezug auf die Löteigenschaften haben die bereits genannten Leiterbahnsysteme folgende Nachteile:With regard to the soldering properties, the conductor track systems already mentioned have the following disadvantages:
Ni-Au-Schicht:Ni-Au layer:
ίο Mangelhafte Benetzung der Lölschicht durch Lötzinn
(zum Beispiel 60 Sn/40 Pb) nach Temperprozeß
TiPdAu-Schicht:ίο Insufficient wetting of the oil layer by tin solder (for example 60 Sn / 40 Pb) after the tempering process
TiPdAu layer:
Als Folgeerscheinung der schnellen Löslichkeit von Pd/Au in Lötzinn legieren diese Schichten nach relativ
kurzen Lötzeiten ab.
TiCuNiAu-Schicht:As a consequence of the rapid solubility of Pd / Au in tin solder, these layers alloy off after relatively short soldering times.
TiCuNiAu layer:
Einwandfreie Lötbarkeit ist nur bei Temperung in Luft bis 2500C gewährleistet
TiCu-Schicht:Perfect solderability is only guaranteed when tempered in air up to 250 ° C
TiCu layer:
Die schnelle Löslichkeit von Kupfer im Lötzinn bedingt relativ dicke Schichten an den Lötkontakten.The rapid solubility of copper in solder requires relatively thick layers on the solder contacts.
Die Löteigenschaften dieser beschriebenen Leiterbahnsysteme sind für viele Anforderungen nicht ausreichend. Im Vergleich zu den Leitschichtmstallen Gold, Silber, Kupfer und Palladium besitzt Nickel die geringste Auflösung im Lot Nickel oxidiert an der Luft und verstärkt bei Temperaturbehandlung an der Oberfläche.The soldering properties of the conductor track systems described are not sufficient for many requirements. Compared to the conductive layer gold, Silver, copper and palladium have the lowest dissolution of nickel in the solder. Nickel oxidizes in the air and reinforced with temperature treatment on the surface.
Diese Nickel-Oxidschicht verhindert beim Lötvorgang das vollständige Benetzen der Nickel-Oberfläche und damit eine gute Lötverbindung. Um die Oxidschicht zu entfernen sind relativ scharfe Flußmittel notwendig, die erfahrungsgemäß mit Dünnfilmbauelemenfen und Widerstandsschichten nicht verträglich sind.This nickel oxide layer prevents complete wetting of the nickel surface during the soldering process and thus a good solder connection. To the oxide layer too relatively sharp fluxes are necessary to remove them, which experience has shown with thin-film construction elements and resistance layers are not compatible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren zu realisieren, wobei eine Nickel oder Nickellegierungsschicht während des Temperprozesses gegen Oxidation durch eine Schutzschicht geschützt wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Vakuum auf einem isolierenden Substratträger eine ca. 50 nm dicke Haft- oder Widerstandsschicht (Titan, Chrom, Molybdän, Wolfram, Titanwolfram, Aluminium, Nickel, Nickelchrom, Tantalnitrid, Tantalaluminium, Zinnindiumoxid und dergleichen), eine 50 bis 2000 nm dicke Lötschicht aus Nickel oder einer Nickellegierung und darauf eine 10 bis 2500 nm dicke Schutzschicht aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer oder Kupfer/Aluminium aufgebracht wird.The invention is based on the object of implementing the method described at the outset, wherein a Nickel or nickel alloy layer during the tempering process against oxidation through a protective layer is protected. This object is achieved in that in a vacuum on an insulating substrate carrier an approx. 50 nm thick adhesive or resistance layer (titanium, chromium, molybdenum, tungsten, titanium tungsten, aluminum, Nickel, nickel chromium, tantalum nitride, tantalum aluminum, tin indium oxide and the like), a 50 to 2000 nm thick solder layer made of nickel or a nickel alloy and then a 10 to 2500 nm thick protective layer made of aluminum, an aluminum alloy, copper or copper / aluminum is applied.
so Bei dem Verfahren nach der Erfindung schützen Aluminium- und/oder Kupferschichten die darunterliegende Nickelschicht gegen Oxidation an der Luft. Für Nikkeischichten, die bei höheren Temperaturen in Luft getempert werden, ist ein Oxidationsschutz aus einer AIuminium- bzw. Kupfer/Aluminiumschicht erforderlich. Bereits Schichtstärken von 0,5 μίτι für Kupfer/Aluminiumschicht bzw. ca. 20 nm für die Aluminiumschicht sind ausreichendem zu verhindern, daß Nickel beispielsweise nach einer Temperung in Luft bei 350°C, eine Stunde an die Oberfläche diffundiert und oxidiert. Vor der BeIotung muß an den Lötstellen die Aluminium-Schutzschicht entfernt werden. Bei im Vakuum bzw. in Schutzgasatmosphäre getemperten Nickelschichten ist eine dünne Kupferschicht ausreichend, um eine nachfolgende Oxidation von Nickel an Luft zu vermeiden. Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß die Nickel- Kupfer, Nickel-Aluminium-, bzw. Nickel-Kupfer-Aluminium-Schichten hochtemperbar und sehrThus, in the method according to the invention, aluminum and / or copper layers protect the underlying Nickel layer against oxidation in the air. For Nikke layers that are annealed in air at higher temperatures oxidation protection from an aluminum or copper / aluminum layer is required. Layer thicknesses of 0.5 μίτι for copper / aluminum layer or approx. 20 nm for the aluminum layer are sufficient to prevent nickel, for example After tempering in air at 350 ° C., it diffuses to the surface for one hour and is oxidized. Before the appointment the aluminum protective layer must be removed from the soldering points. When in a vacuum or in a protective gas atmosphere Annealed nickel layers, a thin copper layer is sufficient to create a subsequent one Avoid oxidation of nickel in air. The advantage of the invention is in particular that the nickel-copper, nickel-aluminum or nickel-copper-aluminum layers are highly temperable and very
gut lötbar sind. Anstelle von Nickel kann auch eine Nikkellegierung eingesetzt werden. Gegeben durch die ge- *inge Löslichkeit von Nickel in Lötzinn ist die Nickelschicht für längere Lötzeiten und Mehrfachbelotung ausgezeichnet geeignetare easy to solder. A nickel alloy can also be used instead of nickel can be used. The nickel layer is given by the high solubility of nickel in tin solder Excellent for longer soldering times and multiple soldering
Die Lötbarkeit der vorgestellten Schichtkombinationen wurde an strukturierten und bei 350° C, eine Std. in Luft getemperten Schichten überprüft Die Schichtdikken für die Variante NiCuAl waren: Ni-Lötschirht 100 nm, Cu-Leitschicht 1000 nm und Al-Schutzschicht ίο 40 nm. Die ßelotung erfolgte in einem auf 220° C erwärmten 60 Sn/40 Pb-Lötbad bei einer Tauchzeit von 8 see. Dieser Lötvorgang konnte mit der NiCu-Schicht 6 χ wiederholt werden, ohne daß Spuren von Ablegierungen erkennbar wurden.The solderability of the presented layer combinations was checked on structured layers that were tempered in air at 350 ° C. for one hour. The layer thicknesses for the NiCuAl variant: Ni soldering sheet 100 nm, Cu conductive layer 1000 nm and Al protective layer ίο 40 nm. The soldering took place in a 60 Sn / 40 Pb solder bath heated to 220 ° C. with an immersion time of 8 see. This soldering process could be done with the NiCu layer 6 χ can be repeated without traces of alloys being discernible.
Der Flächenwiderstand der NiCu- bzw. NiCuAI-Schichten ist relativ niedrig. Nimmt man z. B. für einen NiCuAl-Schichtaufbau eine Ni-Schicht von 100 nm, eine Cu-Schicht von 500 nm und eine Al-Schutzschicht von 40 nm, so beträgt der Leiterbahnwiderstana bei einer Gesamtschichtstärke von 640 nm ca. 0,04 Ω/D. Dieser Wert erhöht sich nach der Wärmebehandlung von 350° C, 1 Std. in Luft auf 0,05 Ω/G.The sheet resistance of the NiCu or NiCuAI layers is relatively low. If you take z. B. for a NiCuAl layer structure a Ni layer of 100 nm, a With a Cu layer of 500 nm and an Al protective layer of 40 nm, the conductor track resistance for a Total layer thickness of 640 nm approx. 0.04 Ω / D. This value increases after the heat treatment of 350 ° C, 1 hour in air to 0.05 Ω / G.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl durch den Verzicht auf teuere Edelmetalle wie Gold oder Palladium als auch wegen der relativ geringen Schichtdikken für die Ni-Lötschicht und die Cu-Leitschicht besonders kostengünstig.The method according to the invention is possible both by dispensing with expensive precious metals such as gold or palladium and especially because of the relatively small layer thicknesses for the Ni solder layer and the Cu conductive layer inexpensive.
Das Verfahren kann mit folgenden Schichtstärken realisiert werden:The process can be implemented with the following layer thicknesses:
schicht oder Kupfer/Aluminiumscnicht aufgebracht. Über die Dicke der Schutzschicht 5 kann gleichzeitig der Leiterbahnwiderstand beeinflußt werden. Auf der Leiterbahn 6 befinden sich die Lötstellen 8.layer or copper / aluminum not applied. About the thickness of the protective layer 5 can simultaneously the track resistance can be influenced. The soldering points 8 are located on the conductor track 6.
Die F i g. 2 unterscheidet sich insofern von der F i g. 1, daß über der Lötschicht 4 eine Leit- und Schutzschicht 7 aus Kupfer vorgesehen istThe F i g. 2 differs in this respect from FIG. 1, that a conductive and protective layer 7 made of copper is provided over the solder layer 4
Nach dem Aufbau, wie er in der F i g. 3 dargestellt ist. fehlt im Vergleich zu den F i g. 1 und 2 die Widerstandsschicht 2.After construction, as shown in FIG. 3 is shown. absent in comparison to FIGS. 1 and 2 the resistance layer 2.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
}5} 5
4040
Haftschichten sind sowohl die Widerstandsschichten Nickelchrom, Tantalnitrid, Zinnindiumoxid und Tantalaluminium als auch Chrom, Titan, Molybdän, Wolfram, Titanwolfram, Aluminium und dergleichen.Adhesive layers are the resistance layers nickel chrome, tantalum nitride, tin indium oxide and tantalum aluminum as well as chromium, titanium, molybdenum, tungsten, titanium tungsten, aluminum and the like.
Für bestimmte Anwendungen ist es denkbar, daß die Nickeischicht zugleich als Haft- und Lötschicht eingesetzt werden kann (siehe F i g. 1.3).For certain applications it is conceivable that the nickel layer is used as an adhesive and solder layer at the same time can be (see Fig. 1.3).
Das Herstellverfahren für DF-Schaltungen wird besonders preisgünstig, wenn die Widerstandsschicht und eine der vorgestellten Leiterbahn-Schichtkombinatio^ nen hintereinander in einem Vakuum aufgebracht werden. The manufacturing process for DF circuits becomes special Inexpensive if the resistance layer and one of the presented conductor track-layer combinations ^ nen be applied one after the other in a vacuum.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sowie Merkmale bezüglich der Verwendung von basismaterial in einer solchen Verfahrensweise ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of this method and features relating to the use of base material in such a procedure emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird anhand der Figuren, die drei verschiedene Varianten eines Schichtaufbaus im Schnitt /eigen, erläutert.The invention is illustrated by the figures, the three different variants of a layer structure in section / own, explained.
Der Schichlaufbau nach der F i g. 1 besteht aus einem mi Substrat 1, auf dem eine Widerstands- b/w. Wider-Mandskondensatorschicht oder ln2Oj/SnO2-(ITO-) Schicht 2 aufgebracht ist. Darauf befindet sich nach Bedarf eine Haftschicht Λ die z. B. aus Titan, Chrom, Aluminium und dergleichen bestehen kann. Über der Haft- b5 schicht ist eine Lötscb'cht 4 aus Nickel oder einer Nikkellegierung vorgesehen. Als Schutzschicht 5 wird entweder eine AluminiuPV. Aluminium-Silizium-. Kupfer-The layer structure according to FIG. 1 consists of a mi Substrate 1 on which a resistor b / w. Wider-hand capacitor layer or ln2Oj / SnO2- (ITO-) Layer 2 is applied. On it is as needed an adhesive layer Λ the z. B. made of titanium, chrome, aluminum and the like can exist. Above the sticky b5 The layer is a soldering pad 4 made of nickel or a nickel alloy intended. The protective layer 5 is either an aluminum PV. Aluminum-silicon. Copper-
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813107857 DE3107857C2 (en) | 1981-03-02 | 1981-03-02 | Process for the production of thin-film circuits with very easily solderable interconnect layer systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813107857 DE3107857C2 (en) | 1981-03-02 | 1981-03-02 | Process for the production of thin-film circuits with very easily solderable interconnect layer systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3107857A1 DE3107857A1 (en) | 1982-09-16 |
DE3107857C2 true DE3107857C2 (en) | 1984-08-23 |
Family
ID=6126134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813107857 Expired DE3107857C2 (en) | 1981-03-02 | 1981-03-02 | Process for the production of thin-film circuits with very easily solderable interconnect layer systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3107857C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006015448A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-01-25 | Infineon Technologies Ag | Wiring structure of semiconductor component has conductive tracks between chip contact spots and surface mounted outer contact spots with solder balls |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3312725A1 (en) * | 1983-04-08 | 1984-10-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Bondable and solderable thin-film conductor tracks with plated-through holes |
FR2687506A1 (en) * | 1992-02-18 | 1993-08-20 | Alcatel Cable | Thin metal film belonging to a hybrid circuit and method of producing such a film |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1790013B1 (en) * | 1968-08-27 | 1971-11-25 | Siemens Ag | ELECTRIC THIN-FILM CIRCUIT |
DE2142169A1 (en) * | 1971-08-23 | 1973-03-01 | Technograph International Deve | Ceramic based printed circuits - by currentless deposition of nickel and copper onto sensitised ceramics |
DD102035A1 (en) * | 1973-02-02 | 1973-11-20 | ||
US3881884A (en) * | 1973-10-12 | 1975-05-06 | Ibm | Method for the formation of corrosion resistant electronic interconnections |
-
1981
- 1981-03-02 DE DE19813107857 patent/DE3107857C2/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006015448A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-01-25 | Infineon Technologies Ag | Wiring structure of semiconductor component has conductive tracks between chip contact spots and surface mounted outer contact spots with solder balls |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3107857A1 (en) | 1982-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2440481C3 (en) | Process for the production of thin-film conductor tracks on an electrically insulating carrier | |
DE102005042780B4 (en) | A tin-based solder layer semiconductor device and method of manufacturing the same | |
DE102010021765B4 (en) | Manufacturing method for the arrangement of two connection partners by means of a low-temperature pressure sintered connection | |
DE3107943C2 (en) | ||
DE2428373C2 (en) | Method for the production of solderable connection contacts on a semiconductor arrangement | |
DE10125323A1 (en) | Electronic component, such as ceramic capacitor, has outer electrode layer containing polycrystalline tin and tin crystal grains with boundaries and atoms of another metal than tin at tin crystal grain boundaries | |
DE4414729A1 (en) | Material for a line frame and line frame for semiconductor components | |
DE2402709B2 (en) | SOLID COMPONENT WITH A THIN FILM MADE OF VANADINOXYDE | |
DE69022668T2 (en) | Electronic connections, methods of forming end connectors therefor and paste for forming the same. | |
DE2650466C2 (en) | Electrical resistance | |
DE2509912B2 (en) | Electronic thin film circuit | |
DE4443459A1 (en) | Lead-free soft solder and its use | |
DE3107857C2 (en) | Process for the production of thin-film circuits with very easily solderable interconnect layer systems | |
EP0234487B1 (en) | Thin film circuit and method for manufacturing the same | |
DE4224012C1 (en) | Solderable electric contact element - has silver@-tin@ alloy layer below gold@-tin@ solder alloy layer | |
DE2833919C2 (en) | Process for the production of electrical layer circuits on plastic foils | |
DE102006060899A1 (en) | Lead wire, method of making such and assembly | |
DE1690521A1 (en) | Electrical connection for a metallic film | |
DE3523808C3 (en) | Process for soldering parts of an electronic arrangement made of different materials and its use | |
DE2500206A1 (en) | METALIZATION SYSTEM FOR SEMICONDUCTORS | |
DE3135720C2 (en) | Process for the production of a structure of metal layers for thin-film conductor tracks | |
DE2800436C2 (en) | Semi-finished product for electrical protection tube contacts and process for its production | |
DE3312725A1 (en) | Bondable and solderable thin-film conductor tracks with plated-through holes | |
DE2346669C3 (en) | Process for the production of an integrated thin film arrangement with adjustable resistors | |
DE2033870C3 (en) | Three-layer metallic composite material for electrical contacts and process for their manufacture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |