DE3705250A1

DE3705250A1 - Verfahren zur herstellung einer stromlos abgeschiedenen, loetbaren metallschicht

Info

Publication number: DE3705250A1
Application number: DE19873705250
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Rer Nat Schlipf
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1988-09-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer stromlos abgeschiedenen, lötbaren Metallschicht auf transparenten Leiterbahnen aus Indium-/Zinnoxid auf Substraten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 28 07 350 ist eine Flüssigkristall-Anzeige vorrichtung bekannt, die ein Glassubstrat als Träger für die Anzeigevorrichtung und für einen integrierten Schaltkreis (IC-Chip) aufweist. Auf dem Glassubtrat sind transparente Leiterbahnen aus Indiumoxid vorhanden. Die lötbare Metallisierung dieser Leiterbahnen im nicht sichtbaren Bereich der Anzeigevorrichtung erfolgt derart, daß zwei chromhaltige Zwischenschichten aufgebracht werden, um darauf eine Goldauflage aufzubringen. Auf dem IC-Chip ist dann noch eine Kontaktierungsschicht aus fünf Schichten vorgesehen, die aus Chrom, Kupfer, Gold, Kupfer bzw. Blei/Zinn bestehen. Als Verfahren zur Metallisierung der Leiterbahnen bzw. des Aufbringens der Schichten ist beispielsweise die Verdampfungstechnik oder das Aufsprühverfahren genannt. Diese Verfahren erfordern einen hohen energetischen und technischen Aufwand.

Aus der DE-AS 23 02 194 ist die Herstellung von Dünnfilm-Schaltungen mittels Fotoätzverfahren bekannt, bei dem auf ein Substrat eine dünne Zwischen- bzw. Haftschicht und eine obere Edelmetallschicht abgeschieden wird. Das Abscheiden der Schichten kann durch Aufdampfen, Aufstäuben oder eine chemische Abscheidung erfolgen.

Aus der DE-AS 25 09 912 ist eine elektronische Dünnfilmschaltung mit einer aus einem Isolatormaterial bestehenden Substratplatte bekannt. Beim Verfahren zum Herstellen der Dünnfilmschaltung wird unter anderem auch auf eine Kupferschicht eine Nickelschicht und auf diese eine Goldschicht stromlos abgeschieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres Verfahren zur Herstellung einer stromlos abgeschiedenen, lötbaren Metallschicht auf transparenten Leiterbahnen aus Indium-/Zinnoxid auf Substraten der eingangs genannten Art anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Oberfläche der Leiterbahnen vor dem stromlosen Abscheiden der Metallschicht durch Eintauchen in eine Palladium verbindung, die mit Zinn(II)-Verbindungen reduzierbar ist, aktiviert wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 enthalten.

Die Erfindung wird nun beispielsweise anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung und

Fig. 2 das teilweise Eintauchen der Anzeigevorrichtung in ein Bad.

Die in Fig. 1 dargestellte Anzeigevorrichtung 1 weist einen Anzeigebereich 2 und einen im späteren, eingebauten Zustand der Anzeigevorrichtung nicht sichtbaren Bereich 3 auf. Der Anzeigebereich besteht beispielsweise aus einer Flüssigkristallanzeige (nicht dargestellt), die auf einem Substrat, beispielsweise aus Glas, aufgebaut ist. Dieses Substrat ist auch im Bereich 3 vorhanden und trägt dort Leiterbahnen 4, die zu Bauelementen 5, beispielsweise integrierten Schaltungen, und Anschlüssen 8 der Anzeige vorrichtung 1 führen. Die Anschlüsse der Bauelemente 5 sind mit den Leiterbahnen 4 durch Löten oder durch Kleben mit einem Leitkleber verbunden. Für diese Verbindung der Bauelemente 5 mit den Leiterbahnen 4 ist es notwendig, daß die Leiterbahnen eine entsprechende Metallisierung aufweisen.

Die im Anzeigebereich 2 der Anzeigevorrichtung 1 vor handenen Elektroden bestehen aus einer transparenten, elektrisch leitenden Schicht aus Indium-/Zinnoxid. Die Leiterbahnen 4 im Bereich 3 bestehen aus dem gleichen Material, da dann die Herstellung der Elektroden im Anzeigebereich 2 und der Leiterbahnen 4 im Bereich 3 gleichzeitig erfolgen kann. Da aber Leiterbahnen aus Indium-/Zinnoxid keine lötfähige Oberfläche aufweisen, sind sie zu metallisieren.

Der Anzeigebereich 2 der Anzeigevorrichtung 1 wird gefer tigt und geprüft. Die einwandfreien Anzeigevorrichtungen weisen in diesem Zustand im Bereich 3 noch keine Bauele mente 5 auf. Zum Aktivieren der Leiterbahnen 4 kommt die Anzeigevorrichtung in eine Bearbeitungsstation, in der der Bereich 3 der Anzeigevorrichtung 1 in ein Bad aus einer Palladiumverbindung, die mit Zinn (II)-Verbindungen reduzierbar ist, eingetaucht wird. Beispielsweise kann eine Palladiumchloridlösung verwendet werden, die folgendermaßen angesetzt ist: ca. 300 mg/l PdCl₂ und 200 ml/l HCl (36%) in demineralisiertem H₂O. Je nach Zustand der zu metallisierenden Oberfläche müssen entsprechende Netzmittel zugefügt werden. Mit diesem Aktivierungsverfahren wird erreicht, daß nur die Leiterbahnen 4 aus Indium-/Zinnoxid aktiviert werden und nicht die freie Glasoberfläche des Substrates. Dieses selektive Aktivieren erfolgt deshalb, weil der Aktivierungsvorgang nur an den Oberflächen stattfindet, die Zinn in niederen Oxidationsstufen enthalten. Das Bad sollte eine Temperatur von 20 bis 30°C aufweisen und der Bereich für etwa 2 bis 5 Minuten eingetaucht werden.

In Fig. 2 ist das Eintauchen der Anzeigevorrichtung 1 in ein schematisch dargestelltes Bad 6 gezeigt. Die Anzeige vorrichtung wird gerade so weit eingetaucht, daß die Bad oberfläche 7 mit der Grenzlinie zwischen dem Anzeigebe reich 2 und dem Bereich 3 zusammenfällt.

Danach erfolgt die Konditionierung, bei der über schüssiges Palladiumchlorid und Zinnverbindungen entfernt werden. Hierzu kann beispielsweise ein Bad aus "Dynaplate Conditioner" der Fa. Schlötter verwendet werden, das auf 20 bis 30°C gehalten wird. Das Eintauchen der Anzeigevorrichtung erfolgt für etwa 2 bis 6 Minuten.

Anschließend erfolgt das stromlose Abscheiden der lötbaren Metallschicht, z.B. Nickel, durch beispielsweise das Metallisierungsbad "Novotect" der Fa. Schering. Das Eintauchen der Anzeigevorrichtung 1 in das Metalli sierungsbad erfolgt in einer Bearbeitungsstation, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Es werden Schichtdicken von etwa 0,2 bis 0,5 µm erzeugt.

Eine andere typische Badzusammensetzung für das Abscheiden von Nickel ist folgende:

30 g/lNiCl₂×6H₂O 10 g/lNaH₂PO₂ 100 g/lNatriumcitrat 50 g/lNH₄CL pH8-10

Die Haftfestigkeit der Metallschicht ist stark abhängig von der Belegungsdichte mit Palladium-Metallkeimen und von der Verankerung dieser in der Oberfläche der Leiterbahnen (Rauhigheit). Da diese Verankerung einen direkten Kontakt mit der Oberfläche und Diffusion durch kleinste Poren in der Oberfläche erfordert, ist die Haftfestigkeit letztlich abhängig von der Güte und Wirksamkeit der eingesetzten Netzmittel und von Resten und Verunreinigungen, die auf der zu metallisierenden Oberfläche noch vorhanden sind.

Nach dem Metallisieren werden die Bauelemente 5 auf den Bereich 3 aufgebracht und ihre Anschlüsse durch Löten oder Kleben mit den Leiterbahnen 4 verbunden, so daß eine mit den Bauelementen zu einer Baueinheit verbundene An zeigevorrichtung entsteht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer stromlos abgeschiedenen, lötbaren Metallschicht auf transparenten Leiterbahnen aus Indium-/Zinnoxid auf dem bei fertigen Anzeigevorrichtungen nicht sichtbaren Teil eines Substrates, dadurch gekennzeich net, daß die Oberfläche der Leiterbahnen (4) vor dem stromlosen Abscheiden der Metallschicht durch Eintauchen in eine Palladiumverbindung, die mit Zinn (II)-Ver bindungen reduzierbar ist, aktiviert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Palladiumverbindung eine Palladiumchloridlösung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aktivieren der Leiterbahnen (4) eine Konditionierung zur Entfernung von überschüssigem Palladiumchlorid und Zinnverbindungen erfolgt.