DE3710189C2

DE3710189C2 - Verfahren zum Aufbringen einer lötfähigen Leitschicht und deren Verwendung zum Herstellen einer Lötverbindung zwischen dieser Leitschicht und einem metallischen Leiterbändchen

Info

Publication number: DE3710189C2
Application number: DE3710189A
Authority: DE
Inventors: Otto Bader; Kurt Fahrenschon; Aldo Coniglio; Otto Utikal
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: BMG Gesellschaft fuer moderne Informationssysteme mbH
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1987-03-27
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2007-03-28
Also published as: DE3710189A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer lötfähigen Leitschicht und deren Verwendung zum Herstellen einer Lötverbindung zwischen dieser Leitschicht und einem metal lischen Leiterbändchen.

Aus der DE-OS 33 41 397 ist zur Herstellung einer Glaslotversie gelung bei einer Anzeigevorrichtung angegeben, störende Hitze spannungen im Bereich von Elektrodendurchführungen durch eine Me tallschichtstruktur der Elektroden zu vermeiden, die als letzte Schicht eine Ni-Schicht aufweist.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, auf Flüssigkristallan zeigezellen mit Glassubstraten Leiterbahnen aufzubringen und auf diese Leiterbahnen die zur Ansteuerung der Flüssigkristallanzei gezellen erforderlichen elektrischen integrierten Schaltkreise mit ihren Anschlüssen direkt aufzulöten. Probleme treten dabei dadurch auf, daß häufig unzureichende elektrische Verbindungen und sich von dem Glassubstrat ablösende Leiterbahnen ergeben.

In der DE-OS 31 36 794 ist eine lötfähige Schichtstruktur be schrieben, bei welcher auf eine aus Kupfer bestehende Lötschicht eine persistente, zwischen 6 nm und 100 nm dünne Schutzschicht aus Zinn oder Nickel aufgebracht ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren zum Aufbringen einer gut lötfähigen elektrischen Leit schicht auf einem Glassubstrat, insbesondere einer Flüssigkri stallanzeigezelle, anzugeben, bei der die Gefahr einer Loslösung und unzureichender elektrischer Kontaktierung weitgehend vermie den ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vorteilhafte Verwendung einer solchen Leitschicht zum Herstellen einer Lötverbindung auf einer solchen Leitschicht anzugeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen einer gut lötfähi gen elektrischen Leitschicht ist im Patentanspruch 1, die Verwen dung dieser Leitschicht zur Herstellung einer Lötverbindung ist im Patentanspruch 8 beschrieben.

Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß die hergestellte Leitschicht mit üblichen Weichloten lötbar ist. Damit ist es nicht mehr erforderlich, bis lang bevorzugte Klebungen mit elek trisch leitenden Klebern anzuwenden.

Anhand des nachfolgend beschriebenen bevorzugten Aus führungsbeispiels wird die Erfindung näher erklärt.

Auf eine Glasscheibe, die ein Teil einer Flüssigkri stallzelle ist, wird zunächst durch Aufdampfen an den gewünschten Stellen eine Schicht aus Ti, Al, Cr, Ni, Zr oder La hergestellt, und zwar in einer Dicke von bevorzugt 15 nm bis 30 nm. Als besonders zweck mäßig hat sich das Aufdampfen einer Chromschicht in dieser Dicke herausgestellt.

Danach wird auf diese Chromschicht eine Kupferschicht aufgedampft, die bevorzugt eine Dicke von 100 nm bis 1000 nm besitzt. Diese aufgedampfte Kupferschicht ist im allgemeinen mindestens 5mal so dick wie die erste aufgedampfte Metallschicht.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird nun diese aufgedampfte Kupferschicht galvanisch auf 3 µm bis 5 µm verstärkt.

Auf diese verstärkte Kupferschicht wird dann eine Zinnschicht in einer Dicke von 1 bis 2 µm galva nisch aufgebracht. Es ist dabei wesentlich, daß die gesamte Schichtenfolge nicht dicker wird als etwa 10 µm, insbesondere sollte sie nicht stärker wie etwa 7,5 µm sein.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird nun ein Leiterbändchen eines elektrischen Schalt kreises in der Weise auf die herge stellte Leiterschicht aufgelötet, daß zunächst das Leiterbändchen, das im allgemeinen vorwiegend aus Kupfer besteht, zunächst mit einer Zinnschicht versehen wird, die wenigstens doppelt so dick ist wie die Zinn schicht auf der Leiterbahn. Bevorzugt soll die Dicke der Zinnschicht auf dem Leiterbändchen des Schalt kreises 5 µm bis 10 µm betragen. Möglich ist dies durch den galvanischen Auftrag des Sn mittels Strom fluß. Üblicherweise wurde bisher der Sn-Auftrag strom los durchgeführt, was zu einer max. Sn-Dicke von ca. 1 µm führt, so daß die zum Lötvorgang notwendige Sn-Menge überwiegend auf dem Glassubstrat bereitgestellt werden mußte. Durch Aufdrücken dieses mit Zinn versehenen Leiterbändchens und Zuführung von Wärme wird nun eine direkte Verlötung mit der Leitschicht auf dem Glassub strat erreicht, ohne daß zusätzliches Lötmaterial verwendet werden muß. Es lassen sich dadurch äußerst feine Verlötungen an schmalen Leiterbahnen herstellen, ohne daß die Gefahr der Loslösungen der Leitbahnen besteht.

Claims

1. Verfahren zum Aufbringen einer lötfähigen elektrischen Leit schicht auf die Oberfläche eines Glassubstrats, insbesondere ei ner Glasscheibe einer Flüssigkristallanzeigezelle, bei dem auf das Glassubstrat

a) eine erste Metallschicht aus Ti, Al, Ni, Zr, La und/oder Cr in einer Dicke von 5 nm bis 50 nm, aufgedampft wird,
b) eine Kupferschicht auf die bereits aufgedampfte Metall schicht in einer Dicke von 300 nm bis 1500 nm aufgedampft wird,
c) die aufgedampfte Kupferschicht durch galvanisches Abscheiden von Kupfer bis zu einer Gesamtdicke der Kupferschicht von 2 µm bis 6 µm verstärkt wird und
d) eine Zinnschicht von 0,5 µm bis 3 µm Dicke auf die verstärkte Kupferschicht galvanisch abgeschieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Metallschicht in einer Dicke von 15 nm bis 30 nm aufgedampft wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgedampfte Kupferschicht in einer Dicke von 500 nm bis 1000 nm aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die aufgedampfte Kupferschicht durch galvanisches Abscheiden von Kupfer zu einer Gesamtdicke der Kupferschicht von 3 µm bis 5 µm verstärkt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zinnschicht in einer Dicke von 1 µm bis 2 µm auf die verstärkte Kupferschicht galvanisch abgeschieden wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Cu-Schicht mindestens 5mal, insbesondere min destens 10mal so dick aufgedampft wird wie die erste Metall schicht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dicke der ersten Metallschicht, der Kupfer schichten und der Zinnschicht zusammen geringer als 10 µm, insbe sondere nicht dicker als 7,5 µm, gewählt wird.

8. Verwendung einer nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufgebrachten elektrischen Leitschicht zum Herstellen ei ner Lötverbindung zwischen dieser Leitschicht und einem metalli schen Leiterbändchen eines elektrischen Schaltkreises, wobei das Leiterbändchen zumindest in dem vorgesehenen Lötbereich mit einer Zinnschicht von 3 µm bis 20 µm, insbesondere von 5 µm bis 10 µm ver sehen wird, dann auf die Leitschicht auf dem Glassubstrat aufge drückt und durch Wärmezuführung mit dieser verlötet wird.