DE4130772A1 - Kaltleiter-kontaktmetallisierung - Google Patents

Kaltleiter-kontaktmetallisierung

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DE4130772A1
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Robert Karner
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TDK Electronics AG
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Siemens Matsushita Components GmbH and Co KG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H01C1/1406—Terminals or electrodes formed on resistive elements having positive temperature coefficient
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    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine sperrschichtabbauende und schützende Kontaktmetallisierung für Kaltleiter.
Gegenwärtig werden bei der Kaltleiter-Herstellung folgende Ver­ fahren und Kontaktmetallisierungen für den Schutz und den Sperr­ schichtabbau bei Kaltleitern verwendet:
Wird die Metallisierung im Siebdruck aufgebracht, so werden als Stoffe bzw. Stoffzusammensetzungen Indium/Gallium/Silber, Alu­ minium oder Zink/Silber verwendet. Beim Aufbringen der Kontakt­ metallisierungen durch Sputtern werden Aluminium, Chrom oder Zink verwendet.
Wird die Kontaktmetallisierung durch Galvanisieren aufgebracht, so wird Nickel verwendet.
Schließlich wird beim Aufbringen der Kontaktmetallisierung durch Aufreiben Indium/Gallium verwendet.
Der Erfindung zugrundeliegende Untersuchungen haben gezeigt, daß bei Verwendung von Titan bei der Kontaktmetallisierung von Kaltleitern nicht nur ein vollständiger Abbau von Sperrschich­ ten sondern auch darüber hinaus noch ein Schutz etwa gegen Oxidation erreicht werden kann.
Erfindungsgemäß wird daher Titan als Schutzschicht oder Schicht zum Sperrschichtabbau bei der Kontaktmetallisierung von Kalt­ leitern verwendet.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispie­ len gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kaltleiters mit ei­ ner Titan-Kontaktmetallisierung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kaltleiters mit ei­ ner Dreifach-Kontaktmetallisierung und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Kaltleiters mit ei­ ner Doppelschicht-Kontaktmetallisierung.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 eines Kaltleiters sind auf sich gegenüberliegenden Seiten eines Kaltleiter-Keramikkörpers 1 Kontaktmetallisierungen 2 aus Titan aufgebracht, wodurch Sperrschichten an der Oberfläche des Kaltleiter-Keramikkörpers 1 eliminiert werden.
Werden Kaltleiter durch Löten in eine Schaltung eingebracht, so empfiehlt sich eine Dreifach-Kontaktmetallisierung gemäß Fig. 2, bei der auf sich gegenüberliegenden Seiten eines Kaltleiter- Keramikkörpers 1 zunächst eine Grundschicht 10 aus Titan aufge­ bracht ist, die wiederum der Eliminierung von Sperrschichten dient. Auf diesen Titan-Schichten 10 sind Nickel-Schichten 11 vorgesehen, welche lötbar sind und eine Diffusionssperre bil­ den. Schließlich sind auf den Nickel-Schichten 11 Silber- Schichten 12 vorgesehen, welche als Schutzschicht dienen und eine Oxidation verhindern.
Bei Einbringen von Kaltleitern in Schaltungen durch Klemmen em­ pfiehlt sich eine Doppelschicht-Kontaktmetallisierung nach Fig. 3. Dabei wird auf sich gegenüberliegenden Seiten eines Kaltleiter-Keramikkörpers 1 zunächst eine Aluminium-Schicht 20 aufgebracht, welche dem Sperrschichtabbau dient. Auf diese Alu­ minium-Schicht 20 wird eine Titan-Schicht 21 aufgebracht, wel­ che bei diesem Ausführungsbeispiel als Schutz- und Deckschicht dient.
Erfindungsgemäß vorgesehene Titan-Schichten zeichnen sich durch eine sehr gute Haftung auf Kaltleiter-Keramik aus. Die erreich­ te Haftfestigkeit ist mit der mit einer Chrom-Schicht erzielba­ ren Haftfestigkeit mindestens ebenbürtig.
Ein weiterer Vorteil von Titan-Schichten ist die Beständigkeit gegen Säuren bei Raumtemperatur sowie die gute Korrosionsbe­ ständigkeit durch Bildung von schützenden oxidischen Deckschich­ ten.
Schließlich weist Titan auch eine sehr gute Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Schadgase, z. B. SO2 oder H2S auf.

Claims (5)

1. Verwendung von Titan als Schutzschicht oder Schicht zum Sperrschichtabbau bei der Kontaktmetallisierung (2; 10, 11, 12; 20, 21) von Kaltleitern (1).
2. Verwendung von Titan nach Anspruch 1 als Sperrschichtabbau- Kontaktmetallisierung (2).
3. Verwendung von Titan nach Anspruch 1 als Sperrschichtabbau- Kontaktmetallisierung (10) mit einer darauf befindlichen Nic­ kel-Schicht (11) als lötbare Diffusionssperre und einer auf der Nickel-Schicht (11) befindlichen Schutzschicht (12) aus Silber.
4. Verwendung von Titan nach Anspruch 1 als Schutzschicht (20) und einer zwischen Kaltleiter (1) und Titan-Schutzschicht (20) befindlichen Aluminium-Schicht (21) zum Sperrschichtabbau.
5. Verwendung einer Titan-Schicht (2; 10; 20) in einer Dicke im Bereich von einigen 10-tel µm.
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