DE68915901T2 - Mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen. - Google Patents

Mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen.
  • Bei Aufbringung mehrerer feiner Verdrahtungsschichten auf eine mit einer Schicht aus Polyimidharz isolierten Glaskeramikschicht in einem herkömmlichen mehrschichtigen Substrat mit Leiterbahnen wird die Haftkraft der Polyimidharzschicht dadurch verstärkt, daß die Glaskeramäkschicht mit einem Haftverbesserungsmittel auf Silanbasis oder mit einem ähnlichen Mittel beschichtet wird.
  • Der aus einem Haftverbesserungsmittel auf Silanbasis bestehende Überzug an sich kann allerdings zwischen der Glaskeramikschicht und der Polyimidharzschicht kein ausreichend hohes Haftvermögen herbeiführen. Dies führt zu dem Nachteil, daß es neben einer vergrößerung der mehrschichtigen Substrate mit Letterbahnen auch zu einer Erhöhung der Spannung infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffeienten zwischen der Glaskeramikschicht und der Polyimidharzschicht kommt, und damit eine Ablösung des Polyimids vom Glaskeramikmaterial leichter eintritt.
  • Deshalb liegt der Erfindung unter anderem die Aufgabe zugrunde, ein mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen zu schaffen, bei dem der vorgenannte Nachteil herkömmlicher Substrate nicht gegeben ist.
    • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß ist ein mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen vorgesehen, das folgendes aufweist: einen Glaskeramikabschnitt; einen Leiterschichtabschnitt, der eine Vielzahl von Leiterbahnenschichten umfaßt, die innerhalb dieses Abschnitts ausgebildet und durch ein Polyimid-Material elektrisch gegeneinander isoliert sind; und eine Zwischenschicht aus anorganischem Material, die zwischen dem Keramikabschnitt und dem Polyimid-Material des Leiterschichtabschnitts angeordnet ist.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung, in welcher:
  • Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und
  • Fig. 2 ein Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung is.
    • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele
  • Gemäß Fig. 1 weist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Glaskeramikabschnitt 11 auf, in welchem Leiterbahnenschichten 14 aus Gold ausgebildet sind, während über dem Glaskeramikabschnitt 11 ein mehrschichtiger Verdrahtungsabschnitt 13 ausgebildet ist, innerhalb dessen Leiterbahnenschichten 15 aus Gold ausgebildet und gegeneinander durch ein Polyimidharz isoliert sind, und wobei zwischen den Abschnitten 11 und 13 eine Siliziumdioxidschicht 12 ausgebildet is. Die Schicht 12, mit einer Dicke von 1 um, ist in der Weise wirksam, daß sie zwischen dem Glaskeramikmaterial und dem Polyimidharz eine hohe Hattfestigkeit gewährkistet. Für die elektrische Verbindung der Schichten 14 im Abschnitt 11 und der Schichten 15 im Abschnitt 13 sind in der Schicht 12 Durchführungen 16 ausgebildet.
  • Die Schicht 12 wird über dem Abschnitt 11 beispielsweise durch ein Plasma-CVD-Verfahren aufgebracht und die Durchführungen 16 werden mittels einer Ätztechnik mit reaktivem Ionenstrahl ausgebohrt. Die Schicht 12 kann ebenso gut auch durch ein Verfahren mit Abscheidung aus der Gasphase, z.B. durch Sputtern, gebildet werden, wahrend die Durchführungen 16 durch reaktives Ionenstrahlätzen, ein Naßätzverfahren oder durch Abtragung hergestellt werden.
  • Für die Verwendung als Schicht 12 in der Funktion einer Adhäsionsschicht zwischen dem Glaskeramikmateriai des Abschnitts 11 und dem Polyimidharz des Abschnitts 13 eignet sich außerdem neben Siliziumdioxid auch ein Material aus der Gruppe, zu der Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Bornitrid oder ein Glaskeramikmaterial gehören, dessen Zusammensetzung speziell zur Verbesserung der Haftkraft verändert wurde.
  • Liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient der Schicht 12, die zwischen den Abschnitten 11 und 13 eingeschlossen ist, zwischen dem Wert der Koefzienten des Glaskeramikmaterials und der Polyimidharzschicht, so dient die Schicht 12 nicht nur zur Verbesserung der Haftkratt, sondern sie verringert auch die Spannung zwischen den beiden Schichten, die aus Werkstoffen mit unterschiedlichem Wärmeausdehnunggskoeffizienten bestehen. Zu den anorganischen Isolierstoffen für die Schicht 12 gehört auch eine Keramikpaste, deren Wärmeausdehnungskoeffizient mit verschiedenen Zusatzstoffen eingestellt werden kann. Um für eine angemessene Funktionstüchtigkeit dieser Schicht bei der Spannungsverminderung zu sorgen, ist es wichtig, daß die Schicht 12 so ausgebildet wird, daß die Abschnitte 11 und 13 nicht in einem Abschnitt auf dem Umfang des Substrats miteinander in Verbindung oder Berührung kommen können.
  • Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, bei welchem ein Glaskeramikabschnitt 21 und ein mehrschichtiger Leiterbahnenabschnitt aus Polyimid 23 in ähnlicher Weise wie die Entsprechungen bei dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut sind, wobei jeweils die beiden Leiterbahnenschichten 24 und 25 vorgesehen sind. Zwischen den Abschnitten 21 und 23 ist eine Schicht 22 zur Spannungsverminderung eingeschlossen, die aus einer mehrlagigen Auflage aus Gold und Palladium besteht.
  • Diese Schicht 22 zur Spannungsverminderung umfaßt einen aufgesputterten Chromfilm mit einer Dicke von 1.000 Å, eine aufgesputterte Palladiumschicht mit einer Stärke von 1.000 Å, eine Goldauflage mit einer Schichtdicke von 5 um und einen 0,5 um dicken Pallädiumfilm. Zwischen dem Abschnitt 21 und der Schicht 22 dient der aufgesputterte Chromfilm als Haftschicht, und zwischen der Schicht 22 und dem Abschnitt 23 erfüllt der Palladiumfilm diese Aufgabe. Die Spannung infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Abschnitte 21 und 23 wird durch die in der Schicht 22 vorgesehene Goldfilmauflage abgebaut.
  • In den Bereichen der Schicht 22, die für eine elektrische Verbindung der Schichten 24 im Abschnitt 21 und der Schichten 25 im Abschnitt 23 sorgen, sind Durchführungen 26 ausgebohrt.
  • Die gesamte Schicht 22 zur Spannungsverminderung besteht, mit Ausnahme der Durchführungen 26, aus einer Schicht, wahrend nur die für die Durchführungen 26 vorgesehenen Bereiche unterbrochen sind; oder es kann für die Impedanzanpassung von Signalleitungsschichten auch eine feinmaschige Gitterschicht herangezogen werden, sofern diese an das Massepotential einer Stromversorgungseinheit angeschlossen ist.
  • Neben den bei diesem Ausführungsbeispiel herangezogenen Metallen können zur Bildung der Schicht 22 zur Spannungsverminderung auch die folgenden Metalle eingesetzt werden: Titan, Wolfram oder Nickel-Chrom, aufgesputtert anstelle der aufgesputterten Chromschicht; Platin oder Nickel, aufgesputtert anstelle der aufgesputterten Palladiumschicht; Kupferauflage anstatt der Goldauflage; und Nickel oder Chrom, aufgebracht anstelle der Palladiumauflage.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es zur Gewährleistung einer angemessenen Spannungsverminderung wichtig, daß die Schicht 22 in der Weise ausgebildet wird, daß in keinem Abschnitt auf dem Umfang des Substrats der Abschnitt 21 und der Abschnitt 23 miteinander in Verbindung oder in Berührung kommen.

Claims (4)

1. Mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen, welches folgendes aufweist:
einen Glaskeramikabschnitt;
einen Leiterschichtabschnitt, der eine Vielzahl von Leiterbahnenschichten umfaßt, die innerhalb dieses Abschnitts ausgebildet und durch ein Polyimid-Material elektrisch gegeneinander isoliert sind; und
eine Zwischenschicht aus anorganischem Material, die zwischen dem Keramikabschnitt und dem Polyimid-Material des Leiterschichtabschnitts angeordnet ist.
2. Mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen nach Anspruch 1, be i welchem das anorganische Material elektrisch isolierend ist.
3. Mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen nach Anspruch 1, be i welchem das anorganische Material ein Metall ist.
4. Mehrschichtiges Substrat mit Leiterbahnen nach Anspruch 1, be i welchem der periphere Teil des Keramikabschnitts und der p eriphere Teil des mehrschichtigen Leiterbahnenabschnitts mitei nander nicht in Kontakt stehen.
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