DE69929841T2

DE69929841T2 - Herstellungsverfahren für einen Dünnschichtwiderstand auf ein Keramik-Polymersubstrat

Info

Publication number: DE69929841T2
Application number: DE1999629841
Authority: DE
Inventors: Arturo L. Chino Hills Caigoy; Jacques F. Palos Verdes Linder
Original assignee: Hughes Electronics Corp
Current assignee: DirecTV Group Inc
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: DE69929841D1; EP0982741A3; EP0982741A2; EP0982741B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell Verfahren zum Herstellen von ausgewählten Abschnitten einer Mikrowellenleiterplatte und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes auf einem Keramik/Polymer-Substrat, und zwar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (US-A-5,683,928).
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Mikrowellenschaltungsplatte bzw. -leiterplatte zur Verwendung in einem Satelliten, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Integrierte Schaltungen und Bauteile erfordern Widerstände als Teil ihrer Schaltkreise. Zwei grundlegende Ansätze zum Herstellen von Widerständen sind Dickfilm- und Dünnfilmprozesse. Bei dem Dünnfilmprozess wird ein dünner Film aus einem Widerstandsmaterial auf einem Substrat abgeschieden, wie beispielsweise durch Sputterabscheidung. Bei dem Dickfilmprozess wird eine Beschichtung aus einer Widerstandspaste auf einem Substrat gebildet und dann gebrannt, um einen Widerstand herzustellen.
Substrate, die beispielsweise in Hochleistungs-Kommunikationssatelliten verwendet werden, sind in erster Linie aus einer dicken Keramik gebildet worden. Während der Herstellung herkömmlicher Mikrowellenleiterplatten, die Widerstände aufweisen, kann die Keramik Temperaturen von bis zu oder über etwa 800°C ausgesetzt werden. Keramiken sind dazu in der Lage, derartigen Temperaturen zu widerstehen, ohne sich zu zersetzen oder zu deformieren.
Es wäre vorteilhaft, Mikrowellenleiterplatten aus Keramik/Polymer-Substraten aufzubauen, wie sie beispielsweise aus der EP-A2-0 309 982 bekannt sind. Keramik/Polymer-Materialien sind leichtgewichtige (zum Beispiel leichter als Keramiken) Verbundmaterialien, die generell eine Keramik und ein Polymer beinhalten. Keramik/Polymer-Materialien besitzen Charakteristiken hinsichtlich der thermomechanischen Stabilität und der chemischen Haltbarkeit bzw. Beständigkeit, die ideal sind für Leiterplatten, die in Satelliten verwendet werden. Eine Vielzahl anderer Gründe, die Fachleuten generell bekannt sind, führen dazu, dass Keramik/Polymer-Materialien gegenüber Keramiken generell bevorzugt sind.
Anders als die oben diskutierten Keramiken zersetzen und/oder verschlechtern sich Keramik/Polymer-Materialien jedoch in sauerstoffhaltigen Umgebungen bei Temperaturen über etwa 300°C. Dickfilmwiderstände erfordern ein Brennen bei hohen Temperaturen (800°C oder mehr), um Widerstände auf Keramiksubstrate aufzubringen. Derart extreme Temperaturen würden Keramik/Polymer-Substrate zerstören.
Es sind Experimente durchgeführt worden bezüglich der vorherigen Aufbringung von Dickfilmwiderständen, wie Nickel/Keramik-Paste auf Keramik/Polymer-Substraten bei niedrigeren Brenntemperaturen, die Ergebnisse waren jedoch nicht stabil bei inkonsistenten widerstandswerten. Das Problem bestand in der inkonsistenten Adhäsionsqualität der Nickel/Keramik-Paste auf den Keramik/Polymer-Substraten.
Aufgrund der Schwierigkeiten, die mit dem Abscheiden eines Dickfilmwiderstandes auf einem Keramik/Polymer-Substrat einhergehen, werden Keramik/Polymer-Mikrowellenleiterplatten typischerweise unter Verwendung von Chipwiderständen hergestellt. Es gibt jedoch signifikante Nachteile, die mit der Verwendung von Chipwiderständen einhergehen.
Diese Nachteile beinhalten das detaillierte und aufwändige Routen und die Bearbeitungsschritte, die erforderlich sind, um Chipwiderstände herzustellen und diese in die Mikrowellenleiterplatten einzubauen. Herstellungsfehler sind während dieser Schritte des Routens und Bearbeitens und bei der Herstellung von vollständigen Mikrowellenleiterplatten auf Keramik/Polymer-Basis mit Chipwiderständen unvermeidbar.
Aus der US-A-4,498,071 ist bekannt, mit Metallfilm-Widerstände herzustellen, indem zunächst ein isolierender Film auf einem Keramiksubstrat abgeschieden wird und indem die gesamte Oberfläche des dielektrischen Materials dann mit einem Widerstandsfilm beschichtet wird. Der isolierende Film macht die Oberfläche für den Metallfilm mikroskopisch sehr viel rauer und erhöht hierdurch signifikant den Flächen- bzw. Lagenwiderstandswert („sheet resistance") des Widerstandsfilms.
Das Dokument US-A-5,683,928 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Widerständen auf Polymer- oder Keramikflächen. Eine dielektrische Schicht, die auf einem Substrat abgeschieden wird, trägt eine Schicht aus Tantalnitridwiderständen, die auf der dielektrischen Schicht durch einen Sputtervorgang abgeschieden worden sind.
Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes auf einem Keramik/Polymer-Substrat anzugeben.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mikrowellenleiterplatte anzugeben, die in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
Die obige Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und die entsprechende Leiterplatte gemäß Anspruch 8 gelöst, wobei das Verfahren beinhaltet, die Oberfläche des Keramik/Polymer-Substrates zu läppen, bis die Oberflächenrauhigkeit in einen Bereich zwischen 0,254 μm und 1,016 μm (10 bis 40 Mikrozoll) fällt. Das Keramik/Polymer-Substrat wird dann mit einem Widerstandsmaterial aus einem Target gesputtert, das innerhalb einer vorbestimmten Distanz entfernt von dem Substrat angeordnet ist, um über das bzw. auf das Keramik/Polymer-Substrat eine Dünnfilmwiderstandsschicht abzuscheiden.
Die vorbestimmte Distanz liegt innerhalb oder ist gleich einer Hälfte des Durchmessers des Targets.
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher unter Bezug auf die folgende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die angehängte Zeichnung.
1 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgang eines Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilmwiderstandes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist ein Diagramm, das den Sputter-Abscheidungsprozess des Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilmwiderstandes darstellt;
3A-3F sind Querschnittsansichten der Herstellungsstufen zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes auf einem Keramik/Polymer-Substrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4A-4F sind Querschnittsansichten der Herstellungsstufen zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes auf einem Keramik/Polymer-Substrat gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
5A-5F sind Querschnittsansichten der Herstellungsstufen zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes auf einem Keramik/Polymer-Substrat gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist ein Flussdiagramm 10 gezeigt, das einen Vorgang eines Verfahrens zur Herstellung eines Dünnfilmwiderstandes der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Flussdiagramm 10 beginnt mit einem Block 12, gemäß dem die Oberfläche des Keramik/Polymer-Substrates geläppt wird, bis die Oberflächenrauhigkeit des Substrates unterhalb eines vorbestimmten Niveaus ist. Vorzugsweise wird das Keramik/Polymer-Substrat derart geläppt, dass die Oberflächenrauhigkeit in einen Bereich zwischen 0,254 μm bis 1,016 μm (10 bis 40 Mikrozoll) fällt. Noch bevorzugter ist es, wenn die Oberflächenrauhigkeit unterhalb von 0,762 μm (30 Mikrozoll) liegt. Das Läppen wird durch Prozesse, wie Schleifen, Polieren, Reiben bzw. Scheuern und dergleichen durchgeführt, wie es Fachleuten bekannt ist.
Das Flussdiagramm 10 fährt dann fort mit Block 14, gemäß dem ausgewählte Abschnitte des Substrates mit einem Widerstandsmaterial aus einem Target gesputtert werden, das innerhalb einer vorbestimmten Distanz entfernt von dem Substrat angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Target innerhalb einer Distanz von einer Hälfte des Durchmessers des Targets entfernt von dem Substrat angeordnet.
In 2 ist ein Diagramm gezeigt, das ein Sputterabscheidungssystem 16 zum Ausführen des im Block 14 beschriebenen Prozesses darstellt. Das Sputterabscheidungssystem 16 beinhaltet eine Kammer 18. Ein Target 20 aus Widerstandsmaterial, wie Tantalnitrid, Tantaloxid, die Nichrom-Serie (Nickelchrom) von Filmwiderständen und dergleichen, wird in der Kammer 18 angeordnet. Vorzugsweise ist das Target 20 aus Tantalnitrid und weist einen Durchmesser (d) auf, wie gezeigt.
Ein Keramik/Polymer-Substrat 22 wird ebenfalls in der Kammer 18 angeordnet. Geeignete Keramik/Polymer-Substrate beinhalten Wasserkohlenstoff/Mineral-Verbundstoffe aus einem Keramik/Polymer-Material, wobei die Keramik ein Bariumtitanat ist. Andere geeignete Substratmaterialien beinhalten Polytetraflourethylen-Kunststoff/Keramik-Materialien.
Das Substrat 22 wird entfernt von dem Target 20 angeordnet, und zwar innerhalb einer Distanz, die kleiner ist als eine Hälfte des Durchmessers (d) des Targets. Das bevorzugte Verfahren des Sputterns ist ein reaktives Radiofrequenz- bzw. Funkfrequenz-Sputtern (RF-Sputtern). Demgemäß ist das Target 20 mit einem RF-Generator 24 verbunden.
Die Kammer 18 beinhaltet einen Gasport 26 und einen Pumpenport 28. Ein inertes Gas wie eine Argon- und Stickstoffmischung wird in die Kammer 18 eingeführt, und zwar über den Gasport 26. Die aufgeladenen Argonatome werden angezogen und in Richtung auf das Target 20 beschleunigt. Die Argonatome kollidieren mit dem Target 20 und brechen Moleküle aus dem Target heraus. Die gesputterten Moleküle aus dem Target 20 verteilen sich bzw. zerstreuen sich in der Kammer 18 und legen sich auf dem Substrat 20 ab. Ein Material für einen Dünnfilmwiderstand mit einer Dicke in Abhängigkeit von der Abscheidungsrate und der Dauer des Sputterns bildet sich dann auf dem Substrat aus.
Eine (nicht gezeigte) Pumpe ist mit dem Pumpenport 28 verbunden, um den Druck in der Kammer 18 auf einen gewünschten Bereich zu reduzieren. Der Druck wird reduziert, um ein geringes Feuchtigkeitsniveau aufrecht zu erhalten, um so eine unerwünschte Oxidation des abgeschiedenen Films zu verhindern.
Die Kombination der Prozesse des Läppens und des reaktiven RF-Sputterns führt zu Widerstandsschichten, die mit hoher Adhäsion an dem Substrat 22 anhaften. Der Prozess des reaktiven RF-Sputterns führt dazu, dass sämtliche Fasern des Substrates 22 beschichtet werden und verlässliche Widerstände an der Oberfläche von porösen Substraten gebildet werden.
Nunmehr wird wieder Bezug genommen auf 1, gemäß der das Flussdiagramm 10 mit einem Block 40 fortfährt, nach dem eine dünne Metallschicht über dem Substrat bzw. auf dem Substrat abgeschieden wird. Die dünne Metallschicht ist vorzugsweise Silber. Im Block 42 wird dann ein negatives Fotoresistbild der auf der Metallschicht zu definierenden Schaltung gebildet. Das Fotoresistbild wird mit den Orten der ausgewählten Abschnitte des Substrates ausgerichtet, die mit dem Widerstandsmaterial bedeckt sind. Im Block 44 wird dann Metall auf das Substrat elektroplattiert, und zwar dort, wo kein Fotoresist vorhanden ist. Das Elektroplattieren bildet das Schaltungsmuster. Im Block 46 wird der Fotoresist dann von dem Substrat abgestriffen. Gemäß Block 48 wird dann die dünne Metallschicht geätzt, und zwar weg von dem Substrat.
Mit der Ausnahme des schnellen Ätzprozesses zur Bildung der dünnen Metallschicht gemäß Block 48 ist der im Flussdiagramm 10 beschriebene Prozess im Wesentlichen insgesamt ein Positiv-Prozess. Demzufolge wird vermieden, dass das Keramik/Polymer-Substrat aggressiven Ätzmitteln übermäßig ausgesetzt wird (der Prozess des Abstreifens des Fotoresists gemäß Block 46 erfolgt mit einem milden Lösungsmittel).
Der Vorgang des Verfahrens zur Herstellung des Dünnfilmwiderstandes, der im Flussdiagramm 10 beschrieben ist, wird nunmehr in größerer Genauigkeit im Hinblick auf drei unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In den 3A-3F sind Querschnittsansichten der Fabrikationsstufen zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes auf einem Keramik/Polymer-Substrat 22 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Nachdem die Oberfläche des Substrates 22 auf die vorbestimmte Rauhigkeit geläppt ist, wird eine Fotoresistschicht 50 auf ausgewählten Abschnitten des Substrates gebildet, wie es in 3A gezeigt ist. Die Fotoresistschicht 50 bedeckt das Substrat 22 insgesamt, mit der Ausnahme von kleinen Fenstern 52, in denen das Substrat freiliegt.
Eine Dünnfilmwiderstandsschicht 54, wie beispielsweise aus Tantalnitrid, wird auf dem Substrat über den Fenstern 22 und der Fotoresistschicht 50 abgeschieden, wie es in 3B gezeigt ist. Die Dünnfilmwiderstandsschicht 54 wird durch reaktives RF-Sputtern abgeschieden, wie es unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben worden ist. Die Dünnfilmwiderstandsschicht 54 wird mit einer gegebenen Rate für eine gegebene Zeitspanne abgeschieden, um eine Filmschicht zu bilden, die eine Dicke aufweist, die innerhalb eines gewünschten Bereiches fällt. Demzufolge weist die Dünnfilmwiderstandsschicht 54 einen gewünschten Lagenwiderstandswert auf.
Das Substrat 22 wird dann in ein Lösungsmittel wie Aceton eingetaucht. Das Lösungsmittel weicht die Fotoresistschicht 50 auf und hebt diese ab, und zwar zusammen mit den Abschnitten der Dünnfilmwiderstandsschicht 54, die sich auf der Fotoresistschicht 50 befindet. Kleine Flecken („patches") der Dünnfilmwiderstandsschicht 54 verbleiben auf dem Substrat 22, und zwar dort, wo die Fenster 52 in der Fotoresistschicht 50 existierten, wie es in 3C gezeigt ist.
Eine dünne Metallschicht 56, vorzugsweise aus Silber, wird über dem gesamten Substrat 22 durch Sputtern oder Dampfabscheidung abgeschieden, wie es in 3D gezeigt ist. Die Dicke der dünnen Silberschicht 56, die auf das Substrat 22 abgeschieden wird, fällt in einen Bereich zwischen 100 bis 200 nm (1000 bis 2000 Angström).
Anschließend wird eine Negativ-Fotoresistschicht 58 über ausgewählten Abschnitten der dünnen Silberschicht 56 gebildet, wie es in 3D gezeigt ist. Die Negativ-Fotoresistschicht 58 bildet eine Fotoresistmaske mit Fenstern 60 zum Aufnehmen von Leitern der Schaltung.
Anschließend wird auf das Substrat 22 eine Kupfer- und Goldschicht 62 elektroplattiert, und zwar auf Fenstern 60 der Fotoresistmaske der Negativ-Fotoresistschicht 58, wie es in 3E gezeigt ist. Die Kupfer- und Goldschicht 62 bildet die Leiter der Schaltung, mit Öffnungen für die Widerstände. Die Kupfer- und Goldschicht 62 besteht vorzugsweise aus einer Kupferschicht mit einer Dicke, die in einen Bereich von 250 bis 400 Mikrometer fällt, und einer Goldschicht mit einer Dicke, die in einen Bereich von 10 bis 20 Mikrometern fällt. Zuerst wird die Kupferschicht auf das Substrat 22 elektroplattiert, und dann wird die Goldschicht auf das Substrat elektroplattiert.
Die Negativ-Fotoresistschicht 58 wird dann abgestreift, wie es in 3F gezeigt ist. Ferner wird die dünne Silberschicht 56 dann geätzt, wie es in 3F gezeigt ist. Vorzugsweise wird die dünne Silberschicht 56 unter Verwendung von Ammoniumhydroxid mit dem Zusatz von Wasserstoffperoxid geätzt. Das Ätzen der dünnen Silberschicht 56 eliminiert den Kurzschlussfilm („shorting film"). Als Ergebnis des unter Bezugnahme auf die 3A-3F beschriebenen Prozesses ergibt sich eine arbeitende bzw. Arbeitsschaltung 63, wie sie in 3F gezeigt ist.
In den 4A-4F sind Querschnittsansichten der Herstellungsstufen zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes auf einem Substrat 22 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Nachdem die Oberfläche des Substrates 22 auf die vorbestimmte Rauhigkeit geläppt ist, wird eine Metallschablone 64 mit Fenstern 66 in engem Kontakt auf dem Substrat angeordnet. Die Metallschablone 64 wird entweder durch maschinelles Bearbeiten einer Platte mit geeignet angeordneten Fenstern 66 oder durch einen fotolithografischen Prozess erhalten. Der fotolithografische Prozess wird unter Verwendung einer Fotomaske durchgeführt, ähnlich der Fotoresistschicht 50, die unter Bezugnahme auf die 3A beschrieben worden ist. Die Metallschablone, die unter Verwendung des fotolithografischen Prozesses erhalten wird, ist eine dünne Bimetalllage, die eine akkuratere Maske ergibt, als die maschinell bearbeitete Metallschablone.
Eine Dünnfilmwiderstandsschicht 68, wie beispielsweise aus Tantalnitrid, wird auf dem Substrat 22 über der Metallschablone 64 und dem Fenster 66 abgeschieden, wie es in 4B gezeigt ist. Die Dünnfilmwiderstandsschicht 68 wird durch reaktives RF-Sputtern abgeschieden, wie es unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben worden ist.
Die Metallschablone 64 wird dann von dem Substrat 22 getrennt. Kleine Flecken der Dünnfilmwiderstandsschicht 68 verbleiben auf dem Substrat 22, und zwar über den Fenstern 66, wie es in 4C gezeigt ist.
Die in den 4D-4F dargestellten Prozesse sind ähnlich zu den Prozessen, die oben unter Bezugnahme auf die 3D-3F beschrieben worden sind. Denn es wird eine dünne Silberschicht 56 durch Sputtern oder durch Dampfabscheidung über dem gesamten Substrat 22 abgeschieden, wie es in 4D gezeigt ist. Anschließend wird eine Negativ-Fotoresistschicht 58 mit Fenstern über ausgewählten Abschnitten der dünnen Silberschicht 56 gebildet, wie es in 4D gezeigt ist. Eine Kupfer- und Goldschicht 62 wird dann auf dem Substrat 22 auf Fenstern 60 der Fotoresistmaske der Negativ-Fotoresistschicht 58 elektroplattiert, wie es in 4E gezeigt ist. Die Negativ-Fotoresistschicht 58 wird dann abgestreift, wie es in 4F gezeigt ist. Ferner wird die dünne Silberschicht 56 dann geätzt, wie es in 4F gezeigt ist. Als Ergebnis des unter Bezugnahme auf die 4A-4F beschriebenen Prozesses ergibt sich eine Arbeitsschaltung bzw. arbeitende Schaltung 69, wie sie in 4F gezeigt ist.
In den 5A-5F sind Querschnittsansichten von den Herstellungsstufen zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes auf einem Substrat 22 gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Nachdem die Oberfläche des Substrates 22 auf die vorbestimmte Rauhigkeit geläppt ist, wird eine Aluminiumoxidschablone 70 mit laserausgeschnittenen, übergroßen Fenstern 72 in engem Kontakt zu dem Substrat montiert, wie es in 5A gezeigt ist. Eine Dünnfilmwiderstandsschicht 74, wie eine solche aus Tantalnitrid, wird auf dem Substrat 22 über der Aluminiumoxidschablone 70 und den Fenstern 72 abgeschieden, wie es in 5A gezeigt ist. Die Dünnfilmwiderstandsschicht 74 wird durch reaktives RF-Sputtern abgeschieden, wie es oben unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben worden ist.
Die Aluminiumoxidschablone 70 wird dann von dem Substrat 22 getrennt. Kleine Flecken der Dünnfilmwiderstandsschicht 74 verbleiben auf dem Substrat 22, und zwar über den Fenstern 72, wie es in 5B gezeigt ist.
Eine dünne Titanhaftschicht 76 mit einer Dicke von etwa 100 nm [1000 Angström] wird über dem Substrat 22 abgeschieden, wie es in 5B gezeigt ist. Eine dicke Goldschicht 78 mit einer Dicke von etwa 1000 nm [10000 Angström] wird dann über dem Substrat 22 abgeschieden, wie es in 5B gezeigt ist. Eine Titanfilmschicht 80 wird dann über dem Substrat 22 aufgedampft, wie es in 5B gezeigt ist. Die Titanfilmschicht 80 dient als Barrieremaske.
Eine Fotoresistschicht 82, die ein Schaltungsleitermuster in der Titanfilmschicht 80 bildet, wird dann auf dem Substrat 22 gebildet, wie es in 5C gezeigt ist. Die Fotoresistschicht 82 wird dann geätzt, und zwar unter Verwendung einer Fluorwasserstoffsäure als Ätzmittel, um ausgewählte Abschnitte der Titanfilmschicht 80 zu entfernen, wie es in 5D gezeigt ist.
Unter Verwendung der mit einem Muster ausgebildeten Titanfilmschicht 80 als eine Maske werden dann ausgewählte Abschnitte der Goldschicht 78 geätzt, und zwar durch reaktives Ionenätzen („reactive ion milling"), wie es in 5D gezeigt ist. Das zum Ionenätzen verwendete Gas besteht zu 10 % aus Dioxid (O₂) und zu 90 % aus Argon (Ar).
Die ungeschützte Titanfilmschicht 80 wird dann unter Verwendung von Fluorwasserstoffsäure als ein Ätzmittel nassgeätzt, wie es in 5E gezeigt ist. Eine Fotoresistschicht 84 wird dann über ausgewählten Abschnitten des Substrates 22 abgeschieden, wie es in 5E gezeigt ist. Die Goldleiterlinien der Goldschicht 78 werden dann dort geöffnet, wo die Widerstände angeordnet sind, wie es in 5E gezeigt ist. Diese Öffnungen fallen mit den Flecken der Dünnfilmwiderstandsschicht 74 zusammen. Als Ergebnis des unter Bezugnahme auf die 5A-5E beschriebenen Prozesses wird eine arbeitende Schaltung 86 erhalten, wie sie in 5F gezeigt ist.
Somit ist ersichtlich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Dünnfilmwiderstandsschicht auf einem Keramik/Polymer-Substrat angegeben worden ist, das die oben angegebenen Aufgaben, Ziele und Vorteile vollständig erfüllt.
Es ist gleichfalls ersichtlich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung eine Mikrowellenleiterplatte bereitgestellt worden ist, die gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit besonderen Ausführungsformen hiervon beschrieben worden ist, versteht sich, dass sich im Lichte der vorstehenden Beschreibung für Fachleute viele Alternativen, Modifikationen und Variationen ergeben werden.
Als ein Beispiel der vielen Alternativen, Modifikationen und Variationen wird in Betracht gezogen, die Widerstände durch eines der oben erläuterten Verfahren zu erzeugen. Anstelle des Bildens einer Schaltung um die Widerstandsflecken herum, sollen Kontaktpads an beiden Enden von jedem Widerstand erzeugt werden, ohne eine Verbindung mit der Schaltung herzustellen. Diese Kontaktpads werden dann mit einem schützenden Goldfilm bedeckt. Die Widerstandsflecken können dann abgekühlt („annealed") werden und jeder Widerstand kann dann auf einen Konstruktionswert getrimmt werden, und zwar mittels eines Lasertrimmers. Mit diesem Ansatz werden eingebaute Widerstandschips erzeugt.
Eine dünne Schicht aus Opfermetall wird dann über dem gesamten Substrat abgeschieden, um die elektrische Leitfähigkeit zum Elektroplattieren zu gewährleisten. Ein Fotoresistfilm wird dann über dem Substrat abgeschieden und das Schaltungsleitermuster wird definiert. Eine Kupferschicht mit ausgewählter Dicke wird dann elektroplattiert, um die Leiter zu bilden. Nach dem Abstreifen des Fotoresists wird die Opfermetallschicht weggeätzt, was das Leitermuster übrig lässt, das die zuvor definierten Widerstände verbindet.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilmwiderstandes (54, 68, 74) auf einem Keramik/Polymer-Substrat (22) unter Verwendung eines Sputtervorganges, gekennzeichnet durch Läppen (12) der Oberfläche des Keramik/Polymer-Substrates (22), bis die Oberflächenrauhigkeit in einem Bereich zwischen 0,254 μm und 1,016 μm [10 bis 40 Mikrozoll] fällt; und Sputtern (14) eines Widerstandsmaterials auf das Keramik/Polymer-Substrat (22), und zwar aus einem Target (20), das innerhalb einer vorbestimmten Distanz entfernt von dem Keramik/Polymer-Substrat (22) angeordnet ist, um über das Keramik/Polymer-Substrat (22) eine Dünnfilmwiderstandsschicht (54, 68, 74) abzuscheiden, wobei die vorbestimmte Distanz innerhalb einer Hälfte, vorzugsweise gleich einer Hälfte des Durchmessers (d) des Targets (20) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Keramik/Polymer-Substrates (22) geläppt wird, bis die Oberflächenrauhigkeit unter 0,762 μm [30 Mikrozoll] fällt.
Verfahren nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramik/Polymer-Substrat (22) Bariumtitanat oder Polytetrafluorethylen-Kunststoff/Keramik aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sputtern (14) eines Widerstandsmaterials auf das Keramik/Polymer-Substrat (22) unter Verwendung eines reaktiven Sputtersystems (16) im Funkfrequenzbereich (RF) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmaterial Tantalnitrid ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Anordnen einer Photoresistschicht (50) mit Fenstern (52) über dem Keramik/Polymer-Substrat (22), und zwar vor dem Sputtern eines Widerstandsmaterials auf das Keramik/Polymer-Substrat (22); und Entfernen der Photoresistschicht (50) nach dem Sputtern eines Widerstandsmaterials auf das Keramik/Polymer-Substrat (22), um so Dünnfilmwiderstandsschichtflecken (54) auf dem Keramik/Polymer-Substrat (22) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch: Abscheiden (40) einer Silberschicht (56) auf dem Keramik/Polymer-Substrat (22); Anordnen (42) einer zweiten Photoresistschicht (58) mit Fenstern (60) auf der dünnen Silberschicht (56); Elektroplatieren (44) einer Kupfer- und Goldschicht (62) auf dem Keramik/Polymer-Substrat (22), und zwar über den Fenstern (60) der zweiten Photoresistschicht (58); Abstreifen (46) der zweiten Photoresistschicht (58); und Ätzen (48) der Silberschicht (56).
Mikrowellenleiterplatte zur Verwendung in einem Satelliten, mit einem Keramik/Polymer-Substrat (22) und einer Dünnfilmwiderstandsschicht (54), die durch Sputtern auf dem Keramik/Polymer-Substrat (22) gebildet ist, gekennzeichnet dadurch, dass das Keramik/Polymer-Substrat (22) eine geläppte Oberflächenrauhigkeit aufweist, die in einen Bereich zwischen 0,254 μm bis 1,016 μm [10 bis 40 Mikrozoll] fällt, und dass die Dünnfilmwiderstandsschicht (54) auf dem Keramik/Polymer-Substrat (22) gebildet ist durch Sputtern eines Widerstandsmaterials auf das Keramik/Polymer-Substrat (22), und zwar aus einem Target (20), das innerhalb einer vorbestimmten Distanz entfernt von dem Keramik/Polymer-Substrat (22) angeordnet ist, wobei die vorbestimmte Distanz innerhalb einer Hälfte, vorzugsweise gleich einer Hälfte des Durchmessers (d) des Targets (20) ist.