JPH0235475B2 - - Google Patents
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- JPH0235475B2 JPH0235475B2 JP57032184A JP3218482A JPH0235475B2 JP H0235475 B2 JPH0235475 B2 JP H0235475B2 JP 57032184 A JP57032184 A JP 57032184A JP 3218482 A JP3218482 A JP 3218482A JP H0235475 B2 JPH0235475 B2 JP H0235475B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
- H05K3/244—Finish plating of conductors, especially of copper conductors, e.g. for pads or lands
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/01—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate comprising only passive thin-film or thick-film elements formed on a common insulating substrate
- H01L27/016—Thin-film circuits
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は非導電性の基板上に接着層をはさん
で設けられ半導体デバイスと共に集積回路を形成
するはんだ付けと熱処理が可能であり貴金属を含
まない薄膜導体路の製造方法に関する。
で設けられ半導体デバイスと共に集積回路を形成
するはんだ付けと熱処理が可能であり貴金属を含
まない薄膜導体路の製造方法に関する。
総ての薄膜回路に対しては例えばセラミツク、
ガラス、ほうろう付けセラミツク、合成樹脂等の
絶縁材料から成り表面が平滑な基板が必要であ
る。この基板上に導電材料、抵抗材料および非導
電材料の層が重ねられそこに抵抗、コンデンサ、
コイルおよび導体路が種々の方法によつて作られ
る。
ガラス、ほうろう付けセラミツク、合成樹脂等の
絶縁材料から成り表面が平滑な基板が必要であ
る。この基板上に導電材料、抵抗材料および非導
電材料の層が重ねられそこに抵抗、コンデンサ、
コイルおよび導体路が種々の方法によつて作られ
る。
銅で作られた導体路又は接触個所は熱処理を受
けない状態でははんだ付けが容易であり、貴金属
の組合せ（例えばCuNiAu、PdAu）よりも導電
率が高い。しかし銅層は基板例えばセラミツク基
板に対する接着性が著しく悪い。この欠点を除去
するため基板に対して接着性のよい層をまず基板
に設けることが試みられた。この接着層の上に銅
が導体路金属としてつけられる。
けない状態でははんだ付けが容易であり、貴金属
の組合せ（例えばCuNiAu、PdAu）よりも導電
率が高い。しかし銅層は基板例えばセラミツク基
板に対する接着性が著しく悪い。この欠点を除去
するため基板に対して接着性のよい層をまず基板
に設けることが試みられた。この接着層の上に銅
が導体路金属としてつけられる。
抵抗が低くはんだ付けと300℃以上の熱処理が
可能である貴金属を含まない導体路系は従来の方
法によれば電解補強された厚い層とするかあるい
は熱処理を真空炉又は保護ガス雰囲気中で行な
う。薄い導電層は絶縁基板上に真空蒸着又は真空
スパツタリングによつて設けられ、使用目的によ
つて電解析出により補強されるかあるいは耐食性
とされる。構造形成は機械的マスクを通しての蒸
着又はスパツタリングによるかあるいはフオト・
エツチングによる。
可能である貴金属を含まない導体路系は従来の方
法によれば電解補強された厚い層とするかあるい
は熱処理を真空炉又は保護ガス雰囲気中で行な
う。薄い導電層は絶縁基板上に真空蒸着又は真空
スパツタリングによつて設けられ、使用目的によ
つて電解析出により補強されるかあるいは耐食性
とされる。構造形成は機械的マスクを通しての蒸
着又はスパツタリングによるかあるいはフオト・
エツチングによる。
銅の導体路は熱処理を行なわない状態でははん
だ付け性が良いが例えば抵抗値の安定化に際して
の250℃以上の高温度処理により強く酸化され、
この形成された酸化銅層はそれ以上の酸化過程を
阻止しない。従つてこの温度処理により比較的厚
い銅の導体路（例えば１乃至3μm）も時間と共に
全部酸化されはんだ付け不能となる。
だ付け性が良いが例えば抵抗値の安定化に際して
の250℃以上の高温度処理により強く酸化され、
この形成された酸化銅層はそれ以上の酸化過程を
阻止しない。従つてこの温度処理により比較的厚
い銅の導体路（例えば１乃至3μm）も時間と共に
全部酸化されはんだ付け不能となる。
この発明の目的ははんだ付け性が良く、300℃
以上の熱処理が可能であり、耐食性であり、電気
抵抗が低く、結合可能である貴金属を含まない薄
膜導体路構造の製造方法を開発することである。
以上の熱処理が可能であり、耐食性であり、電気
抵抗が低く、結合可能である貴金属を含まない薄
膜導体路構造の製造方法を開発することである。
上述の目的を達成するため、本発明の薄膜導体
路の製造方法おいては、非導電性の基板上に、金
属性の接着層又は抵抗層、銅又は銅ニツケル合金
よりなる導体路、およびアルミニウム、アルミニ
ウム合金又はクロムとアルミニウムの層組合わせ
よりなる酸化、腐食保護層を設け、熱処理又は温
度処理の後、所定のはんだ付け個所の酸化、腐食
保護層を除去するものである。
路の製造方法おいては、非導電性の基板上に、金
属性の接着層又は抵抗層、銅又は銅ニツケル合金
よりなる導体路、およびアルミニウム、アルミニ
ウム合金又はクロムとアルミニウムの層組合わせ
よりなる酸化、腐食保護層を設け、熱処理又は温
度処理の後、所定のはんだ付け個所の酸化、腐食
保護層を除去するものである。
接着層として用いる中間層を同時に抵抗層とす
ると有利である。
ると有利である。
接着又は抵抗層には、チタン、クロム、モリブ
デン、タングステン、チタン・タングステン、ア
ルミニウム、ニツケル、ニツケル・クロム、窒化
タンタル、タンタル・アルミニウム、酸化錫・イ
ンジウム等を使用することができる。
デン、タングステン、チタン・タングステン、ア
ルミニウム、ニツケル、ニツケル・クロム、窒化
タンタル、タンタル・アルミニウム、酸化錫・イ
ンジウム等を使用することができる。
接着層又は抵抗層と導体層と、の間にアルミニ
ウム層を挿入し腐食保護作用を高めるようにする
と有利である。
ウム層を挿入し腐食保護作用を高めるようにする
と有利である。
接着層又は抵抗層、導体層および酸化、腐食保
護層からなる重層構造は、真空中の蒸着又はスパ
ツタリングによつて作ることができ、その際、酸
化、腐食保護層を別の真空工程によつて導体層上
に設けることもできる。
護層からなる重層構造は、真空中の蒸着又はスパ
ツタリングによつて作ることができ、その際、酸
化、腐食保護層を別の真空工程によつて導体層上
に設けることもできる。
所定のはんだ付け個所の酸化、腐食保護層をエ
ツチングにより除去することにより、導体層に対
する良好なはんだ付け可能な個所が得られる。
ツチングにより除去することにより、導体層に対
する良好なはんだ付け可能な個所が得られる。
４種類の互に異る重層構造を示した図面につい
てこの発明を更に詳細に説明する。
てこの発明を更に詳細に説明する。
第１図の重層構造は抵抗層２、接着層３、銅の
導体層５およびアルミニウムの酸化、腐食保護層
６から構成されている。第２図の構造では抵抗層
２が同時に接着層となつている。第３図の構造で
は酸化、腐食保護層がクロム層７とアルミニウム
層６の二重層である。第４図の構造では接着層３
と導体層５の間にアルミニウムの中間層４が設け
られている。
導体層５およびアルミニウムの酸化、腐食保護層
６から構成されている。第２図の構造では抵抗層
２が同時に接着層となつている。第３図の構造で
は酸化、腐食保護層がクロム層７とアルミニウム
層６の二重層である。第４図の構造では接着層３
と導体層５の間にアルミニウムの中間層４が設け
られている。
原理的な層構成は基板１の上に抵抗層又は抵
抗・コンデンサ層例えばIn2O3／SnO2−（ITO−）
層２が設けられているものであり、その上に例え
ばチタン、クロム、アルミニウム等から成る接着
層３がある。接着層は第２図のもののように電気
抵抗層としてもよい。第４図の構造では接着層の
上にアルミニウム中間層４がある。５は銅又は
銅・ニツケル合金の導体層である。保護層として
はアルミニウム又はアルミニウム合金の酸化、腐
食保護層６あるいはクロム層７とアルミニウム層
６が組合せが使用される。
抗・コンデンサ層例えばIn2O3／SnO2−（ITO−）
層２が設けられているものであり、その上に例え
ばチタン、クロム、アルミニウム等から成る接着
層３がある。接着層は第２図のもののように電気
抵抗層としてもよい。第４図の構造では接着層の
上にアルミニウム中間層４がある。５は銅又は
銅・ニツケル合金の導体層である。保護層として
はアルミニウム又はアルミニウム合金の酸化、腐
食保護層６あるいはクロム層７とアルミニウム層
６が組合せが使用される。
熱処理に際して粒界拡散により銅とアルミニウ
ムの混合結晶が作られる。銅層の酸化は300℃以
上の温度処理中形成される酸化アルミニウム層お
よびアルミニウム・銅合金層によつて防止され
る。
ムの混合結晶が作られる。銅層の酸化は300℃以
上の温度処理中形成される酸化アルミニウム層お
よびアルミニウム・銅合金層によつて防止され
る。
温度処理後種々のエツチング過程（湿化学エツ
チング、イオンビームエツチング、スパツタリン
グエツチング等）により酸化保護層がはんだ付け
個所８において除去される。はんだ付け個所のは
んだによるぬれ性は温度処理によつて改善され
る。温度処理中接着ならびに導体層に歯形を作る
とはんだ付けにとつて有利である。
チング、イオンビームエツチング、スパツタリン
グエツチング等）により酸化保護層がはんだ付け
個所８において除去される。はんだ付け個所のは
んだによるぬれ性は温度処理によつて改善され
る。温度処理中接着ならびに導体層に歯形を作る
とはんだ付けにとつて有利である。
各層の厚さは次の範囲内に選定することができ
る。
る。
(2)電気抵抗層 ５−200nｍ
(3)接着層 10−500nｍ
(4)中間層 10−500nｍ
(5)導体層 300−5000nｍ
(6)保護層 10−500nｍ
(7)保護層 10−100nｍ
層構造全体の導体路抵抗は例えば第４図の構造
でチタン層を50nｍ、アルミニウム層を20nｍ、
銅層を1500nｍおよびアルミニウム層を20nｍと
するとき0.012Ω／□であり比較的低い。空気中
400℃、0.5hの熱処理により抵抗値は0.014Ω／□
に増大するだけである。
でチタン層を50nｍ、アルミニウム層を20nｍ、
銅層を1500nｍおよびアルミニウム層を20nｍと
するとき0.012Ω／□であり比較的低い。空気中
400℃、0.5hの熱処理により抵抗値は0.014Ω／□
に増大するだけである。
温度処理を受けた回路構造に超音波ボンドを試
みた結果、保護層と保護層を除去して露出した銅
層のいずれもアルミニウム線のボンド結合が可能
であることが確められた。
みた結果、保護層と保護層を除去して露出した銅
層のいずれもアルミニウム線のボンド結合が可能
であることが確められた。
本発明によれば、貴金属を使用しないため薄膜
回路の製作が特に廉価となり、300℃以上の温度
処理が実施される薄膜回路の製作および高温度で
動作する回路の製作に対して特に有効である。な
お本発明の薄膜回路には、集積ハイブリツド回
路、抵抗回路網、RC回路網のほか、半導体チツ
プ、液晶デイスプレイ、プラズマデイプレイに対
する配線等が含まれるものである。
回路の製作が特に廉価となり、300℃以上の温度
処理が実施される薄膜回路の製作および高温度で
動作する回路の製作に対して特に有効である。な
お本発明の薄膜回路には、集積ハイブリツド回
路、抵抗回路網、RC回路網のほか、半導体チツ
プ、液晶デイスプレイ、プラズマデイプレイに対
する配線等が含まれるものである。
第１図乃至第４図はこの発明の方法によつて作
られる４種類の重層構造の断面を示す。 １：基板、２：電気抵抗層、３：接着層、４：
中間層、５：導体層、６：保護層。
られる４種類の重層構造の断面を示す。 １：基板、２：電気抵抗層、３：接着層、４：
中間層、５：導体層、６：保護層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非導電性の基板１上に、金属性の接着層３又
は抵抗層２、銅又は銅ニツケル合金よりなる導体
層５、およびアルミニウム、アルミニウム合金又
はクロムとアルミニウムの層組合わせよりなる酸
化、腐食保護層６又は６，７を設け、熱処理又は
温度処理の後、所定のはんだ付け個所８の酸化、
腐食保護層６又は６，７を除去することを特徴と
するはんだ付け可能な接触面を有する薄膜導体路
の製造方法。 ２ 接着層３として用いる中間層が同時に抵抗層
２であることを特徴とする特許請求の範囲第１記
載の方法。 ３ ニツケル・クロム、窒化タンタル、タンタ
ル・アルミニウム、又は酸化錫・インジウムより
なる抵抗層２を用いることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の方法。 ４ 接着層３又は抵抗層２と導体層５との間にア
ルミニウム層４を挿入し、腐食保護作用を高める
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項
のいずれか１項記載の方法。 ５ 接着層３又は抵抗層２、導体層５および酸
化、腐食保護層６又は６，７からなる重層構造を
真空中の蒸着又はスパツタリングによつて作るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項の
いずれか１項記載の方法。 ６ 酸化、腐食保護層６又は６，７を別の真空工
程において導体層５上に設けることを特徴とする
特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項記
載の方法。 ７ 所定のはんだ付け個所の酸化、腐食保護層６
又は６，７をエツチングにより除去することを特
徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれ
か１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813107943 DE3107943A1 (de) | 1981-03-02 | 1981-03-02 | Verfahren zur herstellung von loetbaren und temperfaehigen edelmetallfreien duennschichtleiterbahnen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57157594A JPS57157594A (en) | 1982-09-29 |
| JPH0235475B2 true JPH0235475B2 (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=6126178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57032184A Granted JPS57157594A (en) | 1981-03-02 | 1982-03-01 | Method of producing thin film conductor path including no noble metal |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4372809A (ja) |
| EP (1) | EP0060436A1 (ja) |
| JP (1) | JPS57157594A (ja) |
| DE (1) | DE3107943A1 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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