CH424889A - Verfahren zur Herstellung von lötfähigen Kontaktstellen - Google Patents

Description

      Verfahren        zur    Herstellung von     lötfähigen    Kontaktstellen    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur  Herstellung von lötfähigen Kontaktstellen an dünnen  Schichten aus schlecht oder nicht lötfähigen Metallen,  die auf einen isolierenden Träger aufgebracht sind.  



  In der Elektrotechnik gibt es viele Fälle, bei denen  Schichten aus schlecht oder nicht lötfähigen Metallen,  die auf einen     isolierenden    Träger aufgebracht wurden,  mit elektrischen Anschlüssen versehen werden müs  sen. So werden beispielsweise Widerstände in Form  von dünnen Schichten durch Aufdampfen auf eine  isolierende Trägerunterlage hergestellt und müssen an  ihren Enden mit geeigneten Kontakten versehen wer  den. Am einfachsten sind elektrische Kontakte durch  Anlöten anzubringen. Es ist jedoch bei Schichten aus  schlecht lötfähigen oder nicht lötfähigen Metallen  schwierig, wenn nicht gar unmöglich, durch Löten ge  eignete Kontakte anzubringen. Andere     Kontaktie-          rungsverfahren,    wie z. B.

   Schweissen, stossen inso  fern auf Schwierigkeiten, weil hierbei die dünnen  Schichten leicht beschädigt oder zerstört werden.  



  In neuerer Zeit sind sogenannte integrierte Schal  tungen oder Dünnfilmschaltungen bekanntgeworden,  bei denen die passiven elektrischen Bauelemente wie  Widerstände und Kondensatoren nach Art einer ge  druckten Schaltung gleichzeitig mit den Leitungszü  gen für die Verbindungen hergestellt werden. Als Ma  terial für solche Dünnfilmschaltungen wird mit Vor  teil Tantal verwendet, aus dem sich leicht Wider  stände und Kondensatoren herstellen lassen. Die Tan  talschicht wird hierbei beispielsweise durch Katho  denzerstäubung auf eine geeignete isolierende Unter  lage, wie z. B. Glas, aufgebracht und nach einem  Photoätzverfahren wird ein Teil der Tantalschicht so  weggeätzt, dass die Leitungszüge, Widerstände und  Kondensatoren in Form von dünnen Streifen zu  rückbleiben.

   Die aktiven Bauelemente können nicht    aus der Tantalschicht erzeugt werden und müssen  nachträglich in die Schaltung eingelötet werden. Zum  Anschluss einer solchen Dünnfilmschaltung und zum  Anbringen der aktiven Bauelemente wie Dioden und  Transistoren sind bei solchen Schaltungen     Anschluss-          stellen    vorgesehen, an welche die entsprechenden  elektrischen Leitungen angelötet werden. Da sich  Tantal nur schwer oder nicht löten lässt, werden die  Leitungszüge der Schaltung mit einer dünnen Gold  schicht bedampft, welche     zusätzlich    die Aufgabe hat,  den elektrischen Widerstand der Zuleitungen herab  zusetzen.

   Es ist nun zwar möglich, an die auf der  Tantalschicht angeordnete Goldschicht Kontakte an  zulöten, jedoch ist dies sehr schwierig und die Kon  takte lösen sich leicht ab. Die dünne Goldschicht löst  sich nämlich beim Aufbringen von Lot in diesem auf,  so dass das Lot auf die darunter befindliche     Tantal-          schicht    zu liegen kommt, auf der es nicht haftet.  Wenn es schon gelingt, an der dünnen Goldschicht  einen Leitungsdraht     anzulöten,    so ist die mechanische  Festigkeit nur sehr gering, da der     Lottropfen    sich  leicht mit der darunter befindlichen Goldschicht vom       Tantal    ablöst.  



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese  Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Her  stellung von lötfähigen Kontaktstellen an dünnen  Schichten aus schlecht oder     nicht    lötfähigen Metal  len auf einem isolierenden Träger anzugeben, das  eine gut leitende und mechanisch feste Verbindung  von elektrischen Anschlüssen durch Anlöten ermög  licht.  



  Gemäss der Erfindung wird vor dem Aufbringen  der schlecht oder nicht lötfähigen Metallschicht, z. B.  der     Tantalschicht,    auf den Träger eine Metallschicht  aus gut lötfähigem Metall aufgebracht und nach dem  Aufbringen der Schicht des schlecht oder nicht löt-           fähigen    Metalls ein Teil dieser Schicht mit     Hilfe    eines       Ätzmittels,    welches das gut lötfähige Metall nicht löst,  wieder entfernt, so dass dabei die darunterliegende  Schicht aus gut     lötfähigem    Metall freigelegt wird.  



  Die Schicht aus gut lötfähigem Metall wird  zweckmässig auf den Isolierstoffträger, gegebenen  falls unter Verwendung einer Schablone, durch Auf  streichen, Aufspritzen oder Aufdrucken aufgebracht  und danach in den Träger     eingebrannt.    Zur Herstel  lung der Kontaktstellen gemäss der Erfindung eignet  sich insbesondere das sog. Einbrennsilber, das als  Paste auf die isolierende Unterlage aufgebracht wird.  Durch Erhitzung bildet sich eine fest mit dieser Un  terlage verbundene     Silberschicht.     



  Man     kann    dabei folgendermassen verfahren: Es  werden also zunächst an den     Kontaktstellen    oder  auch zusätzlich noch an den Stellen, wo die Leitungs  züge verlaufen, die entsprechenden Flächen der Iso  lierstoffunterlage mit Einbrennsilber bestrichen und  dieses in die Unterlage     eingebrannt.    Danach erst  wird die Schicht aus schlecht lötfähigem Metall, wie  z. B. Tantal, aufgebracht, beispielsweise durch Ka  thodenzerstäubung. Nun wird in üblicher Weise nach  einem Photoätzverfahren das überschüssige Tantal       entfernt,    so dass nur die     Leitungszüge    und die pas  siven Bauelemente in Form von dünnen Tantalstrei  fen zurückbleiben.

   Gleichzeitig wird hierbei an den  Kontaktstellen die Tantalschicht teilweise entfernt,  so dass die darunterliegende Silberschicht zu Tage       tritt.    Nach Fertigstellung der Schaltung können in  einfacher Weise an diesen Stellen die elektrischen  Zuleitungen angelötet werden, da sich Silber sehr gut  löten lässt und in gutem elektrischem     Kontakt        mit    der  aufgestäubten Tantalschicht steht. Da die Silber  schicht in die     Trägerunterlage        eingebrannt    wurde,  sind die so erhaltenen Kontakte auch mechanisch  sehr     stabil.     



  Es ist weiter möglich, in an sich bekannter Weise  auf die Schicht aus schlecht lötfähigem Metall, bei  spielsweise auf das Tantal, eine Schicht aus einem  gut leitenden Metall, wie z. B. Gold, aufzubringen.  An den Kontaktstellen     liegt    die Goldschicht dann  direkt auf der Silberschicht. Beim     Anlöten    an diesen  Stellen treten jedoch nicht die zuvor beobachteten  Nachteile ein, da die Lötverbindung bis zur Silber  schicht hindurchreicht.  



  Auf diese Weise ist die Herstellung von     lötfähi-          gen    Kontaktstellen bei Dünnfilmschaltungen aus Tau  tal möglich, es können aber auch sonst lötfähige Kon  taktstellen hergestellt werden, wo Schichten aus  schlecht oder nicht lötfähigem Metall auf einem iso-    lierenden Träger mit einem elektrischen Anschluss  versehen werden müssen.  



  Beim Ätzen von Tantal wird üblicherweise eine  Mischung von konzentrierter Flusssäure und Salpe  tersäure verwendet, welche das Silber jedoch nicht  auflöst, da sich eine dünne Schicht aus Silberfluorid  auf dem Silber bildet. Diese Schutzschicht aus     Silber-          fluorid    löst sich beim Spülen mit Wasser nach dem  Ätzen, so dass das Löten dadurch nicht behindert  wird. Anstelle des Silbers kann auch ein anderes ge  eignetes Metall verwendet werden, das sich in der  verwendeten Ätzung jedoch nicht lösen darf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von lötfähigen Kon taktstellen an dünnen Schichten aus schlecht oder nicht lötfähigen Metallen auf einem isolierenden Trä ger, insbesondere zur Kontaktierung von Tantal schichten bei Dünnfilmschaltungen, dadurch gekenn zeichnet, dass vor dem Aufbringen der schlecht oder nicht lötfähigen Metallschicht auf den Träger eine Schicht aus gut lötfähigem Metall aufgebracht wird, und dass nach dem Aufbringen der Schicht des schlecht oder nicht lötfähigen Metalls ein Teil dieser Schicht mit Hilfe eines Ätzmittels, welches das gut lötfähige Metall nicht löst,

   wieder entfernt und damit die darunterliegende Schicht aus gut lötfähigem Me tall freigelegt' wird. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Schicht aus gut lötfähigem Metall auf den Träger, gegebenenfalls unter Ver wendung einer Schablone, aufgespritzt, aufgestrichen oder aufgedruckt und danach eingebrannt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die frei gelegten Teile der Schicht aus gut lötfähigem Metall und mindestens auf einem Teil der Schicht aus schlecht lötfähigem Metall eine weitere Schicht aus gut leitendem Metall aufgebracht wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und den Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schichten aus Tantal als gut lötfähiges Metall Silber verwendet wird. 4.

   Verfahren nach den Unteransprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf die freigelegten Teile der Silberschicht und mindestens auf einen Teil der Tantalschicht eine Goldschicht aufgebracht wird.