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WO2004066408A1 - Metallische schicht eines elektronischen bauelements und herstellungsverfahren dazu - Google Patents

Metallische schicht eines elektronischen bauelements und herstellungsverfahren dazu Download PDF

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Publication number
WO2004066408A1
WO2004066408A1 PCT/EP2004/000212 EP2004000212W WO2004066408A1 WO 2004066408 A1 WO2004066408 A1 WO 2004066408A1 EP 2004000212 W EP2004000212 W EP 2004000212W WO 2004066408 A1 WO2004066408 A1 WO 2004066408A1
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WO
WIPO (PCT)
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metallic
alloy
melt
electronic component
metallic layer
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2004/000212
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Debora Henseler
Karsten Heuser
Ralph Pätzold
Georg Wittmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H10K59/17—Passive-matrix OLED displays
    • H10K59/179—Interconnections, e.g. wiring lines or terminals

Definitions

  • the invention relates to novel metallic layers of electronic components, such as, for example, conductor tracks, electrodes, contacts, encapsulation and / or metallic feed lines, and a manufacturing method therefor.
  • the object of the invention is therefore to provide a metallic layer for an electronic component which is simple, solvent-free and under conditions which
  • the invention relates to a metallic layer for an organic electronic component, which is essentially made from a melt of a metallic alloy.
  • the invention also relates to a method for producing Position of a metallic layer of an electronic component by applying the melt of a metallic alloy.
  • essentially made of a metallic alloy it is meant that additives (such as wetting agents, semi-agents or the like) can also be added to the alloy.
  • the metallic alloy is preferably insensitive to oxidation, in particular also above its melting temperature, so that the production by applying the melt does not even require a protective gas atmosphere.
  • the melt is applied, preferably structured, by a printing process, such as stamp or pad printing, screen printing, ink jet printing, high and / or gravure printing, stencil printing, flexographic printing and others.
  • a printing process such as stamp or pad printing, screen printing, ink jet printing, high and / or gravure printing, stencil printing, flexographic printing and others.
  • the metallic alloy is applied using an embossing technique or like a casting resin.
  • the melt can also be applied unstructured by spin coating, dipping, knife coating etc. and even structured in a later production step.
  • the fusible alloys are known in their nature. For example, they are alloys that form a “eutectic”, that is to say with a certain molar, weight or volume distribution of the components in the alloy, the melting point of the alloy or mixture drops far below that of the individual components.
  • the eutectic alloys also have the advantage that they have a defined melting point, in contrast to a melting range that can possibly extend over 10 ° C or more. It is preferably an alloy that can be present as a melt in the range between 30 ° C. and 200 ° C., particularly preferably below 150 ° C.
  • Components of these alloys can be the following metals: bismuth, lead, tin, cadmium, indium, mercury, silver, the fusible alloy being characterized by the fact that its melting point is clearly, i.e. measurable in degrees Celsius, below that of the individual components.
  • Alloys which are harmless to health are particularly advantageous, that is to say those which manage with little or no cadmium, mercury and / or lead.
  • the following alloys may be mentioned as examples: 57% (weight percent) bismuth,
  • meltable alloys can be used to produce both thin and thick layers for electronic components.
  • Printing processes suitable for mass production can be used in which the meltable alloy is heated for printing above its melting point, which is generally below the maximum temperature to which the electronic component is exposed during its manufacture.
  • the metallic parts for electronic components according to the invention have completely different advantages, since the condensation from the molten, liquid phase takes place much more free of defects than that from the vapor phase (in sputtering or chemical vapor deposition CVD process). This means that metallic parts can be produced which, thanks to better condensation conditions, have fewer or almost no defects in the layer, such as pinholes.
  • a metallic part made of a fusible metal can also be tempered even at a temperature above the melting point.
  • the greatest possible homogenization of the layer can be achieved by tempering in the range of the melting temperature.
  • Metallic parts of electronic components such as metallic feed lines for e.g. Displays (OLED, VFD,
  • Electroluminescence Certainly, circuit boards with defined layer thicknesses of metallic leads, metallic layers and electrodes can be produced according to the invention.
  • the described method can be used to produce metallic parts for electronic components in layer thicknesses from 100 nm to 1000 ⁇ m.
  • the invention relates to a novel metallic layer of an organic electronic component such as, for example
  • the base material of these new types of metallic parts are low-melting alloys.

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Abstract

Die Erfindung betrifft neuartige metallische Teile von Elektronikbauelementen wie Leiterbahnen, Elektroden, Kontakte und/oder metallische Zuleitungen sowie ein Herstellungsverfahren dazu. Grundwerkstoff dieser neuartigen metallischen Teile sind niedrig schmelzbare Legierungen.

Description

Beschreibung
Metallische Schicht eines elektronischen Bauelements und Herstellungsverfahren dazu
Die Erfindung betrifft neuartige metallische Schichten von Elektronikbauelementen wie beispielsweise Leiterbahnen, Elektroden, Kontakte, Verkapselung und/oder metallische Zuleitungen sowie ein Herstellungsverfahren dazu.
Bekannt sind metallische Teile von Elektronikbauelementen aus "traditionellen" Metallen mit Schmelztemperaturen oberhalb von 200°C, wie Kupfer, Gold oder Legierungen.
Gemeinsam ist all diesen metallischen Teilen, dass ihre Herstellung, insbesondere im Falle dünner Schichten, nur in ausreichender Qualität durch Deposition aus der Gasphase, beispielsweise in Hochvakuumatmosphäre oder durch sogenanntes Drucken von Nanopartikeln möglich ist. Daneben existieren Thermotransferdruckprozesse und die galvanische Beschichtung in Tauchbädern.
Die bekannten Herstellungsverfahren sind kostspielig und aufwendig und haben ein erhebliches Risiko, das Elektronikbau- teil durch in Kontakt bringen mit Lösungsmittel oder Vakuum zu beschädigen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine metallische Schicht für ein Elektronikbauelement zur Verfügung zu stellen, die einfach, lösungsmittelfrei und unter Bedingungen, denen
Elektronikbauteile während der Herstellung ohnehin unterliegen, herstellbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine metallische Schicht für ein organisches Elektronikbauelement, die im wesentlichen aus einer Schmelze einer metallischen Legierung gefertigt ist. Außerdem ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Her- Stellung einer metallischen Schicht eines Elektronikbauelements durch Aufbringen der Schmelze einer metallischen Legierung.
Mit "im wesentlichen" aus einer metallischen Legierung ist gemeint, dass der Legierung noch (übliche) Additive, wie Benetzungsmittel, Halftvermittler oder ähnliches zugesetzt sein können.
Bevorzugt ist die metallische Legierung oxidationsunempfind- lich, insbesondere auch oberhalb ihrer Schmelztemperatur, so dass die Herstellung durch Aufbringen der Schmelze nicht einmal eine Schutzgasatmosphäre erfordert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Schmelze, bevorzugt strukturiert, durch einen Druckpro- zess, wie Stempel- oder Tampondruck, Siebdruck, Tintenstrahl- druck, Hoch- und/oder Tiefdruck, Schablonendruck, Flexodruck und sonstige aufgebracht.
Nach einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die metallische Legierung mittels einer Prägetechnik oder wie ein Giessharz aufgebracht.
Ebenso gut kann die Schmelze auch unstrukturiert durch Spin Coating, Eintauchen, Rakelverfahren etc. aufgebracht und sogar in einem späteren Produktionsschritt strukturiert werden.
Die schmelzbaren Legierungen sind ihrer Art nach bekannt, es handelt sich beispielweise um Legierungen, die ein "Eutekti- kum" bilden, das heisst bei einer bestimmten prozentualen Mol-, Gewichts- oder Volumenverteilung der Komponenten in der Legierung sinkt der Schmelzpunkt der Legierung oder Mischung weit unter den der Einzelkomponenten. Die eutektischen Legie- rungen haben ausserdem den Vorteil, dass sie einen definierten Schmelzpunkt haben im Gegensatz zu einem Schmelzbereich, der sich unter Umständen über 10 °C oder mehr erstrecken kann. Bevorzugt handelt es sich um eine Legierung, die im Bereich zwischen 30 °C und 200°C, insbesondere bevorzugt unterhalb von 150°C, als Schmelze vorliegen kann.
Bestandteile dieser Legierungen können die folgenden Metalle sein: Wismut, Blei, Zinn, Cadmium, Indium, Quecksilber, Silber, wobei die schmelzbare Legierung sich dadurch auszeichnet, dass ihr Schmelzpunkt deutlich, also messbar in Grad Celsius, unter dem der Einzelbestandteile liegt.
Besonders vorteilhaft sind die gesundheitlich unbedenklichen Legierungen, also die, die mit wenig oder ohne Cadmium, Quecksilber und/oder Blei auskommen. Beispielhaft genannt seien folgende Legierungen: 57% (Gewichtsprozent) Wismut,
17% Zinn, 26% Indium (Schmelzpunkt 78°C); 48% Zinn, 52% Indium (Schmelzpunkt 118 °C) oder 58% Wismut, 42%Zinn (Schmelzpunkt 138 °C) .
Diese Legierungen gehören zu den sogenannten fusible alloys, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften für solche Anwendungen in Frage kommen.
Insbesondere können mit den schmelzbaren Legierungen sowohl dünne als auch dicke Schichten für Elektronikbauelemente hergestellt werden.
Dabei können massenfertigungstaugliche Druckverfahren eingesetzt werden, bei denen die schmelzbare Legierung zum Verdru- cken über ihren Schmelzpunkt erhitzt wird, der in der Regel unter der maximalen Temperatur, der das Elektronikbauelement während seiner Herstellung ohnehin ausgesetzt wird, liegt.
Die metallischen Teile für Elektronikbauelemente nach der Er- findung haben ausser dem vereinfachten Produktionsprozess noch ganz andere Vorteile, da die Kondensation aus der geschmolzenen, flüssigen Phase wesentlich defektfreier erfolgt als die aus der Dampfphase (beim Sputtern oder Chemical Vapor Deposition CVD-Prozess) . Somit lassen sich metallische Teile herstellen, die durch bessere Kondensationsbedingungen weniger oder nahezu gar keine Defekte wie z.B. pinholes in der Schicht haben.
Um zu möglichst noch defektfreieren metallischen Teilen zu kommen kann ein metallisches Teil aus einem schmelzbaren Metall auch bei einer Temperatur über dem Schmelzpunkt noch ge- tempert werden. Durch ein Tempern im Bereich der Schmelztemperatur kann eine größtmögliche Homogenisierung der Schicht erzielt werden.
Es können metallische Teile von Elektronikbauelementen wie metallische Zuleitungen für z.B. Displays (OLED, VFD,
Elektrolumineszenz... ) , Platinen mit definierten Schichtdicken von metallischen Zuleitungen, metallische Schichten und Elektroden nach der Erfindung hergestellt werden.
Durch das beschriebene Verfahren können metallische Teile für Elektronikbauelemente in Schichtdicken von 100 nm bis 1000 μm hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft eine neuartige metallische Schicht ei- nes organischen Elektronikbauelements wie eine beispielsweise
Leiterbahn, eine Elektrode, Kontakte, Verkapselung und/oder metallische Zuleitungen sowie ein Herstellungsverfahren dazu.
Grundwerkstoff dieser neuartigen metallischen Teile sind niedrig schmelzbare Legierungen.

Claims

Patentansprüche
1. Metallische Schicht für ein organisches Elektronikbauelement, die im wesentlichen aus einer Schmelze einer metalli- sehen Legierung gefertigt ist.
2. Metallische Schicht nach Anspruch 1, wobei die Legierung in einem Temperaturbereich von 30 bis 200 °C als Schmelze vorliegt.
3. Metallische Schicht nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die metallische Legierung oxidationsunempfindlich ist.
4. Metallische Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die metallische Legierung als Schmelze oxidationsunempfindlich ist.
5. Metallische Schicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Legierung zumindest ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe folgender Metalle umfasst: Cadmium, Zinn, Wismut, Blei, Indium, Quecksilber und/oder Silber.
6. Verfahren zur Herstellung der metallischen Schicht eines Elektronikbauelements durch Aufbringen der Schmelze einer metallischen Legierung.
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Aufbringung der Schmelze durch einen Druckprozess erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Aufbringung der Schmelze unstrukturiert erfolgt.
PCT/EP2004/000212 2003-01-21 2004-01-14 Metallische schicht eines elektronischen bauelements und herstellungsverfahren dazu Ceased WO2004066408A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014207039A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 Osram Oled Gmbh Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelementes

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US20020051893A1 (en) * 2000-05-31 2002-05-02 Board Of Regents, The University Of Texas System High brightness and low voltage operated LEDs based on inorganic salts as emitters and conductive materials as cathodic contacts
US20020079832A1 (en) * 2000-12-22 2002-06-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electroluminescent device and a method of manufacturing thereof

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