169943. lajstromszámú szabadalom • Többrétegű elektronikai elem és eljárás az elem rétegei közötti átvezetőréteg kialakítására
169943 10 Ezzel az eljárással a többrétegű elem 1 fémrétegeinek ' homloklapjairól eltávolítható a 3 átvezető fémréteg vékonyréteg részének porózus szakaszai. A 2 dielektromos rétegeket borító monolitikus szakaszok ugyanakkor érintetlenek marad- 5 nak. Ennek következtében olyan villamosan vezető 5 segéd-vékonyréteg alakul ki (3e ábra), amely csak a 2 dielektromos rétegek homlokfelületeit borítja. Bizonyos esetekben a 3 átvezető-fémréteg pórusos szakaszait úgy is el lehet távolítani, hogy a 10 felsorolt oldatokba merített többrétegű elemet ultrahang hatásának tesszük ki. A találmány szerinti eljárás egy más foganatosítási módja szerint az 5 segéd-vékonyréteget olyan oldatok alkalmazásával is létre lehet hozni, ame- 15 lyek az 1 fémrétegek fémjével, valamint a 3 átvezető-fémréteg vékonyrétegének pórusos szakaszaival szelektíven reagálnak. Erre alkalmas oldatok például az alábbi vegyületeket tartalmazzák: 20 réz- és az üvegepoxid dielektromos rétegek. A többrétegű elem külső rézrétegeinek felülete nitrolakk védőbevonattal volt ellátva. A többrétegű elemet az alábbi összetételű oldatba merítettük: PdCl2 -2H 2 0 CuCl2 -2H 2 0 H2 S0 4 5 • 10~3 mól/l, 5 • 10-2 mól/1, 1,2- 10"1 mól/l. vagy vagy H2 0 2 H2 S0 4 3- 10"* lO"4 - 9 mól/l, - 2 mól/l, H2 OÍ H2SO4 (NH4)2S2 0 8 3-10~4 0,005 0,003 - 9 mól/l, - 2,5 mól/l, - 3 mól/l, H2 0 2 H2 S0 4 Versen T 3- lO"4 0,004 0,004 - 9 mól/1, - 3 mól/l, - 0,3 mól/l. 25 30 A kezelés után a többrétegű elemet az oldatból kivesszük, vízzel lemossuk és savas oldattal, például 35 10%-os kénsavoldattal maratjuk. A fenti kezeléssel a többrétegű elem 1 fémrétegeinek homlokfelületeiről a 3' vékonyréteg porózus szakaszai tökéletesen eltávolíthatók. A többrétegű elemet ezután a tetszőleges mó- 40 don kialakított villamosan vezető vékonyréteggel együtt megfelelő elektrolitba helyezzük, és kialakítjuk a kívánt vastagságú 4 fémbevonatot. A találmány szerinti eljárás további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük, amelyekben 45 többrétegű elemek rétegeire higanyból és a többrétegű elem fémrétegeinek fémjénél nemesebb fémből álló szilárd oldatot alkotó átvezető-fémréteget alakítunk ki. Többrétegű elemként nyílásokkal ellátott vezetőlapok átvezető-fémréteggel történő bevonását 50 ismertetjük, minthogy ezek az elemek tipikusan fémrétegekből és dielektromos rétegekből álló szerkezetek. ' 55 1. példa 1,6 mm vastag, 200 x 300 mm méretű többrétegű elemet kezeltünk. A többrétegű elem négy rézrétegből és három üvegepoxid dielektromos ré- 60 tegből állt. A rézrétegek vastagsága 0,035 mm volt, a dielektromos rétegek pedig 0,1 mm, 0,5 mm és 0,8 mm vastagok voltak. A többrétegű elemen 1000 darab 1 mm átmérőjű furat volt kialakítva, és a furatok falán egymást követve helyezkedtek el a 65 Az oldat hőmérsékletét 25 C -on tartottuk és a többrétegű elemet 10 percig tartottuk az oldatban. Ezalatt a furatok falán palládium-vékonyréteg alakult ki. A villamosan vezető vékonyréteg teljesen zárt volt, és a rézrétegek homlokfelületein szerkezete porózus, az üvegepoxid dielektromos rétegek felületein pedig monolitikus volt. A dielektromos rétegen kialakult monolitikus palládium-vékonyréteg vastagsága nem haladta meg a 200 mm-t. A többrétegű elemet a folyamat lejátszódása után az oldatból kivettük, hideg vízzel lemostuk, mégpedig folyóvízben 1 percig. Ezt követően a többrétegű elemet olyan oldatba merítettük, amely az alábbi alkotókat tartalmazta: Hg(N03 ) 2 0,4 mól/l, H2 S0 4 10-' mól/l. O Az oldatot 30 C hőmérsékleten tartottuk és a kezelést 10 másodpercig végeztük. Ezalatt az idő alatt a palládium-vékonyréteg teljes felületére higany-vékonyréteg rakódott le. T Az ismertetett módon olyan villamosan vezető réteget hoztunk így létre, amely palládium- és higany-vékonyrétegből állt, és amely bizonyos idő után higanyt, palládiumot és rezet tartalmazó szilárd oldattá alakult. Az egész réteg a furat teljes felületén állandó átmeneti ellenállással rendelkezett, és átvezetöképessége az egyszerű palládium-vékonyréteg vezetőképességének háromszorosa volt. Az ilyen módon kezelt többrétegű elemet ismét 2 percig folyóvízben mostuk, majd eltávolítottuk a lakk védőréteget. A többrétegű elemet külső felületén csiszolással és 10%-os kénsavoldattal végzett maratással előkészítettük az elektrolitikus kezeléshez, majd vízzel lemostuk. A fémbevonatot úgy állítottuk elő, hogy a többrétegű elemet etíléndiamid fürdőbe merítettük, és az elektrolitot áramforráshoz kapcsolva rézbevonatot alakítottunk ki. Az elektrolízis mintegy 45 percig tartott, és az alkalmazott katódáramsűrűség 1,5 A/dm2 volt. Az elektrolízissel tehát a többrétegű elem valamennyi furatában olyan réz átvezető réteget alakítottunk ki, amely a többrétegű elem rétegeit stabilan összekötötte és az üvegepoxid dielektromos rétegekhez higany és palládium tartalmú szilárd oldaton keresztül kapcsolódott. A kialakított rézréteg vastagsága 0,035 mm volt. 2. példa Az 1. példában ismertetett többrétegű elemet a zárt, villamosan vezető réteg kialakítása előtt érzé-5
