Dünnschichttechnologien
Fertigung feinster Strukturen
Wir fertigen integrierte Mikrowellenschaltungen (MIC) und Module in goldbasierter Dünnschichttechnologie. Auf Basis keramischer Substrate und unter Berücksichtigung höchster Präzisions- und Qualitätsanforderungen, sind wir in der Lage, Dünnschichtprodukte zu produzieren, die zukunftsweisend sind. Wir stellen Dünnschichtschaltungen nicht nur kundenspezifisch her, sondern beraten unsere Kunden darüber hinaus über neue Technologien und Lösungen. Senden Sie uns einfach Ihre Produktanfrage zu!
Als Dienstleistungen bieten wir:
- Fertigung von Prototypen, Kleinserien und die Serienfertigung
Unserer Service umfasst:
- Kundenberatung für neue Lösungen und Technologien.
- Überprüfung der Layouts nach unseren Designregeln durch unsere Ingenieure.
- CAD Leistungen
- Optimierung der Layouts für Ihre Wirtschaftlichkeit
Substratmaterialien
- Substrate finden Verwendung als Basis für die Leiter- und Widerstandsschichten
- MIC (integrierte Mikrowellenschaltungen) werden realisiert basierend auf: Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminium-Nitrid (AlN), Ferrit und Quarzglas.
| Substrate | Oberfläche | Dielektrizitäts-konstante @ 1MHz eᵣ | 7 mil | 10 mil | 15 mil | 20 mil | 25 mil | 40 mil | Laser schneiden | Laser bohren | Sägen/Würfeln |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aluminiumoxid 99.6% (Al₂O₃) | as fired | 9.8-10.1 | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| Aliminiumoxid 99.6% (Al₂O₃) | poliert | 9.8-10.1 | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| Aluminiumoxid 99.6% (Al₂O₃) | TPS poliert | 10.1-10.2 | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| Aluminiumnitrid (AIN) | as fired | 8.8 | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| Aluminiumnitrid (AIN) | poliert | 8.8 | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| Aluminiumnitrid (AIN) | 8.8 | X | X | X | X | X | X | X | X | ||
| Quartzglass (Si O₂) | poliert | 3.8 | X | X | |||||||
| Ferritsubstrate | poliert (Ra=0.3) | 13.1-15.0 | X | X | X | X | X | X |
Typische Kachelformate bei Al2O3 und AlN sind 2“ x 2“, 2,5 x 2,5“ und 4“ x 4“ und bei Ferritsubstraten 2“ x 2“.
Weitere Materialien stehen auf Anfrage zur Verfügung. Voraussetzung ist die Verfügbarkeit und eine Qualifizierung für die Dünnschichtverabeitung.
Schichtsystem
Die Strukturierung des MIC-Substrates ist halbadditiv. Zuerst wird das Substrat mit einer Widerstandschicht (TaN), der Haftschicht (TaN) und einer dünnen Gold-Leiterschicht mittels Sputtern, einem Vakuumbeschichtungverfahren, versehen. Anschließend wird ein Fotolack aufgebracht und mit fotolithographischen Verfahren strukturiert. Die Au-Leitschicht wird galvansich auf die gewünschte Dicke verstärkt. Nach dem Entfernen des Fotolacks wird die endgültige Leiterbahnstruktur freigeätzt. Die Wahl des eigentlichen Schichtaufbaus hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, z,B. der geforderten Leitfähigkeit der Leitschicht, der Integration von Widerständen, der späteren Montagetechnik und den Umgebungsbedingungen beim Einsatz der Schaltung ab.
Für die Realisierung lötbarer Schaltungen bieten wir zusätzlich zur konventionellen bondbaren Gold Technologie zusätzlich einen ENIG-Prozess an, der eine zusätzliche partielle chemische Ni-Au- Beschichtung auf der Oberfläche vorsieht.
Laserbearbeitung und Sägen
Computergesteuerte Laserbearbeitung:
- Lasern von vielfältigen Konturen uns Ausschnitten.
- Laserbohrungen mit dem kleinsten Durchmesser von 0,150 μm für elektrische Durchkontaktierungen.
- Vereinzeln der Schaltungen durch Laserritzen.
- Vereinzeln der Schaltungen mit einer Wafersäge für Substrate bis 4“ x 4“ und 1mm Dicke
Das AFT Schichtsystem
| Schicht | Material | Nom. Dicke [µm] | Dickentoleranz [µm] |
|---|---|---|---|
| ENIG | Au Ni | <1 4 |
± 2 |
| Galvanische Schicht | Au | 3 5 10 | ± 1 ± 1 ± 2 |
| Gesputterte Layer | Au | 0,3 |
|
| Haftschicht | TiW | 0,14 | |
| Widerstandschicht | TaN |
|
Bei beiden Schichtaufbauten kann die TaN-Widerstandsschicht mit einem Flächenwiderstand R□ von 20 Ω, 50 Ω oder 100 Ω mit einer Toleranz von 0% / -30% realisiert werden. Je nach Schaltung ist ein Laserabgleich der Widerstände auf ±1% möglich.
In Sonderfällen sind Flächenwiderstände von 42 Ω oder 50 Ω mit ±10% Toleranz ohne Abgleich realisierbar.
Die wesentlichen Entwurfsrichtlinien
Die wichtigsten Designrichtlinien für Leiterbahnen, Widerstände, Durchkontaktierungen und Luftbrücken.
Für die Leiterbahnbreiten und Spaltbreiten gelten folgende Anforderungen:
| Leiterbahnen | Dicke Leiterbahn-metallisierung | Min. Leiterbahn-/ Spaltbreite | Breitentol. | Min. Leiterbahn-/ Spaltbreite* Sonder-anforderung | Min. Leiterbahn-/ Spaltbreite* Sonder-anforderung |
|---|---|---|---|---|---|
| Gold (Au) | 3 μm | 20 μm | ± 3 μm | 10 μm | ± 2 μm |
| 5 – 10 μm | 50 μm | ± 5 μm | -- | -- |
* nicht in Kombination mit Durchkontaktierungen
Als Besonderheiten von Dünnschichtschaltungen können wir auch anbieten:
- PI Kondesatoren
- PI Brücken
- Luftbrücken
Realisierung von PI Kondensatoren und PI-Brücken
| Dicke PI [μm] | Dickentoleranz [μm] | Min. Strukturbreiten | |
|---|---|---|---|
| Kondensator und PI-Brücken | 4 μm | -2 / +1 | 20 μm |
Realisierung von Luftbrücken
| Luftbrücken | Abmessungen |
|---|---|
| Breite der Brücke | ≥ 20 μm |
| Höhe der Brücke | 5 – 10 μm |
| Durchmesser Pfeiler | ≥ 20 μm |
