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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.

 

 

SubstrateOberflächeDielektrizitäts-konstante @ 1MHz e7 mil10 mil15 mil20 mil25 mil40 milLaser schneidenLaser bohrenSägen/Würfeln
Aluminiumoxid 99.6% (Al₂O₃)as fired9.8-10.1XXXXXXXX
Aliminiumoxid 99.6% (Al₂O₃)poliert9.8-10.1XXXXXXXX
Aluminiumoxid 99.6% (Al₂O₃)TPS poliert10.1-10.2XXXXXXXX
Aluminiumnitrid (AIN)as fired8.8XXXXXXXX
Aluminiumnitrid (AIN)poliert8.8XXXXXXXX
Aluminiumnitrid (AIN)8.8XXXXXXXX
Quartzglass
(Si O₂)
poliert3.8XX
Ferritsubstratepoliert
(Ra=0.3)
13.1-15.0XXXXXX

 

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

SchichtMaterialNom. Dicke [µm]Dickentoleranz [µm]
ENIG

Au

Ni

<1

4

 

± 2

Galvanische SchichtAu

3

5

10

± 1

± 1

± 2

Gesputterte LayerAu0,3

 

HaftschichtTiW0,14
WiderstandschichtTaN

 

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:

 

LeiterbahnenDicke
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

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* 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
LuftbrückenAbmessungen
Breite der Brücke≥ 20 μm
Höhe der Brücke5 – 10 μm
Durchmesser Pfeiler≥ 20 μm