DE3202447A1 - Electrodeposition and etching process for patterning plates having insulating ring zones in the mouth region of bores - Google Patents
Electrodeposition and etching process for patterning plates having insulating ring zones in the mouth region of boresInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur galvanischen und ätztechnischen Struktu-Process for galvanic and etching structural
rierung von Scheiben mit isolierenden Ringzonen im Mündungsbereich von Bohrungen.ration of discs with insulating ring zones in the mouth area of drilling.
Im Hauptpatent wird ein Verfahren zur galvanischen und ätztechnischen Strukturierung von Scheiben mit isolierenden Ringzonen im Mündungsbereich von Bohrungen beschrieben und dargestellt.In the main patent, a method for galvanic and etching Structuring of disks with insulating ring zones in the mouth area of holes described and illustrated.
Das dem Hauptpatent zugrundeliegende Problem besteht darin, derartige isolierende Ringzonen im Bereich der Bohrungsmündung sicher zu erzeugen. Dies wird dadurch erreicht, daß die gesamte Scheibenoberfläche einschließlich der Bohrungswände in an sich bekannter Weise, z. B. durch Sputtern, mit einer dünnen Metallschicht überzogen wird, anschließend die Scheibenseite, unter deren Oberfläche isolierende Ringzonen erzeugt werden sollen, mit einem Negativ-Trockenresist (Fotofolie) so kaschiert wird, daß ein Teil des Resists auch in die Bohrungen eindringt, daß ferner der Resist in den Bohrungen von der gegenüberliegenden Seite her durch die Bohrungen mit Uv-Licht bestrahlt und auf die bisher nicht kaschierte Scheibenseite ebenfalls Trockenresist aufgebracht wird, darauf zur Erzeugung der beidseitigen Elektroden beide Seiten der Scheibe durch zum Lochfeld ausgerichtete Masken mit Uv-Licht bestrahlt und die unbestrahlten Resistteile in einer Entwicklerlösung abgelöst werden und schließlich auf allen freiliegenden Metalloberflächen eine galvanische Metallabscheidung erfolgt, der Resist entfernt und die darunterliegende Metallisierung selektiv zu den Elektroden abgeätzt wird.The problem on which the main patent is based is such to safely generate insulating ring zones in the area of the bore mouth. this will achieved in that the entire disc surface including the bore walls in a manner known per se, for. B. by sputtering, with a thin metal layer is coated, then the pane side, insulating under its surface Ring zones are to be created with a negative dry resist (photo film) like this it is concealed that part of the resist also penetrates into the bores, that furthermore the resist in the holes from the opposite side through the holes irradiated with UV light and also on the previously uncovered side of the pane Dry resist is applied to it to produce the two-sided electrodes Both sides of the disk are irradiated with UV light through masks aligned with the perforated field and the non-irradiated resist parts are peeled off in a developer solution and Finally, a galvanic metal deposition on all exposed metal surfaces takes place, the resist is removed and the underlying metallization is selectively closed is etched away from the electrodes.
Eine Besonderheit dieses Verfahrens ist es, daß sich die in die Bohrungen eingebrachte Resistmenge im Lochfeld selbst gegenüber der an den Lochfeldrändern oder -ecken unterscheidet, also am Ubergang von ungelochten zu gelochten Scheibenflächen. Ursache dafür ist die Schutzfolie des Resists (z. B. Polyester), die durch ihre Steifheit einen plötzlichen Resistdickenunterschied an der Scheibenoberfläche, wie er an Lochfeldrändern auftreten müßte, verhindert.A special feature of this process is that the holes in the amount of resist introduced in the hole field itself compared to that at the hole field edges or corners, i.e. at the transition from unperforated to perforated disc surfaces. The reason for this is the protective film of the resist (e.g. polyester), which by its Stiffness a sudden difference in resist thickness on the wafer surface, such as it would have to occur at the edges of the perforated field.
Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent reicht der Isolatorbereich bis an die Bohrungsmündung. Die Höhe des Ringisolators wird bestimmt durch die Eindringtiefe des Resists in die Bohrungen. Da dieser Betrag auf einer Scheibe und vor allem von Scheibe zu Scheibe etwas variiert, kann es erforderlich sein, die Isolatorhöhen mit größerer Gleichmäßigkeit zu erzeugen.In the method according to the main patent, the isolator area is sufficient to the mouth of the bore. The height of the ring insulator is determined by the depth of penetration of the resist into the holes. Since this amount is on a disc and especially by Slice to slice varies somewhat, it may be necessary to adjust the insulator heights to produce with greater uniformity.
Ebenso kann es erforderlich sein, daß der Ringisolator die Mündung der Bohrung nicht mehr enthält. Das ist z. B.It may also be necessary that the ring insulator is the mouth the hole no longer contains. This is e.g. B.
der Fall, wenn die Materialstege zwischen den Bohrungen so schmal sind, daß die Breite der zeilen- oder spaltenweise über die Bohrungen führenden Leiterbahnen etwa dem Bohrungsdurchmesser entspricht. Dann muß noch ein Teil der Bohrungswand zur Leiterbahn gehören, weil sonst ihr Querschnitt zu sehr eingeschnürt würde.the case when the material webs between the holes are so narrow are that the width of the lines or columns leading over the holes Conductor tracks roughly corresponds to the hole diameter. Then a part of the Hole wall belong to the conductor track, because otherwise their cross-section is too constricted would.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einerseits die in die Bohrungen eingebrachte Resistmenge im Lochfeld und an den Lochfeldrändern gleich zu halten und andererseits den Isolierring vollständig in die Bohrung zu verlagern und seine Höhe exakt konstant zu halten. Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, daß vom Resist der kaschierten Scheibe die Schutzfolie abgezogen und anschließend die Scheibe nachgetempert wird. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß er Resist jetzt überall gleichmäßig in die Bohrungen eintreten kann. Die Gestalt seiner Oberfläche stellt sich nur noch aufgrund seiner Oberflächenspannung bei der geringsten auftretenden Viskosität ein.The present invention is based on the object on the one hand the amount of resist introduced into the holes in the hole field and at the hole field edges to keep the same and on the other hand to completely insert the insulating ring into the bore shift and keep its height exactly constant. This task is carried out by the The present invention is achieved in that the resist of the laminated disc Protective film is peeled off and then the pane is post-tempered. The advantage this process consists in having it evenly in resist now everywhere the Holes can occur. The shape of its surface is only based on it its surface tension at the lowest occurring viscosity.
Durch diese Maßnahme wird außerdem erreicht, daß der Resist, bezogen auf die Stärke an der Oberfläche, die größte mögliche Eindringtiefe in die Bohrung erreicht, denn über der Bohrung bildet sich eine konkave Resistoberfläche aus.This measure also ensures that the resist is related on the strength at the surface, the greatest possible depth of penetration into the hole achieved, because a concave resist surface forms over the hole.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist ferner vorgesehen, daß die Bestrahlung des Resists in den Bohrungen nur solange erfolgt, daß der Resist an und über der Bohrungsmündung im Entwickler abgetragen wird. Konstanz der Isolatorhöhe und vollständige Verlagerung in die Bohrung wird erreicht, indem man den Resist bei der Bestrahlung mit Uv-Licht nicht in voller Stärke durchhärtet, das heißt, indem man die Belichtungszeit so wählt, daß ein Teil des Resists über der Bohrung vom Entwickler abgetragen wird.To achieve the object of the invention, it is also provided that the irradiation of the resist in the bores takes place only as long as the resist is removed at and above the bore mouth in the developer. Constancy of the isolator height and complete displacement into the bore is achieved by removing the resist not fully cured when exposed to UV light, i.e. by choosing the exposure time so that part of the resist is over the hole is removed by the developer.
Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 und 2 erläutert, wobei die Figur 1 vollkommen der Darstellung in der Hauptanmeldung entspricht.The invention is explained with reference to Figures 1 and 2, wherein the Figure 1 corresponds completely to the representation in the main application.
Die Figur 2 zeigt zwei Varianten f und g in der Fortzählung der Verfahrensschritte und das Endergebnis i der vorliegenden Erfindung. Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß der Schritt f nach der Figur 2 im Verfahrensablauf zwischen a und b der Figur 1 erfolgen muß und der Schritt g den Verfahrensschritt d der Figur 1 ersetzt.FIG. 2 shows two variants f and g in the continuation of the method steps and the end result i of the present invention. However, it must be taken into account that step f according to FIG. 2 in the process sequence between a and b of the figure 1 must take place and step g replaces method step d in FIG.
In der Scheibe 1, die z. 3. aus Fotoformglas mit 1 mm Stärke besteht, sind eine Vielzahl durchgehender Bohrungen angeordnet. Diese Bohrungen werden auf bekannte Weise durch zweiseitiges Ätzen in das Werkstück 1 eingebracht und können im Querschnitt rund, oval oder eckig sein.In the disc 1, the z. 3. consists of photo molded glass with a thickness of 1 mm, a large number of through holes are arranged. These holes are on known way introduced into the workpiece 1 by two-sided etching and can be round, oval or angular in cross-section.
Die gesamte Werkstückoberfläche einschließlich der Bohrungswände wird zunächst in an sich bekannter Weise, z. B. durch Sputtern, mit einer dünnen Metallschicht 2 überzogen. Die Scheibenseite la, unter deren Oberfläche ein Isolierring erzeugt werden soll, wird mit einem Negativ-Trockenresist (Fotofolie) 3 so kaschiert, daß ein Teil des Resists in die Bohrungen eindringt, wie aus der Darstellung a zu ersehen ist. Auf dem Resist befindet sich eine transparente Schutzfolie 4. Die eingedrungene Resistmenge hängt von den genannten Einflußgrößen ab und kann durch sie reproduzierbar gesteuert werden. In der Regel wird die in den Bohrungsraum eindringende Resistmenge über die gewählte Kaschier- und Plattentemperatur bestimmt. Ein Vergleich der verbleibenden Resiststärke s an der Scheibenoberfläche 1a zur ursprünglichen Stärke ergibt die von den Bohrungen aufgenommene Resistmenge.The entire workpiece surface including the hole walls is initially in a manner known per se, for. B. by sputtering, with a thin metal layer 2 coated. The disk side la, under the surface of which an insulating ring is created is to be, is laminated with a negative dry resist (photo film) 3 so that part of the resist penetrates into the bores, as can be seen from illustration a is. There is a transparent protective film 4 on the resist. The one that has penetrated The amount of resist depends on the influencing variables mentioned and can be reproducible through them being controlled. As a rule, the amount of resist penetrating into the bore space is determined by the selected laminating and panel temperature. A comparison of the remaining Resist thickness s on the wafer surface 1a to the original thickness results in the Amount of resist absorbed by the holes.
über das Verhältnis von Lochquerschnitt zu metallisierter Oberfläche läßt sich die Eindringtiefe h errechnen. Für die spätere Elektroplattierung ist es wichtig, daß die Resistschicht an den Bohrungswänden anliegt. Das wird entweder durch Aufheizen der Scheibe 1 unmittelbar vor dem Kaschieren mit Fotofolie (z. B. 1300C) oder durch Nachtempern der kaschierten Scheibe (z. B. 1300C, 1 min) erreicht. In beiden Fällen wird der Resist kurzzeitig verflüssigt, wodurch sich auch seine Oberflächenform in den Bohrungen gegenüber der auf kalt behandelten Scheiben ändert (Skizze a und b).via the ratio of the hole cross-section to the metallized surface the depth of penetration h can be calculated. For later electroplating is it is important that the resist layer lies against the bore walls. That will either by heating up the pane 1 immediately before lamination with photo film (e.g. 1300C) or by post-curing the laminated pane (e.g. 1300C, 1 min). In both cases, the resist is briefly liquefied, which also causes its Surface shape in the bores changes compared to that on cold-treated discs (Sketch a and b).
Zur Erzeugung des Isolierringes wird der Resist 3 in den Bohrungen von der gegenüberliegenden Seite Ib her durch die Bohrungen mit Uv-Licht 5 bestrahlt. Eine Maske ist dazu nicht notwendig, da deren Funktion die Scheibe selbst übernimmt (Skizze b).To produce the insulating ring, the resist 3 is placed in the bores irradiated with UV light 5 from the opposite side Ib through the bores. A mask is not necessary for this, as its function is carried out by the pane itself (Sketch b).
Anschließend bringt man auf die bisher nicht kaschierte Scheibenseite 1b ebenfalls Negativ-Resist 3 auf. Dabei können die Kaschierparameter so gewählt werden, daß wenig Resist in die Bohrungen gelangt (Skizze c). Das ist jedoch nicht wesentlich, weil eingedrungener Resist beim Entwickeln wieder entfernt wird. Zur Erzeugung der beidseitigen Elektroden werden jetzt beide Seiten der Scheibe durch zum Lochfeld ausgerichtete Masken 6 mit Uv-Licht bestrahlt (Skizze c).Then you bring to the previously uncovered side of the pane 1b also has negative resist 3. The lamination parameters can be selected in this way that little resist gets into the holes (sketch c). However, it is not essential because any resist that has penetrated is removed again during development. To the Generating the two-sided electrodes are now made by both sides of the disc Masks 6 aligned with the perforated field are irradiated with UV light (sketch c).
Soll nur die Scheibenseite über dem Ringisolator strukturiert und die Gegenseite ganzflächig metallisiert werden (Potentialebene), so entfällt das Kaschieren der Scheibenseite Ib mit Fotoresist.Should only the disc side be structured and over the ring insulator the opposite side are metallized over the entire surface (potential level), this is not necessary Laminating the pane side Ib with photoresist.
Nach Entfernung der Schutzfolien 4 werden die unbestrahlten Resistteile in einer Entwicklerlösung abgelöst (Skizze d). Anschließend erfolgt auf allen freiliegenden Metalloberflächen eine galvanische Abscheidung 7. Damit der Elektrolyt in die Bohrungen eindringen kann, geschieht das Eintauchen der Scheibe 1 in einer Unterdruckkammer, aus der die Luft weitgehend evakuiert ist. Zum Schluß wird der Resist entfernt und die darunterliegende Metallisierung selektiv zu den Elektroden abgeätzt (Skizze e). In der Skizze d ist mit D der Durchmesser eines Isolierringes bezeichnet.After removing the protective films 4, the non-irradiated resist parts are detached in a developer solution (sketch d). This is then done on all exposed Metal surfaces a galvanic deposition 7. So that the electrolyte into the holes can penetrate, the immersion of the disc 1 takes place in a vacuum chamber, from which the air is largely evacuated. Finally, the resist is removed and the underlying metallization is etched away selectively to the electrodes (sketch e). In sketch d, D denotes the diameter of an insulating ring.
Nach der vorliegenden Erfindung wird demnach nach dem Verfahrensschritt a (Figur 1) die Schutzfolie 4 entfernt und die Scheibe 1 nachgetempert (Figur 2, f). Anschließend läuft das Verfahren wie nach Figur 1, b und c, beschrieben, ab. Anstelle von d in der Figur 1 ergibt sich eine Ausbildung nach Figur 2, g und das Resultat anstelle von e in der Figur 1 in der Figur 2, i. Aus der Figur 2 i ist ersichtlich, daß der Ringisolator nicht mehr bis an die Bohrungsmündung reicht, sondern vollständig in die Bohrung verlagert ist. According to the present invention, accordingly, after the method step a (Figure 1), the protective film 4 is removed and the pane 1 is post-tempered (Figure 2, f). The method then proceeds as described in accordance with FIG. 1, b and c. Instead of d in FIG. 1, there is an embodiment according to FIG. 2, g and that Result instead of e in FIG. 1 in FIG. 2, i. From Figure 2 i is it can be seen that the ring insulator no longer extends to the bore mouth, but is completely shifted into the bore.
In den Verfahrensschritten g und i ist mit H die Höhe des Ringisolatorsbezeichnet. Sie wird nach der vorliegenden Erfindung über alle Bohrungen mit hoher Konstanz eingehalten.In process steps g and i, H denotes the height of the ring insulator. According to the present invention, it is over all bores with a high degree of constancy adhered to.
Obwohl in den Figuren 1 und 2 die Bohrungen konusförmig dargestellt sind, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch auf andere Bohrungsformen, z. B. zylindrische oder doppelt konische, anwendbar.Although in Figures 1 and 2, the bores are shown in a conical shape are, the inventive method is also applicable to other hole shapes, for. B. cylindrical or double conical, applicable.
2 Patentansprüche 2 Figuren2 claims 2 figures
Claims (2)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823202447 DE3202447A1 (en) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | Electrodeposition and etching process for patterning plates having insulating ring zones in the mouth region of bores |
| US06/370,352 US4404060A (en) | 1981-05-08 | 1982-04-21 | Method for producing insulating ring zones by galvanic and etch technologies at orifice areas of through-holes in a plate |
| EP82103997A EP0064744B1 (en) | 1981-05-08 | 1982-05-07 | Process for structuring discs with isolating ring zones in the region of the orifice of borings using galvanic and etching techniques |
| AT82103997T ATE15281T1 (en) | 1981-05-08 | 1982-05-07 | METHOD FOR GALVANIC AND ETCHING STRUCTURING OF PANES WITH ISOLATED RING ZONES IN THE END AREAS OF BORES. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823202447 DE3202447A1 (en) | 1982-01-26 | 1982-01-26 | Electrodeposition and etching process for patterning plates having insulating ring zones in the mouth region of bores |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3202447A1 true DE3202447A1 (en) | 1983-07-28 |
Family
ID=6153955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823202447 Ceased DE3202447A1 (en) | 1981-05-08 | 1982-01-26 | Electrodeposition and etching process for patterning plates having insulating ring zones in the mouth region of bores |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3202447A1 (en) |
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