CS269458B1 - A method of forming a thin layer of palladium - Google Patents
A method of forming a thin layer of palladium Download PDFInfo
- Publication number
- CS269458B1 CS269458B1 CS887105A CS710588A CS269458B1 CS 269458 B1 CS269458 B1 CS 269458B1 CS 887105 A CS887105 A CS 887105A CS 710588 A CS710588 A CS 710588A CS 269458 B1 CS269458 B1 CS 269458B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- palladium
- titanium
- layer structure
- gold
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Způsob vytváření tenké vrstvy paládia ve vodivé, pájitelné a ultrazvukem svařitelné struktuře vrstev titan-paládium-zlato se používá při montáži tenkovrstvých hybridních integrovaných obvodů. Pro různé teploty a doby tepelného zpracování struktury vrstev titan-paládium- -zlato řeSení zaručuje vysokou odolnost struktury vrstev titan-paládium-zlato vůči rozpouštění v eutektické pájce PbSnAg a zvýšení kvality ultrazvukových svárů na táto struktuře vrstev. Účelu sadosáhne tím, že se paládiua naprašuje vakuovou reaktivní metodou ve směsi kyslíku a 1- nertního plynu ze skupiny vzácných plynů, přičemž obsah kyslíku činí 0,05 až 20 % obj. a obsah inertního plynu tvořeného ze vzácných plynů Jednotlivě nebo ve směsi činí 80 až 99,95 % obj.The method of forming a thin layer of palladium in a conductive, solderable and ultrasonically weldable titanium-palladium-gold layer structure is used in the assembly of thin-film hybrid integrated circuits. For different temperatures and times of heat treatment of the titanium-palladium-gold layer structure, the solution guarantees high resistance of the titanium-palladium-gold layer structure to dissolution in the PbSnAg eutectic solder and an increase in the quality of ultrasonic welds on this layer structure. The purpose is achieved by sputtering the palladium by a vacuum reactive method in a mixture of oxygen and an inert gas from the group of rare gases, with the oxygen content being 0.05 to 20 vol. % and the content of the inert gas formed from rare gases individually or in a mixture being 80 to 99.95 vol. %.
Description
Vynález se týká způsobu vytváření tenké vrstvy paládia ve vodivé, pájitelné a ultrazvukem svařitelné struktuře vrstev titan - paládium - zlato metodou reaktivního naprašování ve vakuu.The invention relates to a method of forming a thin layer of palladium in a conductive, solderable and ultrasonically weldable structure of titanium-palladium-gold layers by the method of reactive sputtering in vacuum.
Dosud se tenkovrstvá struktura titan-paládium-zlato vytváří tak, že adhezní vrstva titanu ae napráší v pracovním plynu vakuové aparatury (pracovním plynem je nej častěji argon, popřípadě další inertní plyn se skupiny vzácných plynů čistoty nejméně 99,99 % objemových). Za stejných podmínek a ve stejném vakuovém cyklu se napráší vrstva paládia, přičemž při naprašování vrstev titanu i paládia se požaduje co nejnižší tlak zbytkových plynů ve vakuové aparatuře (obvykle 10~* až 105 Pa). Vrstva zlata se vytvoří galvanickým nanášením. Při montáži tehkovrstvých hybridních integrovaných obvodů ae struktura vrstev titan-paládium-zlato používá pro pájení obvodů do pouzder, vkládání součástek do obvodu pájením, k vodivému spojení částí obvodu a k propojování součástek v obvodu a obvodu s vývody pouzdra ultrazvukovým svařováním pomocí hliníkového drátu. Hybridní integrovaný obvod s vodivou, pájitelnou a svařitelnou strukturou vrstev titan-paládium-zlato se tepelně zpracovává žíháním na vzduchu při teplotách od 300 °C do 400 °C po dobu desítek minut až několik hodin. Značné problémy s aplikací struktury vrstev titan-paládium-zlato pro montážní operace se objevují při použití Jemnozrnných korundových substrátů, kdy tepelné zpracování běžným způsobem vytvořené struktury vrstev titan-paládium-zlato při teplotě 350 °C po dobu Jedné až několika hodin nezaručuje dostatečnou spolehlivost operací pájení a ultrazvukového svařování. Není totiž zaručena vysoká odolnost této struktury vůči rozpouštění v eutektické PbSnAg pájce, stejně tak jako nízký rozptyl a vysoká pevnost svárů na této struktuře vrstev.So far, the titanium-palladium-gold thin-film structure has been created by sputtering the titanium adhesion layer in the working gas of the vacuum apparatus (the working gas is most often argon, or another inert gas from the group of rare gases with a purity of at least 99.99% by volume). Under the same conditions and in the same vacuum cycle, a palladium layer is sputtered, while when sputtering titanium and palladium layers, the lowest possible residual gas pressure in the vacuum apparatus is required (usually 10~* to 10 5 Pa). The gold layer is created by galvanic deposition. When assembling thin-film hybrid integrated circuits, the titanium-palladium-gold layer structure is used for soldering circuits into housings, inserting components into the circuit by soldering, for conductive connection of circuit parts, and for connecting components in the circuit and the circuit to the housing terminals by ultrasonic welding using aluminum wire. A hybrid integrated circuit with a conductive, solderable and weldable titanium-palladium-gold layer structure is heat-treated by annealing in air at temperatures from 300 °C to 400 °C for tens of minutes to several hours. Considerable problems with the application of the titanium-palladium-gold layer structure for assembly operations arise when using fine-grained corundum substrates, when heat treatment of a conventionally formed titanium-palladium-gold layer structure at a temperature of 350 °C for one to several hours does not guarantee sufficient reliability of soldering and ultrasonic welding operations. This is because high resistance of this structure to dissolution in eutectic PbSnAg solder, as well as low dispersion and high strength of welds on this layer structure, is not guaranteed.
Pro náročné montážní operace na jemnozrnných korundových substrátech s dlouhou dobou ponoření struktury vrstev titan-paládium-zlato v pájce PbSnAg Je uvedená struktura běžným způsobem vytvořená zcela nepoužitelná.For demanding assembly operations on fine-grained corundum substrates with a long immersion time of the titanium-palladium-gold layer structure in PbSnAg solder, the aforementioned structure, created in a conventional manner, is completely unusable.
Nevýhody současného stavu techniky řeší způsob vytváření tenké vrstvy paládia ve vodivé, pájitelné a svařitelné struktuře vrstev titan, paládium, zlato, Jehož podstata spočívá v tem, že se paládium naprašuje vakuovou reaktivní metodou ve směsi kyslíku a inertního plynu ze skupiny vzácných plynů, přičemž obsah kyslíku činí 0,05 až 20 % obj. a obsah inertního plynu tvořeného ze vzácných plynů Jednotlivě nebo ve směsi činí 80 až 99,95 % obj.The disadvantages of the current state of the art are solved by a method of creating a thin layer of palladium in a conductive, solderable and weldable structure of titanium, palladium, gold layers. The essence of this method is that palladium is sputtered by a vacuum reactive method in a mixture of oxygen and an inert gas from the group of rare gases, with the oxygen content being 0.05 to 20% by volume and the content of the inert gas formed from rare gases individually or in a mixture being 80 to 99.95% by volume.
Vynález tedy spočívá v reaktivním naprašování paládia ve směsi inertního plynu ze skupiny vzácných plynů (s výhodou argonu) a kyslíku. Adhezní vrstva titanu se naprašuje bez připouštění kyslíku do naprašovací aparatury. Vrstva zlata se vytváří galvanickým zlacením.The invention therefore consists in reactive sputtering of palladium in a mixture of an inert gas from the group of noble gases (preferably argon) and oxygen. The titanium adhesion layer is sputtered without admitting oxygen into the sputtering apparatus. The gold layer is formed by galvanic gold plating.
-Tímto způsobem vytváření paládia se několikanásobně sníží rychlost- rozpouštění struktury vrstev titsn-paládium-zlato v eutektické pájce PbSnAg a zvýší se kvalita svárů hliníkovým drátem.-This method of creating palladium will reduce the rate of dissolution of the TiN-palladium-gold layer structure in the PbSnAg eutectic solder several times and increase the quality of welds with aluminum wire.
Vynález bude blíže vysvětlen na příkladu možného použití při vytváření struktury vrstev nitrid tantalu-titan-paládium-zlato na jemnozrnných korundových podložkách.The invention will be explained in more detail using the example of a possible use in creating a structure of tantalum nitride-titanium-palladium-gold layers on fine-grained corundum substrates.
PříkladExample
Vrstva titanu tloušťky 130 nm byla vytvořena naprašováním v magnetronové naprašovací aparatuře H2S-03 při rychlosti naprašování 0,47 nm/s a tlaku argonu 2.10-1 Pa, potom byla ve stejném vakuovém cyklu naprášena reaktivně vrstva paládia o tloušťce 310 nm při rychlosti naprašování 0,69 nm/s ve směsi kyslíku (parciální tlak 2,5.10-3 Pa) a argonu (parciální tlak 2.10-1 Pa). Tlak zbytkových plynů před naprašováním byl 1,5.10“^ Pa, aparatura H2S-03 je čerpána kryogenní vývěvou. Za stejných podmínek, avšak bez připouštění kyslíku při naprašování paládia byla vytvořena srovnávací vrstva titanu a paládia o stejné tloušťce vrstev (130 nm titanu a 3>0 nm paládia). Pod adhezní vrstvou titanu byla v obou případech nitridu tantaln o tloušťce vrstvy 30 nm, naprášena magnetronově v aparatuře H2S-03 rychlostí 0,17 nm/s v jiném vakuovém cyklu. Na vrstvu paládia bylo v obou případechA 130 nm thick titanium layer was formed by sputtering in a H2S-03 magnetron sputtering apparatus at a sputtering rate of 0.47 nm/s and an argon pressure of 2.10 -1 Pa, then a 310 nm thick palladium layer was reactively sputtered in the same vacuum cycle at a sputtering rate of 0.69 nm/s in a mixture of oxygen (partial pressure 2.5.10 -3 Pa) and argon (partial pressure 2.10 -1 Pa). The residual gas pressure before sputtering was 1.5.10“^ Pa, the H2S-03 apparatus is pumped by a cryogenic vacuum pump. Under the same conditions, but without oxygen during sputtering of palladium, a comparative layer of titanium and palladium with the same layer thickness (130 nm of titanium and 3>0 nm of palladium) was created. Under the titanium adhesion layer, in both cases, tantalum nitride with a layer thickness of 30 nm was sputtered magnetronally in the H2S-03 apparatus at a speed of 0.17 nm/s in another vacuum cycle. In both cases, the palladium layer was
CS 269 458 Bl galvanicky naneseno v lázni pro vylučování ryzího «lata zlato o tloušťce vrstvy 1,6/m, a struktura vrstev titan-paládium-elato byla shodně tepelně zpracována žíhání· na vzduchu při teplotě 350 °C po dobu dvon hodin. Srovnání vlastností struktury vrstev nitrid tantalu-titan-paládiua-zlato s reaktivně naprášeným paládiem ae strukturou vrstev nitrid tantalu-titan-paládium-zlato s paládiem naprášeným v čistém argonu ukázalo, že struktura vrstev s reaktivně naprášeným paládiem vykazuje více než trojnásobnou odolnost vůči rozpouštění v eutektické pájce PbSnAg při teplotě pájky 230 °C, dále se n táto struktury vrstev snížil rozptyl pevností svarů a zvýšila se průněrná pevnost svarů» (Reaktivní naprašování paládia taká zaručuje vysokou odolnost struktury vrstev nitrid tantalu-titan-paládiua-zlato vůči rozpouštění v eutektické pájce PbSnAg v široké· intervalu dob tepelného zpracování struktury vrstev nitrid tantalu-titan-paládiua-zlato při teplotě 350 °C.CS 269 458 Bl was electroplated in a bath for the deposition of pure gold with a layer thickness of 1.6 µm, and the titanium-palladium-alloy layer structure was similarly heat-treated by annealing in air at a temperature of 350 °C for two hours. Comparison of the properties of the tantalum-titanium-palladium-gold nitride layer structure with reactively sputtered palladium and the tantalum-titanium-palladium-gold nitride layer structure with palladium sputtered in pure argon showed that the layer structure with reactively sputtered palladium exhibits more than three times the resistance to dissolution in the PbSnAg eutectic solder at a solder temperature of 230 °C. Furthermore, this layer structure reduced the dispersion of weld strengths and increased the penetration strength of welds. (Reactive sputtering of palladium also guarantees high resistance of the tantalum-titanium-palladium-gold nitride layer structure to dissolution in the PbSnAg eutectic solder in a wide range of heat treatment times of the tantalum-titanium-palladium-gold nitride layer structure at a temperature of 350 °C.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS887105A CS269458B1 (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | A method of forming a thin layer of palladium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS887105A CS269458B1 (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | A method of forming a thin layer of palladium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS710588A1 CS710588A1 (en) | 1989-09-12 |
| CS269458B1 true CS269458B1 (en) | 1990-04-11 |
Family
ID=5419569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS887105A CS269458B1 (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | A method of forming a thin layer of palladium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS269458B1 (en) |
-
1988
- 1988-10-27 CS CS887105A patent/CS269458B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS710588A1 (en) | 1989-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7931760B2 (en) | Whiskerless plated structure and plating method | |
| EP1930472B1 (en) | Electroless palladium plating bath and electroless palladium plating method | |
| EP1402988B1 (en) | The use of a solder on surfaces coated with nickel by electroless plating | |
| JPH11350188A (en) | Material for electric / electronic parts, method for producing the same, and electric / electronic parts using the material | |
| US5730853A (en) | Method for plating metal matrix composite materials with nickel and gold | |
| US4652347A (en) | Process for electroplating amorphous alloys | |
| US4737416A (en) | Formation of copper electrode on aluminum nitride | |
| JPS5982162A (en) | Closing body of beryllium and metal and its manufacture | |
| CS269458B1 (en) | A method of forming a thin layer of palladium | |
| US6191485B1 (en) | Semiconductor device | |
| US5792375A (en) | Method for bonding copper-containing surfaces together | |
| JPH02118037A (en) | High tensile and high conductivity copper alloy having excellent adhesion of oxidized film | |
| CN118123319A (en) | A high temperature tin-based alloy solder | |
| US6384533B1 (en) | Metal component and discharge lamp | |
| US5631091A (en) | Bismuth coating protection for copper | |
| US5132185A (en) | Ceramic articles having heat-sealable metallic coatings | |
| EP0214465A1 (en) | Plating process for an electronic part | |
| JPS61151914A (en) | Contactor | |
| JPH0338943B2 (en) | ||
| JPH01316432A (en) | Copper alloy for electric conducting material having excellent weather resistance of solder | |
| JPH10236886A (en) | Manufacturing method of vacuum container | |
| JPS611469A (en) | Joining method of metal | |
| JPH0831552B2 (en) | Lead frame pretreatment method | |
| JPS6353958A (en) | Lead frame material | |
| JPH02108491A (en) | Solder alloy composition |