Die Dickschichttechnik ist ein Verfahren zur Herstellung elektronischer Bauelemente und integrierten Schaltungen (IC) der Mikroelektronik. Sie wird vorwiegend in der Optoelektronik und der Hochfrequenztechnik für Mikrowellen-Schaltungen, Mikrowellen-Verstärker, -Filter, -Koppler und -Oszillatoren und bei Microstripes eingesetzt. Die Dickschichttechnologie basiert auf einzelnen Lagen mit Leiterbahnen, passiven und aktiven Bauelementen, die aufeinander gestapelt eine Dickschichtschaltung bilden.

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Subtraktivverfahren mit Fotolithografie und Ätzung

Jede einzelne Lage wird auf einem extrem dünnen Isolator-Substrat aufgebaut. Das kann ein dünnes Keramikplättchen oder eine -folie aus temperaturstabilen LTCC sein, Glassubstrat oder Aluminiumoxid. Für das Aufbringen der Leiterbahnen und elektronischen Bauelemente gibt es zwei unterschiedliche Dickschicht-Herstellungsverfahren, das Subtraktivverfahren und das Additivverfahren. Das Subtraktivverfahren ist ein Ätzverfahren, das auch bei der Herstellung von Leiterplatten eingesetzt wird, und bei dem aus dem ganzflächig mit dünnem Kupfer kaschiertem Substrat einzelne Partien herausgeätzt werden. Zu diesem Zweck wird das kaschierte Substrat mit Fotolack beschichtet und mit einer Fotomaske versehen. Nach der anschließenden Belichtung mit UV-Licht wird der Fotolack überall dort entwickelt, wo er belichtet wurde. Es bleiben nur die nichtbelichteten Bereiche erhalten und die komplette Kupferkaschierung. Diese wird an den Stellen weggeätzt, die nicht durch den Fotolack geschützt sind. Danach wird der stehen gebliebene Fotolack entfernt und es verbleiben die Leiterbahnen auf dem Substrat.

Additivverfahren mit Paste und Siebdruck

Anders ist der Herstellungsprozess beim Additivverfahren, bei der die einzelnen Lagen im Siebdruckverfahren erstellt werden. Bei dieser Technologie werden Pasten aus verschiedenen mehr oder weniger stark leitenden oder auch nichtleitenden Materialien durch das fototechnisch strukturierte Siebe durchgedrückt, und zwar an den Stellen, an denen das Sieb fototechnisch präpariert wurde. Die einzelnen Lagen haben unterschiedliche Aussparungen und Beschichtungen und werden sequentiell aufgedruckt. Nach dem Sintern haben sie die gewünschten elektrischen Eigenschaften. Mehrere Lagen, von denen jede mehrfach bedruckt ist, bilden aufeinander gestapelt die Dickschicht-Schaltung.

Bei den Pasten für die Leiterbahnen handelt es ich um Pasten mit Kupfer, Silber oder Gold-Platin. Widerstandpasten bestehen dagegen aus Metalloxiden und Mischungen aus Metallen und Metalloxiden und Isolierpasten aus Polymeren. Die Schichtdicken liegen zwischen 10 µm und 50 µm. Aktive Bauelemente wie Dioden und Transistoren werden später auf die Dickschichtschaltung aufgebracht.