CN1075660C

CN1075660C - 电阻器及微调电阻器的方法

Info

Publication number: CN1075660C
Application number: CN96107201A
Authority: CN
Inventors: 石田浩一; 米泽正雄; 星井光博
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2001-11-28
Anticipated expiration: 2016-04-11
Also published as: US5754092A; CN1151595A; JP2929966B2; JPH08288111A

Abstract

电阻器微调的方法包括的工艺步骤为：从一个电阻器的边缘上靠近第一电极并平行于第一电极形成第一槽，电阻器连接在绝缘衬底上的第一和第二电极；向着第二电极并垂直于第一槽形成作为第一槽的延续部分的第二槽；从电阻器的边缘上的一点并平行于第一电极形成第三槽，该点被从第一槽向第二电极移位，第三槽在沿第一电极的方向上比第一槽长；向着第二电极并垂直于第一槽形成作为第三槽的延续部分的第四槽。还提供采用这种方法制成的电阻器。

Description

电阻器及微调电阻器的方法

本发明涉及一种电阻器的微调方法，特别涉及一种混合集成电路(IC)中的、在一种绝缘衬底上形成的印制电阻器的微调方法。

图3到图8显示了具有各种图形的槽的传统印制电阻器的平面图。在其中的每一幅图中，都有一个由丝网印刷或类似的方法在形成于绝缘衬底3上的一对电极2a和2b之间的整个面积上印刷构成的电阻器1。用微调的方法在电阻器1中形成槽41到46，以调整电阻器1的阻值。

在为了调整阻值而用微调方法形成的槽41到46中，图3所示的用微调法形成的槽41是从电阻器1的一边平行于电极2a延伸并垂直地弯曲，基本上呈L形。

以微调的方法形成的图4所示的槽42，其形状基本上与形状为L形的微调槽41相同，只是新的槽转向电阻器1的一边，基本上呈方底的J形。

图5所示的槽43是从电阻器1的一边开始的按J形用微调方法形成的。图6所示的槽44是在电极2a和2b之间从电阻器1的一边扫描切割去电阻器1的一部分而形成。

另外，图7所示的槽45用微调法形成U形，该U形的顶部是从电阻器1的一边延伸出的，该U形的宽度是从第一电极2a一侧延伸到第二电极2b的一侧边。

图8所示的槽46是通过在第一电极2a和第二电极2b之间直线地微调(狭窄切割)电阻器1的一端，同时还切割一部分电极2a和2b来形成的。

以上所述的传统微调方法具有以下的问题。

第一，如图3到5所示的L形槽41、方底的J形槽42和J形槽43都由于电涌而易于改变其阻值。

更具体地说，如图9A所示，电流密度非均匀地分布在具有L形槽的印制电阻器1中，这样，电流都集中在靠近L形槽41的弯曲部分和一个端部的D和E点。结果在电阻器受到一个电涌时，在D点或E点发生微破裂，或在D点或E点该电阻器被烧毁。这就引起了电阻器阻值的改变。例如，图3到5所示的电阻器的阻值在一个放电电涌试验前后平均变化了3.35％。

第二，虽然如图6所示，通过扫描切割而形成槽44的方法带来了好的防电涌能力，而且可以说这是一个有效的微调方法，但微调花费了相当的时间，这样就提高了生产的成本。

第三，尽管如图7所示，通过基本上微调而形成U形槽45的方法具有快速微调的好处且同时保持了图7所示的扫描切割的防电涌能力，但由于该电阻器初值的漂移而使在按U形微调的过程中微调被终止，从而可能产生了一个J形槽(与图5所示相似)。结果可能使该电阻器也会遇到上述的问题。

第四，如图8所示，在通过狭窄切割(微调电阻器1和电极2a和2b)而形成槽46的方法中，微调能快速完成，同时保持与按U形微调而形成槽45的方法相似的防电涌有力。但是，给必需的机器编程来完成对两个电极2a和2b的切割是非常困难的。该电阻器偶尔还有电极没有被完全切割，导致了电阻器的并联电连接，因此该方法可靠性差。

本发明的目的是通过提供一种微调方法而解决上述的问题，该方法带来了好的防电涌能力并在电阻器中快速而可靠地形成槽。本发明的另一个目的是提供一种具有由本发明的微调方法而形成的槽的电阻器。

为了达到上述的目的，根据本发明的一个方案，一种电阻器的微调方法，包括下列工艺步骤：

从一个电阻器的边缘上尽可能靠近第一电极处并平行于第一电极形成第一槽，该电阻器连接在绝缘衬底上的第一和第二电极；

向着第二电极并垂直于第一槽形成作为第一槽的延续部分的第二槽；其特征在于还包括下列步骤：

从电阻器的边缘上的第一点并平行于第一电极形成一条第三槽，该第一点从第一槽向第二电极移动，第三槽在平行于第一电极的方向上比第一槽长；和

向着第二电极并垂直于第三槽形成作为第三槽的延续部分的第四槽；第二槽和第四槽延伸到尽可能靠近第二电极的位置。

根据本发明的另一个方案，一种由位于第一和第二电极之间的印刷电阻器材料所构成的电阻器，其中在电阻器内配置了由一条垂直槽和一条水平槽组成的第一L形槽，其特征在于：在电阻器中还配置了由一条垂直槽和一条水平槽所组成的第二L形槽，每一条垂直槽从连接第一电极和第二电极的电阻器的一侧向其另一侧延伸并平行于第一电极，每一条水平槽从相应的垂直槽的端部向着第二电极延伸到尽可能靠近第二电极的位置，第一L形槽的垂直槽尽可能靠近第一电极，第二个L形的槽的垂直槽比第一L形的槽的垂直槽更靠近第二电极，而第二L形槽的垂直槽比第一L形槽的垂直槽长。

根据本发明的再一个方案，一种由位于第一和第二电极之间的印刷电阻器材料所构成的电阻器，其中在电阻器内配置了由一条垂直槽和一条水平槽组成的第一L形槽，其特征在于：在电阻器中还配置了由一条垂直槽和一条水平槽所组成的第二L形槽，每一条垂直槽从连接第一电极和第二电极的电阻器的一侧向其另一侧延伸并与第一电极平行，第一L形槽的水平槽从相应的垂直槽的端部向着第二电极延伸到尽可能靠近第二电极的位置，第二L形槽的水平槽从相应的垂直槽的端部向着第一电极延伸到尽可能靠近第一电极的位置，第一L形槽的垂直槽尽可能靠近第一电极，而第二L形槽的垂直槽尽可能靠近第二电极，并且第二L形槽的垂直槽比第一L形槽的垂直槽长。

在这种新的电阻器微调方法中，微调是从非常靠近一个电极的位置上开始的。在进行电涌试验前后所测得的平均的阻值变化率小到了0.003％。因此，防电涌特性良好。该电阻器能被快速而准确地微调。

本发明的另外一些目的和特点将描述如下。

图1是一个微调的电阻器的平面图，图示了一个根据本发明的实施例；

图2是另一个微调的电阻器的平面图，图示了另一个根据本发明的实施例；

图3是一个微调的电阻器的平面图，图示了一个已有技术的例子；

图4是一个微调的电阻器的平面图，图示了另一个已有技术的例子；

图5是一个微调的电阻器的平面图，图示了另一个已有技术的例子；

图6是一个微调的电阻器的平面图，图示了另一个已有技术的例子；

图7是一个微调的电阻器的平面图，图示了另一个已有技术的例子；

图8是一个微调的电阻器的平面图，图示了另一个已有技术的例子；

图9A显示了一个根据已有技术的具有L形的电阻器的电流密度分布；

图9B显示了图1所示的根据本发明的一个电阻器的电流密度分布；

图10是一个微调的电阻器的平面图，图示了根据本发明的一种微调方法。

实施例1

将参考图1说明根据本发明的一个优选实施例的电阻器和微调电阻器的方法。

如图1所示，电阻器(印制电阻器)是用丝网印刷或类似的方法在绝缘衬底13上的一对电极12a和12b之间的至少一部分面积上延伸的并至少部分地伸过该对电极。可将该电阻器11组装到一个混合集成电路(IC)中或将它制成一个独立的元件。

在电阻器11中有一条组合槽14。该组合槽14包括一组L形的槽，其中每一条槽由一条垂直槽和一条水平槽组成。更具体地说，在图1所示的组合槽14包括一条由第一垂直槽141和第二水平槽142所组成的第一L形槽，一条由第三垂直槽14 3和第四水平槽144所组成的第二L形槽，和一条由第五垂直槽145和第六水平槽146所组成的第三L形槽。该垂直槽141、143、145基本上平行于第一和第二电极12a和12b，而水平槽142、144、146基本上垂直于第一和第二电极12a和12b。

该第一L形槽的第一垂直槽141形成于电阻器11中靠近第一电极12a的地方，并从电阻器11的一侧向其相对的一侧延伸。最好是使第一垂直槽141的起始点A尽可能地靠近第一电极12a，最好是使该起始点A离该第一电极12a在0.3mm以内。第二水平槽142从该第一垂直槽141的端部向第二电极12b延伸。

以形成第一L形槽同样的方法，在电阻器11中形成第二L形槽，但第二L形槽的第三垂直槽143的起始点A′向第二电极12b移动，即位于一个比第一槽的起始点A更靠近第二电极12b的位置。如图1所示，最好是使第一和第三垂直槽141和143彼此贴近，从而在第一和第三垂直槽141和143相互靠近的地方组合形成一条大的垂直槽。将第三垂直槽143设置成比第一垂直槽141长。结果，电阻器11中构成的第四水平槽144比第二水平槽142更靠近电阻器11的中央。第二和第四水平槽142和144可以彼此贴近，从而在它们相互靠近处形成一条扩大的水平槽。

以形成第二L形槽同样的方法，在电阻器11中形成第三L形槽。其中第三垂直槽145的起始点A″位于比第二L形槽沿电阻器11的边缘的起始点A′更靠近第二电极12b的位置。垂直槽141、143、145最好是都彼此贴近并在它们靠近的地方形成一条扩大的垂直槽。第五垂直槽145比第三垂直槽143长。水平槽142、144、146可以彼此贴近并在它们靠近的地方形成一条扩大的水平槽。

由于第一、第二和第三L形槽的上述结构的结果；在电阻器11中，分别由相应的起点A、A′和A″从第一电极12a起，向第二电极12b移动，形成垂直槽141、143和145。同时还在电阻器11中，分别由其起点从电阻器11的一侧向其相对侧移动，形成水平槽142、144和146。最好每一条水平槽142、144、146的端部都位于尽可能地靠近第二电极12b的位置，最好离第二电极12b在0.3mm以内。

虽然图1中的组合槽14具有三条L形的槽，但L形槽的数目却不一定为三，而是以电阻值的调节程度来决定的。同样，在第一垂直槽141和第二水平槽142形成之后也能向着电阻器的边缘并垂直于第二水平槽142形成作为第二水平槽142的延续部分。这些随后的槽(如第五、第六槽等)可以是方底的J形或U形槽。

在检验电阻器11的阻值的同时，通过利用激光束如YAG激光或类似的激光来形成组合槽14的方法来调节电阻器11的阻值。具体地说，能从靠近第一电极12a的第一起始点A按平行于该第一电极12a的方向微调电阻器11来形成作为第一槽的第一垂直槽141。然后，从第一垂直槽141的端部向着第二电极12b按垂直于该第一垂直槽141的方向上继续微调电阻器11，以便形成作为第二槽的第二水平槽142。

随后，从起始点A′向着电阻器11相对的一侧在平行于第一电极12a的方向上微调电阻器并随后在向着第二电极12b的方向上微调电阻器11，以便分别形成第三垂直槽143和第四水平槽144，其方法分别与形成第一垂直槽141和第二水平槽142的方法相同。A′的位置从第一垂直槽141处向第二电极12b位移了一小段距离。如上所述，最好使A与A′之间的距离在第一垂直槽141的宽度以内，这样垂直槽141和143就形成了一条扩大的垂直槽。

此后，以与形成第三垂直槽143和第四水平槽144的微调方法相同的方法执行微调操作，以便连续地形成槽，直到获得了期望的电阻值为止。最后，组合槽14大体上具有梳子的形状。

实施例2

将参考图2说明根据本发明的另一个优选实施例的电阻器和微调电阻器的方法。

如图2所示，一个与图1所示的电阻器不同的电阻器，其不同之处在于每个具有梳子形状的第一组合槽14和第二组合槽15在电阻器11中相互交叉或衔接。注意到第一组合槽14和第二组合槽15分别包括两个L形的槽，虽然图1所示的第一组合槽14具有三条L形的槽。这只是为了排除图形的复杂性并使解释更加清楚而采用的简化形式。可以认为L形槽的数目取决于电阻值的调节程度。

在电阻器11中，第一组合槽14以与图1所示的电阻器11的相同的方法来形成。第二组合槽15包括由第一垂直槽151和第二水平槽152所组成的第一L形槽，和一条由第三垂直槽153及第四水平槽154所组成的第二L形槽。垂直槽151和153都基本上平行于电极12a和12b，而水平槽152和154都基本上垂直于电极12a和12b。

第一垂直槽151在电阻器11中形成的第一L形槽靠近第二电极12b并电阻器11的一侧向其相对的一侧延伸。第一垂直槽151的起始点B最好是尽可能地靠近第二电极12b，起始点B到第二电极12b的距离最好在0.3mm以内。第二水平槽152从第一垂直槽151的一端向第一电极12a延伸。

以形成第一L形槽的方法在电阻器11中形成第二组合槽15的第二L形槽，但该第二L形槽的第三垂直槽153的起始点B′向第一电极12a位移，即它位于比第一L形槽的起始点B更靠近第一电极12a的位置。如图2所示，较理想的是使第一和第三垂直槽151和153相互贴近以便形成一条扩大的垂直槽。另外，第一组合槽14的第二和第四水平槽142和144以及第二组合槽15的第二和第四水平槽152和154可以相互贴近以便形成一条扩大的水平槽。将第二组合槽的第三垂直槽153设置成比第一垂直槽151长。这样，在第二组合槽15中，第四水平槽154比第二水平槽152更靠向电阻器11中的对面的一侧。

现在参考图2描述根据本发明的实施例2的电阻器微调方法。

首先，从靠近该第一电极12a的起始点A沿平行于第一电极12a的方向对电阻器11微调，以便形成第一组合槽14的第一垂直槽141。然后，从第一垂直槽141的端部向着第二电极12b并沿着与第一垂直槽141垂直的方向对电阻器11微调，以便形成一条第一组合槽14的第二水平槽142。

然后，从靠近该第二电极12b的起始点B沿平行于第二电极12b的方向对电阻器11微调，以便形成一条第三垂直槽151。然后，从第三垂直槽151向着第一电极12a沿与第三垂直槽151垂直的方向连续对电阻器11微调，以便形成一条第四水平槽152。

然后，从起始点A′向着电阻器11的相对一侧沿平行于第一电极12a的方向并随后向着第二电极12b对电阻器微调，以便分别形成第五垂直槽143和第六水平槽144，其方法分别与形成第一垂直槽141和第二水平槽142的方法相同。A′的位置从起始位置A向第二电极12b位移了一小段距离，正如实施例1所述。另外，第四水平槽152插入第二和第六水平槽142和144之间。

随后，从起始点B′向着电阻器11的相对一侧沿平行于第二电极12b的方向并随后向着第一电极12a对电阻器微调，以便分别形成第七垂直槽153和第八水平槽154，其方法分别与形成第三垂直槽151和第四水平槽152的方法相同。B′的位置从起始位置B向第一电极12a位移了一小段距离，正如实施例1所述。

然后，通过对该电阻器进行微调而连续地形成另外的槽，直到获得期望的电阻值为止。最后，在电阻器11中形成具有梳子形状的L形槽14和L形槽15且相互交叉和衔接。

在下文中，将说明本发明的效果。图9B阻示地显示了图1所示电阻器11中的电流密度分布。从图9B可以看到，电阻器11中的电流密度均匀地分布在电阻器11中。这是因为本发明的电阻器至少具有一个L形的槽，该槽从靠近电极12a或12b之一的一点开始，并有细长的水平槽、其长度与两电极12a和12b之间的距离大致相同。

表1显示了一个放电电涌前后的电阻值变化率。每个用于试验的样品具有50mm²面积并经受了10次持续时间为8/20微秒的96A的电流。表1所示的数据是从10个实施例1的样品和对比样品以及8个实施例2的样品所获得的平均值。

表1

	电涌测试前的电阻值(Ω)		电涌测试后的电阻值(Ω)		电阻变化率(％)
	电涌测试前的电阻值(Ω)		电涌测试后的电阻值(Ω)		电阻变化率(％)		样品	平均	3σ	平均	3σ	平均	3σ
样品1	49.606	0.094	49.604	0.094	-0.003	0.016	样品	平均	3σ	平均	3σ	平均	3σ
样品1	49.606	0.094	49.604	0.094	-0.003	0.016	样品2	49.584	0.051	49.633	0.330	-0.003	0.008
对比样	49.538	0.133	51.197	1.277	3.350	2.602	样品2	49.584	0.051	49.633	0.330	-0.003	0.008

表1表明，根据本发明微调槽可以使在放电电涌试验前后的电阻值变化率小到平均为0.003％。而且还可以得到几乎与已有技术的扫描切割水平相同(图中没有显示)的良好的防电涌能力。此外，由于在电阻器内形成了多个由其起始位置在电阻器中移位而构成的垂直槽，从而形成了一条扩大的槽，在平行于电极12a和12b的方向上形成了一条其宽度大于单条垂直槽的宽度的槽。这样的扩大槽防止因电涌而加在槽两侧的电压改善了电阻器11的电阻值，从而增加了加在槽两侧的击穿电压。

另外，本发明所提供的电阻器微调方法与已有技术的扫描切割相比能更快地完成，与U形微调或狭窄切割相比实现了稳定而可靠的微调。

如上所述，必须注意，理想的是使第一电极12a与起始点A之间的距离以及第二电极12b与起始点B之间的距离都尽可能地接近于零，以便给电阻器11提供良好的防电涌能力。此外，最好是将在一个方向延伸的水平槽安排成延伸到一个靠近其相对的电极的位置，也即使其长度与电阻器11的长度基本相同。

虽然在实施例1和2中所说明的电阻器中，槽14和15包括了一组L形的槽，但槽14和15也可以包括一组方的U形槽或方底的J形槽，如图10所示。在这样情况下，槽14和15可能交叉从而将电阻器的一部分16与电阻器11的剩余部分17隔离开。

并且，为了更清楚地说明，采用了任意的参考数字(如第一、第二、第三……)和术语如垂直和水平，以便说明各槽之间的关系。使用这些专用术语完全不限制所附权利要求的范围。

虽然已对本发明的优选实施例作了描述，对于本领域的技术人员来说仍可以作出各种改变，但这些均不脱离随后的权利要求所描述的本发明的精神实质。

Claims

1．一种电阻器的微调方法，包括下列工艺步骤：

2．根据权利要求1的电阻器微调方法，其特征在于：第一槽和第三槽相互贴近以形成一条比第一槽宽的组合槽。

3．根据权利要求1的电阻器微调方法，其特征在于：第一槽在距第一电极0.3mm以内的范围内。

4．根据权利要求1的电阻器微调方法，其特征在于：第一槽和第二槽组成一条L形的槽而第三槽和第四槽组成一条L形的槽。

5．根据权利要求1的电阻器微调方法，其特征在于：还包括步骤：

从电阻器边缘上的第二点平行于第一电极形成第五槽，该第二点从第一点处移向第二电极，第五槽在平行于第一电极的方向上比第三槽长；和

形成一个作为第五槽延续部分的、向着第二电极并与第一槽垂直的第六槽。

6．根据权利要求1的电阻器微调方法，其特征在于：还包括形成一条第二槽的延续部分的步骤，第二槽的延续部分从第二槽末端起垂直于第二槽向着电阻器的所述边缘延伸，而且还包括形成一条第四槽的延续部分的步骤，第四槽的延续部分从第四槽末端起垂直于第四槽向着电阻器的所述边缘延伸。

7．根据权利要求6的电阻器微调方法，其特征在于：第一、第二槽和第二槽延续部分以及第三、第四槽和第四槽延续部分分别形成了一个方底的J形槽。

8．根据权利要求6的电阻器微调方法，其特征在于：第一、第二槽和第二槽延续部分以及第三、第四槽和第四槽延续部分分别组成了一个方底的U形槽。

9．根据权利要求1的电阻器微调方法，其特征在于：在形成第三槽之前，从电阻器的边缘上在尽可能靠近第二电极的地方平行于第二电极形成第七槽，该第七槽在平行于第二电极的方向上比第一槽长，比第三槽短；

向着第一电极并垂直于第七槽形成作为第七槽的延续部分的第八槽；

在形成第三槽之后，从电阻器的边缘上平行于第二电极形成一条第九槽，第九槽比第七槽更靠近第一电极；第九槽在平行于第二电极的方向比第三槽长；

向着第一电极垂直于第九槽形成作为第九槽的延续部分的第十槽；第八和第十槽延伸到尽可能靠近第一电极的位置。

10．根据权利要求9的电阻器微调方法，其特征在于：第一槽和第三槽相互贴近，以形成一条比第一槽宽的组合槽。

11．根据权利要求9的电阻器微调方法，其特征在于：所述第七槽和第九槽相互贴近，以形成一条比第七槽宽的组合槽。

12．根据权利要求9的电阻器微调方法，其特征在于：第一槽位于距第一电极0.3mm之内的范围内。

13．根据权利要求9的电阻器微调方法，其特征在于：第七槽位于距第二电极0.3mm之内的范围内。

14．根据权利要求1-13任一项的电阻器微调方法，其特征在于，所述垂直槽和水平槽的数量都大于3。

15．一种由位于第一和第二电极之间的印刷电阻器材料所构成的电阻器，其中在电阻器内配置了由一条垂直槽和一条水平槽组成的第一L形槽，其特征在于：在电阻器中还配置了由一条垂直槽和一条水平槽所组成的第二L形槽，每一条垂直槽从连接第一电极和第二电极的电阻器的一侧向其另一侧延伸并平行于第一电极，每一条水平槽从相应的垂直槽的端部向着第二电极延伸到尽可能靠近第二电极的位置，第一L形槽的垂直槽尽可能靠近第一电极，第二L形的槽的垂直槽比第一L形的槽的垂直槽更靠近第二电极，而第二L形槽的垂直槽比第一L形槽的垂直槽长。

16．根据权利要求15的电阻器，其特征在于：第一L形槽的垂直槽在距第一电极0.3mm之内的范围内。

17．根据权利要求15的电阻器，其特征在于：第一L形槽的垂直槽与第二槽的垂直槽相互贴近以便形成一条组合槽。

18．根据权利要求15的电阻器，其特征在于：第一和第二L形槽的水平槽的末端上各自形成有一条从该末端起垂直于相应的水平槽向着电阻器的所述延缘延伸的水平槽延续部分。

19．根据权利要求15的电阻器，其特征在于：各条垂直槽和相应的水平槽和相应水平槽的延续部分分别组成了一个方底的J形槽。

20．根据权利要求15的电阻器，其特征在于：各条垂直槽和相应的水平槽、相应水平槽的延续部分各组成了一个方底的U形槽。

21．根据权利要求15和20中任一项的电阻器，其特征在于：所述垂直槽和水平槽的数量都大于3。

22．一种由位于第一和第二电极之间的印刷电阻器材料所构成的电阻器，其中在电阻器内配置了由一条垂直槽和一条水平槽组成的第一L形槽，其特征在于：在电阻器中还配置了由一条垂直槽和一条水平槽所组成的第二L形槽，每一条垂直槽从连接第一电极和第二电极的电阻器的一侧向其另一侧延伸并与第一电极平行，第一L形槽的水平槽从相应的垂直槽的端部向着第二电极延伸到尽可能靠近第二电极的位置，第二L形槽的水平槽从相应的垂直槽的端部向着第一电极延伸到尽可能靠近第一电极的位置，第一L形槽的垂直槽尽可能靠近第一电极，而第二L形槽的垂直槽尽可能靠近第二电极，并且第二L形槽的垂直槽比第一L形槽的垂直槽长。

23．根据权利要求22的电阻器，其特征在于：第一L形槽的垂直槽位于距第一电极约0.3mm的范围之内。

24．根据权利要求22的电阻器，其特征在于：第二L形槽的垂直槽位于距第二电极0.3mm的范围之内。

25．根据权利要求22的电阻器，其特征在于：第一L形槽的水平槽和第二L形槽的水平槽相互靠近从而形成了一条组合槽。

26．根据权利要求22-25中任一项的电阻器，其特征在于所述垂直槽和水平槽的数量都大于3。