DE10015270A1 - Vertikale Realisierung von Dickschichtwiderständen in Multilayersubstraten - Google Patents

Vertikale Realisierung von Dickschichtwiderständen in Multilayersubstraten

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Abstract

In einer Leiterplatte wird ein elektrischer Widerstand realisiert indem eine Bohrung in der Leiterplatte im Siebdruckverfahren mit einer Widerstandspaste gefüllt wird und auf der Oberfläche der Leiterplatte eine die Bohrung zumindest teilweise überdeckende Leiterbahn aufgebracht wird, die eine Ankontaktierung mit der Widerstandspaste bildet.

Description

Der Anmeldungsgegenstand betrifft ein Verfahren zur Herstel­ lung von elektrischen Widerständen in einer Leiterplatte und eine Leiterplatte mit integriertem elektrischem Widerstand.
Im Rahmen der stetigen Miniaturisierung elektronischer Schaltkreise und Module bei gleichzeitig steigender Komplexi­ tät erfordern diskrete Bauelemente, wie z. B. elektrische Wi­ derstände, auf einer Leiterplatte als Bauteileträger den größten Platzbedarf, insbesondere unter Berücksichtigung ih­ rer Funktionalität.
Die Miniaturisierung erfolgt gemäß einem Ansatz bei den Bau­ elementen selbst durch immer kleinere Bauformen. Diese werden auf der Oberfläche der Leiterbahnsubstrate montiert und benö­ tigen zusätzlich noch Anschlußpads sowie Durchkontaktierungen zu den entsprechenden Leiterbahn-/oder Potentiallagen. Ge­ mäß einem weiteren Ansatz erhält man eine Erhöhung der Integ­ ration durch planare Dickschichtwiderstände, die man direkt in den verschiedenen Lagen solcher Mehrlagensubstrate pla­ ziert.
Dem Anmeldungsgegenstand liegt das Problem zugrunde, in elek­ tronischen Modulen den Platzbedarf für Widerstände wesentlich zu reduzieren und eine höhere Integrationsdichte zu erzielen.
Das Problem wird die unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteile
  • - geringe parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten,
  • - durch heutige Genauigkeit der Bohrlöcher akzeptable Werte­ toleranzen der Widerstände (< 10%),
  • - auch bei Triplate-Strukturen z. B. als Spannungsteiler ein­ setzbar (siehe Fig. 3),
  • - für verschiedene Multilagen-Anwendungen einsetzbar (Lei­ terplatten, IC-Gehäuse, Hybride),
  • - weitere Platzersparnis durch Wegfall des Bondpads reali­ sierbar (siehe Fig. 4 oder Fig. 5),
  • - kein zusätzlicher Aufwand bei der Fertigung.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einer besonderen Weiterbildung ist die Leiterplatte mehrlagig und die Widerstandspaste ist mit einem zwischen zwei Lagen angeordneten Leiter L ankontaktiert. Diese Maßnah­ me bringt in einer Anordnung, bei der die Widerstandspaste in mindestens drei Ebenen ankontaktiert ist, die Möglichkeit mit sich, einen Spannungsteiler zu bilden.
Der Anmeldungsgegenstand wird im folgenden als Ausführungs­ beispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang an­ hand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen herkömmlichen Schichtwiderstand in Microstrip- Struktur,
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen vertikalen Schichtwiderstand in Microstrip-Struktur,
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen vertikalen Schichtwiderstand in einer Triplate-Struktur,
Fig. 4 einen Halbleiterchip, der unmittelbar auf die den erfindungsgemäßen Schichtwiderstand überdeckenden Leiterbahn anbondbar ist,
Fig. 5 einen Halbleiterchip, der unmittelbar auf die den erfindungsgemäßen Schichtwiderstand überdeckenden Leiterbahn in Flip-Chip-Montage verbindbar ist und
Fig. 6a die Ansicht von oben, 6b die Ansicht von der Seite, 6c die Ansicht von unten einer Transistorschaltung, die von dem erfindungsgemäßen vertikalen Schichtwi­ derstand Gebrauch macht.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Ele­ mente.
Erfindungsgemäß werden in die entsprechenden Substratlagen einer Leiterplatte LP Löcher wie für Durchkontaktierungen ge­ bohrt oder gestanzt und diese z. B. in einem Siebdruckverfah­ ren mit der entsprechenden Widerstandspaste WP gefüllt. An­ schließend werden die Leiterbahnen LB bis über den Wider­ standskörper aufgetragen (siehe Fig. 2).
Formel für den Widerstandswert:
h = Substratdicke, ρ = spezifischer Widerstand der verwendeten Paste. Widerstandspasten sind mit Flächenwiderständen Rsq von 100 Ω/sq, 1 kΩ/sq, 10 kΩ/sq, 100 kΩ/sq üblich. Mit der Schichtdi­ cke (Typ.: t = 23 µm) erhält man die spezifischen Pastenwi­ derstände:
ρ = Rsq . t

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Widerständen in einer Leiterplatte, demzufolge
  • - in eine Leiterplatte eine Öffnung eingebracht wird,
  • - in die Öffnung eine Widerstandspaste (WP) eingebracht wird,
  • - auf der Oberfläche der Leiterplatte eine die Öffnung zu­ mindest teilweise überdeckende Leiterbahn aufgebracht wird, die eine Ankontaktierung mit der Widerstandspaste bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung durch Bohren eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung durch Stanzen eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandspaste im Siebdruckverfahren in die Öff­ nung eingebracht wird.
5. Leiterplatte mit integriertem elektrischem Widerstand, bei der eine Widerstandspaste (WP) in eine Öffnung der Leiter­ platte eingebracht ist und eine auf der Oberfläche der Lei­ terplatte aufgebrachte Leiterbahn über die Öffnung zumindest teilweise überdeckend geführt ist, wobei eine Ankontaktierung mit der Widerstandspaste gebildet ist.
6. Leiterplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte eine mehrlagige Leiterplatte ist und die Widerstandspaste mit einem zwischen zwei Lagen angeordne­ ten Leiter ankontaktiert ist.
7. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die über der Widerstandspaste befindliche Fläche der Leiterbahn eine Ankontaktierungsfläche zum Anbonden bildet.
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