DE102007063282A1 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters durch Auftragen zumindest einer Paste, insbesondere Dickschichtpaste - Google Patents

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Walter Roethlingshoefer
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Harald Neumann
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Heike Schluckwerder
Peter Hornig
Bernd Maihoefer
Mark Leverkoehne
Frank Westphal
Josef Weber
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters (10) durch Auftragen zumindest einer Paste (13), insbesondere Dickschichtpaste, auf ein Substrat (16) durch einen Dispensprozess, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (13) in zumindest einem Strang (19, 19.1, 19.2, 19.3, 19.4, 19.5) aufgetragen wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Bei gegenwärtigen Dickschichtsubstraten (LTCC – Low Temperature Cofired Ceramics, Standardhybride) werden Widerstände und zuvor die Widerstandsanbindung in Siebdrucktechnik realisiert. Die unterschiedlichen Widerstandswerte werden mit Pasten unterschiedlicher Widerstandsdekaden sowie durch Geometrie des Widerstandes sowie durch nachfolgende Abgleichschnitte mit einem Laserstrahl eingestellt.
  • Die gegenwärtige Technik hat folgende Einschränkungen: Bei bis zu sechs unterschiedlichen Widerstandsebenen sind zwischen den einzelnen Drucken Trockenschritte erforderlich. Ab dem zweiten Druck führen Topographieeffekte zu Schichtdickenabweichungen und damit erhöhten Streubreiten in den Widerstandswerten. Durch hohe Streubreite sind große Vorhalte zum Zielwert vor dem abschließenden Laserabgleich erforderlich, die zu langen Laserzeiten führen.
  • Des Weiteren ist aus der DE 10 2004 044 144 A1 das tropfenweise Aufbringen von Kolloidtinten bekannt, mittels derer Widerstandsschichten auf einem Substrat gebildet werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Kern der Erfindung ist die Nutzung eines Dispens-Prozesses zur Aufbringung von Metallisierungspasten und/oder Widerständen in Strängen auf das ungebrannte Tape oder auf die gebrannte Keramik. Damit ist bspw. über das Dispensen von Widerstands pasten eine exakte Dosierung mit Vermeidung von Topographieeffekten möglich. Jede Dekade wird über einen separaten Dosierkopf aufgebracht. Mithilfe von Probebrandauswertungen ist eine Regelung der Widerstandsgeometrie einfach möglich, so dass die Vorhalte zum Zielwert vor dem abschließenden Laserabgleich sehr viel kleiner ausfallen können bzw. der Zielwert direkt eingestellt werden kann, so dass der Laserabgleich deutlich verkürzt wird bzw. sogar entfallen kann.
  • Das Dispensen von unverdünnten oder verdünnten Dickschichtpasten kann dabei strangweise oder tropfenweise (Ink-Jet Prinzip) erfolgen. Der Druck kann mechanisch, elektromagnetisch oder über Piezoelemente aufgebracht werden. Das Aufbringen von Tropfen (gering verdünnten Widerstandspasten) kann mit einem Druckkopf mit Piezo-Biegewandler und keramischer oder keramikbeschichteter Kolben-Düse-Paarung erfolgen.
  • Kurze Beschreibungen der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert:
  • Es zeigen:
  • 1 zeigt den Aufbau des elektrischen Leiters mittels Einzelsträngen,
  • 2 zeigt den Aufbau des elektrischen Leiters mittels eines kontinuierlichen Einzelstrangs.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 ist schematisch der Aufbau eines elektrischen Leiters 10 dargestellt. Dieser Leiter 10 ist durch strangweises Auftragen von Paste 13, beispielsweise Widerstandspaste, auf ein Substrat 16 hergestellt. Verschiedene Stränge 19.1 bis 19.5 sind der Länge nach nebeneinander auf das Substrat 16 aufgetragen und kontaktieren einander an ihren einander zugewandten Längsseiten 22.
  • Dieser Leiter 10 ist hergestellt durch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters 10 indem zumindest eine Paste 13, insbesondere Dickschichtpaste, auf ein Substrat 16 durch einen Dispensprozess aufgetragen wird. Die Paste 13 wird in zumindest einem Strang 19, hier im Beispiel in fünf Strängen 19.1 bis 19.5, aufgetragen.
  • Die Paste 13 wird vorzugsweise in zueinander parallelen Strängen 19.1 bis 19.5 aufgetragen.
  • Ist der Leiter 10 ein Widerstand, kann eine jede Widerstandsdekade, bspw. ein Strang 19.3, durch einen separaten Dosierkopf aufgebracht wird.
  • In 2 ist ebenfalls schematisch der Aufbau eines elektrischen Leiters 10 dargestellt. Dieser Leiter 10 ist durch einen kontinuierlichen, hier serpentinenartigen, Strang 19 von Paste 13, beispielsweise Widerstandspaste, auf ein Substrat 16 aufgetragen. Die verschiedenen hier zueinander parallelen Abschnitte des Strangs 19 kontaktieren ebenfalls einander an ihren einander zugewandten Längsseiten 22.
  • Je nach Wahl kann vorgesehen sein, dass die Paste 13 eine Metallisierungs- oder Widerstandspaste ist.
  • Nach dem Auftragen der Paste 13 wird ein Brennvorgang und anschließend gegebenenfalls ein Laserabgleich vorgenommen.
  • In einem der eigentlichen Fertigung (bspw. Vorserie) vorgelagerten Schritt kann das Dispens-Verfahren in einem Probelauf zumindest ein Mal durchgeführt, anschließend das Substrat 16 mit der oder den Pasten 13 gebrannt und ein Sollwert, insbesondere Widerstandswert, ermittelt werden.
  • Je nach Abweichung vom Sollwert wird dann ein Laserabgleich ermittelt.
  • Zum Auftragen der Paste 13 kann eine mechanisch oder elektromagnetisch arbeitende Vorrichtung oder ein Piezoelement verwendet werden.
  • Das Substrat 16 ist ein ungebranntes Tape oder eine gebrannte Keramik.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004044144 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters (10) durch Auftragen zumindest einer Paste (13), insbesondere Dickschichtpaste, auf ein Substrat (16) durch einen Dispensprozess, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (13) in zumindest einem Strang (19, 19.1, 19.2, 19.3, 19.4, 19.5) aufgetragen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (13) in nebeneinander angeordneten, vorzugsweise zueinander parallelen, Strängen (19.1, 19.2, 19.3, 19.4, 19.5) oder einem kontinuierlichen, vorzugsweise serpentinenartigen, Strang (19) aufgetragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (10) ein Widerstand ist und eine jede Widerstandsdekade durch einen separaten Dosierkopf aufgebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste (13) eine Metallisierungs- oder Widerstandspaste ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auftragen der Paste (13) ein Brennvorgang vorgenommen wird und anschließend gegebenenfalls ein Laserabgleich vorgenommen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorgelagerten Schritt das Verfahren in einem Probelauf zumindest ein Mal durchgeführt, anschließend gebrannt und ein Sollwert, insbesondere Widerstandswert, ermittelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Abweichung vom Sollwert ein Laserabgleich ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Auftragen der Paste (13) eine mechanisch oder elektromagnetisch arbeitende Vorrichtung oder ein Piezoelement verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (16) ein ungebranntes Tape oder eine gebrannte Keramik ist.
  10. Substrat mit einem nach einem der vorstehenden Ansprüche hergestellten elektrischen Leiter (10).
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