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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die effiziente und genaue Ausbildung
von passiven elektronischen Bauteilen und insbesondere ein Verfahren zum
genauen Abschließen
der Enden von passiven elektronischen Miniaturbauteilen der nächsten Generation.
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Hintergrund
der Erfindung
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Passive
elektronische Miniatur-Schaltungsbauteile werden herkömmlich in
einer Matrix auf einem Substrat hergestellt. Beispielhafte Arten
von in Bezug auf die vorliegenden Erfindung interessierenden passiven
elektronischen Bauteilen sind Widerstände und Kondensatoren. 1A und 1B zeigen eine Matrix von Widerständen, in
der ein Substrat 10 eine erste (oder obere) Hauptfläche 14 und
eine zweite (oder untere) Hauptfläche 16 umfasst, die
jeweils erste beabstandete segmentierte elektrische Leiter 18 und
zweite beabstandete segmentierte elektrische Leiter 20 (von
denen Endteile in gestrichelten Linien in 1B gezeigt sind) tragen. Die segmentierten
Leiter 18 liegen in paralleler Ausrichtung und die segmentierten
Leiter 20 liegen in paralleler Ausrichtung.
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Jeder
segmentierte Leiter 18 besteht aus mehreren Elektrodenkontaktstellen 22,
von denen benachbarte um einen kleinen Abstand 24 voneinander
getrennt sind und die alle entlang der ersten Hauptfläche 14 ausgerichtet
sind. Abgesehen von den zwei segmentierten Leitern 18 am
Abschlussende ist jeder segmentierte Leiter 18 zwischen
zwei benachbarten segmentierten Leitern 18 angeordnet und
ist von einem von ihnen um einen relativ breiten Raum 26 und
vom anderen von ihnen um einen relativ schmalen Raum oder eine relativ
schmale Bahn 28u getrennt. Ebenso besteht jeder segmentierte Leiter 20 aus
mehreren Elektrodenkontaktstellen 30, von denen benachbarte
um einen kleinen Abstand 24 voneinander getrennt sind und
die alle entlang der zweiten Hauptfläche 16 ausgerichtet
sind. Abgesehen von den zwei segmentierten Leitern 20 am
Abschlussende ist jeder segmentierte Leiter 20 zwischen
zwei benachbarten segmentierten Leitern 20 angeordnet und
ist von einem von ihnen um einen relativ breiten Abstand 26 und
vom anderen von ihnen um eine Bahn 28l getrennt.
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Die
elektrischen Leiter sind auch in räumlich ausgerichteten Paaren
von einem elektrischen Leiter 18 auf der ersten Hauptfläche 14 und
einem elektrischen Leiter 20 auf der zweiten Hauptfläche 16 angeordnet.
Die erste Hauptfläche 14 umfasst
ferner mehrere Bereiche mit Widerstandsmaterial 32, die
in Räumen 26 zwischen
den Elektrodenkontaktstellen 22 von benachbarten elektrischen
Leitern 18 angeordnet sind, wie in 1A und 1B gezeigt.
Die zweite Hauptfläche 16 kann
auch Bereiche mit Widerstandsmaterial 32 in den Räumen 26 zwischen
benachbarten Elektrodenkontaktstellen 30 von elektrischen
Leitern 20 umfassen, wobei die Bereiche 32 in
den Zeichnungsfiguren nicht gezeigt sind.
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2 und 4 zeigen ein Substrat aus dielektrischem
Material 34, das bei der Herstellung von Kondensatoren
verwendet wird. Das Substrat 34 umfasst eine erste (oder
obere) Hauptfläche 36 und
eine zweite (oder untere) Hauptfläche 38, zwischen denen mehrere
beabstandete Flächenelektroden 40 intern in
einer ebenen, parallelen Anordnung gestapelt sind. 4 zeigt freiliegende Seitenränder 42 der
internen Elektroden 40. Es ist kein elektrischer Leiter auf
beiden der Hauptflächen 36 und 38 ausgebildet.
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Die
Substrate 10 und 34 werden geschnitten, was manchmal
zertrennt genannt wird, um die passiven elektronischen Bauteile
zu vereinzeln. 3A und 3B zeigen die erste bzw.
zweite Hauptfläche 14 und 16 des
Substrats 10, nachdem es auseinander gebrochen wurde, um mehrere
Reihenleisten 48 von Widerständen auszubilden. Die Reihenleisten 48 werden
dann in separate Chipwiderstände 52 (in 5 gezeigt) geschnitten.
Die Kondensatoren 54 (in 6 gezeigt)
werden durch Zertrennen des Substrats 34 ohne Ausbildung
von Reihenleisten ausgebildet. Jeder Chipwiderstand 52 umfasst
eine elektrisch leitende Verbindung 56, die sich zwischen
den elektrischen Leitern 18 und 20 in jedem räumlich ausgerichteten
Paar von ihnen erstreckt. Der Kondensator 54 umfasst eine
elektrisch leitende Verbindung 58, die die Seitenränder 42 der
internen Elektroden 40 überbrückt. Die
leitenden Verbindungen 56 werden durch Aufbringen einer
Metallbeschichtung (z.B. einer Silberpaste) auf einen Seitenrandteil 60 des
Widerstandssubstrats 10 ausgebildet. Eine große Präzision ist
erforderlich, wenn leitende Verbindungen 56 und 58 ausgebildet
werden, um sicherzustellen, dass sich nichts der Metallbeschichtung über einen
Bereich mit Widerstandsmaterial 32 erstreckt oder die beiden
leitenden Verbindungen 58 über die erste oder die zweite
Hauptfläche 36 und 38 verbindet
und dadurch eine elektrisch leitende Brücke bildet, die verursachen
würde,
dass der resultierende Chipwiderstand 52 oder Kondensator 54 kurzgeschlossen wird.
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Die
meisten Verfahren des Standes der Technik zum Ausbilden der leitenden
Verbindungen 56 zwischen räumlich ausgerichteten Paaren
von elektrischen Leitern 18 und 20 haben das Aufbringen einer
Resistbeschichtung zur Folge, die Bereiche mit Widerstandsmaterial 32,
die durch Räume 26 zwischen
Elektrodenkontaktstellen 22 auf der Hauptfläche 14 festgelegt
sind, bedeckt und schützt,
während die
Metallbeschichtung aufgebracht wird. Jüngere technologische Fortschritte
in der Bauteilminiaturisierung haben jedoch zur Ausbildung von Chipwiderständen 52 mit
jeweiligen Längen-
und Breitenabmessungen von etwa 0,6 mm × 0,3 mm (0201-Chipwiderstände) und
einer Dicke zwischen etwa 90 Mikrometer und etwa 150 Mikrometer
im Vergleich zu 0402-Chipwiderständen
des Standes der Technik mit jeweiligen Längen- und Breitenabmessungen
von etwa 1,0 mm × 0,5
mm geführt.
Die kleinen Größen der
Chipwiderstände 52 machen
das genaue und effiziente Aufbringen der Resistbeschichtung äußerst schwierig
zu erreichen. Folglich haben die Chiphersteller begonnen, leitende
Verbindungen 56 vielmehr an Reihenleisten 48 als
an diskreten Chipwiderständen 52 auszubilden,
da die Reihenleisten 48 eine signifikant größere Größe aufweisen
(typischerweise mit jeweiligen Längen-
und Breitenabmessungen zwischen etwa 36 mm und etwa 80 mm und zwischen etwa
3,2 mm und etwa 0,6 mm) und folglich während der Bearbeitung leichter
zu handhaben sind.
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Ein
Verfahren des Standes der Technik zum Ausbilden von leitenden Verbindungen 56 an
Chipwiderständen 52 hat
das Schneiden des Substrats 10 in mehrere Reihenleisten 48 und
dann das Eintauchen der Seitenränder 60 von
jeder Reihenleiste 48 in die Metallbeschichtung zur Folge.
Das genaue Aufbringen der Metallbeschichtung durch Eintauchen wird jedoch
theoretisch unmöglich,
wenn die Größe der Reihenleiste 48 und
des Chipwiderstandes 52 abnimmt. Folglich überbrückt die
Metallbeschichtung die Bereiche mit Widerstandsmaterial 32 und
verursacht, dass der resultierende Chipwiderstand 52 kurzgeschlossen
wird.
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Ein
zweites Verfahren des Standes der Technik zum Ausbilden von leitenden
Verbindungen 56 an Chipwiderständen 52, das im US-Patent
Nr. 5 753 299, Garcia et al., beschrieben ist, hat das Siebdrucken
der Resistbeschichtung auf die Reihenleisten 48 zur Folge,
so dass die Resistbeschichtung nur ausgewählte Bereiche mit Widerstandsmaterial 32 bedeckt.
Die mit Resistmaterial beschichteten Reihenleisten 48 werden
dann durch Sputtern mit der Metallbeschichtung überzogen, um die leitenden
Verbindungen 56 auszubilden. Schließlich wird die Resistbeschichtung
von den Reihenleisten 48 entfernt, um die Bereiche mit
Widerstandsmaterial 32 freizulegen, und die Reihenleiste 48 wird
geschnitten, um mehrere einzelne Chipwiderstände 52 auszubilden. Das
Siebdrucken ist ein mechanischer Prozess und hat folglich innewohnende
Größenbegrenzungen,
die erreicht wurden. Insbesondere wird das Siebdrucken unwirksam,
um Miniatur-Chipwiderstände
der nächsten
Generation auszubilden, da dieses Verfahren keine ausreichende Geradheit
oder Genauigkeit der elektrischen Leiter bereitstellen kann. Ferner
führt das
Siebdrucken zur Ausbildung von ungleichmäßigen Leitungen und die resultierenden
zackigen Kanten herrschen in den Miniatur-Chipwiderständen der nächsten Generation
vor.
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Ein
drittes Verfahren des Standes der Technik zum Ausbilden von leitenden
Verbindungen 56 hat das Zusammenfügen von zahlreichen Reihenleisten 48 einander
zugewandt in einem dichten Stapel zur Folge, um eine Vorrichtung
auszubilden, die dann mit der Metallbeschichtung besprüht wird.
Die obersten und untersten (Abschluss-) Reihenleisten 48 in
der Vorrichtung werden geopfert, da Bereiche mit Widerstandsmaterial 32 an
diesen Abschlussreihenleisten 48 mit der Metallbeschichtung übersprüht werden.
Die leitenden Verbindungen 56 werden jedoch auf den anderen
gestapelten Reihenleisten 48 ausgebildet. Schließlich wird
jede Reihenleiste 48 geschnitten, um mehrere Chipwiderstände 52 auszubilden.
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Hinsichtlich
des Abschlusses der Enden von Kondensatoren schließen herkömmliche
Abschlusssysteme die Enden ab, wenn sie in vereinzelter, diskreter
Kondensatorform vorliegen. Insbesondere hat das üblichste Verfahren des Standes
der Technik zum Ausbilden einer leitenden Verbindung 58 an unabgeschlossenen
Kondensatoren das Halten eines diskreten, unabgeschlossenen Kondensators
mit seinem Ende und Tauchen desselben in eine viskose Abschlusspaste
zur Folge. Sobald die Paste getrocknet ist, wird der diskrete, teilweise
abgeschlossene Kondensator zum Eintauchen des entgegengesetzten
Endes in die viskose Abschlusspaste umpositioniert. Das genaue Aufbringen
der Abschlusspaste durch Eintauchen wird theoretisch unmöglich, wenn die
Größen von
Kondensatoren 54 abnehmen. Folglich würde eine Metallbeschichtung,
die beide leitenden Verbindungen 58 überbrückt, verursachen, dass der
resultierende nominale Kondensator 54 kurzgeschlossen wird.
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Da
sie sich ihren physikalischen Grenzen nähern, sind alle Verfahren des
Standes der Technik zum genauen Abschließen der Enden von passiven elektronischen
Miniaturbauteilen der nächsten
Generation, einschließlich
Chipwiderständen
und -kondensatoren, unzureichend. Folglich ist ein Bedarf für ein sehr
effizientes und genaues Verfahren zum Abschließen von passiven elektronischen
Miniaturbauteilen der nächsten
Generation entstanden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung
eines Verfahrens zum Ausbilden von leitenden Verbindungen zwischen
elektrisch leitenden Bereichen, die auf entgegengesetzten Oberflächen von
passiven elektronischen Bauteilen ausgebildet werden, um ihre Enden
abzuschließen.
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Ein
bevorzugtes Verfahren der vorliegenden Erfindung hat das Aufbringen
einer durch Laser abschmelzbaren Beschichtung, vorzugsweise einer nicht-lichtempfindlichen
Beschichtung, auf jede der ersten (oberen) und zweiten (unteren)
Hauptfläche eines
Substrats zur Folge. Die erste und die zweite Hauptfläche tragen
jeweilige erste und zweite voneinander beabstandete elektrische
Leiter, die der Länge
nach in räumlich
ausgerichteten verschiedenen Paaren von einem ersten elektrischen
Leiter und einem zweiten elektrischen Leiter angeordnet sind. Ein
UV-Laserstrahl mit einer Fleckgröße und einer Energieverteilung,
die ausreichen, um die durch Laser abschmelzbare Beschichtung von
ausgewählten Bereichen
der ersten und der zweiten Hauptfläche zu entfernen, wird auf
das Substrat ausgerichtet und zum Einfall auf dieses gerichtet.
Der UV-Laserstrahl und das Substrat bewegen sich relativ zueinander, um
ausreichende Mengen der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung
zu entfernen und dadurch zumindest einen Teil der Längen der
ersten und zweiten elektrischen Leiter freizulegen. Das Substrat
wird dann in mehrere Reihenleisten zerbrochen, von denen jede Seitenränder umfasst,
entlang derer verschiedene räumlich
ausgerichtete Paare von ersten und zweiten elektrischen Leitern
verlaufen. Ein elektrisch leitendes Beschichtungsmaterial wird auf die
Seitenränder
der Reihenleisten aufgebracht, um elektrisch leitende Verbindungen
zwischen jedem räumlich
ausgerichteten Paar von elektrischen Leitern auszubilden.
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Bestimmte
Arten von Substraten tragen keine elektrischen Leiter auf der zweiten
(unteren) Hauptfläche,
wodurch sie leer gelassen wird. Um das bevorzugte Verfahren an solchen
Substraten für
Widerstände
auszuführen,
entfernt der UV-Laserstrahl Mengen
einer durch Laser abschmelzbaren Beschichtung von der zweiten Hauptfläche, um
die leeren Stellen freizulegen, an denen elektrische Leiter getragen
worden wären,
um die vorher beschriebenen räumlich
ausgerichteten Paare auszubilden. Bei der Ausbildung der Reihenleisten
wird das elektrisch leitende Beschichtungsmaterial zum Ausbilden
von elektrischen Leitern in den freigelegten leeren Stellen und
auf die Reihenleisten-Seitenränder
aufgebracht, um die neu ausgebildeten elektrischen Leiter auf der zweiten
Hauptfläche
und die vorher existierenden elektrischen Leiter auf der ersten
Hauptfläche
miteinander zu verbinden.
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Um
das Verfahren an Substraten mit leeren ersten und zweiten Hauptflächen zur
Verwendung bei Kondensatoren auszuführen, entfernt der UV-Laserstrahl
Mengen der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung von der ersten
und der zweiten Hauptfläche,
um dünne
Streifen von dielektrischem Material zu entfernen, wo elektrisch
leitende Bereiche ausgebildet werden sollen. Bei der Ausbildung
der Reihenleisten wird das elektrisch leitende Beschichtungsmaterial
aufgebracht, um die Seitenränder
der internen Elektroden zu überbrücken und
dadurch zu verbinden und an das freigelegte dielektrische Material
auf der ersten und der zweiten Hauptfläche zu bonden. Diese Verfahren,
die an Substraten ausgeführt
werden, die keine elektrischen Leiter tragen, können auch auf andere passive
elektronische Bauteile angewendet werden, einschließlich Chipinduktoren
und -varistoren.
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Eine
bevorzugte Option des Verfahrens umfasst die Entfernung von restlichen
Mengen der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung von den Reihenleisten
nach der Ausbildung der leitenden Verbindungen.
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Obwohl
die Verwendung eines UV-Laserstrahls, um die durch Laser abschmelzbare
Beschichtung zu entfernen, bevorzugt ist, kann das Verfahren unter
Verwendung von Lasern ausgeführt werden,
die verschiedene Lichtwellenlängen
emittieren, um Mengen einer unterschiedlichen, mit der Wellenlänge kompatiblen,
durch Laser entfernbaren Beschichtung zu entfernen.
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In
einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst das Substrat ein Keramikmaterial und trägt einen Bereich mit Widerstandsmaterial
und die Art des ausgebildeten passiven elektronischen Bauteils ist
ein Widerstand.
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In
einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst das Substrat ein dielektrisches Material und die Art von
ausgebildetem passiven elektronischen Bauteil ist ein Kondensator.
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Bevorzugte
Implementierungen des Verfahrens haben das Ausbilden von mehreren
Ritzlinien in einer oder beiden der Hauptflächen des Substrats zur Folge.
Jede Ritzlinie ist in einem Bereich angeordnet, der "Bahn" genannt wird, der
zwischen den Längen von
benachbarten elektrischen Leitern liegt und im Allgemeinen parallel
oder senkrecht zu diesen verläuft.
Eine Bruchkraft, die auf beide Seiten der Ritzlinie aufgebracht
wird, bewirkt einen sauberen Bruch des Substrats in separate passive
elektronische Bauteile mit Seitenrändern, die durch die Ritzlinie
festgelegt sind. Die Ritzlinie wird vorzugsweise durch Richten eines
UV-Laserstrahls entlang des Substrats, so dass ein Teil der Dicke
des Substrats entfernt wird, um einen flachen Graben auszubilden,
ausgebildet. Der Graben weist eine abnehmende Breite auf, die von
der Substratoberfläche
zum Boden des Grabens zusammenläuft,
um eine scharfe Sprunglinie festzulegen. Der UV-Laserstrahl ist durch eine Energieverteilung
und eine Fleckgröße gekennzeichnet,
die ausreichen, um die Ritzlinie bei Abwesenheit von merklichem
Substratschmelzen auszubilden, so dass die sauber festgelegte, scharfe
Sprunglinie einen Bereich mit hoher Spannungskonzentration bildet,
der sich in die Dicke des Substrats und entlang der Länge der
Sprunglinie erstreckt. Folglich breiten sich mehrere Tiefenbrüche in die
Dicke des Substrats im Bereich der hohen Spannungskonzentration
als Reaktion auf eine Bruchkraft, die auf beide Seiten des Grabens
aufgebracht wird, aus, um einen sauberen Bruch des Substrats in
separate Schaltungsbauteile mit durch die Sprunglinie festgelegten
Seitenrändern zu
bewirken.
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Die
Verwendung eines UV-Lasers, um die durch Laser abschmelzbare Beschichtung
abzuschmelzen und eine Ritzlinie auszubilden, ist bevorzugt, da
das Umschalten zwischen den zwei UV-Laser-Bearbeitungsvorgängen nur
die Einführung
einer Strahlformungsoptik und einer Strahlleistungseinstellung zur
Folge hat. Ein Laserstrahl mit Gaußform wird verwendet, um Ritzlinien
auszubilden, und ein Laserstrahl mit gleichmäßiger Form, der durch Einfügen einer
Strahlformungs-Objektivlinse gebildet wird, wird verwendet, um die
durch Laser abschmelzbare Beschichtung abzuschmelzen.
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Zusätzliche
Aspekte und Vorteile dieser Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen ersichtlich,
die mit Bezug auf die zugehörigen
Zeichnungen vor sich geht.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1A ist
eine Draufsicht auf eine Substratplatte des Standes der Technik,
die eine Matrix von Bereichen mit Widerstandsmaterial trägt, die
zwischen benachbarten elektrischen Leitern angeordnet sind, so dass,
wenn sie zertrennt und abgeschlossen wird, mehrere diskrete Chipwiderstände ausgebildet werden.
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1B ist
eine vergrößerte bruchstückhafte isometrische
Ansicht von mehreren Bereichen mit Widerstandsmaterial, die zwischen
benachbarten elektrischen Leitern angeordnet sind, die sich in der oberen
linken Ecke der Substratplatte des Standes der Technik von 1A befinden.
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2 ist
eine Draufsicht auf eine Substratplatte des Standes der Technik,
die, wenn sie zertrennt und abgeschlossen wird, mehrere diskrete Kondensatoren
bildet.
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3A und 3B sind
jeweilige isometrische Ansichten von Vorderseiten- und Rückseiten-Hauptflächen einer
Reihenleiste des Standes der Technik, die durch Brechen der Substratplatte
von 1A und 1B in
einer vertikalen Richtung zwischen benachbarten elektrischen Leitern
ausgebildet wird.
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4 ist
eine bruchstückhafte
isometrische Ansicht, die einen Seitenrand der Substratplatte von 2 zeigt,
wie von einer der Vorderseiten- oder der Rückseiten-Hauptfläche der
Substratplatte gesehen.
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5 ist
eine isometrische Ansicht von einem von mehreren Widerständen des
Standes der Technik, der durch Zertrennen und Abschließen der Reihenleiste
von 3A und 3B in
separate, diskrete Widerstände
ausgebildet wird.
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6 ist
eine isometrische Ansicht von einem von mehreren Kondensatoren des
Standes der Technik, der durch Zertrennen und Abschließen der Reihenleiste
von 4 in separate, diskrete Kondensatoren ausgebildet
wird.
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7 ist
eine Draufsicht einer vorgeritzten Substratplatte der in 1A und 1B gezeigten Art,
in der die Hauptfläche,
die ein Widerstandsmaterial trägt,
mit einer durch Laser abschmelzbaren Beschichtung bedeckt ist.
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8A ist
eine Draufsicht auf die ein Widerstandsmaterial tragende obere Hauptfläche der
Substratplatte von 7 nach der Belichtung der mit
einem durch Laser abschmelzbaren Material beschichteten elektrischen
Leiter mit einer UV-Laserausgangsleistung.
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8B ist
eine vergrößerte bruchstückhafte isometrische
Ansicht der freigelegten Teile der elektrischen Leiter, die sich
in der oberen linken Ecke der Substratplatte von 8A befinden.
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8C ist
eine Draufsicht auf die untere Hauptfläche der Substratplatte von 7 nach
der Belichtung der mit einem durch Laser abschmelzbaren Material
beschichteten elektrischen Leiter mit einer UV-Laserausgangsleistung.
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9 ist
eine isometrische Ansicht der ein Widerstandsmaterial tragenden
oberen Hauptfläche einer
Widerstandsreihenleiste, die durch Brechen der Substratplatte von 8A, 8B und 8C ausgebildet
wird.
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10 ist
eine isometrische Ansicht der Reihenleiste von 9 mit
metallisierten Seitenrändern, die
leitende Verbindungen zwischen räumlich
ausgerichteten Paaren von elektrischen Leitern bilden.
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11 ist
eine Draufsicht auf eine vorgeritzte Substratplatte der in 2 gezeigten
Art, wobei eine der Hauptflächen
mit einer durch Laser abschmelzbaren Beschichtung überzogen
ist.
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12 ist
eine Draufsicht auf die Hauptfläche
der in 11 gezeigten Substratplatte,
nachdem ein UV-Laser Streifen des durch Laser abschmelzbaren Beschichtungsmaterials
entfernt hat.
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13 ist
eine isometrische Ansicht von einer der Hauptflächen einer Kondensatorreihenleiste, die
durch Brechen der Substratplatte von 12 ausgebildet
wird.
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14 ist
eine isometrische Ansicht der Reihenleiste von 13 mit
metallisierten Seitenrändern,
die leitende Verbindungen der internen Elektroden und zwischen den
Hauptflächen
bilden.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Wie
vorstehend erörtert,
hatten die Verfahren des Standes der Technik zum Ausbilden einer
leitenden Verbindung zwischen jedem elektrischen Leiter in einem
räumlich
ausgerichteten Paar von elektrischen Leitern das aufeinander folgende
Aufbringen einer Resistbeschichtung und dann einer Metallbeschichtung
auf eine Reihenleiste zur Folge. Diese Verfahren des Standes der
Technik werden jedoch angesichts der technologischen Fortschritte,
die zur Ausbildung und Verwendung von passiven elektronischen Miniaturbauteilen
der nächsten
Generation geführt
haben, schnell unzureichend.
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Ein
bevorzugtes Verfahren der vorliegenden Erfindung hat im Gegensatz
dazu das Aufbringen einer durch Laser abschmelzbaren Beschichtung
auf das Substrat, während
es in Plattenform vorliegt, das Richten eines gleichmäßig geformten
Laserstrahls, der von einem UV-Laser emittiert wird, entlang der Längen der
elektrischen Leiter, um die durch Laser abschmelzbare Beschichtung
in ausreichenden Mengen zu entfernen, um sie freizulegen, das Brechen der Substratplatte
in mehrere Reihenleisten mit freiliegenden Seitenrändern und
das Metallisieren der Seitenränder
der Reihenleisten, um leitende Verbindungen auszubilden, zur Folge.
Da eine durch Laser abschmelzbare Beschichtung aufgebracht wird,
während
sich die elektronischen Schaltungsbauteile in ihrer Substratplattenform
mit größerer Größe befinden, kann
eine größere Genauigkeit
und Effizienz erreicht werden als wenn versucht wird, die Resistbeschichtung
auf die Reihenleistenform mit kleinerer Größe gemäß den Verfahren des Standes
der Technik aufzubringen. Ein UV-Laser ist bevorzugt, da organische Materialien,
aus denen die durch Laser abschmelzbare Beschichtung besteht, durch
UV-Wellenlängen der
Laserstrahlung sauber abgeschmolzen werden.
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Bevorzugte
Verfahren der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um die
Enden von verschiedenen passiven elektronischen Bauteilen abzuschließen. Der
in Verbindung mit passiven elektronischen Bauteilen hierin verwendete
Begriff "Substrat" bezieht sich auf
einlagige Strukturen sowie mehrlagige und laminierte mehrlagige
Strukturen eines vereinigten Stapels. Substrate von passiven elektronischen
Bauteilen sind von verschiedenen Arten, einschließlich, jedoch
nicht begrenzt auf bevorzugte Keramik- und keramikartige Materialien,
die nachstehend beschrieben werden.
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Eine
erste Art ist ein Keramiksubstrat, das entweder in einer einlagigen
oder mehrlagigen Plattenform, einschließlich grüner (weicher) oder gebrannter
(harter) Platten aus beispielsweise gleichzeitig gebrannten Hochtemperatur-Keramik- (HTCC) oder gleichzeitig
gebrannten Niedertemperatur-Keramik- (LTCC) Materialien, konstruiert
ist.
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Eine
zweite Art ist ein einlagiges gebranntes Keramiksubstrat, das mit
einzelnen (Chip-) Widerständen
oder Widerstandsnetzwerken; piezoelektrischen, elektrooptischen
oder optoelektronischen Bauelementen; Induktoren; oder anderen einzelnen Bauteilen,
die auf dem größeren Keramiksubstrat
mit mehreren Elementen aufgebaut sind, strukturiert ist.
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Eine
dritte Art wird mit einer Technologie einer mehrlagigen Keramik
implementiert, einschließlich
für entweder
HTCC- oder LTCC-Materialien Chipkondensatoren, Netzwerken, die aus
Matrizes von mehreren Bauteilarten (z.B. Widerständen, Kondensatoren und Induktoren)
bestehen, und elektronischen HTCC- und LTCC-Bausteinen, die passive Bauteile
enthaften, oder elektronischen Bausteinen zur Verwendung als Zwischenschalteinrichtungen, die
Halbleiter- (z.B. Silizium-) Bauelemente mit anderen elektronischen
Bausteinen verbinden.
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Eine
vierte Art ist ein entweder gebranntes oder ungebranntes spezialisiertes
Keramiksubstrat und mit entweder einlagiger oder mehrlagiger Konstruktion,
wie beispielsweise ein Substrat eines Varistors oder Thermistors.
Die einlagige Konstruktion von Thermistor- und Varistor-Substraten
wird von Fachleuten als irgendeine von Scheiben, Stäben, Zwischenlagen,
Barren, Platten, röhrenförmigen Formen und
Raupen bezeichnet.
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Beispielhafte
bevorzugte Verfahren der vorliegenden Erfindung werden zuerst mit
Bezug auf die Ausbildung von diskreten Chipwiderständen und dann
mit Bezug auf die Ausbildung von diskreten Chipkondensatoren beschrieben.
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Mit
Bezug auf die Ausbildung von Chipwiderständen 52 hat ein bevorzugtes
Verfahren der vorliegenden Erfindung das Aufbringen einer durch
Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 auf jede der ersten Hauptfläche 14 und
der zweiten Hauptfläche 16 des Substrats 10 zur
Folge, wie in 7 für die Hauptfläche 14 gezeigt.
Das Substrat 10 ist vorzugsweise ein Keramikmaterial, könnte jedoch
ein alternatives Material mit den geeigneten elektrischen und mechanischen
Eigenschaften sein. Eine bevorzugte durch Laser abschmelzbare Beschichtung 70 ist
ein nicht-lichtempfindlicher, durch Laser abschmelzbarer Resist,
der ein organisches Material ist. Die durch Laser abschmelzbare
Beschichtung 70 kann, muss jedoch nicht ein Polyimid sein;
sie kann ein beliebiges durch Laser abschmelzbares Resistmaterial
sein, das mit dem gewählten
Substrat 10 kompatibel ist. Die durch Laser abschmelzbare Beschichtung 70 bedeckt
jede der ersten und der zweiten Hauptfläche 14 und 16 des
Substrats 10 vorzugsweise vollständig.
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Als
nächstes
wird ein UV-Laserstrahl mit einer Fleckgröße und einer Energieverteilung,
die ausreichen, um die durch Laser abschmelzbare Beschichtung von
ausgewählten
Bereichen der ersten und der zweiten Hauptfläche 14 und 16 zu
entfernen, auf das Substrat 10 ausgerichtet und zum Einfall
auf dieses gerichtet. Der UV-Laserstrahl wird entlang zumindest
eines Teils der Länge
von jedem der elektrischen Leiter 18 und 20 gerichtet,
die ein räumlich ausgerichtetes
Paar bilden, wodurch ausreichende Mengen der durch Laser abschmelzbaren
Beschichtung 70 entfernt werden, um zumindest einen Teil
der Länge
von jedem der ersten und zweiten Leiter 18 und 20 freizulegen,
wie in 8A, 8B und 8C gezeigt
ist. 8A und 8B zeigen
die durch Laser abschmelzbare Beschichtung 70, die auf Bereichen
mit Widerstandsmaterial 32 und kleinen Teilen von Elektrodenkontaktstellen 22 auf
der ersten Hauptfläche 14 der
Substratplatte 10 verbleibt. 8C zeigt
die durch Laser abschmelzbare Beschichtung 70, die auf
Bereichen verbleibt, die durch Räume 26 zwischen
Elektrodenkontaktstellen 30 auf der zweiten Hauptfläche 16 festgelegt
sind. Die Entfernung der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 von
zumindest einem Teil der ersten und der zweiten Hauptfläche 14 und 16 kann
gleichzeitig oder nacheinander von einer und dann der anderen der ersten
und der zweiten Hauptfläche 14 und 16 durchgeführt werden.
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Ein
bevorzugter UV-Laser emittiert einen gleichmäßig geformten Laserstrahl mit
einer Wellenlänge
von weniger als 400 nm, bevorzugter 355 nm, 266 nm oder 213 nm.
(Ein UV-Laser ist als einer definiert, der Licht mit einer Wellenlänge emittiert,
die kürzer
ist als 400 nm.) Ein bevorzugter Laser zur Verwendung in dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung ist ein gütegeschalteter, diodengepumpter Festkörper-UV-Laser,
der ein laseraktives Festkörpermaterial
umfasst, wie z.B. Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YAP oder ND:YVO4 oder einen
mit Holmium oder Erbium dotierten YAG-Kristall. UV-Laser sind bevorzugt,
da die meisten durch Laser abschmelzbaren Resistbeschichtungen eine
starke Absorption im UV-Bereich aufweisen; irgendeine Laserquelle,
die einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge erzeugt, die organische
Materialien sauber entfernt, kann jedoch verwendet werden. Ein bevorzugter
Laser liefert eine harmonisch erzeugte UV-Laserausgangsleistung von einem oder
mehreren Laserimpulsen mit einer Wellenlänge wie z.B. 355 nm (frequenzverdreifacht Nd:YAG),
266 nm (frequenzvervierfacht Nd:YAG) oder 213 nm (frequenzverfünffacht
Nd:YAG) mit hauptsächlich
einem TEM00-Raummodenprofil. Die Laserausgangsleistung mit einer
Wellenlänge
von 355 nm ist besonders bevorzugt, da die harmonische kristalline
Verfügbarkeit
und Verdoppelung innerhalb des Resonators bei dieser Wellenlänge die
größte erhältliche
Leistung und Impulswiederholungsrate ermöglichen. Der Laser weist vorzugsweise
einen runden oder quadratischen gleichmäßigen Strahl auf, dessen unterer
Bereich einen Durchmesser oder eine Seitenlänge zwischen etwa 30 Mikrometer
und etwa 300 Mikrometer aufweist. Der Laser wird vorzugsweise mit
einer hohen Wiederholungsrate zwischen etwa 15 kHz und etwa 100
kHz und einem Leistungspegel zwischen etwa 0,5 W und etwa 10 W betrieben.
Die Impulslänge
ist vorzugsweise etwa 30 ns, kann jedoch eine beliebige geeignete
Impulslänge
sein. Der UV-Laserstrahl weist vorzugsweise eine Energie pro Impuls
zwischen etwa 50 μJ
und etwa 1000 μJ
auf.
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Die
UV-Laserimpulse können
durch eine Vielzahl von gut bekannten optischen Vorrichtungen, einschließlich einer
Strahlaufweitungsvorrichtung oder Aufwärtskollimatorlinsen-Komponenten
(mit beispielsweise einem 2×-Strahlaufweitungsfaktor), die
entlang eines Laserstrahlweges angeordnet sind, in aufgeweitete
kollimierte Impulse umgewandelt werden. Ein Strahlpositionierungssystem
richtet typischerweise kollimierte Impulse durch eine Strahlformungs-Objektivlinse
auf eine gewünschte
Laserzielposition auf dem Keramiksubstrat. Die Strahlpositionierungssysteme,
die in Mikrobearbeitungssystemen mit kleiner Fläche der Modellreihen Nrn. 43xx
und 44xx enthalten sind, welche von Electro Scientific Industries,
Inc., Portland, Oregon, dem Anmelder dieser Patentanmeldung, hergestellt
werden, sind zum Implementieren der vorliegenden Erfindung geeignet,
um durch Laser abschmelzbare Beschichtungen auf kleineren (d.h.
kleiner als 10,2 cm × 10,2
cm (4 Inch × 4
Inch)) Keramiksubstraten abzuschmelzen. Einige von diesen Systemen,
die einen X-Y-Linearmotor zum Bewegen des Substrats und einen X- Y-Tisch zum Bewegen
der Strahlformungs-Objektivlinse verwenden, sind kosteneffiziente
Positionierungssysteme zur Herstellung von langen, geraden Schnitten.
Fachleute werden erkennen, dass ein System mit einem einzelnen X-Y-Tisch für die Substratpositionierung
mit einer festen Strahlposition und Strahlformungsoptik alternativ
verwendet werden kann.
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Als
nächstes
wird die Substratplatte 10 in mehrere Reihenleisten 48 zerbrochen,
von denen jede Seitenränder 60 umfasst,
entlang derer verschiedene räumlich
ausgerichtete Paare von ersten und zweiten elektrischen Leitern 18 und 20 verlaufen. Die
Reihenleisten 48 sind in 9 gezeigt.
Beispielhafte Reihenleisten 48 werden beim Ausbilden von Chipwiderständen vom
Typ 0402 verwendet.
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Ein
elektrisch leitendes Material wird auf die Seitenränder 60 der
Reihenleisten 48 aufgebracht, um eine leitende Verbindung 56 zwischen
jedem der elektrischen Leiter 18 und 20 auszubilden,
die ein räumlich
ausgerichtetes Paar bilden. 10 ist
ein Diagramm einer Reihenleiste 48 mit Seitenrändern 60,
die mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet wurden,
um die leitenden Verbindungen 56 auszubilden. Das elektrisch
leitende Material wird typischerweise als Metallpaste auf die Reihenleiste 48 aufgebracht.
Die Paste wird vorzugsweise auf den Seitenrändern 60 in einer
kontinuierlichen Schicht mit im Wesentlichen gleichmäßiger Dicke
ausgebreitet, da Leerstellen in der Paste zu Unstetigkeiten der
leitenden Verbindungen führen
könnten.
Wenn die aufgebrachte Pastenschicht zu dick ist, könnten ferner die
Breite der resultierenden leitenden Verbindung 56 und ihre
Gleichmäßigkeit
nachteilig beeinflusst werden. Beispielhafte Verfahren zum Aufbringen
der Metallpaste umfassen Dosieren, Ausbreiten und Sputtern. Die
Paste kann wahlweise anschließend
durch Erwärmen
oder bei Umgebungstemperatur getrocknet werden, um die leitenden
Verbindungen 56 zu härten.
Sobald sich die durch Laser abschmelzbare Beschichtung 70 an
der Stelle befindet, können
die Reihenleisten 48 vollständig mit dem elektrisch leitenden
Material bedeckt werden, da die durch Laser abschmelzbare Beschichtung 70 die
gesamte Reihenleiste 48 abgesehen von den freigelegten
elektrischen Leitern 18 und 20 und ihren zugehörigen Seitenrändern 60 schützt. Folglich
bedeckt die elektrisch leitende Beschichtung nur diese Flächen und
bildet dadurch leitende Verbindungen 56. Nach dem Aufbringen
des elektrisch leitenden Materials und der Ausbildung von leitenden
Verbindungen 56 wird die Reihenleiste 48 in mehrere
Chipwiderstände 52 zerbrochen.
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Der
Bruch des Substrats 10 in mehrere Reihenleisten 48 kann
in zahlreichen Weisen durchgeführt
werden. Ein beispielhaftes bevorzugtes Verfahren hat das Ausbilden
von Ritzlinien 72 (in 7, 8A, 8B und 8C gezeigt)
im Substrat 10 durch Richten eines UV-Laserstrahls entlang
der Längen
der Bahnen 28u, die sich entlang der Hauptfläche 14 des
Substrats 10 erstrecken und die zu den elektrischen Leitern 18 im
Wesentlichen parallel sind, zur Folge. Das Substrat 10 absorbiert
zumindest einen Teil der durch den Laserstrahl emittierten Energie,
wodurch eine Tiefenentfernung eines Teils des Substrats 10 bewirkt
wird, um flache Gräben
entlang der Bahnen 28u auszubilden, die durch Muster erzeugt
werden, die auf dem Substrat 10 durch die elektrischen
Leiter 18 und Bereiche mit Widerstandsmaterial 32 ausgebildet
sind. Beim Aufbringen einer Bruchkraft auf das Substrat 10 auf
beide Seiten jeder Ritzlinie 72 der Bahn 28u zerbricht
die Substratplatte 10 in separate Reihenleistenstücke 48,
von denen jedes mehrere Chipwiderstände 52 umfasst. Bevorzugte
Laser zur Verwendung beim Ausbilden der Ritzlinie 72 sind
dieselben wie die vorstehend beschriebenen Laser zur Verwendung
beim Bewirken einer Entfernung der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 von
den elektrischen Leitern 18, wobei die Strahlformungs-Objektivlinse entfernt
ist, um einen Strahl mit Gaußform
bereitzustellen. Eine bevorzugte Tiefe der Ritzlinie ist etwa 10%
der Tiefe des Substrats 10, die für ein 250 Mikrometer dickes
Substrat 25 Mikrometer ist.
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Der
Bruch der Reihenleisten 48 in mehrere, diskrete Chipwiderstände 52 hat
die Ausbildung von Ritzlinien 72 im Substrat 10 durch
Richten eines UV-Laserstrahls entlang der Längen der Bahnen 86u,
die sich entlang der Hauptfläche 14 des
Substrats 10 erstrecken und die zu den elektrischen Leitern 18 im
Wesentlichen senkrecht sind, zur Folge. Jede Ritzlinie 72 auf
einer Bahn 86u wird vorzugsweise wie vorstehend beschrieben
ausgebildet. Beim Aufbringen einer Bruchkraft auf die Reihenleiste 48 auf beiden
Seiten der Ritzlinie 72 bricht die Reihenleiste 48 in
mehrere, separate Chipwiderstände 52.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden
Ritzlinien 72 auf Bahnen 28u, die verwendet werden,
um das Substrat 10 in Reihenleisten 48 zu zerbrechen,
und Bahnen 86u, die verwendet werden, um die Reihenleisten 48 in
mehrere, separate Chipwiderstände 52 zu
zerbrechen, im Substrat 10 ausgebildet, entweder bevor
das Substrat 10 mit der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 beschichtet wird
oder bevor der UV-Laser die Entfernung der durch Laser abschmelzbaren
Beschichtung 70 entlang der Längen von elektrischen Leitern 18 bewirkt ("Vorritzen"). Ein Vorteil des
Vorritzens besteht darin, dass es die Handhabung der Reihenleisten 48 nach dem
Aufbringen der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung minimiert.
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In
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die Ritzlinien 72, die entlang der Bahnen 28u ausgebildet
werden und verwendet werden, um das Substrat 10 in die
Reihenleisten 48 zu zerbrechen, tiefer als die Ritzlinien 72,
die entlang der Bahnen 86u ausgebildet werden und verwendet
werden, um die Reihenleiste 48 in mehrere, separate Chipwiderstände 52 zu
vereinzeln. Die Tiefen der Ritzlinien 72 auf den Bahnen 86u hängen davon
ab, ob eine Metallschicht, z.B. ein elektrischer Leiter, auf der
unteren Hauptfläche 16 ohne
Ritzlinie vorliegt. Die Tiefe einer Ritzlinie 72 kann etwa
5%–8%
der Substratdicke bei Abwesenheit einer Metallschicht und gleich oder
größer als
10% bei Anwesenheit einer Metallschicht sein.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise ferner das
Entfernen einer restlichen durch Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 von
den Chipwiderständen 52 mit
leitenden Verbindungen 56 zur Folge. Obwohl die Entfernung
der restlichen durch Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 durch
verschiedene Verfahren bewirkt werden kann, muss das gewählte Verfahren
mit dem verwendeten Resistmaterial kompatibel sein. Ein beispielhaftes
Entfernungsverfahren hat das Brennen der Chipwiderstände 52 in
einem Ofen zur Folge. Ein weiteres beispielhaftes Verfahren hat
die Verwendung einer wasserlöslichen,
durch Laser abschmelzbaren Beschichtung zur Folge, die durch Waschen mit
Wasser oder einem anderen Lösungsmittel
entfernt werden kann.
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Dieser
Prozess kann von Abriebwirkung begleitet sein. Alternativ könnte die
restliche durch Laser abschmelzbare Beschichtung 70 an
der Stelle bleiben.
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Mit
Bezug auf die Ausbildung von diskreten Kondensatoren 54 hat
ein bevorzugtes Verfahren der vorliegenden Erfindung das Aufbringen
der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 auf beide
der vorgeritzten ersten und zweiten Hauptfläche 36 und 38 des
Substrats 34 zur Folge, wie in 11 für die Hauptfläche 36 gezeigt.
Wie vorstehend angegeben, umfasst das Substrat 34 ein dielektrisches
Material und wird vorzugsweise aus mehreren Schichten aus Keramikmaterial
ausgebildet. Das Keramikmaterial wird vor dem Brennvorgang vorgeritzt,
da die Abschmelzschwelle von weichem Keramikmaterial niedriger ist.
Die durch Laser abschmelzbare Beschichtung 70 wird nach
dem Brennprozess aufgebracht, der die Beschichtung 70 beseitigen
würde, wenn
sie vorhanden wäre.
Beide Hauptflächen 36 und 38 werden
vorgeritzt, um den Bruch des relativ dicken dielektrischen Substrats 34 zu
erleichtern. Alternativ können
alle Prozessschritte vor dem Brennen durchgeführt werden, einschließlich Hinzufügen des
Abschlussmetalls und des Brennens der vollständigen Struktur in einem Vorgang.
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Wie
vorstehend mit Bezug auf Widerstände beschrieben
ist, wird dann ein UV-Laserstrahl
mit einer Fleckgröße und einer
Energieverteilung, die ausreichen, um die durch Laser abschmelzbare
Beschichtung von ausgewählten
Bereichen der ersten und der zweiten Hauptfläche 36 und 38 zu
entfernen, auf das Substrat 34 ausgerichtet und zum Einfall
auf dieses gerichtet. Der UV-Laserstrahl wird zum Entfernen von
Mengen der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 von
der ersten und der zweiten Hauptfläche 36 und 38 gerichtet,
um Streifen 90 von dielektrischen Material dort freizulegen,
wo elektrisch leitende Bereiche ausgebildet werden sollen, wie in 12 gezeigt.
Einer der Hauptvorteile des Laserprozesses ist seine Fähigkeit,
die Schrumpfung und Verziehung zu kompensieren und dadurch die Laserabschmelzung
entlang nicht-senkrechter oder nicht vollkommen gerader Linien zu
ermöglichen.
Die zum Entfernen der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung 70 verwendeten
Laser und die Parameter, bei denen diese Laser vorzugsweise betrieben werden,
sind dieselben wie die vorstehend mit Bezug auf Chipwiderstände beschriebenen.
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Wie
vorstehend mit Bezug auf Widerstände beschrieben
ist, wird das Substrat 34 dann in mehrere Reihenleisten 50 zerbrochen,
von denen jede Seitenränder 62 umfasst.
Die Reihenleisten 50 sind in 13 gezeigt.
Der Bruch des Substrats 34 in mehrere Reihenleisten 50 kann
in einer beliebigen der vorstehend mit Bezug auf Chipwiderstände beschriebenen
Weisen durchgeführt
werden.
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Als
nächstes
wird das elektrisch leitende Material aufgebracht, um die Seitenränder 62 der
Reihenleisten 50 zu überbrücken, um
eine leitende Verbindung 58 für die internen Elektroden 40 auszubilden
und an die freiliegenden Streifen 90 von dielektrischem
Material auf den Hauptflächen 36 und 38 zu bonden. 14 ist
ein Diagramm einer Reihenleiste 50 mit Seitenrändern 62,
die mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet wurden,
um leitende Verbindungen 58 über den vorher freiliegenden
Streifen 90 auszubilden. Das elektrisch leitende Material
wird vorzugsweise auf Reihenleisten 50 aufgebracht, wie vorstehend
mit Bezug auf Widerstände
beschrieben.
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Nach
dem Aufbringen des elektrisch leitenden Materials und der Ausbildung
der leitenden Verbindungen 58 und der elektrischen Leiter
wird die Reihenleiste 50 in mehrere, diskrete Kondensatoren 54 zerbrochen.
Der Bruch der Reihenleisten 50 in mehrere diskrete Kondensatoren 54 kann
in einer beliebigen der zahlreichen Weisen durchgeführt werden,
die vorstehend mit Bezug auf Chipwiderstände beschrieben wurden.
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Wie
vorstehend für
Kondensatoren 54 angegeben, tragen bestimmte Arten von
Substraten keine elektrischen Leiter und weisen daher leere Hauptflächen auf.
Die Ausführung
der bevorzugten Verfahren an solchen Arten von Substraten kann durch
Ausbilden von elektrischen Leitern während der Ausbildung von leitenden
Verbindungen durchgeführt
werden. Eine durch Laser abschmelzbare Beschichtung wird auf eine
Hauptfläche
aufgebracht und der UV-Laserstrahl entfernt die durch Laser abschmelzbare
Beschichtung, um die leeren Stellen freizulegen, an denen elektrische
Leiter vorhanden gewesen wären, um
die räumlich
ausgerichteten Paare von oberen und unteren elektrischen Leitern
auszubilden. Nach dem Auseinanderbrechen des Substrats, um Reihenleisten
auszubilden, bedeckt das elektrisch leitende Beschichtungsmaterial
die freigelegten leeren Stellen, um elektrische Leiter auszubilden,
und umhüllt die
Seitenränder,
um leitende Verbindungen mit den elektrischen Leitern auszubilden.
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Die
vorstehend beschriebenen Verfahren können ebenso bei der Herstellung
von anderen elektronischen Miniaturbauteilen wie z.B. Induktoren und
Varistoren angewendet werden.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Bewirken
der Entfernung der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung, während das
Substrat in Plattenform vorliegt, das Aufrechterhalten der Ausrichtung
des Laserstrahls und des Substrats erleichtert. Die Ausrichtung
wird durch Ausrichten des Laserstrahls auf einen Bezugspunkt bewirkt.
Folglich kann die Ausrichtung in verschiedenen Weisen durchgeführt werden,
einschließlich
Plattenausrichtung und Musterausrichtung. Ein Beispiel der Musterausrichtung
hat das Ausrichten des Laserstrahls auf einen oder beide der elektrischen
Leiter oder auf eine Ritzlinie zur Folge. Ein Vorteil der Implementierung
der Musterausrichtung besteht darin, dass sie den Bedarf dafür, dass
das Muster genau auf das Substrat ausgerichtet wird, minimiert oder
beseitigt. Ein Beispiel der Plattenausrichtung hat das Ausrichten
des Laserstrahls auf die Keramikplatte selbst oder auf einen gewissen
Teil derselben wie z.B. ihre Ecken oder Ausrichtungslöcher, die
in die Platte gebohrt wurden, zur Folge. Durch Bewirken der Entfernung
der durch Laser abschmelzbaren Beschichtung, wenn sich das Substrat
in Plattenform befindet, kann die Ausrichtung der ersten und der zweiten
entgegengesetzten Hauptfläche
aufrechterhalten werden. Dies erleichtert die erhöhte Genauigkeit
und sauberere Reihenleisten-Seitenränder.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass sie
einen sehr genauen "Umhüllungs"-Abschlussstreifen
am Chipwiderstand oder -kondensator erzeugt. Im Fall von Chipwiderständen erzeugt
sie eine sehr gerade Linie von den elektrischen Leitern zur Kante
des Bereichs mit Widerstandsmaterial.
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Für Fachleute
wird es offensichtlich sein, dass viele Änderungen an den Einzelheiten
der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgenommen
werden können,
ohne von den zugrunde liegenden Prinzipien der Erfindung abzuweichen.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung sollte daher nur durch
die folgenden Ansprüche
bestimmt werden.
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Zusammenfassung
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Das
Abschließen
der Enden von passiven elektronischen Bauteilen hat das Aufbringen
einer durch Laser abschmelzbaren Beschichtung (70) auf jede
der entgegengesetzten Hauptflächen
(14 und 16; 36 und 38) eines
Substrats (10 und 34) zur Folge. Ein UV-Laserstrahl
mit einer Fleckgröße und einer Energieverteilung,
die ausreichen, um die durch Laser abschmelzbare Beschichtung von
mehreren ausgewählten
Bereichen der Hauptflächen
zu entfernen, wird zum Einfall auf das Substrat gerichtet. Eine
relative Bewegung zwischen dem UV-Laserstrahl und dem Substrat bewirkt
die Entfernung von ausreichenden Mengen der durch Laser abschmelzbaren
Beschichtung, um die mehreren ausgewählten Bereiche der entgegengesetzten
Hauptflächen
freizulegen. Das Substrat wird dann in mehrere Reihenleisten (48 und 50)
zerbrochen, von denen jede Seitenränder (60 und 62)
umfasst, entlang derer verschiedene räumlich ausgerichtete Paare
der ausgewählten
Bereiche der entgegengesetzten Hauptflächen angeordnet sind. Ein elektrisch
leitendes Material wird auf die Seitenränder aufgebracht, um elektrisch
leitende Verbindungen (56 und 58) zwischen jedem
räumlich ausgerichteten
Paar der ausgewählten
Bereiche auszubilden.