DE19755753A1

DE19755753A1 - Resistor device and method for its production

Info

Publication number: DE19755753A1
Application number: DE1997155753
Authority: DE
Inventors: Susann Goeksel; Claus-Peter Czaya
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-06-17
Also published as: GB9825964D0; GB2332569A; JPH11251102A

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft zunächst ein Widerstandsbauelement umfassend ein Trägerteil, wenigstens eine auf dem Trägerteil angeordnete Widerstandsschicht und mit der Widerstandsschicht elektrisch leitend verbundene An schlußelemente.The invention first relates to a resistance component comprising a carrier part, at least one on the Carrier part arranged resistance layer and with the Resistance layer electrically connected to An closing elements.

Derartige Widerstandsbauelemente sind seit längerem bekannt. Sie werden insbesondere als Schutzwiderstände verwendet. Beispielsweise existieren gedruckte Wider stände in Dickschichttechnik, aufgedampfte Widerstände in Dünnfilmtechnik oder SMD-Widerstandsbauelemente.Such resistance components have been around for a long time known. They are used especially as protective resistors used. For example, there are printed contraries stands in thick film technology, evaporated resistors in Thin film technology or SMD resistance components.

Problematisch bei diesen Widerstandsbauelementen ist zum einen der verhältnismäßig große Platzbedarf, der einer Miniaturisierung nachteilig entgegensteht. Darüber hinaus erweist sich die aufwendige Herstellung solcher Wider standsbauelemente als problematisch. Schließlich ist auch die Kontaktierung der Widerstandselemente beispielsweise mit Anschlußelementen von integrierten Schaltkreisen oder mit anderen Anschlußelementen auf Trägerplatten nicht unproblematisch und ist zum Teil mit einem großen Aufwand verbunden.The problem with these resistance components is one of the relatively large space requirements, the one Miniaturization is disadvantageous. Furthermore the elaborate production of such contradictions turns out stand components as problematic. Finally, too the contacting of the resistance elements, for example with connection elements of integrated circuits or not with other connection elements on carrier plates unproblematic and sometimes takes a lot of effort connected.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Widerstandsbauelement zu vermitteln, welches bei ein facher Herstellung einen sehr kleinen Platzbedarf aufweist und welches darüber hinaus auf die unterschied lichste Art und Weise kontaktiert werden kann, beispiels weise durch Bonddrähte, durch Leitpasten, Lote oder Kleber o. dgl.The invention is therefore based on the object To convey resistance component, which at a manufacturing a very small amount of space and which also on the difference most possible way can be contacted, for example by bond wires, by conductive pastes, solders or Glue or the like

Advantages of the invention

Die Aufgabe wird bei einem Widerstandsbauelement der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Trägerteil eine dünne Keramikplatte ist und daß die Anschlußelemente auf die Keramikplatte aufgebrachte Bondflächen sind, die mit der Widerstandsschicht zur Ausbildung eines elektrischen Kontaktes teilweise überlappen.The task is with a resistance component Type described above solved in that the Carrier part is a thin ceramic plate and that the Connection elements applied to the ceramic plate Bond areas are that with the resistance layer Partial formation of an electrical contact overlap.

Durch die Verwendung der dünnen Keramikplatte, auf der nicht nur die Widerstandsschichten, sondern auch die mit der Widerstandsschicht verbundenen und mit dieser teilweise überlappenden Anschlußelemente in Form von Bondflächen angeordnet sind, wird insbesondere ein äußerst kompakter Aufbau der Widerstandsbauelemente, die in den meisten Fällen insbesondere auch mehrere einzelne Teilwiderstände umfassen, erzielt. By using the thin ceramic plate on which not only the resistance layers, but also those with connected to the resistance layer and with this partially overlapping connection elements in the form of Bond areas are arranged, in particular extremely compact structure of the resistance components in most cases, especially several individual ones Partial resistances include, achieved.

Was die Bondflächen betrifft, so kommen hierfür die unterschiedlichsten Ausführungsformen in Betracht. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Bond flächen aus Gold und/oder anderen Metallen, vorzugsweise Aluminium bestehen.As far as the bond areas are concerned, these are the ones different embodiments into consideration. A advantageous embodiment provides that the bond surfaces of gold and / or other metals, preferably Aluminum.

Ein besonders großer Vorteil ist es, daß das Widerstands element in Flip-Chip-Technik kontaktierbar ist. Dabei wird das Widerstandselement so mit seiner Oberseite und unten gekehrt auf einer Leiterplatte befestigt, daß seine Bondflächen und damit auch die Widerstandsschichten der Leiterplatte und den auf diesen angeordneten Kontakt flächen zugewandt sind. Auf diese Weise können ins besondere auch Widerstandsarrays von sehr kleiner Bauart auf der Leiterplatte angeordnet und kontaktiert werden, was hinsichtlich der Miniaturisierung von elektronischen und elektrischen Schaltungen von entscheidendem Vorteil ist.A particularly great advantage is that the resistance element can be contacted using flip-chip technology. Here the resistance element with its top and swept down on a circuit board attached that its Bond areas and thus also the resistance layers of the PCB and the contact arranged on it are facing surfaces. In this way, ins special also resistance arrays of very small design arranged and contacted on the circuit board, what about the miniaturization of electronic and electrical circuits of crucial advantage is.

Die Aufgabe wird darüber hinaus auch noch durch ein Verfahren zur Herstellung von Widerstandsbauelementen mit einem Trägerteil, mit einer auf das Trägerteil aufge brachten Widerstandsschicht und mit Anschlußelementen, die mit der Widerstandsschicht elektrisch leitend verbunden sind, gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst auf eine dünne Keramikplatte im Nutzen eine Vielzahl von jeweils benachbart zueinander angeordneten Widerstandsschichten vorgegebener Länge, Breite und Höhe aufbringt und daß man an zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Widerstandsschicht jeweils Bondflächen aufbringt, die mit der Widerstandsschicht zur Ausbildung elektrischer Kontakte wenigstens teilweise überlappen. The task is furthermore also through a Process for the production of resistance components with a carrier part, with one on the carrier part brought resistance layer and with connection elements, the electrically conductive with the resistance layer are connected, which is characterized is that you first on a thin ceramic plate in Use a variety of adjacent to each other arranged resistance layers of a given length, Width and height and that you can get two opposite sides of the resistance layer each Applies bonding surfaces that with the resistance layer to Formation of electrical contacts at least partially overlap.

Dieses Herstellungsverfahren hat den besonders großen Vorteil, daß auf einfache Weise extrem kompakt bauende Widerstandsbauelemente herstellbar sind, die zudem auf jeglichen Widerstandswert und jeglichen Toleranzbereich abgleichbar sind. Die Anordnung der Bondflächen, die mit den Widerstandsschichten zur Ausbildung elektrischer Kontakte wenigstens teilweise überlappen, hat den Vorteil, daß unterschiedlichste Anschlußmethoden möglich sind, beispielsweise sind Anschlüsse durch Bonddrähte oder durch Aufbringen von Leitpasten, Lötschichten u. dgl. möglich.This manufacturing process has the particularly large one The advantage of being extremely compact in a simple manner Resistor components can be produced, which are also based on any resistance value and any tolerance range can be compared. The arrangement of the bond pads with the resistance layers for the formation of electrical Overlap contacts at least partially Advantage that different connection methods are possible are, for example, connections through bond wires or by applying conductive pastes, solder layers u. the like possible.

Um beispielsweise die Widerstandsbauelemente auf einer Seite mit einer integrierten Schaltung und auf der anderen Seite mit Leiterplatten zu verdrahten, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß an jeweils sich gegenüberliegenden Seiten der Widerstands schichten Bondflächen unterschiedlicher Materialien aufgebracht werden. Beispielsweise können auf einer Seite Goldbondflächen, auf der anderen Seite Aluminiumbond flächen aufgebracht werden.For example, the resistance components on a Side with an integrated circuit and on the Wiring the other side with circuit boards is at an advantageous embodiment provided that opposite sides of the resistor layer bonding surfaces of different materials be applied. For example, on a page Gold bond surfaces, aluminum bond on the other side surfaces are applied.

Um das Widerstandsbauelement sowohl als Widerstandsarray zu benutzen, bei dem auf einer Keramikplatte mehrere Widerstandsschichten nebeneinanderliegend angeordnet sind und welches insbesondere zum Anschluß an integrierte Schaltungen besonders geeignet ist, und um andererseits auch sehr kleine Widerstandsbauelemente mit nur einer Widerstandsschicht verwenden zu können, ist vorteilhaf terweise vorgesehen, daß die Keramikplatte in vorgegebe nen Abständen jeweils benachbart zu den Widerstands schichten zur Ausbildung von Sollbruchstellen geritzt wird. Hierdurch können Widerstandsbauelemente mit einer beliebigen Zahl von Widerstandsschichten einfach abgebro chen werden.To the resistor device both as a resistor array to use, where several on a ceramic plate Resistance layers are arranged side by side and which especially for connection to integrated Circuits is particularly suitable, and on the other hand also very small resistance components with only one Being able to use a resistance layer is advantageous tually provided that the ceramic plate in given NEN distances adjacent to the resistors layers scratched to form predetermined breaking points becomes. This allows resistance components with a any number of resistance layers simply broken off will be.

drawing

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.Further features and advantages of the invention are opposed stood the following description and the drawing cal representation of some embodiments.

In der Zeichnung ist schematisch ein Widerstandsbauele ment dargestellt, welches von der Erfindung Gebrauch macht.In the drawing, a resistance component is shown schematically ment shown which use of the invention makes.

Description of the embodiments

Ein Widerstandsbauelement, dargestellt in der Figur, umfaßt ein Trägerteil in Form einer sehr dünnen Keramik platte 10, auf welche, beispielsweise durch Siebdruck technik jeweils benachbart zueinander angeordnete Widerstandsschichten im Nutzen aufgedruckt werden. Die Anzahl und die Anordnung der Widerstandsschichten wird bestimmt durch den aufzudruckenden Widerstandswert und durch die Abmessungen der Keramikplatte 10. Jeweils an sich gegenüberliegenden Seiten der Widerstandsschichten 20 werden Bondflächen beispielsweise aus Gold 30 aufge bracht, beispielsweise durch Siebdrucktechnik oder aufgedampft, welche zur Ausbildung elektrischer Kontakte mit den Widerstandsschichten 20 in Randbereichen 40 teilweise überlappen. Es versteht sich, daß neben Goldbondflächen auch Bondflächen aus Aluminium oder anderen Metallen aufgebracht werden können. Auf sich gegenüberliegenden Seiten können auch Bondflächen unterschiedlicher Metalle, beispielsweise auf einer Seite Gold und auf der anderen Seite Aluminium, aufgebracht werden.A resistance component, shown in the figure, comprises a carrier part in the form of a very thin ceramic plate 10 , on which, for example by screen printing technology, each adjacent resistance layers are printed in use. The number and arrangement of the resistance layers is determined by the resistance value to be printed and by the dimensions of the ceramic plate 10 . In each case on opposite sides of the resistance layers 20 , bonding surfaces, for example made of gold 30, are applied, for example by screen printing technology or vapor-deposited, which partially overlap to form electrical contacts with the resistance layers 20 in edge regions 40 . It goes without saying that in addition to gold bonding areas, bonding areas made of aluminum or other metals can also be applied. Bonding surfaces of different metals, for example gold on one side and aluminum on the other, can also be applied on opposite sides.

Zwischen den Widerstandsschichten kann die Keramikplatte 10 beispielsweise geritzt werden zur Ausbildung von Sollbruchstellen 50. Die Keramikplatte 10, die gewisser maßen die Form eines Keramikriegels, aufweist, kann dadurch in Widerstandsbauelemente mit unterschiedlichen Anzahlen von Widerstandsbauelementen zerlegt werden. Es versteht sich, daß neben dem Anritzen und Brechen auch eine Trennung durch Laserstrahlen oder durch Zersägen o. dgl. möglich ist.The ceramic plate 10 can, for example, be scored between the resistance layers to form predetermined breaking points 50 . The ceramic plate 10 , which to a certain extent has the shape of a ceramic bar, can be broken down into resistance components with different numbers of resistance components. It goes without saying that in addition to scoring and breaking, separation by laser beams or by sawing or the like is also possible.

Von besonderem Vorteil ist es, daß auf der Keramikplatte 10 Widerstands schichten 20 mit unterschiedlichem Wider standswert und unterschiedlicher Toleranz aufgebracht werden können. Insbesondere können die so ausgebildeten Widerstände leicht abgeglichen werden. Durch die Anord nung der Bondflächen auf der Keramikplatte 10 sind darüber hinaus die unterschiedlichsten Verdrahtungs möglichkeiten mit Leiterplatten und/oder IC's u. dgl. möglich. Beispielsweise kann eine elektrische Kontaktie rung durch Bonddrähte vorgenommen werden. Es ist aber auch möglich, derartige Widerstände auf Leiterplatten durch Lötpasten, Leitpasten u. dgl. zu befestigen. In diesem Falle werden die Widerstandsbauelemente so auf der Leiterplatte befestigt, daß ihre Bondflächen 30 und damit auch ihre Widerstandsschichten 20 der Leiterplatte und den auf diesen angeordneten Kontaktflächen zugewandt sind. Durch diese sogenannte Flip-Chip-Technik können insbesondere auch sehr klein bauende Widerstandselemente' welche insbesondere auch mehrere Widerstandselemente umfassen, auf der Leiterplatte angeordnet werden. Dies ist nicht nur besonders platzsparend und daher ins besondere hinsichtlich der Miniaturisierung von elek tronischen und elektrischen Schaltungen von entscheiden dem Vorteil. Eine solche Anordnung erweist sich auch in bezug auf die elektromagnetische Verträglichkeit als vorteilhaft. Von Vorteil ist es auch, daß verschiedene Bondmaterialien verwendet werden können, beispielsweise können von einer integrierten Schaltung zu den Bond flächen 30 des Widerstandsbauelements Golddrähte ver wendet werden, während von den Bondflächen 30 des Widerstandsbauelements Aluminiumdrähte verwendet werden, was eine reduktive Vergoldung überflüssig macht.It is particularly advantageous that 10 resistance layers 20 with different resistance values and different tolerances can be applied to the ceramic plate 10 . In particular, the resistors formed in this way can be easily adjusted. By arranging the bond areas on the ceramic plate 10 , a wide variety of wiring options with printed circuit boards and / or ICs are also u. Like possible. For example, electrical contact can be made by bonding wires. But it is also possible to such resistors on printed circuit boards by soldering pastes, conductive pastes and. To be attached. In this case, the resistance components are fastened on the printed circuit board in such a way that their bonding surfaces 30 and thus also their resistance layers 20 face the printed circuit board and the contact surfaces arranged thereon. By means of this so-called flip-chip technology, very small-sized resistor elements, which in particular also comprise several resistor elements, can be arranged on the printed circuit board. This is not only particularly space-saving and therefore of particular advantage with regard to the miniaturization of electronic and electrical circuits. Such an arrangement also proves to be advantageous in terms of electromagnetic compatibility. It is also advantageous that different bonding materials can be used, for example, gold wires can be used from an integrated circuit to the bonding surfaces 30 of the resistance component, while aluminum wires are used from the bonding surfaces 30 of the resistance component, which makes reductive gold plating superfluous.

Claims

1. Resistor component comprising a carrier part, at least one on the carrier part arranged resistance layer ( 20 ) and with the resistance layer ( 20 ) electrically conductively connected connection elements, characterized in that the carrier part is a thin ceramic plate ( 10 ) and that the connecting elements on the Ceramic plate ( 10 ) brought up bonding surfaces ( 30 ), which partially overlap with the resistance layer ( 20 ) to form electrical contacts.

2. Resistor component according to claim 1, characterized characterized in that the bond surfaces made of gold and / - or other metals, preferably aluminum, consist.

3. Resistor component according to claim 1 or 2, characterized in that it is with its top contactable downwards (plip-chip technology).

4. A process for preparing Widerstandsbauelemen th with a carrier part, with a used of the carrier part resistive layer (20) and with terminal elements which are electrically conductively connected to the resistive layer (20), characterized by the following steps:

- You bring on a thin ceramic plate ( 10 ) in use a variety of adjacent to each other arranged resistance layers ( 20 ) of predetermined length, width and height;
- You bring on two opposite sides of the resistance layers ( 20 ) each have bonding surfaces ( 30 ) which overlap with the resistance layers ( 20 ) to form electrical contacts partially.

5. The method according to claim 4, characterized in that on opposite sides of the resistance layers ( 20 ) bonding surfaces differen cher materials are applied.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized records that the ceramic plate in predetermined Distances adjacent to the resistors layers to form predetermined breaking points is scratched.

7. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the ceramic plate ( 10 ) for forming resistor components with a differing number of resistor layers ( 20 ) is divided by laser beams in resistor arrays of different sizes.