DE19946198A1 - Dickschichtschaltung mit temperaturabhängigen Widerständen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Dickschichtschaltung mit temperaturabhängigen Widerständen und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Abstract
In einer Dickschichtschaltung mit temperaturabhängigen Widerständen und mit Schaltungsfunktionseinheiten verbindenden Leiterbahnen (2) auf einem isolierenden Substrat (1) sind die temperaturabhängigen Widerstände in den Leiterbahnen (2) integriert.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dickschichtschaltung
mit temperaturabhängigen Widerständen nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstel
lung nach Patentanspruch 10.
Bisher wurden in Dickschichtschaltungen mit temperaturabhän
gigen Widerständen diese Widerstände als diskrete Elemente in
die Schaltung eingekoppelt. Dies bedeutet für den Anwender
von Dickschichtschaltungen einen zusätzlichen Bestückungsauf
wand, wenn beispielsweise neben diskreten induktiven Kompo
nenten, wie etwa Ferrit-Kernen, daß auch die temperaturabhän
gigen Widerstände diskret in die Schaltung eingefügt werden
müssen. In Bestückungsautomaten müssen dann auch für die tem
peraturabhängigen Widerstände eigene Bestückungsvorrichtungen
vorgesehen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Möglichkeit anzugeben, mit der temperaturabhängige Elemente
direkt in eine Dickschichtschaltung eingefügt werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer Dickschichtschaltung der gat
tungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die Maßnahme nach dem
kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Dick
schichtschaltung ist Gegenstand des Patentanspruchs 10.
Weiterbildungen der Erfindung sowohl hinsichtlich der Schal
tung als auch des Verfahrens sind Gegenstand entsprechender
Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie
len gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Dickschichtschaltung mit
einer homogenen Leiterbahn mit temperaturabhängigem Wider
standsverhalten;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Dickschichtschaltung mit
Abschnitten einer Leiterbahn mit temperaturabhängigem Wider
standsverhalten sowie mit Abschnitten mit Ohm'schem Wider
standsverhalten; und
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Dickschichtschaltung mit
einer Leiterbahn mit temperaturabhängigem Widerstandsverhal
ten in Vielschichttechnologie.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist auf ein isolie
rendes Substrat 1, beispielsweise aus Aluminiumoxid (Al2O3),
eine Leiterbahn 2 aufgebracht, die insgesamt temperaturabhän
giges Widerstandsverhalten, insbesondere Kaltleiterverhalten,
besitzt.
Zur Herstellung einer derartigen Leiterbahn 2 in Dickschicht
technologie wird ein elektrisch leitendes Metall, wie bei
spielsweise Aluminium oder Silber mit einem feinkörnigen Ke
ramikpulver mit temperaturabhängigen Widerstandseigenschaften
versetzt und diese Mischung in Form einer Paste im Siebdruck
auf das isolierende Substrat 1 aufgebracht. Handelt es sich
bei der Keramik um ein Material mit Kaltleiterverhalten, so
kann der pastenförmigen Mischung gleichzeitig ein sperr
schichtabbauendes Dotierungsmaterial, wie beispielsweise Bor
oder Zink zugesetzt werden. Das Keramikpulver kann beispiels
weise durch Mahlen und anschließendes Sieben des Mahlgutes
hergestellt werden. Zur Herstellung der fertigen Leiterbahn 2
wird die im Siebdruck aufgebrachte Paste mit dem isolierenden
Substrat 1 gebrannt, wodurch ein oxidierender Einbrand ent
steht.
Die im Siebdruck aufgebrachte Paste wird vorzugsweise mit
Glasfluß versetzt, um eine gute mechanische Anbindung zwi
schen Keramik und Metallpulver zu erhalten.
Beim Ausführungsbeispiel einer Dickschichtschaltung nach Fig.
2 sind in einer Leiterbahn 2 Abschnitte 2-2 mit temperaturab
hängigen Widerstandseigenschaften vorgesehen, welche mit rein
metallischen - Ohm'schen - Abschnitten 2-1 abwechseln. Die
Abschnitte 2-2 mit temperaturabhängigen Widerstandseigen
schaften sind ebenso herstellbar, wie dies vorstehend für das
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben wurde. Die Ab
schnitte 2-1, 2-2 sind dabei mittels an sich bekannter Mas
kierungstechniken herstellbar, was übrigens auch für eine
Leiterbahnkonfiguration nach Fig. 1 gilt.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Dickschichtschal
tung mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Leiterbahn in
Vielschichttechnologie. Dabei ist auf ein isolierendes Sub
strat 1 zunächst ein rein metallischer - Ohm'scher - Bereich
10, auf diesen ein eine Keramik mit temperaturabhängigem Wi
derstandsverhalten enthaltender Bereich 11 und auf diesen
wiederum ein rein metallischer - Ohm'scher - Bereich 12 auf
gebracht. Für die Herstellung des eine Keramik mit tempe
raturabhängigen Widerstandseigenschaften enthaltenden Berei
ches 11 gelten die Ausführungen zu den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. 1 und 2 entsprechend.
Die erfindungsgemäße Integrationstechnik für temperaturabhän
gige Widerstände in Dickschichtschaltungen eignet sich insbe
sondere für Widerstände mit Kaltleiterverhalten. Es ist je
doch auch denkbar, derartige Integrationstechniken auch für
Widerstände mit Heißleiterverhalten anzuwenden. Bei Leiter
bahnen oder Leiterbahnbereichen mit temperaturabhängigem Wi
derstandsverhalten bestimmt das Mischungsverhältnis von Kera
mikpulver und Metall in einer aufzudruckenden Paste den Wi
derstandshub des temperaturabhängigen Widerstandes. Durch
Wahl des Keramikmaterials kann das Ansprechverhalten variiert
werden.
Claims (13)
1. Dickschichtschaltung mit temperaturabhängigen Widerständen
und mit mit Schaltungsfunktionseinheiten verbundenen Leiter
bahnen (2; 2.1, 2-2) auf einem isolierenden Substrat (1),
dadurch gekennzeichnet, daß die tempera
turabhängigen Widerstände mindestens in Teilen (2-2) der Lei
terbahnen (2) integriert sind.
2. Dickschichtschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß Leiterbahnen (2) mit aus
schließlich temperaturabhängigem Widerstandsverhalten vorge
sehen sind.
3. Dickschichtschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß Leiterbahnen (2) mit metal
lischen Abschnitten (2-1) mit rein Ohm'schen Widerstandsver
halten und Abschnitte (2-2) mit temperaturabhängigem Wider
standsverhalten vorgesehen sind.
4. Dickschichtschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß Leiterbahnen in Vielschicht
technologie mit abwechselnden Schichten (10, 11, 12) mit rein
Ohm'schen Widerstandsverhalten bzw. mit temperaturabhängigem
Widerstandsverhalten vorgesehen sind.
5. Dickschichtschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Lei
terbahnen (2; 11) eine mit einer Kaltleiterkeramik versetzte
siebdruckfähige Metallpaste mit sperrschichtabbauenden Eigen
schaften Verwendung findet.
6. Dickschichtschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangs
material für die siebdruckfähige Metallpaste Aluminium Ver
wendung findet.
7. Dickschichtschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangs
material für die siebdruckfähige Metallpaste Silber Verwen
dung findet.
8. Dickschichtschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die sieb
druckfähige Metallpaste Glasfluß enthält.
9. Dickschichtschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das isolie
rende Substrat (1) aus Aluminiumoxid besteht.
10. Verfahren zur Herstellung einer Dickschichtschaltung nach
einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Keramikpulver mit temperaturabhängi
gem Widerstandsverhalten in eine metallische Paste eingebaut
und im Siebdruck auf ein isolierendes Substrat (1) aufge
bracht wird, und daß das Substrat (1) mit der aufgedruckten
Paste unter Bildung von Leiterbahnen (2; 2-1, 2-2; 10, 11,
12) gebrannt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Keramikpulver durch Mahlen einer Ke
ramik und Sieben des Mahlgutes hergestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 und/oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Keramikpulver in einer
für einen vorgegebenen Widerstandshub des temperaturabhängi
gen Widerstandes notwendigen Menge in die metallische Paste
eingebracht wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, in die das Kera
mikpulver enthaltende Metallpaste Glasfluß eingebracht wird.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1999146198 DE19946198A1 (de) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | Dickschichtschaltung mit temperaturabhängigen Widerständen und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19946198A1 true DE19946198A1 (de) | 2001-04-26 |
Family
ID=7923415
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19946198A1 (de) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3106136A1 (de) * | 1981-02-19 | 1982-08-19 | Draloric Electronic GmbH, 8672 Selb | Verfahren zur herstellung polykristalliner keramischer kaltleiterkoerper |
| DE3740872A1 (de) * | 1986-12-02 | 1988-06-09 | Toshiba Kawasaki Kk | Integrierte dickschichtschaltungsanordnung |
| DE19635276A1 (de) * | 1996-08-30 | 1998-03-12 | Siemens Matsushita Components | Elektro-keramisches Vielschichtbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
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1999
- 1999-09-27 DE DE1999146198 patent/DE19946198A1/de not_active Withdrawn
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ripka, G., Hajdu, I.: Hybridschaltungen, München: Franzis Verlag 1987, S. 260-262 * |
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