DE2114289C3 - In Schichttechnik hergestellter elektrischer Kondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen in Schichttechnik hergestellten elektrischen Kondensator, der aus auf einem isolierenden Substrat aufgebrachten, nebeneinander angeordneten und ungleich großen Grundschichten, die elektrisch leitend aber elektrisch voneinander getrennt und jeweils mit einem elektrischen Anschluß versehen sind, sowie aus einer auf diesen Schichten aufgebrachten Schicht aus einem dielektrischen Material und aus einer auf diesem Dielektrikum aufgebrachten elektrisch leitenden Deckschicht besteht und bei dem die Größen der von der Deckschicht Oberdeckten Rächenabschnitte der Grundschichten sich mindestens im Verhältnis eins zu zwei unterscheiden.

Da derartige Kondensatoren Bestandteile von elektrischen Schaltungen sind, die beispielsweise mit auf dem Substratkörper angeordnet sein können, besteht im Regelfalle die Notwendigkeit eines Kapazitätsabgleichs. Ein solcher Abgleich ist beispielsweise zum Abtragen des Deckbelages des jeweiligen Kondensators durchführbar, wobei das Abtragen auf mechanischem Wege, mittels Elektronen-, Laserstrahlen oder Funkenerosion erfolgen kann. Treten jedoch innerhalb einer auf einem Substratkörper aufgebauten Schaltung, die z. B. in Dünn· oder Dickschichttechnik ausgeführt ist, Schichtkondensatoren mit sehr unterschiedlichen Kapazitätswerten auf, die in enger Toleranz ausgeführt werden sollen, ergibt sich der Nachteil, daß ein Kapazitätsabgleich bei den kleinen Kondensatoren, die dementsprechend geringe äußere Abmessungen aufweisen, erheblich erschwert oder sogar ganz ausgeschlossen ist.

Bei einem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 69 38 492 bekannten in Schichtschaltungstechnik hergestellten Kondensator ist die Grundschicht in nebeneinander angeordnete Flächenabschnitte unterteilt, die im Verhältnis 1 :2 :4 :8 zueinander stehen und somit gegenüber einer gemeinsamen Deckschicht die Kapazitätswerte C₀ bzw. 2Ci bzw. 4Co bzw. 8Cq aufweisen. Die Flächenabschnitte der Grundschicht sind jeweils mit Anschlüssen versehen und über Kontaktelemente wahlweise derart parallel zu schalten, daß Kapazitätswerte von Co bis 15Co realisierbar sind. Neben einer mechanischen Kontaktgabe erweist sich bei dieser Anordnung als Nachteil, daß der Kapazitätswert des Kondensators nur in Stufen von Co veränderbar und

ίο nicht stetig auf den gewünschten Wert abgleichbar ist. Wollte man nun in einem weitergehenden Schritt einen Abgleich z. B. durch Abtragen vornehmen, so wurden auch hier, infolge der Parallelschaltung der Teilkondensatoren, insbesondere bei den kleinen Teilkondensato-

:5 ren Schwierigkeiten wegen deren geringen äußeren Abmessungen auftreten.

Ferner ist aus der US-Patentschrift 33 24 362 ein auf einem Substratkörper aufgebauter Schichtkondensator bekannt, der durch Trennschnitte in verschiedene Kondensatoren aufgeteilt werden kann. Sofern es erwünscht ist, den Kapazitälswert eines auf diese Weise erhaltenen Kondensators genauer abzugleichen, so sind hierzu die Beläge des Kondensators entsprechend abzuschleifen. Hierbei zeigt sich jedoch wiederum, daß kleine Kondensatoren infolge ihrer geringen Baugröße praktisch nicht mehr abgeglichen und somit auch nicht in engen Toleranzen erhalten werden können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator der eingangs genannten Art zu schaffen, der unabhängig von seinem Kapazitätswert und der Größe seiner spezifischen Kapazität mit geringem Aufwand und problemlos in einer industriellen Massenfertigung in engen Toleranzen herstellbar ist Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe durch eine den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches entsprechende Ausbildung eines solchen Kondensators.

Zwar ist es bei einem aus der US-PS 34 61362 entnehmbaren Kondensator auc'i. bekannt Blindbeläge

■to vorzusehen. Jeder einzelne Blindbelag bildet aber für sich einen Kondensator, der sich aus der Serienschaltung zweier Kondensatoren, die über den Blindbelag verbunden sind, zusammensetzt Also setzt sich der aus der US-PS 34 61362 entnehmbare Kondensator insgesamt aus der Parallelschaltung solcher Kondensatoren zusammen und eine Änderung des Kapazitätswertes des Kondensators erfolgt durch Ausschalten eines oder mehrerer der parallelgeschalteten Kondensatoren. Mithin ist auch

so dieser Patentschrift nur das Abtrennen von Parallelkondensatoren zum Abgleich eines Kondensators zu entnehmen.

Durch diese Maßnahme wird der Kondensators in eine Reihenschaltung von wenigstens zwei Teilkonden satoren unterschiedlicher Kapazität aufgeteilt, wodurch eine Vergrößerung der Deckschicht, die jeweils zwei Teilkondensatoren gemeinsam ist, erreicht wird. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß durch die Vergrößerung des für den einen Teilkondensator wirksamen Teils der Deckschicht ein Kapazitätsabgleich durch Abtragen erheblich erleichtert und somit die Herstellung eines Kondensators innerhalb enger Toleranzen gewährleistet ist. Insbesondere ist vorteilhaft, daß innerhalb eines Schaltkreise genau abgleichbare Kondensatoren mit extrem auseinanderliegenden Kapazitätswerten anfertigbar sind, ohne daß für die Kondensatoren mit kleinen Kapazitätswerten eine gesonderte Struktur, Technologie oder ein anderes Dielektrikum, was einer Verände-

rung der spezifischen Kapazität entspricht, zur Anwendung kommen muß. Ferner ist durch die Vergrößerung der Deckschicht der weitere Vorteil gegeben, daß vollkommene Freizügigkeit in der Wahl des Abtrageverfahrens besteht Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da sich die verschiedenen Abtrageverfahren, beispielsweise mechanische oder solche, die mit Elektronen- oder Laserstrahlen arbeiten oder auf Funkenerosion beruhen, sowohl im erforderlich Aufwand als auch in der Präzision des Abtragens voneinander unterscheiden. Der gewünschte genaue Abgleich ist dann bei einem relativ groben und dementsprechend weniger aufwendigen Abtrageverfahren wieder dadurch erzielbar, daß die Flächenabschnitte der Grundschicht derart ausgebildet werden, daß sie in ihrer Ausdehnung in einem größeren Verhältnis als eins zu zwei zueinander stehen, wobei die gemeinsame Deckschicht in ihrer Ausdehnung entsprechend vergrößert wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert ohne jedoch auf dieses Ausfühungsbeispiel und die daraus ersichtliche Technologie beschränkt zu sein. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen in Schichttechnik hergestellten Kondensator nach der Erfindung in Aufsicht und

F i g. 2 einen Schnitt durch den in Fi g. 1 dargestellten Kondensator gemäß der Linie A-A in F i g. 1.

In den Figuren ist auf einem isolierenden .Substratkörper 1 ein in Schichttechnik hergestellter aus einer in ungleich große Flächenabschnitte 4, 5 unterteilten, elektrisch leitenden Grundschicht, bespielsweise aus Aluminium, einer dielektrischen Schicht, beispielsweise aus Siliziummonoxid und einer elektrisch leitenden, beispielsweise aus Aluminium bestehenden Deckschicht 7 gebildeter Kondensator aufgebaut Die Rächenabschnitte 4, 5 der elektrisch leitenden Grundschicht des Kondensators ruhen dabei auf dem Substratkörper I, sind nebeneinander angeordnet, mit Anschlüssen 2, 3 versehen, die beispielsweise aus Gold bestehen. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, unterscheiden sich die Flächenabschnitte 4, 5 der Grundbeläge in ihrer Ausdehnung mindestens im Verhältnis eins zu zwei voneinander. Auf der unterteilten Grundschicht ist ferner die dielektrische Schicht 6 und darauf die leitende Deckschicht 7 aufgebracht Die Deckschicht 7 ist dabei den beiden Flächenabschnitten 4, 5 der Grundschicht derart zugeordnet, daß sie diese Flächenabschnitte 4, 5 teilweise überdeckt. Die Anschlüsse 2,3 des Kondensators sind an einem Teil des Randes der Flächenabschnitte 4,5 der Grundschicht unterlegt, wodurch eine sichere elektrische Kontaktierung zwischen den Anschlüssen 2, 3 und den Flächenabschnitten 4, 5 gewährleistet ist. Außerdem sind zwischen den Anschlüssen 2,3 und dem Substratkörper 1 Haftschichten 8, 9, beispielsweise aus

ίο Chrom-Nickel angeordnet, die für eine sichere Haftung der Anschlüsse 2,3 sorgen.

Durch diese Ausgestaltung des Kondensators entsteht eine Reihenschaltung von zwei Teilkondensatoren Ch Cb unterschiedlicher Kapazität, wobei die Deckschicht 7 als gemeinsamer Belag der Teilkondensatoren Ch Cb dient Der Kapazitätswert dieser Teilkondensatoren C₃, Cb ergibt sich, wenn man von Streukapazitäten absieht, aus den Flächen auf denen die Flächenabschnitte 4, 5 der Grundschicht jeweils von der gemeinsamen,

2ü kapazitätsbestimmten Deckschid" 7 überdeckt werden. Begrenzungen dieser Flächen sind ·η F i g. 2 durch Pfeile 10 angedeutet Durch die Aufteilung des Kondensators in eine Reihenschaltung von zwei Teilkondensatoren C₁, Cb, die eine als gemeinsamer Zwischenbelag wirkende

j?5 Deckschicht 7 aufweisen, wird die Deckschicht 7 im Vergleich zu einem einfachen Schichtkondensator gleicher Kapazität erheblich vergrößert und somit die Abgleichbarkeit des Kondensators durch Abtragen dar Deckschicht, beispielsweise durch die bereits erwähnten

j» Abtrageverfahren, in großem Umfang verbessert Dazu kommt noch, daß vollkommene Freizügigkeit in der Wahl des Abtrageverfahrens besteht. Insbesondere ist der Vorteil gegeben, daß bei einer starken Vergrößerung der Deckschicht 7 im Bereich des Teilkondensators Ci gröbere, dafür aber auch weniger aufwendige und problemlosere Abtrage verfahren zum genauen Kapazitätsabgleich des Kondensators anwendbar sind. Somit ist durch die Erfindung gewährleistet daß innerhalb eines Schaltkreises genau abgleichbare Kondensatoren auch bei weit auseinanderliegenden Kapazitätswerten realisierbar sind, wobei zusätzlich die Vorteile gegeben sind, daß für die Kondensatoren mit kleinen Kapazitätswerten keine besonderen Strukturen, keine anderen Technologien und keine anderen Dielektrika erforderlieh sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   In Schichttechnik hergestellter elektrischer Kondensator, der aus auf einem isolierenden Substrat aufgebrachten, nebeneinander angeordneten und ungleich großen Grundschichten, die elektrisch leitend aber elektrisch voneinander getrennt und jeweils mit einem elektrischen Anschluß versehen sind, sowie aus einer auf diesen Schichten aufgebrachten Schicht aus einem dielektrischen Material und aus einer auf diesem Dielektrikum aufgebrachten elektrisch leitenden Deckschicht besteht und bei dem die Größen der von der Deckschicht überdeckten Flächenabschnitte der Grundschichten sich mindestens im Verhältnis eins zu zwei unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (7) als anschlußloser Blindbelag, der zwei als Belag und Gegenbelag dienende, mit Anschlössen (2, 3) versehene Grundschichten (4,5) Oberdeckt, ausgebildet ist, und daß die Deckschicht (7) zwei zusammenhängende jeweils einem Flächenabschnitt (4, 5) einer Grundschicht zugeordnete Teilflächen aufweist, wodurch eine Reihenschaltung von zwei Teilkondensatoren (C Cb) gebildet wird, und daß ferner die Deckschicht-Teilfläche des einen Teilkondensators (C₁) besonders groß ausgebildet und zum Abgleich des Kondensators leitenden mittels eines Abtrageverfahrens vorgesehen ist.