DE2651071B2 - Verfahren zur Herstellung eines abgeglichenen Widerstandes in Dickschichttechnik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines abgeglichenen Widerstandes in Dickschichttechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges zweistufiges Verfahren ist aus der DE-OS 16 65 384 bekannt, bei dem ein erster Widerstand mit hohem Widerstandswert und ein zweiter Widerstand mit kleinem Widerslandswert in Serie oder parallel zusammengeschaltet werden. Zum Grobabgleich des kombinierten Widerstandes wird der erste Widerstand und zum Feinabgleich der zweite Widerstand mit jeweils einem Abgleichschnitt versehen.

Aus der DE-OS 20 54 721 ist ein Abglcichverfahren bekannt, bei dem eine Widerstandsschicht zwischen zwei Stromzuführungselektroden zumindest teilweise aus gegeneinander isolierten streifenförmigen Bereichen unterschiedlicher Breite besteht, wobei die Größen der Einzelwiderstände der streifenförmigen Bereiche — quer zur Verbindungslinie der Stromzuführungselektroden betrachtet — von einer Seite zur anderen zunehmen. Die Querauftrennung der streifenförmigen Bereiche zum Abgleich wird auf der Seite des Bereiches mit dem kleinsten Einzelwiderstand beginnend, bis zur Ereichung des Sollwiderstandes durchgeführt, wobei beim Abgeglichenen Widerstand wenigstens ein streifenförmiger Bereich unversehrt ist.

Aus der DE-PS 19 50 771 ist ein Verfahren zum Einstellen des Widerstandswertes für einen Schichtwiderstand bekannt, der aus einer auf einer isolierenden Trägerunterlage aufgebrachten Widerstandsschicht in Form eines Streifens mit zwei zueinander parallelen Längsseiten und zwei mit äußeren Anschlußelektroden verbundenen Querseiten besteht Die Anschlußelektroden sind derart angeordnet, daß zwischen diesen innerhalb der Widerstandsschicht zwei Stromwege unterschiedlicher Länge ausgebildet werden. Im Bereich des kürzeren Stromweges werden nacheinander ein dem Grobabgleich des Widerstandswertes dienender erster Abgleichschnitt und im Bereich des längeren Stromweges ein dem Feinabgleich des Widerstandswertes dienender zweiter Abgleichschnitt von den Längs-Seiten her quer zu denselben in die Widerstandsschicht bis zur Erreichung des Widerstandssollwertes eingearbeitet

Aus der DE-OS 16 40 382 ist ein Schichtwiderstand bekannt der aus einem Basiswiderstand und mehreren nach einer geometrischen Reihe abgestuften Sekundärwiderständer, besteht welche zur Einstellung eines gewünschten Widerstandswertes zu- oder weggeschaltet werden.

Eine veränderbare Eichleitung mit dekadischer Stufung der Dämpfungswerte ist aus der DE-PS 8 20 928 bekannt.

Aus der DE-OS 18 06 257 ist ein abgleichbarer Schichtwiderstand bekannt, der aus mehreren parallel geschalteten Widerstandsbahnen besteht, die alle durch eine gemeinsame Leiterbahn verbunden werden, welche zum Abgleich des Widerstandes aufgetrennt wird.

Zum Feinabgleich eines Schichtwiderstandes ist auch der sogenannte L-Schnitt bekannt. Hierbei wird zunächst quer zur Stromflußrichtung durch Abtragen der Widerstandsschicht ein Grobabgleich und anschließend senkrecht hierzu ein Feinabgleich vorgenommen.

Bei der Herstellung von Dickschichtschaltungen liegt die fertigungstechnische Toleranzgrenze beim Widerstandsabgleich bei etwa ± 1%. Moderne rechnergesteuerte Abgleichsysteme sind zwar um mindestens eine Größenordnung genauer, aber verschiedene sich überlagernde Effekte verändern bei den bekannten Abgleichmethoden den Widerstandssollwert des abgeglichenen Widerstandes innerhalb einer gewissen Zeit nach dem Abgleich. Diese im wesentlichen alterungsbedingte Änderung kann in positiver oder negativer Richtung verlaufen und mehrere Zehntelprozent betragen. Damit fällt die Ausbeute bei engtolerierten Widerständen oder bei Netzwerken mit z. B. 20 engtolerierten Widerständen auf wirtschaftlich nicht mehr vertretbare Werte.

Diese Widerstandsänderungen werden durch das Abgleichverfahren selbst verursacht, z. B. beim Laserabgleich durch Gefügeänderungen entlang der Schmelzzonen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung eines abgeglichenen Widerstandes in Dickschichttechnik zur Verfugung zu stellen, das die Widerstandsänderungen nach dem Grobabgleich behebt und dadurch die Herstellung sehr engtolerierter Widerstände erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches I gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die vorgeschlagene künstliche Altsrung durch Temperung zwischen den Abgleichschnitten nach Abgleich des kleineren Teilwiderstandes nur noch dessen Widerstandsänderung in

den Gesamtwiderstandsendwert eingeht

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Dickschichtwiderstandes.

Ein in Dickschichttechnik aufgebauter Widerstand besteht aus einer Widerstandsschicht 1 in Form eines rechteckigen Streifens und ist beispielsweise in Siebdrucktechnik auf einer isolierenden Trägerunterlage aufgebracht An zwei gegenüberliegenden Seiten der Widerstandsschicht 1 sind je eine Stromzuführungselektrode 2, 3 vorgesehen; eine dritte nicht kontaktierte Zusatzelektrode 4 teilt den Widerstand in einen ersten Teilwiderstand 5 mit hohem Widerstandswert und einen zweiten Teilwiderstand 6 rat kleinem Widerstandswert Die Anschlußelektroden 2,3 und die Zusatzelektrode 4 bestehen zum Beispiel aus einer Silberschicht und werden vorzugsweise gemeinsam in einem Arbeitsgang auf der isolierenden Trägerunterlage ebenfalls in Siebdrucktechnik aufgebracht

Zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Abgleichmethode sei angenommen, daß der Schichtwiderstand mit einem Widerstandswert von 100 kOhm bsi einer Toleranz von ±0,2% gefertigt werden soll. Der Widerstand wird durch die Zusatzelektrode 4 geometrisch so aufgeteilt daß der zweite Teilwiderstand 6 ca. 10% der Gesamtlänge des Widerstandes beträgt Der erste Teilwiderstand 5 wird nun zum Grobabgleich quer zum Stromverlauf mit einem Abgleichschnitt 7 auf 90% des Nennwiderstandswertes des Widerstandes abgeglichen und anschließend durch Temperung künstlich so gealtert. Wenn Temperatur und Zeit der Temperung auf das Widerstandsmaterial abgestimmt sind, wird die durch die künstliche Alterung bewirkte Widerstandsänderung des Teilwiderstandes 5 innerhalb von ± 1% und sein Widerstandswert somit zwischen 89,1 und J' 90,9 kOhm liegen. Nun wird zum Feinabgleich der Teilwiderstand 6 mit einem Abgleichschnitt 8 quer zum Stromverlauf versehen, wobei die Widerstandsmessung über den Gesamtwiderstand erfolgt. Nach Abgleich und natürlicher Alterung wird die Toleranz des Teilwider- w Standes 6 wieder ±1% betragen, entsprechend ca. ± 100 Ohm, und somit ca. ± 0,1 % des 100-kOhm-Widerstandes.

Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt somit vorteilhaft die Herstellung engtolerierter Widerstände, wie sie insbesondere bei Widerstandsnetzwerken gefordert werden, da durch den Feinabgleich die nach dem künstlichen Altern eingetretene Widerstandsänderung des Teilwiderstands 5 mit dem großen Widerstandswert ausgeglichen wird, so daß nur die alterungsbedingte geringe Widerstandsänderung des wesentlich kleineren Teilwiderstandes 6 in den Widerstandsendwert des Gesamtwiderstandes eingeht.

Die Aufteilung des Widerstandes muß je nach Widerstandsbereich und geforderter Toleranz bestimmt werden und kann auch in weiterer Ausbildung nach der Erfindung in mehrere elektrisch in Reihe geschaltete Teilwiderstände 5, 6,... mit vorzugsweise dekadischer Abstufung der Widerstandswerte erfolgen. In der Reihenfolge abnehmender Widerstandswene werden die Teilwiderstände 5, 6,... nacheinander mit je einem Abgleichschnitt 7,8,... hergestellt, wobei zwischen den Abgleichschnitten 7, 8, ... wenigstem, eine künstliche Alterung erfolgt Hierdurch können die "Toleranzgrenzen weiter eingeengt werden. Zur Herstellung von Widerständen mit kleinen Gesamtwiderstandswerten werden die Teilwiderstände 5,6,... mindestens zum Teil elektrisch parallel geschaltet

Bei mehreren elektrisch in Reihe geschalteten Teilwiderständen 5, 6, ... aus einer Widerstandspaste mit beispielsweise dekadischer Abstufung der Widerstandswerte durch dekadische Abstufung ihrer geometrischen Längserstreckung kann bei den geometrisch kleinsten Teilwiderständen 5,6,... ein Abgleich infolge ihrer geringen Längserstreckung problematisch bzw. ganz unmöglich sein. Daher wird in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung nach der Erfindung vorgeschlagen, die dekadische Abstufung der Widerstandswerte der Teilwiderstände 5, 6,... dadurch zu erreichen, daß die Teilwiderstände 5, 6, ... aus Widerstandspasten mit dekadisch abgestuften Flächenwiderstandswerte;! bestehen. Da in diesem Fall die Teilwiderstände 5,6,... die gleichen geometrischen Abmessungen aufweisen, ist ihr Abgleich besonders einfach und genau.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines abgeglichenen Widerstandes in Dickschichttechnik mit einer auf einer isolierenden Trägerunterlage aufgebrachten, sich zwischen zwei Stromzuführungselektroden erstreckenden Widerstandsschicht, die durch eine nichtkontaktierte Zusatzelektrode in zwei Teilwiderstände unterschiedlicher Widerstandswerte getrennt ist, wobei der Teilwiderstand mit großem Widerstandswert zum Grobabgleich und der Teilwiderstand mit kleinem Widerstandswert zum Feinabgleich nacheinander mit je einem Abgleichschnitt versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aufeinanderfolgenden Abgleichschnitten (7,8) eine künstliche Alterung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dpi* die Widerstandsschicht (1) in mehrere TeilwidersiäHde (5, 6) unterschiedlicher Widerstandswerte unterteilt wird, daß die Teilwiderstände (5,6) in der Reihenfolge abnehmender Widerstandswerte mit je einem Abgleichschnitt (7, 8) versehen werden und daß zwischen den Abgleichschnitten (7, 8) wenigstens eine künstliche Alterung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandswerte der Teilwiderstände (5, 6) dekadisch abgestuft werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß CIe Teilwiderstände (5, 6) elektrisch parallel odei in Serie geschaltet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwiderstände (5, 6) aus Widerstandspasten mit unterschiedlichen Flächenwiderstandswerten hergestellt werden.

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