DE3027159A1

DE3027159A1 - Elektrischer schichtwiderstand sowie verfahren zur herstellung dieses widerstandes

Info

Publication number: DE3027159A1
Application number: DE19803027159
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Phys. 8000 München Behn; Ulrich Dipl.-Phys. 8135 Söcking Wehnelt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-07-17
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1982-02-11

Description

Elektrischer Schichtwiderstand sowie Verfahren zur Her-
stellung dieses Widerstandes Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schicht- bzw.
Chipwiderstand mit einem Isolierstoffträger und einer auf diesen Träger aufgebrachten metallischen Widerstandsschicht.
In zunehmendem Maße setzt sich in der Leiterplatten-Technik, d. h. bei Bestückung von Leiterplatten mit elektrischen Bauelementen oder Bauelementegruppen, die Verwendung unbedrahteter Chips durch, da diese mittels Tauchlötung in einfacher Weise mit den Leiterbahnen der Leiterplatten verbindbar sind. Ein breiter Einsatz unbedrahteter Chips wird durch die technischen Voraussetzungen, d. h. insbesondere durch kleine Abmessungen und Tauchlötfähigkeit und vor allem auch durch die Kostenfrage bestimmt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Chipwiderstand anzugeben, der im Sinne der vorstehenden Ausführungen für den Einsatz auf Leiterplatten geeignet und nur mit geringem Aufwand herstellbar ist.
Bei einem elektrischen Schichtwiderstand der eingangs genannten Art sieht die Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe einen plättchenförmigen Kunststoffträger mit auf gegenüberliegenden Randseiten aufgebrachten elektrisch leitenden Kontaktschichten und Illit einer mindestens auf die eine Kunststoffträgerseite aufgebrachten und auf den gewünschten Widerstandswert abgeglichenen Widerstandsschicht vor, die mit den Kontaktschichten elektrisch leitend verbunden ist.
Für den Kunststoffträger wird anstelle des bisher üblichen Glas- oder Keramikträgers vorzugsweise glasfaserverstärktes Epoxidharz verwendet, da sich dieses Material durch einen relativ geringen und reproduzierbaren Ausdehnungskoeffizienten auszeichnet. Auch besitzen bereits auf dem Markt erhältliche Epoxidharzplatten eine kurzzeitig sogar bis auf 300 0C erhöhbare Dauertemperaturbeständigkeit bis 230 °C, weshalb für die mit diesen Kunststoffträgern ausgerüsteten Widerstände keine thermischen Schwierigkeiten zu befürchten sind.
Um eine einwandfrei leitende Verbindung zwischen der Widerstandsschicht und den seitlichen Kontaktschichten, die auf die Oberfläche des Kunststoffträgers übergreifen können, zu gewährleisten, bestehen die seitlichen Kontaktschichten bzw. Kontaktelemente entweder vollständig aus einem Edelmetall, z. B. Gold oder Palladium, oder aus sonstigem gut leitendem Metall, vorzugsweise Kupfer, das sehr dünn mit Edelmetall überzogen ist, um die Lötfähigkeit der Kontaktschicht zu erhalten.
Bei dünnen Widerstandsschichten wie z. B. aufgedampften oder aufgestäubten CrNi-Legierungen muß die zu beschichtende Oberfläche des Kunststoffträgers sehr glatt sein.
Zweckmäßigerweise ist daher die Kunststoffträgeroberfläche lackiert und zwar mit einem Material, welches die Bedingungen in bezug auf Temperaturbeständigkeit, Haftfestigkeit und geringe Feuchteaufnahme erfüllt, z. B.
Epoxidharz, Polyurethanharz oder Silikon.
Zur Herstellung dieses elektrischen Sohichtwiderstandes wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß beide Randleisten eines streifenförmigen Kunststoffträgers mit elektrisch aufgetrennten und, betrachtet in Streifenquerrichtung, deckungsgleichen elektrischen Kontaktschichtpaaren bedeckt werden, daß die Kunststoffträgerfläche zwischen jedem Kontaktschichtpaar mit einer elektrischen Widerstandsschicht, insbesondere CrNi-Schicht bedeckt wird, daß mittels Laserstrahls die Widerstands schichten auf die gewünschten Widerstandswerte abgeglichen werden, daß die so gebildeten Widerstände mit einer die Kontaktschichten freilassenden Schutzschicht, z. B. Epoxidharzschicht, bedeckt werden und daß der mit den Widerstandsschichten bedeckte streifenförmige Kunststoffträger anschließend in die einzelnen Widerstandselemente aufgetrennt wird.
Die randseitigen Kontaktschichten der Kunststoffträger können in verschiedenartigster Weise aufgebracht werden, z. B. durch Kleben von dünnen Metallfolien, insbesondere Kupferfolien, durch stromloses Niederschlagen, durch Aufdampfen oder durch Sputtern. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, die Kontaktschichten durch Sputtern aufzutragen und zwar in nachstehender Schichtfolge: 10 bis 40 nm dünne Haftschicht aus CrNi, 0,1 bis 10 um dicke Kupferschicht, 10 bis 20 nm dicke Edelmetallschicht z. B. Gold-oder Palladiumschicht.
Der streifenförmige Kunststoffträger ist hinsichtlich seiner Abmessungen mit sehr engen Toleranzen herstellbar.
Dies erweist sich insbesondere für den Abgleich der Widerstände als vorteilhaft, bei dem es infolge der sehr geringen Abmessungen (z. B. 2,6 mm Streifenbreite) auf eine sehr genaue und feine Erzeugung eines Mäandermusters ankommt. Bevorzugt wird hierbei ein Abgleich mittels Laser durchgeführt, bei dem die genaue Justierung von z. B. 100 Widerständen auf einem Streifen einen sehr schnellen und sehr genauen Abgleich aller Widerstände auf dem unzertrennten Streifen ermöglicht. Voraussetzung für diese Abgleichmethode ist allerdings, daß zuvor schon die seitlichen Kontaktstreifen aufgetrennt sind, da ansonsten alle Einzelwiderstände parallel geschaltet sind. Die Trennung der Kontaktschichten in einzelne Kontaktstreifen bzw. Kontaktelemente wird zweckmäßigerweise schon bei der Herstellung der randseitigen Kontaktschichten, z. B. durch Abdeckung beim Aufdampfen oder Sputtern der Kontaktstreifen oder durch Ätzen durchgeführt.
Der streifenförmige Kunststoffträger kann zunächst fortlaufend mit der elektrischen Widerstands schicht bedeckt werden, die erst anschließend durch einen in Streifenquerrichtung laufenden Laserstrahl in einzelne Widerstandsschichten aufgetrennt wird.
Auf den streifenförmigen Kunststoffträger können die einzelnen elektrischen Widerstands schichten jedoch auch unter Zwischenschaltung von Blenden aufgebracht werden, die derart gestaltet sind, daß die einzelnen Widerstandsschichten bereits gegeneinander elektrisch isoliert sind.
Durch Einsatz einer Schablone läßt sich dabei vermeiden, daß auch die Kontaktschichten mit der Widerstands-Schutzschicht überzogen werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Kunststoffträger samt Kontaktschichten, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen mit Widerstands- und Kontaktschichten ausgerüsteten streifenförmigen Kunststoffträger.
Mit 1 ist in Fig. 1 ein streifenförmiger Eunststoffträger aus glasfaserverstärktem Epoxidnarz bezeichnet, der randseitig und zwar übergreifend auf die eine Eunststoffträger-Oberfläche CrNi-Schichten 2, Cu-Schichten 3 und Edelmetallschichten 4 trägt.
Fig. 2 zeigt einen Teilabschnitt der Fertigung. Mit 5 sind dabei die Widerstandsschichten, insbesondere CrNi-Schichten, und mit 6, 7 die elektrischen Kontaktschichtpaare dargestellt, die jeweils elektrisch aufgetrennt sind und nach Auftragung der in der Zeichnung nicht dargestellten Schutzschicht längs den strichpunktierten Linien a - a' in die einzelnen Chipwiderstände aufgetrennt werden.
9 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche 9 Elektrischer Schichtwiderstand mit einem Isolierstoffträger und einer auf diesen Träger aufgebrachten metallischen Widerstandsschicht, g e k e n n -z e i c h n e t durch einen plättchenförmigen Kunststoffträger (1) mit auf gegenüberliegenden Randseiten aufgebrachten e) elektrisch leitenden Kontaktschichten (6,7) und mit einer mindestens auf die eine Kunststoffträgerseite aufgebrachten und auf den gewünschten Widerstandswert abgeglichenen Widerstandsschicht (5), die mit den Kontaktschichten elektrisch leitend verbunden ist.
2. Elektrischer Schichtwiderstand nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Kunststoffträger (1), bestehend aus glasfaserverstärktem Epoxidharz.
3. Elektrischer Schichtwiderstand nach Anspruch 1, d a du u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die elektrisch leitenden Kontaktschichten (6,7) aus einem Edelmetall bestehen.
4. Elektrischer Schichtwiderstand nach Anspruch 1, d a d u r c h g-e k e n n z e i c h n e t , daß die elektrisch leitenden Kontaktschichten (6,7) aus einem mit einer dünnen Edelmetallschicht (4) bedeckten elektrisch leitenden Metall (2,3) bestehen.
5. Elektrischer Schichtwiderstand nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kunststoffträgeroberfläche durch eine Lackierung geglättet ist.
6. Elektrischer Schichtwiderstand nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktschich- ten (6,7) auf die Oberfläche des Kunststoffträgers (1) übergreifen.
7. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Schichtwiderstandes nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß beide Randleisten eines streifenförmigen Kunststoffträgers (1) mit elektrisch aufgetrennten und, betrachtet in Streifenquerrichtung, deckungsgleichen elektrischen Kontaktschichtpaaren (6,7) bedeckt werden, daß die Kunststoffträgerfläche zwischen jedem Kontaktschichtpaar mit einer elektrischen Widerstandsschicht (5) bedeckt wird, daß mittels Laserstrahl die Widerstandsschichten auf die gewünschten Widerstandswerte abgeglichen werden, daß die so gebildeten Widerstände mit einer die Kontaktschichten freilassenden Schutzschicht bedeckt werden und daß der mit den Widerstandsschichten bedeckte streifenförmige Kunststoffträger in die einzelnen Widerstandselemente aufgetrennt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der streifenförmige Kunststoffträger (1) fortlaufend mit einer elektrischen Widerstandsschicht bedeckt wird, die durch einen in Streifenquerrichtung laufenden Laserstrahl in einzelne Widerstandsschichten (5) aufgetrennt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß auf den streifenförmigen Kunststoffträger (1) die elektrischen Widerstandsschichten (5) unter Zwischenschaltung von Blenden aufgebracht werden, die derart gestaltet sind, daß die einzelnen Widerstandsschichten gegeneinander elektrisch isoliert sind.