DE3035717A1 - Verfahren zur serienmaessigen herstellung von folienwiderstaenden oder netzwerken von folienwiderstaenden - Google Patents

Description

• Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Folienwider-
• ständen oder Netzwerken von Folienwiderständen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Folienwiderständen oder Netzwerken von Folienwiderständen in der Form von Chip-WLderständen, bei dem eine Folie aus duktilem Metall mit zumindest einer Widerstandsschicht beschichtet wird, bei dem mit dieser mehrschichtigen Folie ein elektrisch isolierender Träger stoffschlüssig verbunden wird, bei dem danach durch selektives Ätzen zumindest ein Widerstand und die zugehörigen Anschlußflächen aus den genannten Schichten der mehrschichtigen Folie gebildet und schließlich die Widerstände bzw. Netzwerke voneinander getrennt werden.
• Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 2834906 bekannt. Dort werden Mehrschichtiolien mit platten- oder bandförmigen Trägern zusammenkaschiert. Für einzelne Chip-Widerstände, die üblicherweise sehr kleine Abmessungen aufweisen, ist dieses Verfahren jedoch nicht rationell einsetzbar.
• Chipwiderstände müssen für eine automatische Bestückung geeignet sein. In üblichen Bestückungsautomaten werden sie magaziniert bzw. gegurtet, automatisch positioniert, auf die Schaltungsplatine geklebt und schwallgelötet.
• Für die Verwendung in derartigen Bestückungsautomaten stehen derzeit Chipwiderstände zur Verfügung, deren gesamter Widerstandskörper von Strom durchflossen wird.
• Insbesondere handelt es sich um keramische Widerstände.
• Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht in der rationellen Serienherstellung großer Mengen von Chip-Widerständen, die für die beschriebene Auto- matenbestückung geeignet sind und mit engen mechanischen und elektrischen Toleranzen hergestellt werden können.
• Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß auf der mehrschichtigen Folie Träger in der später benötigten Form und Größe aus flüssigem und/oder pulverförmigem Trägermaterial gebildet werden.
• Gegenüber der DE-OS 2834906 hat das vorliegende Verfahren den Vorteil, daß erhebliche Mengen von Material und Zeitaufwand eingespart werden. Dort wird von Trägerplatten ausgegangen, die bei Weiterentwicklung in Richtung auf Chip-Widerstände zersägt werden müssen. Bei der Ausdehnung von Chip-Widerständen, die häufig nur wenige Millimeter beträgt, bedeutet ein Sägen eines Spaltes von etwa 0,5mm bis 1mm bereits einen erheblichen Materialver lust. Außerdem bedeutet das Sägen bei derartigen Massenprodukten einen hohen Zeitaufwand. Das Aufbringen des flüssigen oder pulverförmigen Trägermaterials kann dagegen für ein großes Kollektiv gleichzeitig oder auch kontinuierlich erfolgen. Die Streuungen der Werte sind sehr klein, da das Trägermaterial bis zur Verfestigung in einer entsprechenden Form verbleiben kann.
• Besonders kleine mechanische Toleranzen sind bei Verwendung von aushärtbarem Gießharz als Trägermaterial erreichbar. Wird eine hohe Festigkeit und Flammfestigkeit gefordert, so kann glasfaserverstärktes Epoxidharz vorteilhaft verwendet werden. Ein besonders sauberes Arbeiten ist möglich, wenn ein sinterfähiges Pulver, insbesondere Kunststoffpulver, verwendet und nach dem Aufbringen zusammengesintert wird. Hierbei wird vorteilhaft als iderstandsschicht eine Chromnickelschicht verwendet, da in diesem Fall die mehrschichtige Folie nur aus Metallen besteht, welche die Sintertemperaturen ohne weiteres vertragen. Die Folie aus duktilem Metall besteht vorzugswei- se aus Kupfer.
• Die Aufteilung in einzelne Widerstände erfolgt vorteilhaft gleichzeitig in einem Arbeitsgang mit der Ätzung der Widerstandsmuster. In diesem Fall wird die Folie so auf eine entsprechend gestaltete Haltevorrichtung gelegt, daß jeder der bereits gebildeten Träger in einer besonderen Vertiefung der Haltefolie zu liegen kommt. In dieser Haltevorrichtung können dann weitere Arbeitsgänge am Widerstand durchgeführt werden, beispielsweise die Prüfung der elektrischen Daten.
• Besonders vorteilhaft einbauSähige Chip-Widerstände werden erhalten, indem die mehrschichtige Trägerfolie in einem Tiefziehverfahren mit Vertiefungen versehen wird, welche einen nicht oder nur geringfügig verformten Boden aufweisen, wobei die Vertiefungen mit dem Trägermaterial ausgefüllt werden, wobei in den nicht oder nur geringfügig verformten Boden die Strukturen der Widerstände eingeätzt werden und wobei die mehrschichtige Folie auf der den Widerständen gegenüberliegenden Seite aufgetrennt wird. Die~Verformung des Bodens darf dabei nur so gering sein, daß keine Risse in der im allgemeinen relativ spröden Widerstandsschicht entstehen. Das Auftramen kann vorteilhaft gleichzeitig mit der Ätzung der Widerstandsmuster erfolgen Bei dieser Ausführungsform verbleiben die Wände der Vertiefungen am Bauelement und können als Anschlußelemente eingesetzt werden. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die durch Tiefziehen entstandenen Vertiefungen die Form von Nuten aufweisen, in denen jeweils eine ganze Reihe von Trägern gebildet werden. In diesem Fall verbleiben nach dem Ätzen nur an zwei Seiten Kupferschichten, welche nur über die erzeugten Widerstandsmuster miteinander elektrisch leitend-verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn die späteren Kontaktflächen vor dem Prägen der Folie mit Zinn beschichtet werden. Das Zinn verhindert beim Ätzvorgang eine evtl. denkbare geringftigige Schwächung der Kontaktflächen. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Vertie- fungen nur um etwa die doppelte Folienstärke der mehrschichtigen Folie voneina,ider beabstandet sind. Dadurch liegen die Außenflächen der mehrschichtigen Folie dicht beidnander, die Ätzlösung kann die späteren Kontaktflächen nicht zerstören, da sie allenfalls in geringer Menge an diese herankommt. Auf eine Abdeckung kann daher in diesem Bereich verzichtet werden, auch wenn keine Zinns X chten sufgebradit sind.
• Vorteilhaft werden die empfindlichen Widerstands schichten nach dem Ätzen und vor der Entnahme aus der Haltevorrichtung mit einer Lackschicht überzogen.
• Die fertigen Chip-Widerstände werden vorteilhaft durch eine Serie von Stempeln aus der Haltevorrichtung herausgedrückt, wobei die Stempel durch hierfür vorgesehene Ausnehmungen in der Haltevorrichtung gedrückt werden.
• Die Erfindung wird nun anhand von drei Figuren erläutert.
• Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt.
• Fig. 1 zeigt eine Metallfolie, auf die die Träger bereits aufgebracht sind, in teilweise geschnittener und gebrochener Ansicht.
• Fig. 2 zeigt die Chip-Widerstände nach dem Ätzen in der Vorrichtung.
• Fig. 3 zeigt eine tiefgezogene Mehrschichtfolie vor dem Einbringen des Trägermaterials.
• Auf eine Folie 1 aus duktilem Metall, insbesondere Kupfer, ist eine Haftschicht 2 und darauf eine Widerstandsschidit 3 aufgebracht. Diesen Schichten gegenüberliegend sind im Bereich der späteren Kontaktierungszonen Lotmetallschichten 5, insbesondere Zinnschichten aufgebracht. Die Widerstandsschicht 3 besteht hierbei vorteilhaft aus einer Nikkelchromschicht. Als Haftschicht 2 eignet sich z.B.eine sehr dünne Schicht aus Nickel.
• Auf die so gebildete Mehrschictfoiie sind Träger4 aufgebradit. Die Träger 4 sind voneinander beabstandet und wurden aus flüssigem oder pulverförmigem Trägermaterial hergestellt.
• Sie bestehen beispielsweise aus Epoxidharz, welches in flüssiger Form aufgebracht und in einer Form ausgehärtet wurde.
• Der Aufbau gemäß Fig. 1 wird so auf eine Haltevorrichtung gesteckt, daß die Träger 4 in Vertiefungen 13 einer Hatevorrichtung 7 zu liegen kommen. In dieser Haltevorrichtung 7 werden in einem Arbeitsgang sowohl die Muster in die Schichten 1 bis 3 der mehrschichtigen Folie geätzt, so daß Kontaktflächen 6 und Widerstandsbahnen 10 entstehen, als auch die Widerstände vereinzelt, indem die Folie zwischen zwei Trägern 4 weggeätzt wird. In dieser Haltevorrichtung wird schließlich ein Schutzlack 11 auf die Widerstandsschicht 10 aufgebracht. Nach der Fertigstellung der Bauelemente werden diese durch Stempel 9, die durch die Ausnehmungen 8 hindurchgedrückt werden, vereinzelt (Fig.2).
• Gemäß Fig. 3 ist eine Mehrschichtfolie, die aus den Schichten 1, 2, 3 besteht, tiefgezogen. So bilden sich Vertiefungen 14, welche mit Trägermaterial gefüllt werden Zinnschichten 12 überdecken die späteren Kontaktierungsflächen 15. Sie schützen die Kontaktierungsflächen beim Ätzvorgang und gewährleisten gleichzeitig eine einwandtfreie Lötfähigkeit der Kontaktierungsflächen. In den Bereichen 16 zwischen den Zinnschichten 15 wird beim Äbzvorgang die Widerstandsbahn freigelegt. Bei Bedarf wird die Widerstandsbahn auch mäanderförmig gestaltet.
• Zwischen je zwei unmittelbar benachbarten Zinnschichten 15 ist nur ein kleiner Spalt 17 freigelassen, welcher gerade zur Einführung eines Prägewerkzeuges ausreicht. Der Abstand zweier benachbarter Vertiefungen 14 entspricht daher in etwa der doppelten Schichtdicke der mehrschichtigen, aus den Schichten 1 bis 3 bestehenden Folie. Dadurch kann kaum Ätzmittel in den Spalt 17 eindringen, auch ohne die Anwesenheit einer Zinnschicht, die eine Schutzschicht beim Ätzen in üblichen Ätzbädern für Kupfer darstellt, findet keine nenpenswerte Ätzung im Bereich der Kontaktfläche 15 statt.
• Bei Ätzen werden die oberhalb der strichpunktierten Linie 18 liegenden Teile der Mehrschichtenfolie abgeätzt.
• Dadurch werden die Chip-Widerstände vereinzelt.
• 9 Patentansprüche 3 Figuren

Claims (9)

1. Patentansprüche D Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Folienwiderständen oder Netzwerken von Folienwiderständen, bei dem eine Folie aus duktilem Metal mit zzfnSYt e=sr Widerstanssdicht besOid*et wird,bei dem mit dieser mehrschichtigen Folie ein elektrisch isolierender Träger stoffschlüssig verbunden wird, bei dem danach durch selektives Ätzen zumindest ein Widerstand und die zugehörigen Anschlußflächen aus den genannten Schichten der mehrschichtigen Folie gebildet und schließlich die Widerstände bzw. Netzwerke voneinander getrennt werden, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß auf der mehrschichtigen Folie Träger in der später benötigten Form und Größe aus flüssigem und/oder pulverförmigem Trägermaterial gebildet werden.
2. 2. Verfahren 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 mehrschichtige Folie in einem Tiefziehverfahren mit Vertiefungen versehen wird, welche einen nicht oder nur geringfügig verformten Boden aufweisen, daß die Vertiefungen mit dem Trägermaterial ausgefüllt werden, daß in den nicht oder nur geringfügig verformten Boden die Strukturen der Widerstände eingeätzt werden und daß die mehrschichtige Folie auf der den Widerständen gegenüberliegenden Seite aufgetrennt wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Trägermaterial ein aushärtbares Gießharz verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß glasfaserverstärktes Epoxidharz verwendet wird.
5. 5. Verfahren 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 ein sinterfähiges Pulver verwendet und nach dem Aufbringen zusammengesintert wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daf3 die Aufteilung in einzelne Widerstände gleichzeitig, in einem Arbeitsgang mit der Ätzung der Widerstandsmuster erfolgt.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h gekennz e i c h n e t, daß in die mehrschichtige Folie nutenförmige Vertiefungen eingeprägt werden, daß in jeder Nut eine Reihe von einzelnen Trägern erzeugt wird und daß beim Ätzen sowohl die Muster erzeugt als auch die einzelnen Widerstände voneinander getrennt werden.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die späteren Kontaktflächen gegebenenfalls vor dem Prägen der Folie mit Zinn beschichtet werden.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 7 oder 8, d adu r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vertiefungen nur um etwa den doppelten Betrag der Schichtdicke der mehrschichtigen Folie voneinander beabstandet erzeugt werden.