DE3117957A1

DE3117957A1 - Verfahren zur herstellung eines schichtwiderstandes und nach diesem verfahren hergestellter schichtwiderstand

Info

Publication number: DE3117957A1
Application number: DE19813117957
Authority: DE
Inventors: Walter Dr.-Ing. 8671 Marktleuthen Brem
Original assignee: Draloric Electronic GmbH
Current assignee: Draloric Electronic GmbH
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1982-11-25

Description

Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes
und nach diesem Verfahren hergestellter Schichtwiderstand Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes für Widerstandsthermometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie nach diesem Verfahren hergestellten Schichtwiderstand.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der DE-AS 25 58 752 bekannt Dort wird auf einen Trägerkörper durch Kathodenzerstäubung eine dünne Widerstandsschicht aus Platin aufgetragen, die durch das aus der Mikroelektronik bekannte Plas.maätzverfahren strukturiert und nachgetempert wird. Ein ähnliches Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes als Meßwiderstand für Widerstandsthermometer, das mit einer anderen Gasatmosphäre arbeitet, ist aus der DE-OS 29 36 013 bekannt.
Wird die auf einen Trägerkörper aufgetragene Platindünnschicht durch einen Laserstrahl strukturiert, was herstellungstechnisch weniger aufwendig ist, als die Maskierung mit einem Fotolack und die anschließende Ätzung, dann bildet sich am Rand des Materialabtrages eine sogenannte "heat-effected-zone", d.h. eine Zone, die infolge der starken Wärmezufuhr im Vergleich zum unberührten Bereich daneben in ihrer Struktur verändert ist. Derartige Strukturunterschiede können durch eine auf die Strukturierung folgende Temperung mindestens größtenteils ausgeheilt werden, wobei sich der Widerstandswert bei dem relativ hohen Temperaturkoeffizienten stark ändert. Ein genauer Abgleich eines derartigen Meßwiderstandes ist also nur durch mehrere Temperungen und Abgleichschritte möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zLir Herstellung eines Schichtwiderstandes als Meßwiderstand für Widerstandsthermometer zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Widerstandsbahn aus einer Platindünnschicht mittels eines Laserstrahles strukturiert und abgeglichen wird und bei dem der Feinabgieich des angestrebten Widerstandswertes n Bereichen der Platindünnschicht geschieht, die nicht mehr an per Laser egufgetrennten '>tellen vorbeiführen, so daß "heat-effected-zones" keine Rollt,! mehr spielen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnsXnden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Strukturierung der Widerstandsbahn aus einer Platindünnschicht auf dem ebenen Trägerkörper mittels Laserstrahles einfach möglich ist, und daß der Feinabgleich der durch eine Temperung stabilisierten Widerstandsbahn einfach durch ein Auftrennen einzelner, zu den Mäanderwindungen parallel liegender Nebenschlußzweige geschieht. Weil bei diesem Auftrennen mit einem Laserstrahl der elektrische Strom einen Pfad nimmt, der nicht mehr an der per Laser aufgetrennten Stelle vorbeiführt, spielt eine "heat-effected-zone" keine Rolle mehr. Dadurch ist eine Widerstandstrift ausgeschlossen und der Abgleich sehr genau möglich. Außerdem ist der zeitliche Aufwand für die Abgleicharbeit gering. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die ser:enmäßig vorgeschnittene Struktur der Widerstandsbahn eine relative Unabhängigkeit vom Widerstandswert pro Quadrateinheit des angewandten Mehrfachsubstrates gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 ein mit einer Platindünnschicht bedecktes, strukturiertes Mehrfachsubstrat, Fig. 2 einen Meßwiderstand, Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Mehrfachsubstrat im Querschnitt und Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Meßwiderstanj im Querschnitt.
Fig. 1 zeigt ein Mehrfachsubstrat 1, das als Sollbruchstellen dienende Längskerben 11 und Querkerben 12 besitzt. Über diesen Kerben 11, 12 bzw. als diese Kerben 11, 12 unterteilt ein Laserstrahl das mit einer Platindünnschicht 2 bedeckte Mehrfachsubstrat 1 in Einzelwiderstände 10. Jeder dieser Einzelwiderstände 10 wird mit einem Laserstrahl in Form einer mäanderförmigen Widerstandsbahn 24 mit Nebenschlußzweigen 23 strukturiert. Die beim Strukturieren mit einem Laser sich ergebenden Strukturänderungen in der Widerstandsschicht 2 werden durch eine Temperaturbehandlung des Mehrfachsubstrates, durch eine sogen. Temperung, ausgeheilt, wobei sich ein stabiler Widerstands-Vorwert ergibt.
Fig. 2 zeigt einen einzelnen Meßwiderstand 10, der zwischen den Längsflächen 11 und Stirnflächen 12 auf einer Hauptfläche des ebenen Trägerkörpers 1 mit einer Dünnschicht 2 aus Platin bedeckt ist. In diese Platindünnschicht 2 sind in Querrichtung Laserlinien 32 und 33 und in Längsrichtung nebeneinander parallel verlaufende und paarweise alternierend gegeneinander versetzte Laserlinien 34 eingeschnitten. Diese Laserlinien 34 kreuzen paarweise die Laserlinie 33; sie bzw. ein Teil von ihnen besitzen jedoch zur Laserlinie 32 einen Abstand, wodurch sich zu jeder Mäanderwindung 24 ein Nebenschlußzweig 23 ergibt. Durch Auftrennen eines derartigen Nebenschlußzweiges 23 entlang der strichliert gezeichneten Linie 34 wird die diesem Nebenschlußzweig 23 elektrisch zugeordnete Mäanderwindung 24 zugeschaltet und der Widerstandswert des Meßwiderstandes entsprechend erhöht. Durch Ausbildung eines Teiles der Mäanderwindungen 24 der Platindünnschicht 2 mit nach einer geometrischen Reihe zunehmender Breite der Widerstandsbahnschleifen 24 ist ein relativ lückenloser Abgleich des Widerstandswertes eines derartigen Meßwiderstandes zwischen den durch eine Laserlinie 31 getrennten Anscsrlußflächen 21 und 22 möglich.
Fig. 3 zeigt ein Mehrfachsubstrat 1 im Querschnitt. Im Mehrfachsubstrat 1 sind in die Grundfläche Längskerben 11 und Querkerben 12 eingeprägt oder eingeschnitten, die als Sollbruchstellen dienen. Auf der der gekerbten Grundfläche gegenüberliegenden, ebenen Hauptfläche ist eine Dünnschicht 2 aus Platin festhaftend angeordnet, die pro einzelnem Trägerkörper 10 zwischen zwei Anschlußflächen mit einem Laserstrahl mäanderförmig strukturiert ist Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem aus einem Mehrfachsubstrat 1 herausgebrochenem Trägerkörper 10, der auf einer ebenen Hauptfläche mit einer Dünnschicht 2 aus Platin bedeckt ist Die Dünnschicht 2 aus Platin ist durch Laserlinien 34 derart strukturiert, daß sich eine mäanderförmige Widerstandsbahn 24 ergibt Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 0 Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes als Meßwiderstand für Widerstandsthermometer, bei dem auf eine Hauptfläche eines plättchenförmigen, elektrisch isol ierenden Trägerkörpers durch Kathodenzerstäubung eine dünne Widerstandsschicht aufgebracht und getempert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (2) mittels Laserstrahles in Form einer mäanderförmigen Bahn (24) derart strukturiert wird, daß die einzelnen oder ein Teil der Windungen der mäanderförmigen Widerstandsbahn (24) je einen Nebenschlußzweig (23) besitzen und Nebenschlußzweige (23) nach der Temperung der Widerstandsschicht (2) aufgetrennt werden, bis der gewünschte Widerstandswert erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl sich einander abmessungsmäßig entsprechender Trägerkörper (10) ein Sollbruchlinien (11) und (12) besitzendes Mehrfachsubstrat (1) bilden, daß auf einer Hauptfläche mit einer Widerstandsschicht (2) vollständig bedeckt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (2) über den Längs- und Quersollbruchlinien (11, 12) mit einem Laserstrahl abgetragen wird, so daß eine Vielzahl abmessungsgleicher Rechtecke entsteht, anschließend jedes Rechteck durch eine mittige Laserlinie (31) und eine diese schneidende und quer verlaufende Laserlinie (33) die beiden Anschlußflächen (22) gebildet werden und nachfolgend durch zueinander parallel verlaufende, gegeneinander in Längsrichtung alternierend versetzte Laserlinien (34), welche paarweise bis zur Laserlinie (33) reichen, aber von einer zweiten Laserlinie (32) paarweise einen gleichen Abstand besitzen, die Widerstandsschicht (2) mit einer mäanderförmigen Widerstandsbahn (24) mit Nebenschlußzweigen (23) strukturiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Nebenschlußzweige (23) nach der Temperung der strukturierten Widerstandsschicht (2) mit einem Laserstrahl unterbrochen werden, wodurch der Widerstandswert der mäanderförmigen Widerstandsbahn in engsten Toleranzen eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrfachsubstrat (1) nach der Strukturierung und dem Feinabgleich entlang den Sollbruchlinien (11) und (12) auseinandergebrochen wird.
6. Schichtwiderstand, der nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten der einzelnen, mäanderförmig strukturierten, zwischen Laserlinien (34) verlaufenden Widerstandsbahnen (24) konstant und/oder unterschiedlich, insbesondere nach einer geometrischen Reihe zunehmend sind.
7. Schichtwiderstand, der nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der eineinen, mäanderförmi g strukturierten, zwischen Laser linien (34) verbau - fenden Widerstandsbahnen (24) konstant und/oder unterschiedlich, insbesondere nach einer geometrischen Reihe abnehmend sind.