DE3144252A1

DE3144252A1 - Spannungsteiler in duenn- oder dickschichttechnik

Info

Publication number: DE3144252A1
Application number: DE19813144252
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. 7410 Reutlingen Goebel; Lothar Dr. 7000 Stuttgart Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-11-07
Filing date: 1981-11-07
Publication date: 1983-05-19
Also published as: JPH04120201U; DE3269452D1; EP0093125B1; US4531111A; WO1983001708A1; EP0093125A1; JPS58501890A

Description

1)| . I ϋ. 198 1 Fb/Le

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Spannungsteiler in Dünn- oder Dickschichttechnik Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Spannungsteiler nach der Gattung dos Ilauptanspruchs .

Ha sind bereits in Dünn- oder Dickschichttechnik ausgeführte Spannungsteiler bekannt, bei denen der is L roradur chi' Los sene ohmsehe Spannungsteilerwiderstand au:; zwei durch eine Metallisierung verbundenen Einzelwiderständen besteht. Die Metallisierung bildet dabei gleichzeitig den zum Abgreifen der gewünschten Teilerspannung dienenden Abgriff. Diese Spannungsteiler haben aber den Nachteil, daß bei ihnen ein Abgleich des Teilerwiderstandes auf einen gewünschten Wert nur durch Erhöhen der Einzelwiderstände möglich ist, aus denen der {5p;uiriu.rigBti! i L orwiders tand besteht, so daß dadurch der Οι«:;.Ίΐη l.w i d t;r:J l.;ind dos ¹LOj le rs und die Strom- und Potentialvt'ft.i'i 1 uii(; ^im !.»py-nnutif;« Lei 1 erwiderstand selbst mit verändert werden.

31U252

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Spannungsteiler mit den kennzeichnenden Merkmalen des HaupfcansprucliE hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Verlegen der für den Abgleich erforderlichen Veränderung in das zum Abgriff gehörende zweite Widerstundsgeb i et eine bestimmte Äquipotentiallinie an der Abnahmeelektrode des Abgriffs ausgewählt werden kann, ohne daß dadurch der eigentliche Spannungsteilerwiderstand und seine Potentialverteilung wesentlich verändert worden tnüsuerr. Eine besonder.", vorteilhafte Art der ·).πι swn i t.i-n Widerstandsgebiet zum Zwecke des Abgleich*·. an/jubrachlen Veränderung ergibt sich aus dem Unteranspruch 2. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen 3 bis 12. Der Nebenanspruch 13 liefert alternativ zum Anspruch-.1 eine zweite vorteilhafte Lösung des Abgleichproblems mit einem einzigen zusammenhängenden ilpannungsteilerwiilorstand, der zugleich als Abgriff mi U hcfangc/.oijcn wird. .

Zeichnung

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen ilpantiungsteilers sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die Grundvariante eines in Dickschichbtechnik ausgeführten erfindungsgemäßen Spannungsteilers Ln der Draufsicht,

Figur 2 das Ersatzschaltbild des in Figur 1 gezeigten Spannungsteilers,

- -&- ■ 31U252

Figur 3 bis Figur 8 weitere Varianten von in Dickai:h Li-ht. Lochnik auugcf ülirten erfindungsgemäßen Spannungsteilern in der Draufsicht.

Beschreibung der Erfindung

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Spannungsteiler enthält einen stromdurchflossenen ohmschen Spannungsteilerwiderstand R (Fig. 2), der aus einer einzigen zusammenhängenden, in Schichttechnik ausgeführten ersten Widerstandsschicht 10, einem zur Stromzufuhr dienenden Anschlußleiter 11 und einem zur Stromabfuhr dienenden Anschlußleiter 12 besteht, wobei die Anschlußleiter 11 und IP al υ Lei Lorbahnen ausgebildet sind (Fig. 1). Das ural-e Wider α tand:;g"bie t 10 bildet einen rechteckförmigen Bereich, dessen Länge größer als dessen Breite ist. Die Anschlußleiter 11 und 12 sind an den Schmalseiten dieses rechteckförmigen Bereichs angebracht und überlappen nich entlang diesen Schmalseiten mit dem ersten Widerstandsgebiet 10.

Ferner ist ein zum Abgreifen der gewünschten Teilerspannung dienender Abgriff vorgesehen. Dieser Abgriff besteht aus einem in Schichttechnik ausgeführten zweiten Widerstandsgebiet 13 und aus einer daran angebrachten Abnahmeelektrode 1h, die als Leiterbahn ausgebildet ist. Die beiden Wider- :; l.Hrnl·.·./'.'·!) i >· t."· 10 und 1 ³, stoßen in einem Bereich 15, ..!cn ΰ I (■ Ii an einer der beiden Längsseiten der Wider — stanila:;chicht 10 befindet, derart aneinander, daß in dicsiTii Herr ich I^ zwischen diesen beiden Widerstandsgebiet.on 10 und 13 ein guter elektrischer Kontakt hergestellt wird.

'/.um Abgleich de;; Spannungsteilers ist in das zweite Widerstandsgebiet 13 ein erster Laser- oder Sandstrahlschnitt

314A252

16 und ein zweiter Laser- oder Sandstrahlschnitt. 17 eingebracht. Die beiden Schnitte 16 und 17 verlaufen parallel zur Längsseite des ersten W iilerr.tandiig^b Le U; 10, schneiden also die beim Betrieb des Spannungsteilers gebildeten Äquipotentiallinien. Die beiden Hchnibte 16 und 17 werden beim Abgleich des Spannungsteilers R , R so weit geführt, bis an der Abnahmeelektrode 1 h. des Abgriffs das Potential den gewünschten Wert erreicht hat.

Wenn das Material des ersten Widerstandsgebiets 10 und das Material des zweiten Widerstandsgebiets 13 gleich sind, wird der Effektivwert des Widerstandes R durch den Abgleich relativ stark beeinflußt. Falls dieser Effekt stört, wird erfindungsgemäß das Material des zweiten Widerstandsgebiets 13 hochohmiger als das Material des ersten Widerstandsgebiets 10 gewählt, damit der durch das erste Widerstandsgebiet 10 gebildete wirksame Spannungsteilerwiderstand und seine Potential.verteilung durch rinn Abgleich nicht wesentlich verändert werden.

In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannungsteilers dargestellt, bei dem an einer der beiden Längsseiten des ersten Widerstandsgebiets 10 ein Abgriff 13₉ 1U und an der anderen Längsseite des ersten Widerstandsgebiets 10 zwei Abgriffe 13, 1 ^ angebracht sind. Der Abgleich ist in der selben Weise ausgeführt wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren h bis 6 ist das erste Widerstandsgebiet 10 wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 3 als langgestrecktes Rechteck ausgebildet. Das zweite Widerstandsgebiet ist wie das erste Widerstandsgebict 10 streifenförmig ausgebildet. .Das zweite Widerständsgubiet 13

- - ΊΟ-

3Ί44252

verläuft parallel zum ersten Widerstandsgebiet 10 und steht über eiiE Kontaktierzone 15 mit dem ersten Widerstandsgebiet 10 in Verbindung. Die Kontaktierzone 15 erstreckt sich dabei über die ganze Länge des ersten Widerstandsgebiets 10. Zum Abgleich ist im zweiten Widerstandsgebiet 13 ein Laseroder Sandstrahlschnitt 16 vorgesehen, der parallel zur Längsrichtung der beiden Widerstandsgebiete 10, 13 verläuft. Die Abnahmeelektrode 1k für die abzugreifende Teilerspannung ist bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren h bis 6 verschieden ausgebildet. Bei allen drei Ausführungsbeispielen bestimmt aber in der Hauptsache die Tiefe des Laserschnitts i6 die Höhe der an der Abnahmelektrode 1 Ijabzugreifenden Teilerspannung. Die an der Abnahmeelektrode 1U abgenommene Teilerspannung kann dabei zwischen 0 und 100 % der an den Anschlußleitern 11 und 12 angelegten Spannung betragen. Bei den Aus-X'ührungsbeispi ei en nach den Figuren k bis 6 ermöglicht die verschiedene Wahl der Geometrie der Abnahmeelektrode 1 h eint; Anpassung der Abgleichkennlinie an den jeweiligen Bedarf.

Zum Erzeugen beliebig wählbarer, monotoner Abgleichkennlinien und zum Ausgleich der Nichtlinearitäten einer Schaltung dient das Ausführungsbeispiel nach Figur 7- Dieses Ausfiihrungsbeispiel unterscheidet sich von den Ausführungsbeispielen nach den Figuren k bis 6 dadurch, daß sich das den ohmschen Spannungsteilerwider ist and R. bildende erste Widerstandsgebiet 10 vom Bereich seines ersten Anschlußleiters 11 bis zum Bereich seines zweiten Anschlußleiters 12 verbreitert. Die Begrenzung beider Widerstandsgebiete 1Ö und 13 ist jedoch in der Kontaktier zone 15 geradlinig und das aweite Widerstandsgebiet 13 streifenförmig ausgebildet. Der Laserschnitt l6 verläuft im zweiten Wider-

Standsgebiet 13 parallel zu dessen Längsrichtung. Da auch hier das zweite Widerstandsgebiet 13 sich über die volle Länge des ersten Widerstandsgebiets 10 und am oberen Ende noch etwuü darüber hinaus erstreckt, ist auch hier an der Abnahmeelektrode 1 U-eine Spannung zwischen 0 und 100 % der zwischen den Anschlußleitern 11 und 12 liegenden Spannung abgreifbar.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8 besteht der gesamte Spannungsteiler aus einer einzigen Widerstandssctiicht 110, Diese Widerstandsschicht 110 bildet zugleich den stromdurchflossenen ohmschen Spannungsteilerwiderstand R₁ und den Abgriff '\ik. : Die Widerstandsschicht 110 weist einen zur Stromzufuhr und einen zur Stromabfuhr dienenden, mit je einem Anschlußleiter 111, 112 verbunden Bereich auf. Die Anschlußleiter 111, 112 können dabei als Bonddrähte ausgebildet sein. Zum Erzeugen einer Teilerspannung am Abgriff 11U, der Bestandteil der Widerstandsschicht 110 ist, ist ein Schnitt 116 in die zusammenhängende Widerstandsschicht 110 eingebracht, der zwischen dem den Abgriff 11h bildenden Teil dieser Schicht und dem zur Stromzufuhr oder zur Stromabfuhr dienenden Bereich dieser Schicht verläuft und so weit geführt ist, bis am Abgriff 1lU das Potential den gewünschten Wert erreicht hat. Die am Abgriff 1iU abgenommene Teilerspannung kann je nach Tiefe des Laserschnitts 116 auch hier zwischen 0 und 100 % der an den Anschlußleitern 111 und 112 angelegten Spannung betragen

3U4252

Die Erfindung ist nicht auf die anhand der Zeichnung "beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere können bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 und 3 bis 7 die beiden Widerstandsgebiete 10 und 13 ein einziges, zusammenhängendes Gebiet bilden, wenn die beiden Gebiete 10 und 13 aus demselben Maberial bestehen. In diesem Falle kann also die Kontaktier /.one 15 entfallen.

Leerseite

Claims

iIf.1O.T98i Fb/Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Ansprüche

n Dünnschichttechnik oder Dickschichttechnik ausgeführter, abgleichbarer Spannungsteiler (R₁, R_p) mit einem stromdurchflossenen ohmschen Spannungsteilerwiderstand und mit mindestens einem zum Abgreifen einer gewünschten Teilerspannung dienenden Abgriff, dadurch gekennzeichnet, daß der ohmsche Spannungsteilerwiderstand (R₁) ein einziges, zusammenhängendes erstes

¹ . , .enthält, .
Widerstandsgebiet (10; das einen zur Stromzufuhr und einen zur Stromabfuhr dienenden, mit je einem Anschlußleiter (11, 12) verbundenen Bereich aufweist, daß der Abgriff aus einem zwischen diesen beiden Bereichen mit dem ersten Widerstandsgebiet (10) in Verbindung stehenden zweiten Widerstandsgebiet (13) und aus einer daran angebrachten Abnahmeelektrode (1h) besteht und daß an diesem zweiten Widerstandsgebiet (13) eine Veränderung derart angebracht ist, daß an der Abnahmeelektrode (lh) des Abgriffs das Potential den gewünschten Wert aufweist.

2. Spannungsteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem zweiten Widerstandsgebiet (13) angebrachte Veränderung aus mindestens einem in diese Widerstandsschicht (13) eingebrachten Laserschnitt oder Sandstrahlschnitt (16, 17) besteht, der die beim Betrieb des Spannungsteilers (R₁, R_) gebildeten Äquipotentialiinien schneidet und so weit geführt ist, bis an der Abnahmeelektrode (lh) des Abgriffa das Potential den gewünschten Wert erreicht hat,

'i. Gpaimurigs teiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Stromzufuhr bzw. zur Stromabfuhr dienenden Bereiche des ersten Widerstandsgebiets (10) einander gegenüberliegende Endabschnitte dieses Widerstandsgebiets (10) sind und daß die mit diesen Bereichen verbundenen Anschlußleiter (11, 12) Leiterbahnen s ind.

)| . Spunnungs teiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Endabschnitten des ersten Widerstandsgebiets (10) verbundenen Leiterbahnen (11, 12) sich über diese ganzen Endabschnitte erstrecken.

5. Spannungsteiler nach einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des zweiten Widerstrmdsgebiets (13) hochohmiger als das Material des ersten Widerstandsgebieis (10) gewählt ist, um den wirksamen Spannungsteilerwiderstand (R ) des ersten Widerstandsgebiets (10) und seine Potentialverteilung durch den Abgleich nicht wesentlich zu verändern.

- .* - 31Ü252

β. Spannungsteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Widerstandsgebiet (10) und das zweite Widerstandsgebiet (13) aus verschiedenen Materialien bestehen und dadurch miteinander in Verbindung stehen, daß sie sich gegenseitig geringfügig überlappen.

7· Spannungsteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den ohmschen Spannungsteilerwiderstand (R₁) bildende erste Widerstandsgebiet (10) einen von dem Bereich seines ersten Anschlußleiters (11) bis zum Bereich seines zweiten Anschlußleiters (12) sich erstreckenden, vorzugsweise rechteckig ausgebildeten Streifen bildet.

8. Spannungsteiler nach Anspruch 7 mit mindestens einem Abgriff, dadurch gekennzeichnet', daß der mit dem ersten Widerstandsgebiet (10) in Verbindung stehende Bereich (15) des zweiten Widerstandsgebiete (13) jedes Abgriffs sich nur über einen Teil der Länge des ersten Widerstandsgebiets (10) erstreckt.

9. Spannungsteiler nach Anspruch Ö, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der beiden Längsseiten des ersten Widerstandsgebiets (10) mindestens ein Abgriff (13, angebracht ist.

10. Spannungsteiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Widerstandsgebiet (13) einen Streifen bildet, der über die ganze Länge des streifenförmigen ersten Widerstandsgebiets (lO) mit diesem in Verbindung steht, und daß zum Abgleich ein Laseroder Sandstrahlschnitt (.16) im zweiten Widerstands— gebiet (13) vorgesehen ist,

31U252

der parallel zur Längsrichtung des ersten Widerstandsgebiets (10) verläuft.

11. Spannungsteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das den ohmschen Spannungs— teilerwiderstand (R-) "bildende erste Widerstandsgebiet (10) sich vom Bereich seines ersten Anschlußleiters (11) bis zum Bereich seines zweiten Anschlußleiters (12) in seiner Breite verändert.

12. Spannungsteiler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,, daß das erste Widerstandsgebiet (10) an einer vom JUiroichseines ersten Anschlußleiters (11) bis zum Bereichseines zweiten Anschlußleiters (12) reichenden Seite geradlinig begrenzt ist, daß das zweite Widerstandsgebiet (13) streifenförmig ausgebildet ist und entlang dieser ganzen Seite mit dem ersten Widerstandsgebiet (10) in Verbindung steht und daß zum Abgleich ein Schnitt (i6) im zweiten Widerstandsgebiet (13) vorgesehen ist, der parallel zu dessen Längsrichtung verläuft.

13· In Dünnschichttechnik oder Dickschichttechnik ausgeführter [Spannungsteiler mit einem stromdurchf lossenen ohmschen iSpannungs teilerwiderstand (R ) und mit einem zum Abgreifen einer gewünschten Teilerspannung dienenden Abgriff ( 1 1 h ) , dadurch gekennzeichnet, daß der ohmsche Spannungsteilerwiderstand (R₁) eine einzige zusammenhängende Widerstandsschicht (110) bildet, die einen zur Stromzufuhr und einen zur Stromabfuhr dienenden, mit je einem Anschlußleiter (111, 112) verbundenen Bereich aufweist, daß der Abgriff ( 1 11t ) Bestandteil der den Spannungsteilerwiderstand (R₁) bildenden zusammenhängenden Wider— Standsschicht (110) ist und daß zum Erzeugen einer Teilerspannung am Abgriff ( 1 1 k ) ein Laser- oder Sandstrahlschnitt

3 1 A 4 2 5

(116) in die zusammenhängende Widerstandsschieht (110) eingebracht ist, der zwischen dem den Abgriff (11U) bildenden Teil dieser Schicht (110) und dem zur Stromzufuhr oder Stromabfuhr dienenden Bereich dieser Schicht (110) verläuft und so weit geführt ist, bis am Abgriff (1 1 h) das Potential den gewünschten Wert erreicht hat.