DE3242157A1

DE3242157A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrischen widerstandes

Info

Publication number: DE3242157A1
Application number: DE19823242157
Authority: DE
Inventors: Yutaka Miyagi Yamamoto
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-11-13
Publication date: 1983-08-25
Also published as: US4489230A; JPS58139405A

Description

llps Electric Co., Ltd. 2.November 1982

1-7 Yukigaya Otsuka-Oho G-EV-839

Ota-Ku, Tokyo, Japan, 145 (VNR) 1o2 741

Verfahren zur Herstellung eines elektrische^ Widerstandes (Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 2127o/82 vom 15„Februar 1982)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Widerstände sind Bauelemente von elektrischen bzw. elektronischen Schaltkreisen, insbesondere miniaturisierten Schaltkreisen,

Es sind bereits Verfahren bekannt ,um eiie Widerstandsschicht dadurch herzustellen, daß eine Vorlage durch Laserstrahlen bestrahlt und eine Verkohlung des Materials stattfindet«, Diese erleichtern und verbilligen das Herstellungsverfahren, verglichen mit 'solchen, bei den Widerstände bzw. Widerstandsbahnen aus Kohlenstoff hergestellt iferden. Hier tritt allerdings der Nachteil auf, daß die Widerstandsschicht, die während der Verkohlung entsteht, der äußeren Umwelt ausgesetzt ist mit der Folge, daß das Widerstandselement leicht bricht, rissig wird, durch Schwingungen beschädigt wird und dergleichen,. somit der Widerstand durch die Aufnahme von Feuchtigkeit nachteilig verändert wird.

Einerseite ist es unerläßlich, durch Beschichtung der Widerstandsbahn nach der Bildung diesen Nachteilen vorzubeugen, zum Beispiel durch Auftragen sines Filmes. Andererseits ist es Jedoch mühselig, einen solchen Film

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c aufzutragen, da die Widerstandsbahn bzw.-schicht reißen bzw. brechen kann wie vorstehend angegeben. Dies führt dazu, das die ansich mögliche Vereinfachung des Herstellungsverfahrens der Widerstandselemente nur teilweise ausgenutzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgleiches Verfahren zu vereinfachen und Widerstandselemente bzw.-bahnen mit verbesserten Widerstandswerten zu gewinnen.

^jC Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Für die erfindungsgemöße Basisschicht des Widerstandes kann insbesondere Polyimidharz, Polysulfonharz, Polyphenylen-

2Q sulfidharz oder ein Amid-Imid-Kopolymerharz, besonders Polyimidharz (z.B. Kunststoff Capton 6OOFO5I, Handelsprodukt der E.I. Dupon-Ciesellschaft) verwendet werden. In einem anderen Einzelfall kann die Basisschicht eine Mischung aus einem organischen Werkstoff und einem entsprechend zugewählten anorganischen Werkstoff oder aus einem Verbundwerkstoff in der oder den Schichten odgl., bestehen.

Für den transparenten, durch den Laserstrahl durchstzten Film wird z.B. vorzugsweise ein Fluorkunststoff, z.B. XQ Polytetrafluorethylen, oder ein Glas verwendet, wobei im Einzelfall ein FJLuorkunststoff (fluoroplastics) deshalb geeignet ist weil er intensive hydrophe Eigenschaften besitzt.

^c Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 und 2 Querschnitte durch ein

4.Q Widerstandselement, hergestellt durch eine erste

Ausführungsform des Verfahrens.

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Figuren 3 und 4 einen ähnlichen Querschnitt des Widerstandselementes, hergestellt durch eine zweite Ausführungsform des Verfahrens.

Figur 5 eine ähnliche Ansicht im Schnitt einer dritten Ausführungsform sowie

Figur 6 eine ähnliche Schnittansicht einer vierten Ausführungsform des Verfahrens.

Bei der ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß Figuren 1 und 2 wird auf die Oberfläche einer Basisschicht 1, die Folyimidharz odgl. enthält, ein transparenter Film gebildet bzw» aufgetragen, welcher aus Polytetrafluorethylen odgl. besteht. Die Dicke des transparenten Filmes 2 ist vorbestimmt, und durch diesen Film hinweg trifft der Laserstrahl auf die Basisschicht 1 aufbzw. durchdringt die

^O Basischicht. Der transparente Film 2 kann durch Beschichten, Aufdrucken oder Aufstreichen auf die Basisschicht 1 aufgebracht werden» Danach wird ein Laserstrahl 5, z.B. eines Argonlasers, mit vorbestimmter Abtastgeschwindigkeit auf die Basischicht 1 über den Film 2 hindurch von einer Seite her aufgestrahlt, mit der Folge, daß die Basisschicht 1 auf Teil einer Verkohlung seines Materials unterliegt und dadurch eine Widerstandsschicht 3 vorbestimmter Abmessungen zwischen der Basischichti und dem transparenten Film 2 sich ausbildet. Ferner wird der transparente Film 2 (bzw. der entsprechende Teil des Filmes 2),der während des Arbeitsschrittes der Aufkohlung erhitzt worden ist, nachträglich zum Schmelzen gebracht und wiederrum danach wird die Schicht 2, um gehärtet zu werden, in eine geeignete Lösung eingetaucht und sowe it als Film erhalten. Aufgrund dieser Arbeitsschritte wird ein Widerstandselement bzw. eine Widerstandsschicht 3 ausgebildet, die überall durch die Basis^chicht 1 als auch durch den transparenten Film 2 bedeckt ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform gemäß Figur 3 und 4 des Verfahrens werden Elektroden 4 vorher auf die Basisschicht 1 im vorbestimmten Abstand aufgedruckt, diese

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Elektroden 4 werden an ihren Innenenden durch den transparen ten Film 2, der die Laserstrahlen durchläßt, bedeckt, und nunmehr wird der Laserstrahl 5 i^m Sinne der Figur 3 von oben auf den transparenten Film 2 eingestrahlt und daduröh eine Widerstandsschicht 3 , in Kontaktberührung mit den beiden Elektroden 4, ausgebildet als auch durch den transparenten Film 2 bedeckt, vgl. Figur 4.

Bei der dritten Ausführungsform gemäß Figur 5 ist der transparente Film 2 zunächst auf der Oberfläche der Basisschicht ausgebildet, danach wird der Laserstrahl durch den Film

2 eingestrahlt und hierbei wird die Abtastgeschwindigkeit des Laserstrahles verringert, um die Energie des einfallenden Laserstrahles zu vergrößern, mit der Folge, daß der transparente Film 2 insoweit abschmilzt, daß die Widerstandsbahn 3 nach außen freigelegt wird. Da ferner der abgeschmolzene Film 2 teilweise in die Widerstandsschicht 3 eingedrungen ist, wird die letztere Schicht mit einer entsprechenden Materialeigenschaft versehen. Wenn also das Material des Filmes 2 ein Fluorkunststoff mit einer hydrophoben Eigenschaft ist, überträgt sich diese ebenfalls auf das Material der Widerstandsschicht 3. Wenn die WidefStandsschicht '.

3 während des Aibeitsschrittes der Außenatmosphäre zugekehrt ist und sonst Feuchtigkeit aufnehmen würde, mit der Folge, das die Widerstandswerte fluktuieren, wird dies nunmehr vermieden bzw. wesentlich verringert. Wenn ferner, in einer anderen Ausführungsform , als Material für den Film 2 Fluorkunststoff oder Glas verwendet wird welches beim Schmelzen fließt bzw. sich verfestigt, wird eine Widerstandsschicht 3 von erhöhter mechanischer Festigkeit gewonnen, die gegenüber der Außenatmosphäre oder dergleichen frei von Rissen, einer Brechneigung und dergleichen bleibt«

Nach einer vierten Ausführungsform gemäß Figur 6 wird einmal auf der Oberfläche der Basisschicht 1 eine den Laserstrahl durchlassender transparenter Film 2 und ferner werden transparente Elektroden 4 auf ihr ausgebildet,

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zum Beispiel aus Indiumoxid, und zwar auf beiden Seiten des Filmes 2 im vorbestimmten Abstand, sodaß der Laserstrahl auf den Film 2 von einer Seite hinsichtlich der Elektroden 4- eingestrahlt wird, wobei eine Konzentration auf die Basisschicht 1 unter den Elektroden 4 mit niedriger Abtast- bzw« Bestrahlgeschwindigkeit erfolgt, und hierbei eine Widerstandsschicht 3 durch Verkohlen ausgeformt wird und gleichzeitig diese in Kontaktberührung mit den beiden Enden der Elektroden 4- sich befinden wie in Figuren 6 dargestellt.

Aus Vorstehendem gehen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens hervor: Die Herstellung von Widerstandsschichten und Widerstandsbahnen erfolgt in vereinfachter Weise, erhöht die Produktivität und verleiht der Wider-

•?0 standsschicht oder dergleichen stabile Widerstandskennwerte.

Die Erfindung ist auf diese Ausführungsformen nicht beschränkt Je nach Einzelfall sind Abweichungen hinsichtlich des Werkstoffes der Form der einzelnen Bauteile, der Zeit der Bestrahlung, der Bestrahlungs'geschwindigkeit unterschiedlich vorgesehen, zum Beispiel in Abhängigkeit davon, welches Verteilungsmuster der Widerstandsschicht _? welche Form des Bahnverlaufs und der gleichen angestrebt sind.

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Leerseite

Claims

Alps Electric Co., Ltd. 3.November 1982

1-7 Xukigaya Otsuka-Cho G-RV-839

Ota-Ku, Tokyo, Japan, 145 (VSTR) 102.74-1

Pat ent ansprüche

ν ■■■■-

)Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes, in dem eine verkohlbaren,Werkstoff enthaltende Basisschicht durch einen Laserstrahl abgetastet und durch die Hitze des Laserstrahls in der Basisschicht die Fiderstandsschicht ausgebildet xuird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf einer Oberfläche der Basisschicht ein transparenter Film aufgebracht wird, der sowohl ein elektrischer Isolator als auch ein nicht verkohlbarer Werkstoff ist, daß danach die Basisschicht durch den Laser, jedoch durch diesen transparenten Film hindurch,von einer Seite bestrahlt und somit die Widerstandsschicht bzw. -bahn in den bestrahlten Teil der Basisschicht ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als transparenter Film ein solcher aus Polytetrafluoräthylen verwendet wird.
3„ Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß

als transparenter Film ein Glas verwendet wird. 30

^r, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Basisschicht und dem transparenten Film Elektroden eingebracht und die Widerstandsschicht so ausgebildet wird, daß diese eine elektrische Kontaktberührung mit mindestens einer Elektrode bildet und die Elektroden durch den transparenten Film bedeckt werden.

-2-5· Verfahren räch Absatz 1 dadurch gekennzeichnet, daß als transparenter Film ein Werkstoff mit hydrophoben Eigenschaften gewählt wird und bei Ausbildung der Widerstandsschicht durch Verkohlen des Materials in der Basisscricht der hydrophobe Werkstoff in die Widerstandsschicht eingeschleppt wird.

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