DE4118771C2

DE4118771C2 - Zusammengesetztes Elektronikbauteil

Info

Publication number: DE4118771C2
Application number: DE4118771A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Sugita; Masami Iwahara
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-06-20
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2011-06-08
Also published as: JPH0453219A; US5157582A; DE4118771A1

Description

Die Erfindung betrifft ein zusammengesetztes Elektronikbauteil mit einem Kondensatorelement und einem Film-Widerstand auf einer äußeren Oberfläche des Kondensatorelements nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein zusammengesetztes Elektronikbauteil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus dem US-Patent 4 766 412 bekannt. Bei diesem Element ist ein Isolierfilm so zwischen zwei Elektroden auf einem Kondensatorelement aufgetragen, daß er diese Elektroden teilweise überlappt und dadurch den Kontaktierwiderstand zwischen den Elektroden definiert. Dadurch weist ein Film-Widerstand, der zwischen den beiden Elektroden auf dem Isolierfilm aufgetragen wird, einen Widerstandswert auf, der für eine Reihe von Bauteilen in einem relativ engen Bereich liegt. Die Feineinstellung des Widerstandswertes erfolgt durch Trimmen mit einem Laserstrahl. Die genannte Schrift führt aus, daß bei diesem Trimmen der Isolierfilm zugleich als Schutzfilm dafür dient, daß das Kondensatorelement nicht durch den Laserstrahl beschädigt wird.

Als Material für den schützenden Isolierfilm wird Polyethylenterephthalat angegeben. Materialien für das Kondensatorelement sind nicht angegeben.

Allgemein bekannte Materialien für keramische Kondensatorelemente sind Titanate, Silikate und/oder Titandioxid, wie z. B. in der deutschen Offenlegungsschrift 31 25 281 ausgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zusammengesetztes Elektronikbauteil mit einem keramischen Kondensatorelement und einem Film-Widerstand auf einer äußeren Oberfläche desselben anzugeben, bei dem sich der Film-Widerstand zuverlässig ohne Beschädigung des keramischen Kondensatorelements mit Hilfe eines Laserstrahls trimmen läßt.

Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Sie zeichnet sich durch eine besondere Materialkombination und eine besondere Dickenwahl des Schutzfilms aus.

Dadurch, daß die Dicke des Schutzfilms aus Borsilikat- und/ oder Aluminiumsilikatglas auf wenigstens etwa 20 µm eingestellt ist, kann sicher verhindert werden, daß das Kondensatorelement beim Trimmen beschädigt wird, auch wenn der Film- Widerstand eine relativ große Dicke aufweist. Wird andererseits die Dicke des Schutzfilms zu nicht größer als etwa 40 µm gewählt, läßt sich sicher verhindern, daß das Leitungsmuster, das auf dem Schutzfilm zu liegen kommt, beim Drucken zerläuft oder zerbricht.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Kondensatorelement, das in einem ersten Schritt zur Herstellung eines zusammengesetzten Elektronikbauteils nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erhalten wird,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Kondensatorelements nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ersatzschaltung des inneren Aufbaus des Kondensatorelements nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Kondensatorelement nach Fig. 1, das jetzt mit äußeren Anschlüssen versehen ist, die auf seiner äußeren Oberfläche liegen,

Fig. 5 eine Stirnansicht des Kondensatorelements nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht der Struktur nach Fig. 4 in einem Zustand, bei dem ein Schutzfilm vorhanden ist,

Fig. 7 eine Stirnansicht der Struktur nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Struktur nach Fig. 6, die jetzt mit Leitungsmustern und Film-Widerständen versehen ist,

Fig. 9 eine Stirnansicht der Struktur nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Ersatzschaltung der Struktur nach Fig. 8,

Fig. 11 eine Draufsicht der Struktur nach Fig. 8, jetzt aber in einem getrimmten Zustand, und

Fig. 12 ein zusammengesetztes Elektronikbauteil nach einem anderen Aus führungsbeispiel der Erfindung in Übereinstimmung mit Fig. 11.

Ein zusammengesetztes Elektronikbauteil nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch die nachfolgend beschriebenen Herstellungsschritte erhalten:

Zuerst wird ein in den Fig. 1 und 2 dargestelltes Kondensatorelement 1 hergestellt. Die äußere Oberfläche des Kondensatorelements 1 wird durch ein dielektrisches Element 2 gebildet, das in seinem Inneren eine Kapazität aufweisen kann. Das dielektrische Keramikelement 2 besteht z. B. aus Bariumtitanat oder Titanoxidmaterial. Das Kondensatorelement 1 ist ein Mehrschicht-Keramikkondensator, der dadurch erhalten wird, daß abwechselnd dielektrische Schichten und Elektrodenschichten aufeinandergestapelt werden. Diese Schichten werden dann gemeinsam gebrannt. Wie die Fig. 3 erkennen läßt, lassen sich auf diese Weise mehrere Kondensatorkomponenten C1, C2 und C3 im Inneren des Kondensatorelements 1 bilden. Ferner befinden sich mehrere Anschluß elektroden 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g und 3h an gegenüberliegenden Endoberflächen des Kondensatorelements 1. Die Fig. 2 zeigt eine End- bzw. Stirnfläche, an der die Anschlußelektroden 3e bis 3h freiliegen. Von den Anschluß elektroden 3a bis 3h sind die Anschlußelektroden 3a, 3b, 3d 3g und 3h mit Elektrodenschichten im dielektrischen Keramikelement 2 verbunden, um Kondensator anschlüsse zu bilden, während die verbleibenden Anschlußelektroden 3c, 3e und 3f nicht mit Elektrodenschichten verbunden sind und demzufolge auch nicht dazu dienen, die Kapazität nach außen zu übertragen.

Gemäß den Fig. 4 und 5 werden anschließend externe Anschlüsse 4a bis 4h an den jeweiligen Endoberflächen des Kondensatorelements 1 gebildet, die elektrisch mit den jeweiligen Anschlußelektroden 3a bis 3h in Kontakt stehen. Diese externen Anschlüsse 4a bis 4h werden jeweils durch Aufdrucken einer leitfähigen Paste auf vorbestimmte Bereiche der End- bzw. Stirnflächen des Konden satorelements 1 erhalten, wobei sie gebacken werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die jeweiligen externen Anschlüsse 4a bis 4h, die an den Endoberflächen des Kondensatorelements 1 vorhanden sind, bis zu den jeweiligen und einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen des Kondensatorelements 1.

Sodann wird in Übereinstimmung mit den Fig. 6 und 7 ein Schutzfilm 5 auf einer der Hauptoberflächen des Kondensatorelements 1 gebildet. Das Muster des Schutzfilms 5 ist so gewählt, daß er Bereiche einschließt bzw. abdeckt, die mit einem Film-Widerstand versehen werden, wie später noch beschrieben wird. Der Schutzfilm 5 besteht aus einem Glasmaterial, z. B. aus einer bleihaltigen Borsilikatglasur, die zunächst aufgedruckt und dann bei einer Temperatur von etwa 500 bis 1000°C gebrannt wird. Vorzugsweise weist der Schutzfilm 5 eine Dicke von wenigstens 20 µm auf, und zwar unabhängig von der Dicke des Film- Widerstands, worauf noch eingegangen wird, um seine Wirkung zu gewährleisten. Andererseits sollte die Dicke des Schutzfilms 5 nicht größer als 40 µm sein, um zu vermeiden, daß die Leitungsmuster beim Aufdrucken zerlaufen oder zerbrechen.

Sodann werden gemäß den Fig. 8 und 9 Leitungsmuster 6b, 6c, 6d, 6g und 6h auf der genannten einen Hauptoberfläche des Kondensatorelements 1 gebildet, wobei sie jeweils mit den externen Anschlüssen 4b bis 4d, 4g und 4h verbunden werden. Die Leitungsmuster 6b bis 6d, 6g und 6h werden durch Aufdrucken einer leitfähigen Paste auf die Hauptoberfläche des Kondensatorelements 1 erhalten, wobei sie anschließend gebrannt werden. Teile der Leitungsmuster 6b bis 6d, 6g und 6h erstrecken sich auf den Schutzfilm 5.

Im Anschluß daran werden Film-Widerstände R1, R2, R3 und R4 auf dem Schutzfilm 5 gebildet, um Paare von Mustern miteinander zu verbinden, die aus den Leitungsmustern 6b bis 6d, 6g und 6h jeweils ausgewählt wurden. Diese Film-Widerstände R1 bis R4 werden durch Aufdrucken einer Widerstandspaste auf den Schutzfilm 5 erhalten, wobei sie anschließend gebrannt werden.

Die zuvor beschriebene Reihenfolge bezüglich der Bildung der Leitungsmuster 6b bis 6d, 6g und 6h sowie der Bildung der Film-Widerstände R1 bis R4 kann auch umgekehrt werden. Darüber hinaus können auf den jeweiligen Film-Wi derständen R1 bis R4 auch Glasurschichten liegen.

Die Fig. 10 zeigt ein Ersatzschaltbild des in den Fig. 8 und 9 dargestellten zu sammengesetzten Elektronikbauteils 7. Mit Hilfe dieses zusammengesetzten Elektronikbauteils 7 ist es möglich, eine aktive Filterschaltung zu bilden, die als tertiäres Tiefpaßfilter arbeitet, und dergleichen. Dabei dient der externe Anschluß 4c als Eingangsanschluß, während die externen Anschlüsse 4a, 4g und 4h mit einer integrierten Schaltung verbunden sind, die einen Differentialverstärker bildet, der sich auf einer nicht dargestellten und externen Schaltungskarte befinden kann. Dies sei lediglich als ein Anwendungsbeispiel angeführt.

Das zusammengesetzte Elektronikbauteil 7 nach den Fig. 8 und 9 wird mit Hilfe eines Laserstrahls getrimmt, wie in Fig. 11 gezeigt ist, wodurch die Film- Widerstände R1 bis R4 auf vorbestimmte Widerstandswerte eingestellt werden. Bei einer zusammengesetzten Elektronikkomponente 7a gemäß Fig. 11 sind Trimmspuren 8 (Materialausschnitte) in den jeweiligen Film-Widerständen R1 bis R4 zu erkennen. Alle diese Trimmspuren 8 befinden sich in Bereichen, die durch den Schutzfilm 5 abgedeckt sind, so daß das dielektrische Keramikelement 2 des Kondensatorelements 1 vor jedwedem Einfluß beim Lasertrimmen geschützt ist.

Die obige Beschreibung bezieht sich lediglich auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, die hierauf jedoch nicht beschränkt ist. Obwohl die zusammengesetzten Elektronikbauteile 7 oder 7a nur passive Elemente enthalten, um beispielsweise eine RC-Schaltung zu bilden, können sie auch aktive Elemente aufweisen, beispielsweise Transistoren oder integrierte Halblei terschaltungen.

Ein zusammengesetztes Elektronikbauteil nach der Erfindung kann auch so aufgebaut sein, daß es im Falle einer RC-Schaltung nur eine einzige Kondensatorkomponente und nur eine Widerstandskomponente enthält. Es weist somit einen besonders einfachen Aufbau auf.

Der Schutzfilm, die Leitungsmuster und die Film-Widerstände können sich auch auf beiden einander gegenüberliegenden Hauptflächen des Kondensatorelements befinden.

Beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es darüber hinaus möglich, die externen Anschlüsse 4 bis 4h auch nach Bildung der Leitungsmuster 6b bis 6d, 6g und 6h sowie nach Bildung der Film-Widerstände R1 bis R4 anzubringen.

Der Schutzfilm, die Leitungsmuster und die Film-Widerstände können ferner mit geeigneten Schutzeinrichtungen bedeckt sein.

Wie die Fig. 12 zeigt, kann ein Schutzfilm 5a hinreichend große Abmessungen aufweisen, und zwar im Vergleich mit denjenigen der Film-Widerstände R1 bis R4, um den wesentlichsten Teil der Hauptoberfläche eines Kondensatorelements 1 abzudecken. In Fig. 12 sind gleiche Elemente wie in Fig. 11 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben.

Das Material für den Schutzfilm ist nicht auf die zuvor beschriebene bleihaltige Borsilikatglasur beschränkt. Vielmehr kann der Schutzfilm auch durch eine Borsilikat enthaltende Glasur gebildet werden, die eine Borsilikat-Wismut- Glasur ist oder enthält (borsilicate bismuth glaze) oder durch eine Aluminosilikat- Glasur (aluminosilicate glaze). Mit anderen Worten kann der Schutzfilm aus jedem Material bestehen, soweit es nur verhindern kann, daß das dielektrische Keramikelement, das das Kondensatorelement bildet, beim späteren Trimmschritt mitgetrimmt wird.

Claims

1. Zusammengesetztes Elektronikbauteil mit

- einem Kondensatorelement (1) mit einer äußeren Oberfläche, die durch ein dielektrisches Keramikelement (2) gebildet wird, das aus einem Material besteht, in dem eine Kapazität ausgebildet werden kann;
- einer Mehrzahl von externen Anschlüssen (4a bis 4h) auf der äußeren Oberfläche des Kondensatorelements, die die Kapazität in deren Innerem mit der Oberfläche verbinden;
- einer Mehrzahl von Leitungsmustern (6b bis 6d, 6g, 6h) auf der äußeren Oberfläche des Kondensatorelements (1), mit denen die mehreren externen Anschlüsse jeweils verbunden sind;
- wenigstens einem Film-Widerstand (R1 bis R4), der nach außen freiliegt, so daß er mit Hilfe eines Laserstrahls getrimmt werden kann, und der mindestens zwei der Leitungsmuster miteinander verbindet; und
- einem Schutzfilm (5; 5a) zwischen dem Film-Widerstand und der äußeren Oberfläche des Kondensatorelements, welcher Schutzfilm die genannte Oberfläche vor Beschädigung schützt, wenn der Film-Widerstand mit Hilfe eines Laserstrahls getrimmt wird;
dadurch gekennzeichnet, daß
- das Keramikelement (2) aus Bariumtitanat und/oder Titanoxid besteht; und
- der Schutzfilm aus Borsilikatglas und/oder Aluminiumsilikatglas besteht und eine Dicke im Bereich von etwa 20 µm bis etwa 40 µm aufweist.

2. Zusammengesetztes Elektronikbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche des Kondensatorelements (1) ein Paar von einander gegenüberliegenden Endoberflächen und ein Paar von einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen aufweist, und daß die externen Anschlüsse wenigstens an einer der Endoberflächen und die Leitungsmuster sowie der Schutzfilm wenigstens auf einer der Hauptoberflächen liegen.

3. Zusammengesetztes Elektronikbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Schutzfilms (5; 5a) den Rand des jeweiligen Film-Widerstands nach außen überragt.

4. Zusammengesetztes Elektronikbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch wenigstens einen zweiten externen Anschluß auf der äußeren Oberfläche des Kondensatorelements (1), der nicht dazu dient, die Ka pazität herauszuführen.

5. Zusammengesetztes Elektronikbauteil nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein zweites Leitungsmuster auf der äußeren Oberfläche des Kondensatorelements (1), das mit dem zweiten externen Anschluß verbunden ist.