DE4343934B4

DE4343934B4 - Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten

Info

Publication number: DE4343934B4
Application number: DE4343934A
Authority: DE
Inventors: Yuji Okazaki Otani; Takashi Anjo Nagasaka; Mitsuhiro Oobu Saitou
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2013-12-23
Also published as: DE4345586B4; DE4343934A1; US5593722A

Abstract

Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten mit den Schritten:
Bereitstellen eines Keramiksubstrats (1);
Drucken und Einbrennen einer ersten Verdrahtung (5) auf das Keramiksubstrat;
Drucken und Einbrennen eines Dickschichtwiderstands (6) auf das Keramiksubstrat und die erste Verdrahtung;
aufeinanderfolgendes Drucken und Einbrennen einer Mehrzahl von Isolierungsschichten (2, 3, 4) auf die Oberfläche des Dickschichtwiderstands und auf das Keramiksubstrat;
Drucken und Einbrennen einer zweiten Verdrahtung (7), welche mit der ersten Verdrahtung elektrisch verbunden ist, auf die Isolierungsschichten, wobei
der Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche größer als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten ist, und wobei
die Isolierungsschicht (2) nahe dem Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche größer als die Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten (3, 4) ist, welche sich entfernter von dem Dickschichtwiderstand befinden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten.
Entsprechend einem konventionellen Verfahren des Erzeugens von Vielfach-Dickschichtsubstraten durch Drucken einer Mehrzahl von Isolierungsschichten auf ein keramisches Substrat gefolgt von einem Einbrennschritt und danach durch Drucken eines Verdrahtungsmusters auf die Isolierungsschichten gefolgt von einem Einbrennschritt ist es eine gebräuchliche Praxis, die Mehrzahl von Isolierungsschichten und das Verdrahtungsmuster unter derselben Temperatur einzubrennen.
Wenn versucht wird, das Vielfach-Dickschichtsubstrat durch Drucken eines Dickschichtwiderstands auf ein Keramiksubstrat gefolgt von einem Einbrennschritt aufeinanderfolgendes Drucken einer Mehrzahl von Isolierungsschichten auf das Keramiksubstrat gefolgt von einem Einbrennschritt Drucken eines Verdrahtungsmusters auf die Isolierungsschichten gefolgt von einem Einbrennschritt entsprechend dem oben erwähnten Stand der Technik zu erzeugen, kann es vorgesehen werden, den Dickschichtwiderstand einzubrennen, die Mehrzahl von Isolierungsschichten und das Verdrahtungsmuster unter derselben Temperatur einzubrennen.
Entsprechend dem oben erwähnten Herstellungsverfahren, bei welchem die Temperatur des Einbrennens des Dickschichtwiderstands dieselbe ist wie die Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten und der Verdrahtungsmuster, findet jedoch wechselseitige Diffusion und thermische Beanspruchung zwischen dem Dickschichtwiderstand und den benachbarten Isolierungsschichten infolge der thermischen Wirkung in dem Schritt des Einbrennens, nachdem der Dickschichtwider stand eingebrannt worden ist, statt, woraus sich eine große Veränderung des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands ergibt.

Das oben erwähnte Problem kann überwunden werden durch Bilden einer Öffnung in allen Isolierungsschichten und Unterwerfen des Dickschichtwiderstands einem Lasertrimmen, nachdem alle Isolierungsschichten eingebrannt worden sind, um den Widerstandswert einzustellen, wie in der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung (KOKAI Nr. JP 61-6546 A) offenbart ist. Das Bilden einer Öffnung in den Isolierungsschischten erzeugt jedoch einen toten Raum in welchen keine Verdrahtung gelegt werden kann, wodurch das Problem eines Anwachsens des Substratbereiches entsteht.

Bei dem koventionellen Verfahren ergeben sich darüber hinaus weitere Probleme dahingehend, daß, wenn eine Anzahl von Dickschichtwiderständen durch Lasertrimmen gebildet werden sollen, der Entwurf des Verdrahtungsmusters komplex wird und die Verdrahtung zu lang wird. Des weiteren wird der Dickschichtwiderstand in dem Fenster freigelegt, wodurch bei dem Bauteil der Verlust der Stabilität gegenüber der externen Umgebung hervorgerufen wird.

Daher wird folgendes Verfahren erwogen; der Widerstandswert wird durch Ganzglas-Isolierungsschichten eingestellt, nachdem die Ganzglas-Isolierungsschichten eingebrannt worden sind. Es erhebt sich jedoch noch ein anderes Problem dahingehend, daß wenn das Lasertrimmen durch die Ganzglas-Isolierungsdickschichten ewirkt wird, eine Absorption, eine Streuung und eine Reflexion auf den Glasisolierungsschichten und an den Schnittstellen davon stattfindet. Daher muß die Ausgangsleistung des Trimenlasers erhöht werden, um den Dickschichtwiderstand zu trimmen. Ein Erhöhen der Laserausgangsleistung bewirkt jedoch einen erhöhten thermischen Effekt auf die peripheren Teile, was sich nachteilig auf die periphere Verdrahtung und Schaltungselemente durch thermische Beanspruchung oder Ähnliches auswirken könnte.

Aus der JP 61-65464 A welche als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, ist ein Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten bekannt, bei dem auf ein Keramiksubstrat nacheinander ein Dickschichtwiderstand, Isolierungsschichten und eine Verdrahtung geformt werden.

Die US 4830874 offenbart, bei der Herstellung eines Dickschichtsubstrats Isolierungsschichten und Verdrahtungen, die nach dem Brennen eines Dickschichtwiderstands gebildet werden, mit einer niedrigeren Temperatur als derjenigen zu sintern, die zum Brennen des Dickschichtwiderstands vorgesehen war.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten vorzusehen, bei welchem die Widerstandswerte von Dickschichtwiderständen leicht ohne Anwachsen von Oberflächenbereichen der Substrate genau bestimmt werden können.

Es ist daher bezüglich dieses Problems ein Experiment durchgeführt worden und die Ergebnisse, welche von dem Experiment erlangt wurden, sind im Hinblick auf den Gegenstand beobachtet worden, wie der Widerstandswert durch das Einbrennverfahren verändert wird. Die Ergebnisse sind in 6 gezeigt. 6 erläutert Veränderungen der Widerstandswerte in jedem der Schritte, wenn drei Dickschichtwiderstände von unterschiedlicher Form unabhängig auf demselben Substrat gebildet sind und wenn eine Mehrzahl von Isolierungsschichten darauf geschichtet sind.

In 6 stellt die Ordinate den Grad der Veränderung dar, wenn die Widerstandswerte der Dickschichtwiderstände in der Anfangsstufe auf einen Referenzwert von 1 gesetzt sind. Entlang der Abszisse sind von links nach rechts die Schritte des Erzeugens eines Vielfach-Mehrschichtsubstrats aufgetragen.

Es ist aus 6 offensichtlich, daß der Widerstandswert des Dickschichtwiderstands sehr unterschiedlich bezüglich der Einbrenn-Bedingung ist, nachdem die erste Glasisolierungsschicht durch den ersten Schritt eingebrannt worden ist, unabhängig von der Form des Dickschichtwiderstands, und daß der Widerstandswert des Vielfach-Dickschichtsubstrates großteils durch den ersten Schritt bestimmt ist. Aus diesem Ergebnis kann verstanden werden, daß der Widerstandswert entsprechend der Konfiguration der Schicht sehr verändert wird, nachdem das Einbrennverfahren für die erste Schicht durchgeführt worden ist, er wird jedoch jeweils in den darauffolgenden Einbrennprozessen klein.

Die Lösung der oben erwähnten Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 6.

Entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten einen Schritt des Bildens eines Dickschichtwiderstands durch Drucken eines Dickschichtwiderstands auf ein Keramiksubstrat gefolgt von Einbrennen, einen Schritt des Bildens von Isolierungsschichten durch aufeinanderfolgendens Drucken einer Mehrzahl von Isolierungsschichten auf die Oberflächen des Dickschichtwiderstands und auf das Keramiksubstrat gefolgt von Einbrennen und einen Schritt des Bildens einer Verdrahtung durch Drucken eines Verdrahtungsmusters auf die Isolierungsschichten gefolgt von Einbrennen, wobei der Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche höher ist als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten, welche sich in Kontakt mit dem Dickschichtwiderstand befinden.

Entsprechend einer zweiten Ausführungsform umfaßt des weiteren ein Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten einen Schritt des Bildens eines Dickschichtwiderstands durch Drucken eines Dickschichtwiderstands auf ein Keramiksubstrat gefolgt von Einbrennen, einen Schritt des Bildens von Isolierungsschichten durch aufeinanderfolgendes Drucken einer Mehrzahl von Isolierungsschichten auf die Oberflächen des Dickschichtwiderstands und auf das Keramiksubstrat gefolgt von Einbrennen, einen Schritt des Bildens einer Verdrahtung durch Drucken eines Verdrahtungsmusters auf die Isolierungsschichten gefolgt von Einbrennen, und einen Schritt des Trimmens des Dickschichtwiderstands mit einem Laser, welcher Teil der Widerstandseinstelleinrichtung ist, wobei der Schritt des Trimmens mit einem Laserstrahl nach dem Einbrennen eines Teils der Mehrzahl von Isolierungsschichten auf dem Dickschichtwiderstand, jedoch vor dem Einbrennen der verbleibenden Schichten erfolgt.

Entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Dickschichtwiderstand erlangt, welcher einen stabilen und sehr genauen Widerstandswert besitzt, durch Einstellen der Einbrenntemperatur zur Bildung der Isolationsschichten ohne Stützung auf die Widerstandswert-Einstelloperation so wie das Trimmen mit einem Laserstrahl, um den Widerstandswert des Dickschichtwiderstands zu stabilisieren.

Entsprechend dem Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten der vorliegenden Erfindung werden genauer gesagt der Dickschichtwiderstand und ein Teil der Isolierungsschichten auf dem Keramiksubstrat bei einer Temperatur eingebrannt, welche höher als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten ist, welche in Kontakt damit darauf geschichtet sind.

Dies ermöglicht, den Widerstandswert sehr genau zu bestimmen ohne die Notwendigkeit eines Laserstrimmens, wodurch ein ausgespartes Teil in den Isolierungsschichten gebildet wird.

Das heißt eine Veränderung des Widerstandswerts, nachdem der Dickschichtwiderstand eingebrannt ist, wird durch die thermische Beanspruchung und wechselseitige Diffusion zwischen dem Dickschichtwiderstand und den Isolierungsschichten in Kontakt damit in den darauffolgenden Hochtemperaturschritten hervorgerufen, welche Einbrennen von Isolierungs schichten und von Verdrahtungen (Schaltungsmustern und Kontaktlochleitern) enthalten.

Entsprechend der durchgeführten Experimente wurde jedoch herausgefunden, daß, nachdem einmal der Dickschichtwiderstand und ein Teil der Isolierungsschichten eingebrannt worden sind, eine weitere Veränderung des Widerstandswerts in darauffolgenden Hochtemperaturschritten des Einbrennens von Isolierungsschichten und Verdrahtungsmustern unterdrückt werden kann.

Es wird angenommen, daß das Einbrennen des Dickschichtwiderstands und eines Teils der Isolierungsschichten bei einer hohen Temperatur das Anwachsen der Kraft von Bondglaspartikeln und elektrischen Leitungspartikeln unterstützt, welche den Dickschichtwiderstand bilden, und des weiteren das Anwachsen der Dichte unterstützt, und wodurch die Festphasendiffusion zwischen dem Dickschichtwiderstand und der damit in Kontakt befindlichen Isolierungsschicht in dem darauffolgenden Schritt des Einbrennens der Isolierungsschichten bei einer niedrigen Temperatur unterdrückt wird.

Das heißt mit dem Dickschichtwiderstand und einem Teil der Isolierungsschichten, welche bei einer hohen Temperatur eingebrannt werden, verbleibt der Widerstandswert stabil und variiert nur wenig, selbst wenn danach Isolierungsschichten eingebrannt werden. Es gibt demgemäß keine Notwendigkeit des Vorsehens von Fenstern in den Isolierungsschichten, und der Oberflächenbereich des Substrats kann verringert werden.

Entsprechend der oben erwähnten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt, welche höher als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten und der Verdrahtungsmuster in dem Fall ist, bei welchem kein Fehler des Widerstandswerts des Dickschichtwiderstands gestattet ist, und das Einbrennen bei einer hohen Temperatur wird bezüglich der oberen Isolierungsschichten bewirkt, wenn die Zulässigkeit eines Widerstandswertfehlers ansteigt.

Als nächstes wird in dem Verfahren des Erzeugens von Vielfach-Dickschichtsubstraten gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Widerstandswert-Einstellverfahen bsp. Lasertrimmen oder ähnliches durchgeführt, um den Widerstandswert des Dickschichtwiderstands zusätzlich zu dem der oben erwähnten ersten Ausführungsform einzustellen.

Das heißt in dem Verfahren des Erzeugens von Vielfach-Dickschichtsubstraten gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Teil der Isolierungsschichten auf dem Dickschichtwiderstand auf dem Keramiksubstrat gebildet, das Lasertrimmen wird durch das Fenster oder durch die Isolierungsschichten bewirkt und danach werden die verbleibenden Isolierungsschichten gebildet.

Eine Veränderung des Widerstandswerts des Dickschichtwiderstands wird nach dem Lasertrimmen verringert. Wie oben beschrieben, ist herausgefunden worden, daß eine Veränderung des Widerstandswertes in dem Schritt des Einbrennens der ersten Isolierungsschicht (die unterste Schicht auf dem Dickschichtwiderstand) einen Großteil der Veränderung unter den Hochtemperaturschritten in Anspruch nimmt, wie in 6 gezeigt ist. Wenn daher das Lasertrimmen durchgeführt wird, nachdem die unterste Isolierungsschicht auf dem Dickschichtwiderstand eingebrannt ist, wird eine weitere Veränderung des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands in den darauffolgenden Hochtemperaturschritten größtenteils verringert.

Entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung braucht das Lasertrimmen nicht durch alle Isolierungsschichten hindurch ausgeführt werden, und die notwendige Laserausgangsleistung kann abgesenkt werden. Wenn das Lasertrimmen durch die unterste Isolierungsschicht auf dem Dickschichtwiderstand ausgeführt wird, braucht insbesondere die Laserausgangsleistung kaum erhöht zu werden. Des weiteren kann ein Erhöhen der Laserausgangsleistung vermieden werden, wenn das Lasertrimmen durch Vorsehen eines Fensters in der untersten Isolierungsschicht oder in einem Teil der Isolierungsschichten bewirkt wird, welche die unterste Isolierungsschicht in dem Bereich des Dickschichtwiderstands enthält, welcher dem Lasertrimmen zu unterwerfen ist.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist kein Fenster in dem verbleibenden Isolierungsschichten gebildet, welche wenigstens die oberste Schicht auf dem Dickschichtwiderstand enthalten. Es ist daher gestattet, das Verdrahtungsmuster daraufzulegen. Darüber hinaus kann der Dickschichtwiderstand vor der externen Umgebung (z. B. vor Feuchtigkeit) geschützt werden.

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
1 eine Querschnittsansicht, welche schematisch ein Vielfach-Dickschichtsubstrat gemäß dem Beispiel 1 erläutert,
2 eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen Schritt der Erzeugung entsprechend dem Beispiel 1 erläutert,
3 eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen Schritt des Erzeugens entsprechend dem Beispiel 1 erläutert,
4 eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen Schritt des Erzeugens entsprechend dem Beispiel 1 erläutert,
5 ein Diagramm, welches die Veränderungen des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands nach jedem der Schritte des Beispiels 1 erläutert,
6 ein Diagramm, welches die Veränderungen nach jedem der Schritte der Widerstandswerte der drei Widerstände erläutert, welche auf dem Vielfach-Dickschichtsubstrat gebildet sind,
7 ein Diagramm, welches ein Einbrennverfahren entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt,
8 eine Querschnittsansicht, welche schematisch das Vielfach-Dickschichtsubstrat entsprechend Beispielen 2 und 8 erläutert,
9 eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen Schritt des Erzeugens entsprechend Beispiel 2 erläutert,
10 eine Querschnittsansicht, welche schematisch einen Schritt des Erzeugens entsprechend dem Beispiel 2 erläutert,
11 ein Diagramm, welches die Veränderungen der Widerstandswerte der Dickschichtwiderstände nach jedem der Schritte entsprechend dem Beispiel 2 erläutert,
12 ein Diagramm, welches eine Spur des Schrittes auf der Oberfläche der Isolierungsglasschicht direkt auf der lasergetrimmten Oberfläche erläutert,
13 ein Diagramm, welches den Zustand des Reparierens der lasergetrimmten Löcher erläutert,
14 eine Querschnittsansicht, welche schematisch ein keramisch geschichtetes Substrat entsprechend dem Beispiel 4 erläutert,
15 eine Querschnittsansicht, welche schematisch ein keramisch geschichtetes Substrat entsprechend dem Beispiel 5 erläutert und
16 eine Querschnittsansicht, welche schematisch ein keramisch geschichtetes Substrat entsprechend dem Beispiel 6 erläutert.
Beispiele des Verfahrens zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten entsprechend der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Zuerst werden Beispiele des Verfahrens zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Das heißt, entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung wie vorher beschrieben besteht die grundlegende technische Idee in einem Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten, welches einen Schritt des Erzeugens eines Dickschichtwiderstands durch Drucken eines Dickschichtwiderstands auf ein Keramiksubstrat gefolgt von Einbrennen umfaßt, einen Schritt des Bildens von Isolierungsschichten durch aufeinanderfolgendes Drucken einer Mehrzahl von Isolierungsschichten auf die Oberflächen des Dickschichtwiderstands und auf das Keramiksubstrat gefolgt von Einbrennen und einen Schritt des Bildens einer Verdrahtung durch Drucken eines Verdrahtungsmusters auf die Isolierungsschichten gefolgt von Einbrennen, wobei der Dick schichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche höher ist als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten, welche sich in Kontakt mit dem Dickschichtwiderstand befinden.
Entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist des weiteren die Bedingung nicht notwendigerweise auf diejenige beschränkt, bei welcher der Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche höher ist als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschicht, welche sich in Kontakt mit dem Dickschichtwiderstand befindet, sie umfaßt jedoch diejenigen, bei welchen der Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche höher als eine Temperatur des Einbrennens einer Mehrzahl von Isolierungsschichten ist, welche den Dickschichtwiderstand bedecken, und des Einbrennens des Verdrahtungsmusters, oder sie umfaßt diejenigen, welche gemeinsam mit den oben erwähnten Bedingungen sind, in welchen jedoch wenigstens ein Teil der Mehrzahl von Isolierungsschichten bei einer Temperatur unterschiedlich zu einer Temperatur eingebrannt wird, bei welcher andere Isolierungsschichten eingebrannt werden.
Die Bedingungen können des weiteren diejenigen enthalten, welche die oben erwähnten Bedingungen umfassen, bei welchen jedoch die Isolierungsschicht nahe dem Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche größer ist als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten, welche sich entfernt von dem Dickschichtwiderstand befinden.
Entsprechend der oben beschriebenen technischen Struktur bezüglich 7 wird ein Dickschichtwiderstand 6 bei einer Temperatur eingebrannt, welche größer als eine Temperatur des Einbrennens einer Mehrzahl von Isolierungsschichten 2 bis 4 und eines Verdrahtungsmusters 7 ist. Oder unter der Mehrzahl von Isolierungsschichten 2 bis 4 wird die Iso lierungsschicht 2, welche direkt den Dickschichtwiderstand bedeckt, eingebrannt, oder es werden bis zu einer vorherbestimmten Zahl von Isolierungsschichten 3, 4 von der Isolierungsschicht 2 an und das Verdrahtungsmuster bei einer Temperatur eingebrannt, welche größer als eine Temperatur des Einbrennens der aufeinanderfolgend gebildeteten Isolierungsschichten und des Verdrahtungsmusters ist. Das heißt in 7 wird die Isolierungsschicht 2 bei einer Temperatur eingebrannt, welche größer ist als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten 3, 4 und des Verdrahtungsmusters 7. Oder die Isolierungsschichten 2 und 3 werden bei einer Temperatur eingebrannt, welche größer als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschicht 4 und des Verdrahtungsmusters 7 ist.
Entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise der Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt, welche um 20 bis 100°C höher ist als die Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten.
Wenn die Temperaturdifferenz kleiner als 20°C ist, variieren die Widerstandswerte stark, und wenn die Temperaturdifferenz 100°C überschreitet, schmilzt der damit in Kontakt befindliche Verdrahtungsleiter (gewöhnlich ein Leiter aus Silber, z. B., Ag, AgPd, AgPt) oder es findet Festphasendiffusion relativ zu dem Verdrahtungsleiter statt.
Beispiel 1
Die Struktur eines Vielfach-Dickschichtsubstrates, welches entsprechend dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erlangt wird, wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 erläutert ein Vielfach-Dickschichtsubstrat, welches drei Isolierungsglasschichten 2 bis 4 aufweist, welche auf einem Aluminiumoxidsubstrat 1 gebildet sind.
Eine Verdrahtung 5 und ein Dickschichtwiderstand 6 werden auf das Substrat 1 gedruckt und eingebrannt, die Isolierungsglasschichten 2 bis 4 werden darauf gebildet und eine Verdrahtung 7 und ein Schutzglas 71 werden auf der Isolierungsglasschicht 4 gebildet. Schaltungsteile 8 werden auf die Isolierungsglasschicht 4 gelötet. Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Leiter, welcher in ein Kontaktloch eingebracht ist.
Das Verfahren des Erzeugens des Vielfach-Dickschichtsubstrates entsprechend der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, wird Ag-Pulver mit Äthylzellulose als Binder und Terpineol als Lösungsmittel verknetet, um eine elektrische Leitungspaste zu bereiten. Die elektrische Leitungspaste wird danach auf das Aluminiumoxidsubstrat 1 gedruckt, welches bei einer Temperatur von etwa 1600°C eingebrannt worden ist, und wird in der Luft entsprechend einem Einbrennprofil einer Temperatur von 800 bis 950°C über 10 Minuten eingebrannt, um eine Verdrahtung 5 zu bilden.
Als nächstes wird eine Pulvermixtur durch Mischen eines RuO2-Pulvers eines vorherbestimmten Betrags von Volumenprozent in 50 bis 80 Volumenprozent eines Glaspulvers erlangt, welches eine Durchschnittskorngröße von 2 bis 5 μm aufweist und aus einer Mischung von PbO, Al₂O₃, SiO₂, B₂O₃ zu einem vorherbestimmten Mischungsverhältnis besteht, das pulverisiert worden ist, nachdem es bei 1200 bis 1500°C geschmolzen worden ist und sehr schnell in Wasser gelöscht worden ist. Die Pulvermixtur wird danach mit einem Lösungsmittel (beispielsweise Terpineol) und einem Binder (beispielsweise Äthylzellulose) verknetet, um eine Widerstandspaste zu be reiten, welche danach unter Beibehaltung einer. Dicke von 7 bis 15 μm auf die Oberfläche des Aluminiumoxidsubstrats 1 gedruckt wird und in Luft entsprechend einem Einbrennprofil einer Temperatur von 820 bis 1050°C über 10 Minuten eingebrannt wird, um einen Dickschichtwiderstand zu bilden.
Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Glaspaste durch Verkneten einer Mixtur bereitet, welche durch Hinzufügen von vorherbestimmten Beträgen eines Lösungsmittels (beispielsweise Terpineol) und eines Binders (beispielsweise Äthylzellusose) zu einem Glaspulver erlangt wird, welches eine Durchschnittskorngröße von 2 bis 5 μm besitzt und aus einer Mixtur von CaO, Al₂O₃, SiO₂, ZiO, PbO und ähnlichem in einem vorherbestimmten Mischungsverhältnis besteht, das pulverisiert worden ist, nachdem es bei 1200 bis 1500°C geschmolzen worden ist und sehr schnell in Wasser gelöscht worden ist. Diese Glaspaste wird unter Beibehaltung einer Dicke von 15 bis 25 μm auf das Aluminiumoxidsubstrat 1 gedruckt und entsprechend einem Einbrennprofil einer Temperatur von 800 bis 950°C eingebrannt, wobei die Temperatur niedriger als die Temperatur des Einbrennens des Dickschichtwiderstands 6 ist, über 10 Minuten, um eine Isolierungsglasschicht 2 zu bilden.
Unter Bezugnahme auf 4 wird eine Isolierungsglasschicht 3 durch denselben Schritt wie der Schritt des Bildens der oben erwähnten Isolierungsglasschicht 2 gebildet, und danach wird ein Kontaktloch, welches die Isolierungsglasschichten 2 und 3 durchdringt, mit der oben erwähnten elektrischen Leitungspaste durch Siebdruck gefüllt, gefolgt von dem Einbrennen in Luft entsprechend einem Einbrennpro fil einer Temperatur von 800 bis 950°C, welche niedriger als die Temperatur des Einbrennens des Dickschichtwiderstands 6 ist, über eine Zeitdauer von 10 Minuten, um den unteren Teil des in das Loch eingebrachten Leiters 9 zu bilden.
Danach wird eine Isolierungsglasschicht 4 durch denselben Schritt wie der Schritt des Bildens der Isolierungsglasschicht 2 gebildet, und danach wird ein Kontaktloch in der Isolierungsglasschicht 4, auf welche das obige Kontaktloch übertragen wurde, mit einer Ag-Paste durch Siebdruck gefüllt, gefolgt von dem Einbrennen in Luft entsprechend einem Einbrennprofil einer Temperatur von 800 bis 950°C über 10 Minuten, um einen oberen Teil des in das Loch gefüllten Leiters 9 zu bilden.
Wie in 4 gezeigt, wird als nächstes die elektrisch leitende Paste auf die Oberfläche der Isolierungsglasschicht 4 gedruckt und entsprechend einem Einbrennprofil einer Temperatur von 800 bis 950°C eingebrannt, welche niedriger ist als die Temperatur des Einbrennens des Dickschichtwiderstands 6, über 10 Minuten, um eine Verdrahtung 7 zu bilden. Auf die Verdrahtung 7 wird danach eine Schutzglaspaste gedruckt, welche danach in der Luft entsprechend einem Einbrennprofil einer Spitzentemperatur von 500 bis 650°C eingebrannt wird, um eine Schutzglasschicht 71 zu bilden.
Die Schutzglaspaste wird durch Verkneten einer Mixtur aufbereitet, welche durch Addieren von vorherbestimmten Beträgen eines Lösungsmittels (beispielsweise Terpineol) und eines Binders (beispielsweise Äthylzellulose) zu einem Glaspulver erlangt wird, welches eine Durchschnittskorngröße von 2 bis 5 μm aufweist und aus einer Mixtur von EbO, SiO₂, B₂O₃ zu einem vorherbestimmten Mischungsverhältnis besteht, das bei 1200 bis 1500°C geschmolzen und sehr schnell in Wasser gelöscht worden ist.
Unter Bezugnahme auf 1 werden Schaltungsteile 8 auf die Oberfläche der Isolierungsglasschicht 4 gelötet, um die Schritte zu beenden.
In dem Verfahren des Substratbildens wird des weiteren erlaubt, eine Pulvermixtur aus Ag und Pd oder Ag und Pt als elektrische Leitungspaste anstelle der Verwendung des Ag-Pulvers zu verwenden. Ebenso kann Cu verwendet werden. In diesem Fall jedoch muß das Einbrennen in einer N2-Atmosphäre durchgeführt werden, um eine Oxidation zu verhindern.
In dem Schritt des Bildens einer Schaltung auf der Oberfläche können des weiteren Widerstände unter den Verdrahtungen gebildet werden, welche unter Verwendung der elektrischen Leitungspaste gebildet wurden.
5 zeigt überwachte Ergebnisse von Veränderungen des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands 6 nach jedem der Herstellungsschritte. Als ein Vergleichsbeispiel sind ebenso Veränderungen des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands des Substrates gezeigt, das nach demselben Verfahren wie das dieses Beispiels mit Ausnahme des Einbrennens des Dickschichtwiderstands 6 entsprechend einem Einbrennprofil einer Temperatur von 850°C über 10 Minuten bereitet wurde. Aus 5 kann verstanden werden, daß der Widerstandswert des Dickschichtwiderstands 6 entsprechend diesem Beispiel welcher bei einer hohen Temperatur eingebrannt wurde, sich sehr wenig im Vergleich mit jenem des Vergleichsbeispiels verändert.
Beispiel 2
Entsprechend der grundlegenden technischen Idee des Verfahrens zum Erzeugen eines Dickschichtwiderstandssubstrats der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Dickschichtwiderstand sehr genau und stabil, selbst ohne Einstellens des widerstandswertes bspw. mittels Lasertrimmens erlangt. Es kann ein bevorzugter Dickschichtwiderstand jedoch erlangt werden, wenn der Widerstandswert eingestellt wird. Daher wird unten als Beispiel 2 der Fall beschrieben, bei welchem ein Schritt des Einstellens des Widerstandswertes beispielsweise mit Lasertrimmen dem vorher erwähnten Beispiel 1 hinzugefügt wird (dieses Beispiel umfaßt die vorher erwähnte zweite Ausführungsform).
Das Beispiel 2 verwendet dieselben Schritte und dieselben Bedingungen wie diejenigen von Beispiel 1. Hier ist jedoch die Temperatur des Einbrennens der Dickschicht in dem Schritt des Bildens des Dickschichtwiderstands von Beispiel 1 auf 800 bis 950°C gesetzt. Des weiteren ist in Beispiel 2 ein Schritt des Einstellens des widerstandswertes zwischen dem Schritt des Bildens des Dickschichtwiderstands und den Schritt des Bildens der verbleibenden Isolierungsglasschichten und der internen Verdrahtung von Beispiel 1 eingefügt. Des weiteren basiert der Schritt des Einstellens des Widerstandswertes auf dem Lasertrimmverfahren.
Daher wird unten lediglich der Schritt des Lasertrimmens beschrieben, welcher unterschiedlich zu der Struktur des oben erwähnten Beispiels ist.
Das heißt, der Schritt des Lasertrimmens wird nach dem Schritt des Bildens des Dickschichtwiderstands und der Isolierungsglasschicht 2 des Beispiels 1 vorgesehen.
Unter Bezugnahme auf 9 wird der Dickschichtwiderstand 6 mit einem Laserstrahl durch die Isolierungsglasschicht 2 während der Überwachung des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands 6 bestrahlt, um den Dickschichtwiderstand zu trimmen.
Unter Bezugnahme auf 10 wird eine Isolierungsglasschicht 3 durch denselben Schritt wie der oben erwähnte Schritt des Bildens der Isolierungsglasschicht 2 gebildet, und es wird die elektrische Leitungspaste durch Siebdruck in ein Kontaktloch eingebracht, welches die Isolierungsglasschichten 2 und 3 durchdringt, gefolgt von dem Einbrennen in Luft entsprechend einem Einbrennprofil einer Temperatur von 800 bis 950°C über 10 Minuten, um einen unteren Teil eines in ein Loch gefüllten Leiters 9 zu bilden.
Als nächstes wird eine Isolierungsglasschicht 4 durch denselben Schritt wie der oben erwähnte Schritt des Bildens der Isolierungsglasschicht 2 gebildet, und die elektrische Leitungspaste wird durch Siebdruck in ein Kontaktloch in der Isolierungsglasschicht 4 gegossen, auf welches das oben erwähnte Kontaktloch übertragen ist, gefolgt von dem Einbrennen in Luft entsprechend einem Einbrennprofil einer Temperatur von 800 bis 950°C über 10 Minuten, um einen oberen Teil des in das Loch gefüllten Leiters 9 zu bilden.
Unter Bezugnahme auf 10 wird die elektrische Leitungspaste auf die Oberfläche der Isolierungsglasschicht 4 gedruckt und entsprechend einem Einbrennprofil bei einer Temperatur von 850 bis 950°C über 10 Minuten eingebrannt, um eine Verdrahtung 7 zu bilden. Danach wird eine Schutzglaspaste darauf gedruckt und in Luft entsprechend einem Einbrennprofil einer Spitzentemperatur von 500 bis 600°C eingebrannt, um eine Schutzglasschicht 71 zu bilden.
Die folgenden Schritte werden entsprechend dem Beispiel 1 ausgeführt.
8 erläutert die Struktur des Vielschicht-Substrats, welches einen Dickschichtwiderstand aufweist, der entsprechend dem Beispiel 2 erlangt wird.
11 zeigt die überwachten Ergebnisse von Veränderungen des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands 6 nach jedem der Herstellungsschritte. Aus 11 ist es offensichtlich, daß der Widerstandswert des Dickschichtwiderstands 6 sich großteils verändert, wenn die unterste Isolierungsglasschicht 2 eingebrannt wird, sich jedoch sehr wenig durch die darauffolgenden Einbrennschritte verändert. Daher kann eine Veränderung δR des Widerstandswertes R stark verringert werden.
Zehn Proben wurden bereitet, und eine Differenz δR zwischen dem maximalen Widerstandswert R und dem minimalen Widerstandswert R nach dem Lasertrimmen lag bei etwa 5% in Bezug auf R. Bei entsprechend dem Stand der Technik hergestellten Proben, bei welchem die Isolierungsglasschichten 2 bis 4 nach dem Lasertrimmen gebildet werden, verändert sich andererseits der Widerstandswert nach dem Lasertrimmen so stark, daß das Substrat nicht verwendbar ist.
13 erläutert den Zustand, bei welchem eine Spur des Lasertrimmens, welche 20 μm tief und 100 μm im Durchmesser in der Isolierungsglasschicht gebildet ist, durch Verwendung von Isolierungsglasschichten 3 und 4 repariert wird, welche eine Dicke von jeweils 20 μm besitzen. Zwanzig Testproben wurden bereitet, und eine durchgezogene Linie von 13 repräsentiert die Varianz davon. Aus 13 kann ersehen werden, daß die Spur des Lasertrimmens bereits durch Ummantelung der zwei Isolierungsglasschichten 3 und 4 repariert ist.
Des weiteren ist es in dem oben erwähnten Beispiel gestattet, eine Verdrahtung auf der Oberfläche der Isolierungsglasschicht 3 zu bilden.
Es ist des weiteren gestattet, die Isolierungsglasschichten 3 und 4 zweimal aufeinanderfolgend zu drucken und danach die Isolierungsglasschichten 3 und 4 gleichzeitig einzubrennen.
Darüber hinaus kann das Lasertrimmen durch die Glasschichten 2 und 3 hindurch ausgeführt werden und danach wird die Isolierungsglasschicht 4 auf der ganzen Oberfläche des Dickschichtwiderstands 6 gebildet.
Durch Bewirken des Lasertrimmens, nachdem der Dickschichtwiderstand eingebrannt ist, jedoch vor dem Bilden der Isolierungsglasschichten, ist es des möglich, einen Widerstandswert zu erlangen, welcher die verbesserte Genauigkeit beibehält. Darüber hinaus besitzt der mit Isolierungsschichten bedeckte Dickschichtwiderstand eine ausgezeichnete Stabilität und gestattet eine darauf zu bildende Verdrahtung.
Beispiel 3
Entsprechend diesem Beispiel wird das Lasertrimmen bewirkt, nachdem der Dickschichtwiderstand 6 gebildet ist, um einen vorherbestimmten Widerstandswert genau zu bilden, und danach werden die Isolierungsglasschichten 2 bis 4 auf dem Substrat 1 gebildet, welches den Dickschichtwiderstand enthält. Da der Dickschichtwiderstand 6 bei einer hohen Temperatur eingebrannt wird, verändert sich der Widerstandswert kaum, selbst nachdem die Isolierungsglasschichten 2 bis 6 bei einer niedrigen Temperatur eingebrannt werden, wie aus 5 zu entnehmen ist.
Als nächstes wird nachstehend das Verfahren des Erzeugens des Vielfach-Dickschichtsubstrates entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie vorher beschrieben ist, betrifft die grundlegende technische Struktur entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren des Erzeugens von Vielfach-Dickschichtsubstraten, welches einen Schritt des Bildens eines Dickschichtwiderstands durch Drucken eines Dickschichtwiderstands auf ein Keramiksubstrat gefolgt von Einbrennen umfaßt, einen Schritt des Bildens von Isolierungsglasschichten durch aufeinanderfolgendes Drucken einer Mehrzahl von Isolierungsglasschichten auf die Oberfläche des Dickschichtwiderstands und des Keramiksubstrats gefolgt von Einbrennen, einen Schritt des Bildens einer Verdrahtung durch Drucken eines Verdrahtungsmusters auf die Isolierungsglasschichten gefolgt von Einbrennen und einen Schritt des Trimmens des Dickschichtwiderstands mit einem Laserstrahl, wobei der Schritt des Trimmens mit einem Laserstrahl nach dem Einbrennen eines Teils der Mehrzahl der Isolierungsglasschichten auf dem Dickschichtwiderstand jedoch vor dem Einbrennen der verbleibenden Schichten erfolgt.
Es wird nachfolgend ein anderes Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Beispiel 4
Entsprechend diesem Beispiel wird, wie in 14 gezeigt, die Isolierungsglasschicht 2 auf den Dickschichtwiderstand 5 gedruckt, welcher eine Dicke von weniger als etwa 15 μm nach dem Einbrennen beibehält. Dies ermöglicht, eine Veränderung des Widerstandswertes zu reduzieren, und die Laserausgangsleistung zu reduzieren.
Das heißt, wenn die Dicke der Isolierungsglasschicht 2 auf dem Dickschichtwiderstand 6–10 μm überschreitet, wird die Laserenergie durch die Isolierungsglasschicht 2 absorbiert, was eine Erhöhung der Laserausgangsleistung nötig macht. Wenn die Dicke etwa 15 μm überschreitet, können die peripheren Teile beeinträchtigt werden.
Beispiel 5
Dieses Beispiel wird unten unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
In diesem Beispiel wird eine Isolierungsglasschicht 2 gedruckt und eingebrannt und danach wird eine Isolierungsglasschicht 3, welche ein Fenster 31 darin eingesetzt besitzt, darauf aufgedruckt und eingebrannt. Danach wird Lasertrimmen durch die Isolierungsglasschicht 2 über das Fenster 31 bewirkt. Danach wird eine Isolierungsglasschicht 4 (vergleiche 8) darauf gedruckt und eingebrannt.
Da die Isolierungsglasschicht 3 vor dem Lasertrimmens gebildet ist, variiert der Widerstandswert weniger als der von Beispiel 2. Da darüber hinaus das Fenster lediglich in der dazwischenliegenden Isolierungsglasschicht 3 gebildet ist, wird ein kleiner Schritt in der Oberfläche der Isolierungsglasschicht 4 durch das Fenster 31 gebildet, und der Dickchichtwiderstand 6 ist gut geschützt. Die Laserausgangsleistung ist dieselbe wie die von Beispiel 2.
Beispiel 6
Dieses Beispiel wird unter Bezugnahme auf 16 beschrieben.
In diesem Beispiel wird ein Dickschichtwiderstand 6 gedruckt und eingebrannt, und danach wird eine Isolierungsglasschicht 2, welche ein Fenster 21 besitzt, darauf gedruckt und eingebrannt. Das Lasertrimmen wird direkt durch das Fenster 21 bewirkt. Danach werden Isolierungsglas schichten 3 und 4 (vergleiche 8) gedruckt und eingebrannt.
Da das Lasertrimmen direkt erfolgt, ist es möglich, die Laserausgangsleistung zu vermindern.
Beispiel 7
Dieses Beispiel wird unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
In diesem Beispiel wird eine Isolierungsglasschicht 20 vor der Bildung der Isolierungsglasschicht 2 von Beispiel 2 gedruckt und eingebrannt.
Hier besitzt die Isolierungsglasschicht 2 ein Fenster 31 in dem Gebiet des Dickschichtwiderstands 6, der mit einem Laser getrimmt werden soll, und die Isolierungsglasschicht 20 besitzt ein Fenster zum Aufnehmen des Dickschichtwiderstands 6.
Die Dicke der Isolierungsglasschicht 20 ist hier nahezu gleich der Dicke des Dickschichtwiderstands 6. Der Dickschichtwiderstand 6 wird direkt von dem Laser durch das Fenster 31 getrimmt, und danach wird eine Isolierungsglasschicht 4 (vergleiche 8) gedruckt und eingebrannt. Dies ermöglicht, die Laserausgangsleistung zuvermindern, das Fenster 31 zu bedecken und die Veränderung des Widerstandswertes herabzusetzen.
Beispiel 8
Dieses Beispiel wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
In diesem Beispiel wird eine Isolierungsglasschicht 2 entsprechend einem Profil einer Temperatur von 900°C über 10 Minuten wie in Beispiel 2 eingebrannt, der Dickschichtwiderstand 6 wird mit einem Laser durch die Glasisolierungsschicht 2 oder durch ein Fenster, welches auf einem Gebiet des Dickschichtwiderstands 6 gebildet ist, der mit einem Laser getrimmt werden soll, getrimmt, und danach werden Isolierungsglasschichten 3 bzw. 4 auf der ganzen Oberfläche des Dickschichtwiderstands 6 entsprechend einem Profil einer Temperatur von 850°C über etwa 10 Minuten eingebrannt.
Da in diesem Fall die Isolierungsglasschicht 2 bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche um etwa 50°C höher als die Temperatur wenig Beispiels 2 ist, wird der Dickschichtwiderstand 6 wenig dem darauffolgenden Schritt bei einer hohen Temperatur beeinträchtigt, und der Widerstandswert verändert sich kaum.
Zehn Proben wurden bereitet. Die Differenz δR zwischen einem maximalen Widerstandswert R und einem minimalen Widerstandswert R betrug hinblicklich R 3%, woraus gelernt wurde, daß eine Veränderung des Widerstandswertes nach dem Trimmen mit einem Laser vermindert werden könnte.
Das heißt, entsprechend dem konventionellen Verfahren, wie aus 11 zu ersehen ist, wird der Widerstandswert des Dickschichtwiderstands einmal durch den Schritt des Bildens der ersten Isolierungsschicht 1 auf R2 bestimmt, er unterliegt jedoch einer großen Veränderung in den darauffolgenden Schritten. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird andererseits der Widerstandswert des Dickschichtwiderstands durch den Schritt des Trimmens auf R3 bestimmt, und vari iert um einen Betrag innerhalb eines vorherbestimmten erlaubbaren Bereiches δR in den darauffolgenden Schritten, was zu einer weiteren verbesserten Stabilität beiträgt.
Beispiel 9
In diesem Beispiel wird wie in Beispiel 2 eine Durchschnittsveränderungsrate Rrm einer Zahl von Proben berechnet, um eine Veränderungsrate Rr = R4/R3 des Widerstandswertes R3 des Dickschichtwiderstands 6 nach dem Lasertrimmen auf den Widerstandswert R4 des Dickschichtwiderstands 6 nach der Beendigung des Herstellungsschrittes zu finden, und der Widerstandswert R3 wird während des Lasertrimmens derart bestimmt, daß der gewünschte Widerstandswert R4 unter Verwendung der Durchschnittsveränderungsrate Rrm während des Lasertrimmens erlangt wird. Beispielsweise wird ein gewünschter Widerstandswert des Dickschichtwiderstands 6 mit Rx bezeichnet. Danach wird der Dickschichtwiderstand 6 unter der Voraussetzung mit dem Laser getrimmt, daß der Setzpunkt des Widerstandswertes R3 während des Lasertrimmens sich zu R3 = Rx/Rrm ergibt. Sogar wenn die thermische Hystherese dem Dickschichtwiderstand 6 infolge des Einbrennens der Isolierungsglasschicht nach dem Lasertrimmen gegeben ist, kann danach eine Veränderung des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands 6, welche durch die thermische Hystherese hervorgerufen worden ist, minimiert werden.
Dies liegt daran, wie in 11 gezeigt, daß die Schritte des Einbrennens der Isolierungsglasschichten und der Verdrahtung nach dem Lasertrimmen konstant sind, und Veränderungen in dem Widerstandswert, welche durch diese Schritte hervorgerufen werden, im wesentlichen innerhalb eines vorherbestimmten Bereiches liegen.
Beispiel 10
In diesem Beispiel werden Durchschnittsveränderungsraten Rrm aller Dickschichtwiderstände 6 auf der Schaltung separat in dem Speicher eines Computers gespeichert, welcher Widerstandswerte während des Lasertrimmens mit einem gewünschten Widerstandswert vergleicht.
Selbst wenn die Durchschnittsveränderungsrate Rrm infolge der Position auf der Schaltung und den Werten des Dickschichtwiderstands 6 leicht unterschiedlich sind, können dann Veränderungen des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands 6 infolge thermischer Hysterese minimiert werden.
Beispiel 11
Eine Mehrzahl von (beispielsweise 4) Schaltungen werden als in Gruppe auf derselben Fräservorrichtung (beispielsweise aus Aluminiumoxid hergestellt) angebracht und jedem der Schritte unterworfen. In diesem Beispiel werden die Durchschnittsveränderungsraten Rrm aller Dickschichtwiderstände 6, welche Lasertrimmen erfordern, auf den Schaltungsplatinen auf der Abwicklungsvorrichtung in dem Speicher eines Computers gespeichert, wel cher die Widerstandswerte während des Lasertrimmens mit den gewünschten Widerstandswerten vergleicht. Danach werden die Dickschichtwiderstände 6, welche Lasertrimmen erfordern, separat dem Lasertrimmen mit dem Widerstandswert R3 unterworfen, um einen erwünschten Widerstandswert Rx/Rrm zu besitzen.
Dies liegt daran, daß die Temperatur der Schaltungen sich leicht in Abhängigkeit der Positionen verändert, auf welchen die Schaltungen auf der Fräservorrichtung plaziert sind, und daher besitzen die Dickschichtwiderstände 6, welche auf denselben Positionen der jeweiligen Schaltungen gebildet sind, in Abhängigkeit der Temperatur leicht unterschiedliche Widerstandswerte.
Entsprechend diesem Beispiel können Veränderungen der Widerstandswerte unterdrückt werden.
Beispiel 12.
Im Beispiel 9 wird eine vorherbestimmte Beziehung zwischen der Dicke des Dickschichtwiderstands 6 und der Durchschnittsveränderungsrate Rrm nach der thermischen Hysterse beibehalten. Wenn ein Graph, welcher diese Beziehung darstellt, gespeichert wird, kann die Durchschnittsveränderungsrate Rrm aus diesem Graphen gefunden werden, jedesmal wenn die Dicke des Dickschichtwiderstands 6 verändert wird. Daher braucht die Durchschnittsveränderungsrate Rrm nicht durch ein Experiment abgeleitet werden, jedesmal wenn sich die Dicke des Dickschichtwiderstands 6 ändert.
Beispiel 13
In diesem Beispiel wird eine Sperrschicht auf wenigstens dem Dickschichtwiderstand 6 jedoch vor der Isolierungsglasschicht 2 gebildet, um eine Festphasendiffusion zwischen dem Dickschichtwiderstand 6 und der Isolierungsglasschicht 4 zu verhindern oder zu vermindern. Die Sperrschicht kann vor oder nach dem Lasertrimmen gebildet werden. Die Sperrschicht kann aus irgendeinem vorgesehenen Isolierungsmaterial zusammengesetzt sein, sie vermindert Festphasendiffusion relativ zu dem Dickschichtwiderstand 6, vermindert Festphasendiffusion zwischen dem Dickschichtwiderstand 6 und der Isolierungsglasschicht 4, und ihre Phase wird nicht durch thermische Hysterese verändert, nachdem der Dickschichtwiderstand 6 gebildet ist. Die Sperrschicht kann beispielsweise aus einer Siliziumnitridschicht oder einer Aluminiumoxidschicht zusammengesetzt sein und kann durch das CVD-Verfahren, PVD-Verfahren oder Druck-Einbrenn-Verfahren gebildet werden. Wenn die Schicht vor dem Lasertrimmen gebildet ist, muß sie eine Dicke besitzen, welche durch Schmelzen während des Lasertrimmens geschnitten werden kann.
Beispiel 14
In diesem Beispiel wird eine Pufferschicht auf wenigstens dem Dickschichtwiderstand 6 gebildet, nachdem der Dickschichtwiderstand 6, jedoch vor der Isolierungsglasschicht 2 gebildet, oder die Pufferschicht wird wie die Isolierungsglasschicht 2 gebildet, wobei die Pufferschicht weicher ist und eine größere Elastizität besitzt als die darauf gebildete Isolierungsglasschicht. Die Pufferschicht kann entweder vor oder nach dem Lasertrimmen gebildet werden. Die Pufferschicht kann aus irgendeinem vorgesehenen Isolierungsmaterial zusammengesetzt sein, sie vermindert die Festphasendiffusion relativ zu dem Dick schichtwiderstand 6, vermindert die Festphasendiffusion zwischen dem Dickschichtwiderstand 6 und der Isolierungsglasschicht 4, und ihre Phase kann nicht durch thermische Hysterese verändert werden, nachdem der Dickschichtwiderstand 6 gebildet ist. Die Pufferschicht kann durch das CVD-Verfahren, PVD-Verfahren oder das Druck-Einbrenn-Verfahren gebildet werden. Wenn die Pufferschicht vor dem Lasertrimmen gebildet wird, muß sie eine Dicke haben, welche während des Lasertrimmens durch Schmelzen geschnitten werden kann.
Die Pufferschicht vermindert die thermische Beanspruchung, welche von einer Differenz des thermischen Expansionskoeffizienten des Dickschichtwiderstands 6 und der Isolierungsglasschicht 2 oder 3 stammt, und trägt zur Verminderung einer Veränderung des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands 6 bei, welche durch die Beanspruchung hervorgerufen wird.
Beispiel 15
In diesem Beispiel wird eine Pufferschicht nach dem Dickschichtwiderstand 6 jedoch vor der Isolierungsglasschicht 2 gebildet, oder die Pufferschicht wird wie die Isolierungsglasschicht 2 gebildet, wobei die Pufferschicht einen thermischen Expansionskoeffizienten zwischen dem thermischen Expansionskoeffizienten der Isolierungsglasschicht gerade darauf und dem thermischen Expansionskoeffizienten des Dickschichtwiderstands 6 besitzt. Die Pufferschicht kann entweder vor oder nach dem Lasertrimmen gebildet werden. Die Pufferschicht kann aus irgendeinem vorgesehenen Isolierungsmaterial zusammengesetzt sein, sie vermindert die Festphasendiffusion relativ zu dem Dickschichtwiderstand 6, vermindert die Festphasendiffusion zwischen dem Dickschichtwiderstand 6 und der Isolierungsglasschicht 4, und ihre Phase wird nicht durch thermische Hysterese verändert, nachdem der Dickschichtwiderstand 6 gebildet ist. Die Pufferschicht kann durch das CVD-Verfahren, PVD-Verfahren oder das Druck-Einbrenn-Verfahren gebildet werden. Wenn die Pufferschicht vor dem Lasertrimmen gebildet wird, muß sie eine Dicke besitzen, welche durch Schmelzen während des Lasertrimmens geschnitten werden kann.
Die Pufferschicht vermindert die Beanspruchung, welche von einer Differenz des thermischen Expansionskoeffizienten zwischen dem Dickschichtwiderstand 6 und der Isolierungsglasschicht 2 oder 3 stammt, und trägt zur Verminderung einer Veränderung des Widerstandswertes des Dickschichtwiderstands 6 bei, welche durch die Beanspruchung hervorgerufen wird.
Beispiel 16
In diesem Beispiel ist die Hauptkomponente eines Glases, welches in dem Dickschichtwiderstand 6 enthalten ist, ein kristallines Glas. In diesem Fall ist das innere Glas kristallisiert, wenn der Dickschichtwiderstand 6 eingebrannt wird, und der Schmelzpunkt ist hoch (es ist wünschenswert, daß der Schmelzpunkt um mehr als 100°C höher als der des nichtkristallinen Glases liegt). Nachdem der Dickschichtwiderstand 6 eingebrannt ist, ist daher der Schmelzpunkt des Dickschichtwiderstands 6 selbst hoch, wodurch es möglich ist, eine Veränderung des Widerstandswertes zu vermindern, welche durch die wechselseitige Reaktion zwischen dem Dickschichtwiderstand 6 und der Isolierungschicht in dem Schritt des Einbrennens hervorgerufen wird.
Derselbe Effekt wird sogar dann erlangt, wenn ein kristallines Glas als Hauptkomponente in der Isolierungsglasschicht 2 enthalten ist.

Claims

Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten mit den Schritten: Bereitstellen eines Keramiksubstrats (1); Drucken und Einbrennen einer ersten Verdrahtung (5) auf das Keramiksubstrat; Drucken und Einbrennen eines Dickschichtwiderstands (6) auf das Keramiksubstrat und die erste Verdrahtung; aufeinanderfolgendes Drucken und Einbrennen einer Mehrzahl von Isolierungsschichten (2, 3, 4) auf die Oberfläche des Dickschichtwiderstands und auf das Keramiksubstrat; Drucken und Einbrennen einer zweiten Verdrahtung (7), welche mit der ersten Verdrahtung elektrisch verbunden ist, auf die Isolierungsschichten, wobei der Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche größer als eine Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten ist, und wobei die Isolierungsschicht (2) nahe dem Dickschichtwiderstand bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche größer als die Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten (3, 4) ist, welche sich entfernter von dem Dickschichtwiderstand befinden.
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dickschichtwiderstand (6) bei einer Temperatur eingebrannt wird, welche um 20 bis 100°C größer als die Temperatur des Einbrennens der Isolierungsschichten (2, 3, 4) ist.
verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kristallines Glas entweder in dem Dickschichtwiderstand (6) oder in den Isolierungsschichten (2, 3, 4) enthalten ist.
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolie rungsschichten (2, 3, 4) in Konktakt mit dem Dickschichtwiderstand (6) gebildet werden, nachdem der Widerstandswert des Dickschichtwiderstands eingestellt worden ist.
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zum Einstellen des widerstandswertes ein Schritt des Lasertrimmens ist.
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten mit den Schritten: Drucken und Einbrennen eines Dickschichtwiderstands (6) auf ein Keramiksubstrat (1); Drucken und Einbrennen einer zweiten Isolierungsschicht (2) auf die Oberfläche des Dickschichtwiderstands und auf das Keramiksubstrat; Trimmen des Dickschichtwiderstands mit einem Laserstrahl nach dem Drucken und Einbrennen der ersten Isolierungsschicht; Drucken und Einbrennen weiterer Isolierungsschichten (3, 4) nach dem Trimmen auf die darunterliegende Isolierungsschicht einschließlich des Bereichs, auf den das Trimmen ausgeübt wurde; und Drucken und Einbrennen einer Verdrahtung (7) auf die Isolierungsschichten (2, 3, 4), wobei die weiteren Isolierungsschichten (3, 4) und die Verdrahtung bei einer Temperatur eingebrannt werden, welche kleiner als die Temperatur des Einbrennens des Dickschichtwiderstands ist.
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Isolierungsschicht (2) ein Fenster aufweist, durch welches der Dickschichtwiderstand (6) teilweise oder vollständig freigelegt ist.
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstra ten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß kristallines Glas entweder in dem Dickschichtwiderstand (6) oder in den Isolierungsschichten (2, 3, 4) enthalten ist.
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Schritte des Bereitstellens, Druckens und Einbrennens einer Leitungspaste für die Verdrahtung (5, 7) und einer Widerstandspaste für den Dickschichtwiderstand (6) in einer Atmosphäre von Luft.
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch den Schritt des Bildens einer Leitungspaste für die Verdrahtung (5, 7) auf der Grundlage von Silber (Ag).
Verfahren zum Erzeugen von Vielfach-Dickschichtsubstraten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch den Schritt des Bildens einer Widerstandspaste für den Dickschichtwiderstand (6) auf der Grundlage von Rutheniumoxid (RuO2).