DE3035717C2

DE3035717C2 - Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Folienwiderständen oder Netzwerken von Folienwiderständen

Info

Publication number: DE3035717C2
Application number: DE19803035717
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 8000 München Schneider; Harald Ing.(Grad.) 8400 Regensburg Vetter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1980-09-22
Publication date: 1983-08-25
Also published as: DE3035717A1

Description

a) der Träger (4) wird nicht durchgehend auf die Widerstandsschicht (3) aufgebracht, sondern ₍₅ nur in einer für jeden Einzelwiderstand benötigten Form und Größe;

b) der aus dem Träger (4), der Metallfolie (1) und der Widerstandsschicht (3) bestehende Aufbau wird so auf eine Haltevorrichtung (7) gesteckt, daß die Träger (4) in Vertiefungen (13) der Haltevorrichtung (7) zu liegen kommen;

c) durch selektives Ätzen werden die nicht benötigten Teile der Metallfolie (1) und der Widerstandsschicht (3) weggeätzt, so daß aus ₂s den stehenbleibenden Teilen der Metallfolie (1) Kontaktflächen (6) und aus den stehenbleibenden Teilen der Widerstandsschicht (3) Widerstandsbahnen (10) gebildet und gleichzeitig die einzelnen Widerstände voneinander getrennt _M werden.

Z Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Folienwiderständen qrfer Ne?'.werken von Folienwiderständen, bei dem eine Folie aus duktilem Metall mit zumindest einer Widerstandsschicht beschichtet wird, bei dem mit dieser mehrschichtigen Folie ein elektrisch isolierender Träger stoffschlüssig verbunden wird und schließlich die Widerstände bzw. Netzwerke voneinander getrennt werden, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) in die mit der Widerstandsschicht (3) versehene Metallfolie (1) werden in einem Tiefziehverfahren Vertiefungen (14,18) derart eingeprägt, daß die Widerstandsschicht (3) in den Vertiefungen (14, 18) oben liegt und daß der Boden der Vertiefungen (14,18) nicht oder nur geringfügig verformt ist;

b) die Vertiefungen (14, 18) werden mit dem Material für den Träger ausgefüllt;

c) durch selektives Ätzen werden am Boden die nicht benötigten Teile der Metallfolie (1) und der Widerstandsschicht (3) weggeätzt, so daß aus den stehenbleibenden Teilen der Metallfolie (1) Kontaktflächen (15) und aus den stehenbleibenden Teilen der Widerstandsschicht (3) Widerstandsbahnen gebildet und gleichzeitig die einzelnen Widerstände voneinander getrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial ein aushärtbares Gießharz verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial ein glasfaserverstärktes Epoxidharz verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermaterial ein sinterfähiges Pulver verwendet und nach dem Aufbringen zusammengesintert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (18) in die mit der Widerstandsschicht (3) versehene Metallfolie (1) nutenförmig eingeprägt werden und daß in jeder Nut eine Reihe von einzelnen Trägern erzeugt wird, und zwar in einer für jeden Einzelwiderstand benötigten Form und Größe.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (6, 15) mit einer Zinnschicht (5,12) versehen werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Folienwiderständen oder Netzwerken von Folienwiderständen in der Form von Chip-Widerständen, bei dem eine Folie aus dukliiem ivieiaii mit zumindest einer Widerstandsschicht beschichtet wird, bei dem mit dieser mehrschichtigen Folie ein elektrisch isolierender Träger stoffschlüssig verbunden wird und schließlich die Widerstände bzw. Netzwerke voneinander getrennt werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 9 10 185 bekannt Dort wird eine Metallplatte mit einem isolierenden Lack versehen, wobei auf einer Seite in der Lackschicht ein mäanderförmiger Streifen frei bleibt, in dem elektrolytisch die Widerstandsschicht abgeschieden wird. Nach dem Galvanisierungsvorgang wird die Widerstandsschicht in einem dünnen, isolierenden Träger eingebettet und danach wird die als ursprünglicher Träger dienende Metallplatte aufgelöst, an deren Stelle ebenfalls eine oder mehrere isolierende Lackschichten angebracht werden können.

Auch bei dem aus der DE-AS 10 57 672 bekanntgewordenen Verfahren zur Herstellung eingelegter Stromkreise wird auf einer Seite einer Metallfolie auf elektrolytischem Weg ein dem Verlauf des gewünschten Stromkreises entsprechendes Metallrelief gebildet Nach Herstellung des gewünschten Stromkreises wird dieser in einem Isoliermaterial eingebettet und anschließend die ursprüngliche Metall-Trägerfolie aufgelöst

Ein ähnliches Verfahren ist weiterhin in der DE-AS 12 59 988 beschrieben, bei dem zur Herstellung flexibler elektrischer Schaltkreiselemente zuerst die dünnen, metallischen bandartigen Leiter auf einem Unterlageblech hergestellt werden. Danach werden die Schaltkreiselemente in eine aus »Plastisol« bestehende Abdeckschicht eingebettet und das Unterlageblech durch Abätzung entfernt Anschließend wird ein klebendes Band an der Unterseite angebracht und die Plastisolabdeckung entfernt.

Aus der DE-OS 26 41310 ist eine hybridierbare elektronische Baugruppe mit integrierten Funktionselementen bekannt, welche ein Laminat als Basismaterial besitzt Das Laminat besteht dabei aus einer mindestens einlagigen Kunststoffolie mit beidseitig aufgebrachten Metallteilen, die ggf. jeweils beidseitig mit Dünnsehiehten aus Kunststoff und/oder Metall bedeckt sind. Aus diesen einzelnen Folien und Schichten sind die Leiter-, Anschluß- und Funktionselemente herausgearbeitet.

Aus der DE-OS 26 23 640 ist ein elektrischer Chip-Widerstand bekannt, welcher einen keramischen Trägerkörper besitzt und bei dem zwischen Kontaktflä-

chen Widerstandsschichten angeordnet sind.

Chipwiderstände müssen für eine automatische Bestückung geeignet sein. In üblichen Bestückungsautomaten werden sie magaziniert bzw. gegurtet, automatisch positioniert, auf die Schaltungsplatine geklebt und schwallgelötet

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine rationelle Serienherstellunj» großer Mengen von Chipwiderstän- _[0 den erlaubt, die für eine Automatenbestückung geeignet sind und mit engen mechanischen und elektrischen Toleranzen hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Ai t erfindungsgemäß durch die , folgenden Verfahrensschritte gelöst:

a) der Träger wird nicht durchgehend auf die Widersiandsschicht aufgebracht, sondern nur in einer für jeden Einzelwiderstand benötigten Form und Größe;

b) der aus dem Träger, der Metallfolie und der Widerstandsschicht bestehende Aufbau w'rd so auf eine Haltevorrichtung gesteckt, daß die Träger in Vertiefungen der Haltevorrichtung zu liegen kommen;

c) durch selektives Ätzen werden die nicht benötigten Teile der Metallfolie und der Widerstandsschicht weggeätzt, so daß aus den stehenbleibenden Teilen der Metallfolie Kontaktflächen und aus den _J0 stehenbleibenden Teilen der Widerstandsschicht Widerstandsbahnen gebildet und gleichzeitig in einzelne Widerstände voneinander getrennt werden.

r>

Ein weiteres Verfahren, das die oben beschriebene Aufgabe löst, ist durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet:

a) in die mit der Widerstandsschicht versehene Metallfass werden in einem Tiefziehverfahren Vertiefungen derart eingeprägt, daß die Widerstandsschicht in den Vertiefungen oben liegt und daß der Boden der Vertiefungen nicht oder nur geringfügig verformt ist;

b) die Vertiefungen werden mit dem Material für den Träger ausgefüllt;

c) durch selektives Ätzen werden am Boden die nicht benötigten Teile der Metallfolie und der Widerstandsschicht weggeätzt, so daß aus den stehenblei- -><> benden Teilen der Metallfolie Kontaktflächen und aus den stehenbleibenden Teilen der Widerstandsschich; Widerstandsbal.nen gebildet und gleichzeitig die einzelnen Widerstände voneinander getrennt werden. 5-,

Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekanntgewordenen Verfahren weist der Gegenstand der Erfindung insbesondere den Vorteil auf, daß durch den zum Widerstandsabgleich erforderlichen Ätzschritt gleichzeitig auch die Einzelwiderstände voneinander getrennt werden.

Besonders kleine mechanische Toleranzen sind bei Verwendung von aushärtbarem Gießharz als Trägermaterial erreichbar. Wird eine hohe Festigkeit und to Flammfestigkeit gefordert, so kann glasfaserverstärktes Epoxidharz vorteilhalt verwendet werden. Ein besonders sauberes Arbeiten is' möglich, wenn ein sinterfähiges Pulver, insbesondere Kunststoffpulver, verwendet und nach dem Aufbringen zusammengesintert wird. Hierbei wird vorteilhaft als Widerstancjsschicht eine Chromnickelschicht verwendet, da in diesem Fall die mehrschichtige Folie nur aus Metallen besteht, weiche die Sintertemperaturen ohne weiteres vertragen. Die Folie aus duktilem Metall besteht vorzugsweise aus Kupfer.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert In der Zeichnung zeigen

Fi g. 1 bis 3 ein Verfahren, bei dem Träger auf eine Folie aufgebracht werden und die

Fig.4 bis 7 ein weiteres Verfahren bei dem die Mehrschichtenfolie tiefgezogen wird.

In der F i g. 1 ist das Ausgangsmaterial dargestellt, welches aus einer Folie 1 aus duktilem Metall, insbesondere Kupfer, besteht, auf der eine Haftschicht 2 und darauf eine Widerstandsschicht 3 angeordnet sind, die Widerstandsschicht 3 besteht hierbei vorteilhaft aus einer Nickelchromschicht Als Haftschicht 2 eignet sich z. B. eine sehr dünne Schicht aus Nickel.

In der F i g. 2 ist dargestellt, wie au'.' die in der F i g. 1 beschriebene Mehrschichtenfolie Träger 4 aufgebracht sind. Die Träger 4, die einen Abstand voneinander aufweisen, sind in einer für jeden Einzelwiderstand benötigten Form und Größe angeordnet Sie sind aus flüssigem oder pulverförmigem Trägermaterial hergestellt und bestehen beispielsweise aus Epoxidharz, welches in flüssiger Form aufgebracht und in einer Form ausgehärtet wurde.

In der F i g. 3 ist dargestellt, wie dieser Aufbau so auf eine Haltevorrichtung 7 gesteckt ist, daß die Träger 4 in Vertiefungen 13 zu liegen kommen. Im Bereich der späteren Kontaktierungszonen sind Lotmetallschichten 5, insbesondere Zinnschichten aufgebracht. In der Haltevorrichtung 7 werden in einem Arbeitsgang sowohl die Muster in die Schichten 1 bis 3 der mehrschichtigen Folie geätzt, so daß Kontaktflächen 6 und Widerstandsbahnen 10 entstehen, als auch die Widerstände vereinzelt, indem die Folie zwischen den Trägern 4 weggeätzt wird. In der Haltevorrichtung 7 wird schließlich ein Schutzlack 11 auf die Widerstandsschicht 10 aufgebracht. Nach der Fertigstellung der Bauelemente werden diese durch Stempel 9, die durch die Ausnehmungen 8 hindurchgedrückt werden, aus der Haltevorrichtung 7 entfernt Vor Entfernung der einzelnen Bauelemente können allerdings in der Haltevorrichtung 7 auch weitere Arbeitsgänge am Widerstand durchgeführt werden, wie beispielsweise die Prüfung der elektrischen Daten.

In den Fig.4 und 5 ist ein weiteres Herstellungsverfahren dargestellt, bei dem eine Folie 1 aus duktilem Metall, insbesondere Kupfer, auf die eine Widerstandbschicht 3 unier Zwischenfügung einer Haftschicht 2 aufgebracht ist, tiefgezogen wird. Dabei bilden sich Vertiefungen 14, welche mit Trägermaterial gefüllt werden. Die Vertiefungen 54 weisen dabei einen nicht oder nur geringfügig verformten Boden auf, wobei die Verformung nur so gering sein darf, daß keine Risse in der im allgemeiner relativ spröden Widerstandsschicht entstehen. Zinnschichten 12 überdecken die späteren Kontaktierungsflächen 15, und schützen sie beim Ätzvorgang und gewährleisten gleichzeitig eine einwandfreie Lötfähigkeit.

In den Bereichen 16 zwischen den Zinnschichten 15 wird beim Ätzvorga..g die Widerstandsbahn freigelegt. Bei Bedarf kann die Widerstandsbahn auch mäanderförmig ausgestaltet sein.

Zwischen je zwei unmittelbar benachbarten Zinnschichten 15 ist nur ein kleiner Spalt 17 freigelassen, welcher gerade zur Einführung eines Prägewerkzeuges ausreicht. Der Abstand zweier benachbarter Vertiefungen 14 entspricht daher in etwa der doppelten Schichtdicke der mehrschichtigen, aus den Schichten 1 bis 3 bestehenden Folie. Dadurch kann kaum Ätzmittel in den Spalt 17 eindringen, so daß auch ohne die Anwesenheit einer Zinnschicht, die eine Schutzschicht beim Ätzen in den üblichen Ätzbädern für Kupfer darstellt, keine nennenswerte Ätzung im Bereich der Kontaktflächen 15 stattfindet.

Beim Ätzen werden die oberhalb der strichpunktierten Linie 18 liegenden Teile der Mehrschichtenfolie abgeätzt, so daß die einzelnen Chip-Widerstände voneinander getrennt werden.

In der F i g. 6 ist eine Draufsicht auf die tiefgezogene Mehrschichtenfolie gemäß der Fig.5 dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, daß die Wände der Vertiefungen i4 am Bauelement verbleiben und als AnsCriiußelemente eingesetzt werden können.

In der Fig. 7 ist die Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer tiefgezogenen Mehrschichtenfolie dargestellt, bei der die Vertiefungen 18 die Form von Nuten aufweisen, in denen jeweils eine ganze Reihe von Trägern gebildet werden. In diesem Fall verbleiben ι nach dem Ätzen nur an zwei Seiten Kupferschichten, welche nur über die erzeugten Widerstandsmuster miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn die späteren Kontaktflächen vor dem Prägen der

in Folie mit Zinn beschichtet werden. Das Zinn verhindert beim Ätzvorgang eine eventuell denkbare geringfügige Schwächung der Kontaktflächen. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Vertiefungen 18 nur um etwa die doppelte Folienstärke der mehrschichtigen Folie von-

ij einander entfernt sind. Dadurch liegen die Außenflächen der mehrschichtigen Folie dicht beieinander, und die Ätzlösung kann die späteren Kontaktflächen nicht zerstören, da sie allenfalls in geringer Menge an diese herankommt. Auf eine Abdeckung kann daher in diesem

2" Bereich verzichtet werden, auch wenn keine Zinnschichlen aufgebracht sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Paten tansprüche:

1. Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Folienwiderständen oder Netzwerken von Folienwiderständen, bei dem eine Folie aus duktilem Metall mit zumindest einer Widerstandsschicht beschichtet wird, bei dem mit dieser mehrschichtigen Folie ein elektrisch isolierender Träger stoffschlüssig verbunden wird und schließlich die Widerstände bzw. Netzwerke voneinander getrennt werden, ,₀ gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: