DE3917750C2 - Widerstandselement und Verfahren zum Abgleichen des Widerstandselementes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Widerstandselement, welches einen Teil eines Hyb­ rid-IC's, eines Typwiderstandes und dergleichen bildet und einen auf einem isolierenden Substrat zwischen einem Paar von Elektroden gebildeten Widerstandsfilm umfaßt, sowie ein Verfahren zum Abgleichen eines derartigen Widerstandselementes.

Fig. 6 bis 10 sind Ansichten, die entsprechend verschiedene Beispiele herkömmlicher Wi­ derstandselemente zeigen.

Fig. 6 zeigt ein Widerstandselement, bei welchem ein Widerstandsfilm 3 zwischen einem Paar von Elektroden 1 und 2 auf einem isolierenden Substrat (nicht gezeigt) gebildet ist, und ein Widerstandswert zwischen den Elektroden 1 und 2 abgeglichen oder eingestellt wird, indem eine geradlinige Abgleichnut 4 in dem Widerstandsfilm 3 gebildet wird. Fig. 7 zeigt ein Widerstandselement, bei welchem eine L-förmige Abgleichnut 5 in dem Widerstands­ film 3 gebildet wird, um den Widerstandswert abzugleichen oder einzustellen. Bei jedem der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Widerstandselementen liegt der Startpunkt SP der Abgleichnut außerhalb des Widerstandsfilmes 3, während ein Endpunkt EP der Nut auf dem Widerstandsfilm 3 liegt.

Damit kann leicht ein Mikroriß in einem Bereich in der Nähe des Endpunktes EP auftreten. Somit wird, wenn ein großer Stromstoß zwischen den Elektroden 1 und 2 anliegt, durch die Stromkonzentration in dem Bereich in der Nähe des Endpunktes EP lokal Hitze erzeugt, und der beim Abgleichen gebildete Mikroriß wird groß, woraus eine große Änderung des Wi­ derstandswertes resultiert.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde gemäß JP-A 107806/1985 vom 13. Juni 1985 ein in Fig. 8 und 9 gezeigtes Abgleichverfahren vorgeschlagen. Gemäß Fig. 8 sind der Start­ punkt SP und der Endpunkt EP beide außerhalb des Widerstandfilmes 3 positioniert und eine Abgleichnut 6 ist gebildet, welche zwischen dem Startpunkt SP und dem Endpunkt EP in Form eines Kreisbogens verläuft, wobei ein Widerstandsfilmbereich 3a gebildet wird, der von dem zwischen den Elektroden 1 und 2 verlaufenden Widerstandsfilm 3 unabhängig ist. Zusätzlich wird gemäß Fig. 9 eine Abgleichnut 7 zwischen dem Startpunkt SP und dem Endpunkt EP, welche beide außerhalb des Widerstandsfilms 3 angeordnet sind, gebildet, welche einen ersten Bereich 7a umfaßt, der sich von dem Startpunkt SP in einer eine die Elektroden 1 und 2 verbindende Linie senkrecht schneidenden Richtung erstreckt, einen zweiten Teil 7b, welcher an einem Ende des ersten Teiles 7a beginnt und in der gleichen Richtung in Form eines Kreisbogens verläuft und einem dritten Bereich 7c, welcher an ei­ nem Ende des zweiten Bereiches 7b beginnt und an dem Endpunkt EP endet und sich in entgegengesetzter Richtung zum ersten Bereich 7a erstreckt.

In den in Fig. 8 oder 9 gezeigten Beispielen findet Stromfluß zwischen den Elektroden 1 und 2 entlang des Strompfades CP, wie durch eine gestrichelte Linie gezeigt, statt. Damit ist die Änderung des Widerstandswertes in diesen Beispielen groß, da der Strom so fließt, daß der die Abgleichnut 6 oder 7 in jedem ihrer Bereiche schneidet, wodurch es schwierig ist, den Widerstandswert endgültig oder präzise abzugleichen oder einzustellen.

Zusätzlich wurde in der JP-A-133504/1980, offengelegt am 17. Oktober 1980, ein wie in Fig. 10 gezeigtes Widerstandselement vorgeschlagen. In dem in Fig. 10 gezeigten Beispiel wird eine Abgleichnut 8 zwischen dem Startpunkt SP und dem Endpunkt EP, welche beide außerhalb des Widerstandsfilms 3 liegen, gebildet. Die Abgleichnut 8 umfaßt einen ersten Bereich 8a, welcher an dem Startpunkt SP beginnt und sich in eine die Elektroden 1 und 2 verbindende Linie senkrecht schneidender Richtung erstreckt, einen zweiten Bereich 8b, welcher an einem Ende des ersten Bereiches 8a beginnt und sich in zu der die Elektroden 1 und 2 verbindenden Linie parallel verlaufender Richtung erstreckt, und einen dritten Be­ reich 8c, welcher an einem Ende des zweiten Bereiches 8b beginnt und sich zum Endpunkt EP in eine die die Elektroden 1 und 2 verbindenden Linie senkrecht schneidender Richtung erstreckt. Da in diesem Beispiel die Verbindungsbereiche zwischen dem ersten Bereich 8a und dem zweiten Bereich 8b sowie zwischen dem zweiten Bereich 8b und dem dritten Be­ reich 8c beide rechtwinklig gebildet sind, kann in diesen Bereichen leicht ein Mikroriß auf­ treten. Weiterhin besteht in diesem Beispiel, ähnlich zu den in Fig. 8 und 9 gezeigten Bei­ spielen, der Nachteil, daß es schwierig ist, endgültig oder präzise den Widerstandswert ab­ zugleichen oder einzustellen.

Die CH 686985 A5 zeigt einen Widerstand, der mit U-förmigen Abgleichnuten versehen ist, die außerhalb des Widerstandsfilms beginnen und enden. Die Ecken der U-förmigen Ab­ gleichnuten sind dabei abgeschrägt oder abgerundet. Außerdem ist ein Verfahren gezeigt, bei dem zunächst eine breite, U-förmige Abgleichnut mit geringer Tiefe, d. h. eine Abgleichnut, die sich in einer Verbindungsrichtung der beiden Elektroden vergleichsweise weit erstreckt und von der Seite über eine vergleichsweise kurze Distanz in den Wider­ standsfilm hineinragt, angebracht wird. Nach anschließender Messung des Widerstands­ werts werden weitere, im Vergleich zur ersten Abgleichnut schmälere, jedoch weiter in den Widerstandsfilm hineinragende Abgleichnuten angebracht. Dieses Verfahren wird wieder­ holt, bis der Widerstandswert des Widerstandselements dem Sollwert nahekommt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Widerstandselement bzw. ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei dem die Genauigkeit des erhaltenen Widerstandswert weniger empfindlich von der Wahl der Bahnkurve der Abgleichnut bzw. von der Präzision des die Abgleichnut in den Widerstandsfilm einbringenden Schneidewerkzeugs abhängig ist.

Ein erfindungsgemäßes Widerstandselement umfaßt ein Paar von Elektroden; einen zwi­ schen dem Elektrodenpaar gebildeten Widerstandsfilm; und eine Abgleichnut, die zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt, welche beide außerhalb des Widerstandsfilmes liegen, verläuft, wobei die Abgleichnut einen ersten Bereich umfaßt, der an dem Startpunkt beginnt und sich bogenförmig in Richtung einer Elektrode des Elektrodenpaares erstreckt, einen zweiten Bereich, welcher an einem Ende des ersten Bereiches beginnt und sich in pa­ ralleler Richtung zu einer das Elektrodenpaar verbindenden Linie erstreckt, und einen drit­ ten Bereich, welcher an einem Ende des zweiten Bereiches beginnt und an dem Endpunkt endet und sich bogenförmig in Richtung der anderen Elektrode des Elektrodenpaares er­ streckt. Der erste und der dritte Bereich sind dabei zur jeweils nächstgelegenen Elektrode des Elektrodenpaars hin gekrümmt.

Um ein derartiges Widerstandselement zu erzielen, wird ein Widerstandsfilm zwischen ei­ nem Elektrodenpaar gebildet, und indem ein Laserstrahl auf den Widerstandsfilm strahlt, wird eine Abgleichnut gebildet, die von einem Startpunkt außerhalb des Widerstandsfilms zu einem Endpunkt außerhalb des Widerstandsfilms verläuft. Bei der Bildung der Abgleich­ nut wird zuerst ein erster Bereich, welcher an dem Startpunkt beginnt und bogenförmig in Richtung einer Elektrode des Elektrodenpaares verläuft, gebildet, und nachfolgend ein zweiter Bereich, welcher an einem Ende des ersten Bereiches beginnt und sich in Richtung parallel zu einer das Elektrodenpaar verbindenden Linie erstreckt, und ein dritter Bereich wird abschließend zwischen dem zweiten Bereich und dem Endpunkt bogenförmig in Richtung der anderen Elektrode des Elektrodenpaares verlaufend gebildet. Die erste, zweite und dritte Abgleichnut bilden einen Widerstandsfilmbereich, der von dem Widerstandsfilm elektrisch unabhängig ist, wobei die erste Abgleichnut und die dritte Abgleichnut zu dem Elektrodenpaar hin gekrümmt sind.

Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist, obwohl die Änderung des Widerstandswertes in dem ersten Bereich der Abgleichnut groß ist, da der erste Bereich einen Strompfad zwischen dem Elektrodenpaar schneidet, die Änderung des Widerstandswertes in dem zweiten Be­ reich klein, da der Strompfad parallel zu dem zweiten Bereich verläuft, und die Änderung des Widerstandswertes wird noch kleiner an dem dritten Bereich, da der Abstand des End­ punktes von dem Strompfad ständig zunimmt. Damit ist es im Sinne der vorliegenden Er­ findung im Vergleich mit einem durch jeden bekannten Stand der Technik erhaltenen Wi­ derstandselement einfach, endgültig oder präzise den Widerstandswert abzugleichen oder einzustellen. Zusätzlich ist keine Neigung zur Bildung von Mikrorissen in irgendeinem Bereich der Abgleichnut vorhanden, da der erste und dritte Bereich entsprechend der Richtung der jeweiligen Elektrode gekrümmt sind und diese durch den zweiten Bereich ohne die Bil­ dung scharfer Ecken oder Kanten verbunden sind. Selbst wenn eine derartige Entladung stattfindet, wird somit die Änderung des Widerstandswertes nicht groß.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist in einem Bereich des Widerstandsfilmes, welcher durch die oben beschriebene Abgleichnut elektrisch unabhängig von dem zwischen den Elektroden verlaufenden Widerstandsfilm ist, eine weitere Abgleichnut gebildet, welche sich in einer eine die Elektroden verbindenden Linie schnei­ denden Richtung erstreckt. Indem diese weitere Abgleichnut gebildet wird, ist es möglich, die Entladung, die zwischen dem Widerstandsfilm und dem Widerstandsfilmbereich über eine erste Abgleichnut stattfindet, zu verhindern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Da­ bei zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 bis 5 Ansichten entsprechend unterschiedlich modifizierter Ausführungsbeispiele des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1; und

Fig. 6 bis 10 entsprechende Ansichten herkömmlicher Widerstandselemente und Verfah­ ren zur deren Abgleich.

Gemäß Fig. 1 wird auf einem nicht gezeigten isolierenden Substrat wie beispielsweise Alu­ minium und dergleichen ein Paar von Elektroden 1 und 2 gebildet, so daß diese einander gegenüberliegen, indem beispielsweise Ag-Pd-Paste aufgedruckt und gebrannt wird. Zwi­ schen den Elektroden 1 und 2 wird durch Drucken und Brennen einer Widerstandspaste, wie beispielsweise Rutheniumoxid oder dergleichen, ein Widerstandsfilm 3 gebildet. Ein derar­ tiges Widerstandselement bildet einen Chip-Widerstand oder einen Bereich eines Hybrid- IC.

Zum Abgleichen des Widerstandselementes wird eine Abgleichnut 12 in dem Widerstands­ film 3 gebildet, indem beispielsweise mit einem Laserstrahl bestrahlt wird. Ein Startpunkt SP und ein Endpunkt EP der Abgleichnut 12 sind derart angeordnet, daß sie außerhalb des Widerstandsfilmes 3 liegen. Eine Abgleichnut in Form eines Kreisbogens wird gebildet, um von dem Startpunkt SP ausgehend bogenförmig in Richtung einer Elektrode 1 zu verlaufen, was ein erster Bereich 12a der Abgleichnut 12 wird. Ein zweiter Bereich 12b wird gebildet, um von dem ersten Bereich 12a auszugehen, wobei er an einem Ende des ersten Bereiches 12a beginnt und in einer Richtung parallel zu einer die Elektroden 1 und 2 verbindenden Linie zu verlaufen. Anschließend wird von einem Ende des zweiten Bereiches 12b zum Endpunkt EP ein dritter Bereich 12c in Form eines Kreisbogens gebildet, welcher bogen­ förmig in Richtung der anderen Elektrode 2 verläuft. Indem die Abgleichnut 12 von dem Startpunkt SP zu dem Endpunkt EP verlaufend gebildet wird, wird ein Widerstandsfilmbe­ reich 3a, welcher die Form eines langgezogenen Kreises hat und elektrisch unabhängig von dem Widerstandsfilm 3, der zwischen den Elektroden 1 und 2 verbunden ist, gebildet.

Im folgenden wird in dem von dem Widerstandsfilm 3 elektrisch unabhängigen Wider­ standsfilmbereich 3a eine Abgleichnut 14 in Form eines Trapezes gebildet, wobei ein Start­ punkt SP' und ein Endpunkt EP' der Abgleichnut 14 beide außerhalb des Wi­ derstandsfilmbereiches 3a angeordnet sind. Die Abgleichnut 14 umfaßt einen ersten Bereich 14a und einen zweiten Bereich 14b, welche beide in einer die die Elektroden 1 und 2 verbin­ denden Linie schneidenden Richtung verlaufen.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Stromfluß zwischen den Elektroden 1 und 2 entlang einem Strompfad CP mit gestrichelten Linien gezeigt. Demgemäß wird die Änderung des Widerstandswertes vergleichsweise groß in dem ersten Bereich 12a der Abgleichnut 12, da der erste Bereich 12a den Strompfad CP schneidet, jedoch wird die Än­ derung des Widerstandswertes klein in dem zweiten Bereich 12b, da der zweite Bereich 12b parallel zu dem Strompfad CP verläuft, und in dem dritten Bereich 12c, obwohl dieser den Strompfad CP schneidet, wird die Änderung des Widerstandswertes weiterhin klein, da der Abstand des dritten Bereiches 12c von dem Strompfad CP beständig zunimmt. Somit wird die Änderungsrate des Widerstandswertes in den zweiten und dritten Bereichen 12b und 12c hinsichtlich der vorbestimmten Länge der Abgleichnut 12 klein, wodurch es leicht ist, end­ gültig oder präzise den Widerstandswert abzugleichen oder einzustellen.

Weiterhin sind die Verbindungsbereiche des ersten Bereiches 12a und des zweiten Berei­ ches 12b sowie des zweiten Bereiches 12b und des dritten Bereiches 12c beide weich gebo­ gen und es sind keine scharfen Ecken oder Kanten in diesen Bereichen gebildet, wodurch keine Möglichkeit besteht, daß ein Mikroriß in diesem Bereich gebildet ist. Somit wird, wenn in dem ersten Bereich 12a und im zweiten Bereich 12b Entladung stattfindet, die Än­ derung des Widerstandswertes infolge der Entladung nicht groß.

Zusätzlich ist die Form einer weiteren Abgleichnut, welche in einem Widerstandsfilmbe­ reich 3a, der unabhängig von dem Widerstandsfilm 3 ist, nicht auf das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt und kann wie in jeder der Fig. 2 bis 5 gezeigt, gebildet sein.

In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel hat die in dem Widerstandsfilmbereich 3a gebildete Abgleichnut 16 eine zur Form der Abgleichnut 12 ähnliche Form und die Bereiche 16a und 16b schneiden die die Elektroden 1 und 2 verbindende Linie. In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel hat die in dem Widerstandsfilmbereich 3a gezeigte rechtwinklige Abgleichnut 18 Bereiche 18a und 18b, welche die die Elektroden 1 und 2 verbindende Linie schneiden. In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist eine V-förmige Abgleichnut 20 mit Bereichen 20a und 20b, welche die die Elektroden 1 und 2 verbindende Linie schneiden, in dem Widerstands­ filmbereich 3a gebildet. In dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel sind in dem Widerstandsfilmbe­ reich 3a die Abgleichnuten 22a und 22b, welche die die Elektroden 1 und 2 verbindende Linie schneiden, gebildet. Damit ist es möglich, indem eine Abgleichnut oder Nuten in dem Widerstandsfilmbereich 3a gebildet werden, die Entladung zwischen dem Widerstandsfilm 3 und dem Widerstandsfilmbereich 3a über die Abgleichnut 12 effektiv zu verhindern.

Claims (4)

1. Widerstandselement, umfassend ein Paar von Elektroden (1, 2), einen Widerstandsfilm (3), welcher zwischen dem Elektrodenpaar gebildet ist, und eine Abgleichnut (12), wel­ che in dem Widerstandsfilm gebildet ist, um zwischen einem Startpunkt (SP) und einem Endpunkt (EP) zu verlaufen, welche außerhalb des Widerstandsfilms angeordnet sind, wobei die Abgleichnut (12) einen ersten Bereich (12a), welcher an dem Startpunkt (SP) beginnt, einen zweiten Bereich (12b), welcher an einem Ende des ersten Bereichs (12a) beginnt und sich in einer Richtung parallel zu einer das Elektrodenpaar (1, 2) verbin­ denden Linie erstreckt, und einen dritten Bereich (12c), welcher an einem Ende des zweiten Bereichs (12b) beginnt und an dem Endpunkt (EP) endet, umfaßt und wobei die Abgleichnut (12) einen Widerstandsfilmbereich (3a) bildet, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste und der dritte Bereich (12a, 12c) zur jeweils nächst gelegenen Elekt­ rode des Elektrodenpaars (1, 2) hin gekrümmt ist.

2. Widerstandselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Abgleichnut (14, 16, 18, 20, 22a, 22b) in dem Widerstandsfilmbereich (3a) gebildet ist, welche die das Elektrodenpaar verbindende Linie schneidet.

3. Verfahren zum Abgleichen eines Widerstandselements, welches einen zwischen einem Paar von Elektroden (1, 2) ausgebildeten Widerstandsfilm (3) aufweist, umfassend die Schritte:

• a) Bestimmen eines Startpunkts (SP) außerhalb des Widerstandsfilms (3) und Bilden einer ersten Abgleichnut (12a), welche an dem Startpunkt (SP) beginnt,
• b) Bilden einer zweiten Abgleichnut (12b), welche an einem Ende der ersten Abgleichnut (12a) beginnt und sich in eine Richtung parallel zu einer das Elekt­ rodenpaar verbindenen Linie erstreckt, und
• c) Bilden einer dritten Abgleichnut (12c), welche an einem Ende der zweiten Abgleichnut beginnt, und Bestimmen eines Endpunkts (EP) außerhalb des Wider­ standsfilms, um die dritte Abgleichnut (12c) an dem Endpunkt enden zu lassen,

wobei die erste, zweite und dritte Abgleichnut einen Widerstandsfilmbereich bilden, der von dem Widerstandsfilm elektrisch unabhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt a) die erste Abgleichnut zu der nächstgelegenen Elektrode (1) hin gekrümmt und in Schritt c) die dritte Abgleichnut zu der nächstgelegenen Elektrode (2) hin gekrümmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch

• a) die Bildung einer weiteren Abgleichnut, welche die das Elektrodenpaar (1, 2) verbindende Linie in dem Widerstandsfilmbereich schneidet.