Способ изготовления подстраиваемого тонкопленочного резистора

 

Способ относится к области электронной техники и может быть использован в производстве тонкопленочных резисторов. Способ включает последовательное нанесение на диэлектрическую подложку резистивного и проводящих слоев и формирование рисунка схемы. Для подстройки сопротивления резистора к требуемому значению осуществляют деформацию подложки в направлении, соответствующему знаку требуемого приращения сопротивления после установки подложки в корпусе, внутреннее пространство которого обеспечивает свободу перемещения при деформации подложки в результате давления на диэлектрическую подложку, создаваемого в противоположных направлениях механическим путем. Техническим результатом является обеспечение возможности подстройки сопротивления тонкопленочного резистора в процессе эксплуатации в электронной схеме, а также осуществление возможности двухсторонней подстройки. 2 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано в производстве тонкопленочных резисторов.

Уровень техники

Известны различные способы изготовления подстраиваемых тонкопленочных резисторов, включающих получение резистивного элемента и контактных площадок и подстройку сопротивлений резисторов одним из известных способов, - лазерную, электронно-лучевую, электроискровую и др. (см., например, Ермолаев Ю.П., Пономарев М.Ф., Крюков Ю.Г. Конструирование и технология микросхем. - М.: Советское радио, 1980. - 253 с., стр. 77-88, стр. 54-58).

Недостатком всех описанных в указанном источнике технических решений является то, что они не позволяют изготавливать резисторы, которые можно было бы подстраивать в процессе эксплуатации в работающей электронной схеме, а также то, что у резисторов, изготовленных согласно известным способам, ограничена возможность двухсторонней подстройки, т.е. подстройки сопротивления как в сторону повышения, так и в сторону понижения от своего первоначального значения.

Известна технология изготовления тонкопленочного подстраиваемого резистора, согласно которой для подстройки сопротивления в процессе эксплуатации, при изготовлении его конструкцию снабжают специальным дополнительным планарным электродом электроискровой подгонки (А.С. №1091232, Н 01 C 7/00, 1984).

Недостатком такого технического решения является то, что в работающей электронной схеме невозможна подстройка сопротивления такого резистора, а для его подстройки вне рабочей схемы необходим специальный стенд, в котором организовано соответствующим образом подключение дополнительного электрода и тела резистора к достаточно сильноточной цепи, в то время как рабочие выводы тонкопленочного резистора включены в измерительную цепь, причем процесс измерения и подгонки одновременно сложно выполнить с достаточной точностью даже при гальваническом разделении указанных цепей.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ изготовления резистивной тонкопленочной микросхемы, включающий последовательное нанесение на диэлектрическую подложку резистивного и проводящего слоев и формирование рисунка схемы, в котором для уменьшения температурного коэффициента сопротивления перед нанесением резистивного слоя диэлектрическую подложку изгибают, а после осаждения резистивного слоя ее возвращают в исходное состояние (А.С. №1045280, Н 01 С 7/00, 1983).

Недостатком этого способа является то, что он не позволяет производить подстройку сопротивления тонкопленочного резистора после его полного изготовления и в процессе эксплуатации в работающей электронной схеме.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности подстройки сопротивления тонкопленочного резистора в процессе эксплуатации в электронной схеме, а также осуществление возможности двухсторонней подстройки.

Достигаемый технический результат обеспечивается тем, что способ изготовления подстраиваемого тонкопленочного резистора включает в себя последовательное нанесение на диэлектрическую подложку резистивного и проводящих слоев и формирование рисунка схемы, причем для подстройки сопротивления резистора к требуемому значению осуществляют деформацию подложки в направлении, соответствующему знаку требуемого приращения сопротивления, после установки подложки в корпус, внутреннее пространство которого обеспечивает свободу перемещения при деформации подложки в результате давления на диэлектрическую подложку, создаваемого в противоположных направлениях механическим путем.

Перечень фигур чертежей

Упрощенный вариант конструкции подстраиваемого тонкопленочного резистора представлен на фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлены: 1 - диэлектрическая подложка с нанесенным на нее резистивным слоем, контактными площадками и защитным покрытием; 2 - защитное изоляционное покрытие, например SiO; 3 - механическая пружина; 4 - винт; 5 - корпус; 6 - выводы тонкопленочного резистора; 7 - неподвижное соединение подложки и корпуса; 8 - подвижное соединение (с зазором) подложки и корпуса.

На фиг.2 представлена горизонтальная проекция диэлектрической подложки 1 с нанесенными на нее 9 - резистивной дорожкой; 10 -контактными площадками.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления способа

На диэлектрическую подложку 1 (фиг.2) наносят резистивный и контактный слои, из которых затем формируют рисунок резистора, состоящего из резистивного элемента 2 и контактных площадок 3. Подстройку сопротивления тонкопленочного резистора осуществляют путем деформации подложки 1, оказывая на нее регулирующее давление, направленное, например, перпендикулярно ее плоскости. В результате изгиба и деформации подложки 1 сопротивление резистора увеличивается или уменьшается в зависимости от направления давления (знака деформации) на подложку за счет тензоэффекта.

Вариант конструкции подстраиваемого тонкопленочного резистора, представленный фиг.1, позволяет осуществить деформацию с изменением знака деформации, т.е. осуществлять двухстороннюю регулировку (подстройку) сопротивления резистора. Направление давления на подложку 1 реализуется согласно конструкции фиг.1 путем закручивания или откручивания винта 4 и давления, создаваемого пружиной 3. Крепление одной из сторон подложки 1 неподвижно (соединение 7) обеспечивает надежность контактирования выводов 6 резистора, а подвижное соединение (с зазором) 8 необходимо для сохранения восстановительных свойств и многоразовых воспроизведений повторных деформаций (настроек).

Точность подстройки сопротивления практически зависит от разрешающей способности (чувствительности) схемы, в которой он используется, или (и) точности средства измерений. После осуществления подстройки возможна фиксация подстроечного винта 4 путем, например, заливки компаудом.

Диапазон регулировки будет зависеть от резистивного материала тонкопленочного элемента 9, от материала и толщины подложки и др.

Как показывают экспериментальные исследования (лабораторные испытания) и теоретические расчеты, подстройку сопротивления конструкции фиг.1, 2 можно вполне осуществить в диапазоне ±(0,1-0,25%) от номинального значения сопротивления тонкопленочного резистора. Этого значения вполне достаточно для большинства применений изделий тонкопленочной микроэлектроники: измерительные усилители, мостовые схемы, устройства аналого-цифрового преобразования и т.д.

Выполненный согласно рассмотренной конструкции фиг.1, 2 тонкопленочный прецизионный резистор с резистивным элементом, полученным термическим напылением кермета К-20С с удельным поверхностным сопротивлением К=500 Ом/ и сопротивлением 4,2 кОм на диэлектрическую подложку из ситалла и контактными площадками из алюминия, подвергался подстройке деформацией после изготовления путем изгиба подложки. Размеры подложки составили 8 × 15 мм. Максимальный изгиб при испытании составил ±0,1 мм в центре подложки. При этом изменение сопротивления составило ±0,08%.

Измерение сопротивления производилось по компенсационной мостовой схеме постоянного тока с использованием в качестве нуль-индикатора универсального измерительного вольтметра Щ-300, образцового делителя напряжения Р-3004 класса точности 0,0002% и магазина сопротивлений МСР-60М. Разрешающая способность подстройки составила 0,01 Ом или 0,00024% от номинального значения сопротивления опытного образца.

Предлагаемый способ изготовления подстраиваемого тонкопленочного резистора в сравнении со способом-прототипом позволяет осуществить двухстороннюю подстройку сопротивления после изготовления как автономно, так и в процессе эксплуатации в работающей электронной схеме с учетом всех режимов ее работы, а следовательно, повысить точность подстройки сопротивления.

Формула изобретения

Способ изготовления подстраиваемого тонкопленочного резистора, включающий последовательное нанесение на диэлектрическую подложку резистивного и проводящих слоев, формирование рисунка схемы и деформацию диэлектрической подложки, отличающийся тем, что для подстройки сопротивления резистора к требуемому значению осуществляют деформацию подложки в направлении, соответствующем знаку требуемого приращения сопротивления, после установки подложки в корпус, внутреннее пространство которого обеспечивает свободу перемещения при деформации подложки в результате давления на диэлектрическую подложку, создаваемого в противоположных направлениях механическим путем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2