173872. lajstromszámú szabadalom • Eljárás állandó és változtatható értékű ellenállások ellenállásértékének csökkentésére
3 173872 4 vékony- illetve vastagréteg ellenállásoknak nevezzük. A vékonyréteg ellenállások általában fém, fémoxid, fémnitrid, stb. gőzöléssel vagy porlasztással felvitt rétegek. A vastagréteg ellenállások készítése során pedig nemesfém vezetőanyagű és szervetlen kötőanyagú pasztákat használnak, melyeket szitanyomással visznek fel a hordozóra és a réteget kb. 850°C-on hőkezelik. A fentieken kívül az integrált áramköri technikában újabban alkalmazzák a szerves kötőanyagú ellenállás paszták felhasználásával készített ellenállásokat. Az ily módon készült ellenállásoknál mind a vékony, mind a vastagréteg nagy pontosságú ellenállások gyártásánál is szükséges az ellenállás értékek utóragos .korrekciója. Ezeket a korrekciókat általában a következő módszerekkel hajtják végre. A vékonyréteg ellenállások korrekciójára egyik legelterjedtebb eljárás az ellenállás hosszának a növelése, illetve az ellenállásréteg keresztmetszetének a csökkentése. Ezt elérhetik (egyrészt) azzal, hogy az úgynevezett schöntellenállásokat átvágják, illetve az ellenállásréteg szélesebb felületein végeznek bevágásokat. E műveletekre általában elektromos tűt vagy lézert használnak. A vastagréteg ellenállások korrekcióját is bevágásokkal végzik el. E műveletekhez általában homokfúvó berendezést vagy lézert használnak. Mindkét módszer automatizálható, ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy a korrekció végrehajtása közben folyamatosan mérik az ellenállásértéket és a beállított érték elérésekor a műveletet automatikusan befejezik. A napjainkban alkalmazott módszerekre tehát jellemző, hogy valamennyi csak az alapértéknél magasabb értékű ellenállás beállítására alkalmas. A gyakorlatban alkalmazott eljárások legnagyobb hátránya, hogy az ellenállástesten a korrekcióból származó bevágások jelentősen -rontják az ellenállások minőségét. Ugyanis az eljárásokból egyértelműen kiderül, hogy a bevágások csökkentik az ellenállások keresztmetszetét, ezáltal a csökkent kereszmetszeten az áramsűrűség megnő és az ellenállástest többi részéhez viszonyítva jelentős helyi felmelegedés keletkezik, mely katasztrofális meghibásodáshoz vezethet. Az integrált áramkörökben alkalmazott ellenállásoknál mindezekhez hozzájárul még az a jelentős hátrány is, hogy ha az ellenállások gyártása során csak egyetlen egy is a kívánt értéktől magasabb, akkor az egész áramkör emiatt selejtté válik. Ezenkívül ha a korrekció végrehajtása vagy feldolgozása során egyetlen ellenállás ellenállásértéke magasabb lesz a megadott értéknél, ez szintén maga után vonja az egész áramkör használhatatlanságát. Ezért mind műszaki mind gazdasági szempontból előnyös az olyan módszer alkalmazása amely lehetőséget ad az ellenállásérték csökkentésre is. Napjainkban azonban még mindig megoldatlan az ellenállások alapértékétől alacsonyabb értékű ellenállásértékre történő automatikus beállítás. Az általunk kidolgozott találmány célja tehát elsősorban az, hogy az ellenállásértékek csökkentését automatikusan lehessen végrehajtani. A találmány lényege azon alapszik, hogy azonos ellenállás anyagból, azonos körülmények között készült ellenállástestek ohmértéke az ellenállást est geometriai méretétől függ. Továbbá, hogy a kontaktozáshoz használt paszták közvetlenül a felvitelkor elektromosan még nem vezetnek. Az általunk kidolgozott eljárásban ezen célt, azaz az ellenállások ohmérték csökkentését úgy oldjuk meg, hogy a méréssel egyidőben az ellenállás vezetőanyagának teljes szélességében a kontaktozást a beállítandó értéknek megfelelően elvégezzük. Az eljárás lényege, hogy a mérendő ellenállástest rövidítendő szakaszának felületéről az oxidokat vagy egyéb védőréteget eltávolítjuk, a hossztengelyében az egyik kontakt végétől kiindulva az ellenállástest teljes szélességében egy mérőfejet, célszerűen vezető gumihengert vagy soktűs mérőfejet mozgatva az ellenállásértéket folyamatosan mérjük a kívánt érték eléréséig, mialatt a méréssel egyidőben az ellenállástesten a kiinduló vonal és a mért vonal közötti szakaszt folyamatosan egy vagy több műveletben kontaktozzuk. Az eljárás műveleti sorrendjének a végrehajtása biztosítja az ellenállások értékének automatikus beállítását, ugyanis e módszer segítségével az ellenállás alapértékéből kiindulva folyamatosan mérjük az ellenállás értékét és ugyancsak folyamatosan, egy vagy több műveletben kontaktozunk. A kontaktozási művelet befejezése után a frissen felvitt kontaktréteget szárítjuk és ezzel gyakorlatilag a kész nagypontosságú ellenállást előállítottuk. Az eljárásból kitűnik, hogy a korábban felvitt ellenállásréteget teljes szélességében kihasználjuk és csupán csak az ellenállás hosszát rövidítjük. Tehát ezzel az eljárással kihasználjuk azon fizikai tulajdonságot, hogy az ellenállásérték egyik függvénye az ellenállás hossza. A folyamatos és automatikus beállítást az is biztosítja, hogy a mérés során azonnal kontaktozunk, tehát lényegében meghatározzuk ezzel azon kontakt felületet, mely a kívánt érték beállításához szükséges. Újabb mérés már nem szükséges, mert az újonnan felvitt kontaktréteg, pl. paszta, szárítás után a beállított érték nem változik. Mindent egybevetve tehát az általunk kidolgozott eljárással az ellenállások ohmérték beállítása automatizálható. Az általunk kidolgozott eljárást a lakkréteg ellenállásoknál közvetlenül alkalmazhatjuk, mert általában nem alkalmaznak az ellenállások felületén védőréteget, illetbe a védőréteg alkalmazása már csak a beállítás után, a technológiai folyamat utolsó műveleteként kerül sorra. A védőréteggel vagy oxidokkal ellátott ellenállásoknál az ellenállásréteg beállítása előtt feltétlenül szükséges ezen rétegek eltávolítása. Az eljárás műveletei során azonban ezen védőréteg eltávolítása csak azon felületről történik, mely a kívánt érték beállitásához szükséges. Más szavakkal kifejezve csak addig szükséges eltávolítani, ameddig az ellenálláshossz rövidítése szükséges. Az eljárás műveleteinek végrehajtása során a kiindulási vonal, valamint a mérőfej által mért vonal közötti szakasz kontaktozását különféle ismert eljárásokkal is el lehet végezni, pl. az eljárás nem zárja ki ezen kontaktozási műveletre az ön-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
