DD222152A5

DD222152A5 - Thermistor sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DD222152A5
Application number: DD84264399A
Authority: DD
Inventors: Milton Schonberger
Original assignee: Milton Schonberger
Priority date: 1983-06-22
Filing date: 1984-06-21
Publication date: 1985-05-08
Also published as: FI842336L; CA1204520A; FI842336A0; IL72047A0; JPS6042801A; NO842445L; EP0131165A1; AU2957684A; DK298084A; US4434416A; DK298084D0; BR8402903A; FI842336A7

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Thermistor oder ein aehnliches elektrisches Bauteil, von wafer-artigem Aufbau mit zwei grossen, einander gegenueberliegenden Flaechen, wobei der Thermistor-Grundkoerper zwei einander gegenueberliegende Kanten aufweist, ferner mit einer Schicht aus elektrischem Kontaktmaterial, das wenigstens eine der beiden Flaechen des keramischen Thermistor-Materiales bedeckt, und mit einer Ritzmarkierung, die sich vollstaendig durch die Schicht des Kontaktmateriales hindurch erstreckt und ebenso vollstaendig von einer Kante des wafer-foermigen Bauteiles zur gegenueberliegenden Kante verlaeuft, um zwei voneinander getrennte Kontakte der Schicht aus Kontaktmaterial zu bilden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktbildende Ritzmarkierung eine offene, geometrische Gestalt hat, die sich von einer geraden Linie unterscheidet. Fig. 3

Description

Thermistor sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Anwendungsgefriet der Erfindung

Die Erfindung betrifft· die Herstellung von Thermistoren sowie sonstigen elektrischen Bauteilen dieser Art. Uie derzeit gefertigten Thermistoren sind verhältnismäßiq dünne, plättchenartige Teile, sogenannte Wafern. Ein Thermistor besitzt auf einer Seite seines Grundkörpers zwei Kontakte, die durch einen Spalt, voneinander getrennt sind. Bei der Herstellung von Wafer-Thermistoren kann man von großen, flachen Bogen ausgehen, von denen die einzelnen Thermistoren abgetrennt werden.

, . 2

Charakteristik der "bekannten technischen Lösungen US-PS 4 317 367 beschreibt einen kleinen, wafer förmigen . .. , Thermistor, der sich besonders gut zur schnellen und genauen Anzeige bei einem klinischen Thermometer verwenden läßt. Das Herstellen derartiger waferförmiger Thermistoren hat sich jedoch a-ls wenig praktikabel herausgestellt; die elektrischen Widerstände solcher Thermistoren müssen nämlich-im Anschluß an ihre eigentliche Herstellung ganz genau bemessen werden, was sich nur bei Thermistoren größerer Abmessungen verwirklichen läßt.

Neuerdings wurden Verfahren zum Herstellen von Thermistoren relativ großer Abmessungen und geringer Starken, also maferförmiger Thermistoren entwickelt. US-PS 4 20U 970 offenbart ein billiges Und schnelles V/erfahren zum qenauen Auslegen eines Wafer-Thermistors geringer Abmessungen.

Wafer-Thermistoren von recht geringer Größe, beispielsweise 1,5 χ 1,5 χ 0,025 mm, werden dadurch hergestellt, daß zunächst ein ganz dünner Bogen oder eine ganz dünne Folie aus keramischem Thermistor-Material von wesentlich größerer Länge und größerer Breite gebildet wird, daß sodann die einander gegenüberliegenden Flächen des Thermistor-Materiales mit einer gleichförmigen, zusammenhängenden Schicht elektrischen Kontaktmateriales, beispielsweise einer Silberverbindung gemäfi US-PS 4 200 970, beschichtet werden; sodann wird der Bogen oder die Folie geritzt, so daß die einzelnen Thermistorenabgebrochen werden können, und damit gleichzeitig eine Mehrzahl, beispielsweise zwei voneinander getrennte elektrische Kontakte auf einer Fläche eines jeden Thermistors entstehen; schließlich werden die einzelnen Thermistoren von dem Bogen abgebrochen. Statt von einem Bogen; oder von einer Folie kann man natürlich auch von einer fortlaufenden Bahn ausgehen.

Der Bogen wird durch ein geeignetes Werkzeug geritzt, so daß ein Gitter aus Ritzungen oder Rillungen entsteht, das eine Vielzahl kleiner Rechtecke 'bildet. Jedes Rechteck wird zu einer Thermistor-Wafer. Das Ritzwerkzeug ritzt außerdem wenigstens eine Fläche des Bogens, um etwas von dem Kontaktmaterial auf / jeder" Thermistor-Wafer zu entfernen und somit eine Mehrzahl von Kontakten auf der betreffenden Fläche eines jeden Thermistors zu bilden. Der Bogen kann wahlweise derart geritzt werden, daß damit die wafer-bildenden Ritzmarkierungen und die kontaktbildenden fiitzmarkierungen auf einer Fläche entstehen, oder die Wafer-Ritzmarkierungen und die kontaktbildenden R^tzmarkierungen können auf der gegenüberliegenden Fläche eingeritzt werden. Die wafer-bildenden Ritzmarkierungeh werden tief qenuq eingegraben, damit sie durch die Dicke der Schicht des Kontak trnateriales auf dieser betreffenden Fläche vollständig hindurchdrangen und auch noch etwas in das Thermistor-Material seib st gelegt werden. Wird sodann ein Biegemoment auf den Bogen aufgebracht, das sich auf _% eine der wafer-bildenden Ritzmarkierungen konzentriert, so springt der Bogen an dieser Stelle. Auf diese Weise werden schließlich alle Wafer vom Bogen abgebrochen. Die kontaktbiJ-denden Ritzmarkierungen im KontaktmatenaJ sind nicht so tief, wie die wafer-bildenden Ritzmarkierungen, jeonrh tief genug, um das gesamte Kontaktmaterial entlang dieser Markierung zu entfernen. Statt des Ausdruckes "Ritzen" könne man auch von "Einkerben" sprechen. . ,

Um sämtliche Ritzmarkierungen in den Therrni stor-Boqen zu legen, sind zahlreiche Ritzwerkzeuge bekannt. So kommen beispielsweise herkömmliche Reib- oder Abtragvorrichtungen in Betracht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Mittel zum Herstellen von Thermistoren geringer Abmessungen nicht besonders gut geeignet sind. Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, ein abrasives Pulver unter Druck gegen die Fläche des Thermistor-Boqens zu blasen. Die Bewegung des Pulverstrom'es über den Bogen hinweg bildet hierbei eine Ritzmarkierung. Eine andere bekannte Tech-

nik besteht darin, einen Laserstrahl auf die Fläche des Thermistor-Bogens zu richten und den.Strahl zur Bildung der Ritzmarkierungen über diese Fläche wandern zu Lassen,. Die Intensität sowie die Geschwindigkeit, unter welcher sich der Laserstrahl über die Fläche des Bogens hinwegbewegt, definiert die Materialmenge, die weggebrannt wird, und bestimmt damit auch die liefe und Breite der Ritzmarkierung.

Das auf einander benachbarte Thermistoren aufgebrachte Biege- · moment zum Abbrechen dieses Thermistors wird auf den gesamten Grundkörper eines jeden abzutrennenden 1 he riui s tor s aufgebracht. Da die Kontakte auf der Fläche des Thermistors ebenfalls durch Ritzmarkierungen über den Thermistor Μπιινι;ι|· voneinander getrennt werden sollen, besteht eine Vorausse t. / um) fur den Bruch des Thermistors an jenen Stellen, an welchen er entlang der die Kontakte trennenden Ritzmarkierungen geschwächt wurde.

Bei Thermistoren, deren Längen- und Brei I·. e na b messung en ziemlich nahe beieinander liegen, ist das Problem des Abbrechens des

f

Thermistors an der kontaktbi ldenden ί! ι t/mark i er ung picht besonders groß. Bei einem klinischen Ihcimompter gemäß US-PS 4 317 367 sind die Langen- und B r e i.t en;·, nine üsunqpn der einzelnen dünnen Thermistor-Wafer einander relativ ähnlich. Wird auf den Thermistor-Bogen zum Zwecke des Abt renne ηπ einander benachbarter Thermistoren eine Kraft aufgebracht, ;, ο bricht der Bogen mit ziemlicher Zuverlässigkeit entlang einer Ritzmarkierung, die zwischen einander benachbarte Thermistoren gelegt ist.

Neben der Anwendung als klinischem Thermometer können WaferThermistoren auch anderweitig verwendet werden. Ein solcher Thermistor kann beispielsweise in einen Katheter eingesetzt werden, der wiederum in ein Blutgefäß eingebracht werden kann. Da ein Katheter äußerst schmal ist, können die Länge und die Breite eines solchen Thermistors ganz grundLegend von den Ab-

messungen eines Thermistors abweichen, der sich bei einem klinischen Thermometer einsetzen läßt.

Damit ein Thermistor einen ganz besonderen Widerstand sowie eine ganz besondere Widerstandsverähderung in Abhängigkeit von einer Temperaturänderuhg hat, muß der Thermistor eine genügend große Masse aus keramischem Thermistor-Material umfassen. Andererseits muß der bei einem Katheter angewandte Thermistor, also beispielsweise bei einem in ein Blutgefäß einzuführenden.Katheter, relativ klein in zwei Richtungen sein, nämlich iη seiner Breiten- und Dickenabmessung, so daß er auf ein Katheter aufgesetzt oder in einen Katheter eingeführt werden kann, der seinerseits in ein Blutgefäß einzuführen ist. Um einen Thermistor die erforderliche Masse zu verleihen, wird seine L uriqenabmessung proportional stark vergrößert. Der Thermistor wird in den Katheter mit seiner Längenabmessung eingesetzt, die sich üner die Längenabmessung des Katheters erstreckt, so dtiü cJer resultierende Katheter bezüglich seiner Stärke oder bezüglich seines Durch-. messers klein ist. Der langgestreckte Thermistor hat noch eine Ri t zmarkierunq durch sein Koritaktrna tor ι ;i 1 zur· Hilden zweier elektrischer Kontakte auf seiner eiripn I Ji:che. Um den Thermistor an einem Widerstandsmeßkreis e 1 el· t. ν j sch l^irh' ans rh ließen zu können (der dahingehend kalibriert iv.t. clai¹ er die Temperatur mißt), erstreckt sich die Ri t z-iiia r k ι c rung 11; Kontaktmaterial auf einer Fläche zum Definieren zwi:irj Kim i uv- t ».· äf.i, Thermistors entlang der kurzen Breitenabmessung dei, I hermi nt ors. Da der Thermistor aber - wie erwähnt - sehr lang ist, pm stiert einerseits zwischen der kontaktbildenden Ri t /(ruirk iprunq des Thermistors und jenen gegenüberliegenden kurzen Iänqskanten der Thermistor-Wafer, die von dieser Ritzmarkierung entfernt sind, ein großer Hebelarm. Wenn es erwünscht ist, einander benachbarte Thermistoren an diesen kurzen Längskanten voneinander /u trennen, und wenn ein iBiegemoment aufgebracht wird, um dc;n 1 hermistor-Bogen an diesen wafer-bildenden Ritzmarkierunqen an den kurzen Längskanten abbrechen zu lassen, so kann das auf den einzelnen Thermistor aufgebrachte Moment auch groß genug sein, daß ein einzelner Thermistor selbst an der kont aktb-i 1 denden Ritz-

markierung gelegentlich abbricht, was den Thermistor unbrauchbar macht. Diese Gefahr wird noch dadurch gesteigert, daß die kontaktbildehde Ritzmarkierung eine gerade Linie ist, die-parallel zu zwei der Kanten des Thermistors verläuft; die zum Abtrennen einander benachbarter Thermistoren entlang dieser beiden Kanten aufgebrachte Kraft trägt somit dazu bei, den Thermistor entlang der kontaktbildenden Ritzmarkierung abbrechen zu lassen. Ziel der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, um zu verhindern, daß ein Wafer-Thermistor von einem Thermistor-Bogen an seiner die kontakt-definierende Ritzmarkierung abbricht, wenn einander benachbarte Thermistoren von dem Bogen durch Biegen des Bogens getrennt werden; es soll somit verhindert werden, daß die wafer-biIdende Ritzmarkierung zwischen einander benachbarten Thermistoren abbricht.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, um einen Bruch eines solchen Thermistors an der kontaktdefinierenden Ritzmarkierung selbst dann noch zu verhindern, wenn der Thermistor in einer Richtung lang ist und wenn die. Ritzmarkierung, die die-Kontakte des Thermistors, definiert, sich über die kurze Dimension des Thermistors hinweg erstreckt.

Weiterhin sollen durch die Erfindung Haßnahmen angegeben werden, die kontakt-definierende Ritzmarkierung eines Thermistors derart zu gestalten oder zu legen, daß der Thermistor keine Brüche im Kontaktmateria!bekommt, und zwar zur Folqe der kontaktbildenden Ritzmarkierung, wobei die Brüche auf einander gegenüberliegenden Kanten des Thermistors ausgerichtet sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung , ·

Gemäß der Erfindung ist die kontaktbildende Ritzmarkierung im Kqntaktmaterial auf der einen Fläche der Wafer-Thermistor anders als geradlinig ausgeführt, d.h. in einer nicht geschlossenen geometrischen Gestalt. Die Ritzmarkierung erstreckt sich zwischen einander gegenüberliegenden Kanten der Wafer. Entlang der Länge der Wafer gemessen, erstreckt sich die Ritz-

markierung vorzugsweise von einer Stelle an der einen Kante der Wafer entlang zu einer anderen Stelle (abweichend von der erstgenannten) an der anderen Kante der Wafer. Eine gedachte gerade Linie quer über die Wafer, die die kontakt-definierende Ritz-' markierung an der einen Kante der Wafer schneidet, schneidet daher nicht die Ritzmarkierung einer gegenüberliegenden Kante. Würde d i e kontakt-definierende Ritzmarkierung über die gesamte" Länge der Thermistor-Wafer an beiden Wafer-Kanten an derselben Stelle liegen, so bestünde in höherem MaGe die Gefahr, daß der Thermistor entlang dieser Linie quer über den Thermistor hinweg bricht, an welcher sich die Ritzmarkierung der beiden Kanten schneidet. Deshalb ist es vorzuziehen, daß die Ritzmarkierung die einander gegenüberliegenden Kanten an unterschiedlichen Stellen entlang dieser Kanten schneidet.

Die kontaktbildende RitzmarkiSrung erstreckt sich zwischen den Kanten entlang der Breitendimension, d.h. über die Breite hinweq. Dieser Ritzmarkierung kann irgendeine ausgewählte Längenabmessung über den Thermistor hinweg haben. Je größer die Längenerstreckung der kontakt trennenden Ritzmarkierung über den Thermistor hinweg ist, umso widerstandsfähiger ist der Thermistor qeqen Abbrechen entlang der kontakt-definierenden Rit?markierung.

Als Ergebnis dieser Gestaltung der koritaktbiidenden Ri.tzmarkierung wirkt ein Biegemoment, das auf den Thermistor-Bogen zum Zwecke des Abbiegens des Bogens und zum Zwecke des Äbbrechens der Wafer entlang der wafer-definierenden Ritzmarkierung aufgebracht wird, nicht entlang einer geraden Linie, die sich über die Mitte des Thermistors hinweg erstreckt, und entlang welcher ein Abbrechen leicht auftreten könnte. Aufgrund der nicht geschlossenen geometrischen Gestalt der kontakt -de fimerenden Ritzmarkierung an jeder Linie über die Länge des Thermistors, wo ein Biegembment aufgebracht wird, liegt ungebrochenes Kontaktmaterial der Fläche des Thermistors vor, das den Thermistor an sämtlichen Linien über die Länge des Thermistors hinweg gegen Bruch si chert.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die kontakt-definierende Ritzmarkierung im wesentlichen V-förmig; dabei ist das V derart ausgerichtet, daß seine äußeren freien Schenkel sich entlang der längeren gegenüberliegenden Kanten des Thermistors erstrecken, und daß sein Scheitel in die Längsrichtung des Thermistors weist. Das V ist vorzugsweise asymmetrisch, und zwar derart, daß sein einer Schenkel länger als der andere ist, so daß sich die Endbereiche der Schenkel mit den entsprechenden langen Kanten des Thermistors an unterschiedlichen Positionen über die Länge des Thermistors schneiden. Die Schenkel des V können ungekrümmt, d.h. geradlinig sein und sich mit den jeweiligen Kanten des Thermistors unter einem spitzen Winkel schneiden. Alternativ hierzu können die geneigten Schenkel des V gerade kurz vor der Schnittstelle der langen Kanten der Wafer enden und mit kurzen Endbereichen ausgerüstet sein, die nach außen weisen und die Kanten der Thermistors schneiden. Statt der V-Form kann die kontakt-definierende Ritzmarkierung auch U-Form haben, wiederum mit kurzen, nach außen gerichteten Endbereichen ''"Schwenden"), die die Kanten des Thermistors schneiden. Andere, offene geometrische Gestaltungen der kontakt trennenden Ritzmarkierungen sind denkbar. Die k on takt-def inier ende Ritz markier uric; kann derart gestaltet und angeordnet sein, daß die Kontakte, die sie definiert, entweder dieselben Volumina des Kontaktmateτ ι a J es haben; jedoch ist auch jedes andere Verhältnis der Volumina des Kontaktmateriales denkbar. . - · · .

Die kontakt-definierenden Ritzmarkierungen haben Ecken und Scheitel, an welchen sie die Riehtung' umkehren. Diese sind vorzugsweise abgerundet. Demzufolge lassen sich die kontaktdefinierenden Ritzmarkierungen in einem einzigen Zug des Ri 17-markierungs-Werkzeuges aufbringen, also beispielsweise des Lasers, über die Wafer hinweg. Die Ecken und Scheitel können statt dessen aber auch scharf oder spitz sein. Um derartige scharfe oder spitze Ecken und Scheitel zu bilden, kann es notwendig sein, daß mehrere Züge des Werkzeuges notwendig sind,

und daß die Markierung bei jeder scharfen Änderung der Richtung

mit einem neuen Zug gelegt wird. ,

Ausführunpjsbeispiele

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Figur 1 ist eine Draufsicht auf einen Wafer-Thermistor mit einer kontakt-definierenden Ritzmarkierung gemäß dem Stande der Technik.

Figur 2 ist eine Draufsicht auf einen Thermistor mit einer Ritzmarkierung gemäß der Erfindung.

Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht des Thermistors gemäß Figur 2 .

Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einem .Thermistor-Bogen. gemäß der Erfindung vor dem Trennen der einzelnen Thermistoren vom übrigen Bogen.

Figur 5 ist ein Querschnitt eines Fragmentes des Bogen's, und zwar gemäß der Schnittlinie b-5 in Figur A.

Figur 6 ist dieselbe Ansicht wie Figur 5, jedoch gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindunq.

Figur 7 ist dieselbe Ansicht wie Figur b, jedoch gemäß einerdritten Ausführungsform'der Lr findung.

Figur 8 ist dieselbe Ansicht wie Figur 5, jedoch gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Figur 9 ist dieselbe Ansicht wie Figur b, jedoch gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Thermistor 10 gernäß dem Stand der Technik umfaßt einen flachen Wafer-Körper aus keramischem Material mit einem negativen Widerstandskoeffizienten, so daß somit der Widerstand des Thermistors in vorhersehbarer Weise dann abfällt, wenn die Temperatur des Thermistors ansteigt. Der keramische Grundkörper ist auf den beiden einander gegenüberliegenden Flächen mit jeweiligen Schichten aus elektrischem Kontaktmaterial beschichtet, beispielsweise mit einer Silberverbindung. Die eine Beschichtung ist in Fig. 1 erkennbar. Die LängserStreckung des

Thermistors 10 ist durch die Kanten 14, 16 begrenzt, während die kürzere Breitenerstreckung zwischen den Längskanten 18 und 20 liegt. Die Stärke oder Dicke ist durch die dargestellte Schicht aus Kontaktmaterial 12 öowie die (hier nicht erkennbare) gegenüberliegende Fläche definiert. Die Schicht 12 aus Kontaktmaterial ist in'zwei elektrische Kontakte durch eine gerade Ritzlinie 24 getrennt. Diese Linie 2 4 erstreckt sich vollständig durch die Mitte'des Thermistors, also über die Breite der Wafer hinweg. Die Ritzlinie 24 ist schmal und tief genug, daß das Kontaktmaterial 12 wenigstens bis auf die Fläche des keramischen Materials abgetragen ist. Hierdurch' sind die beiden Kontakte 2 6 und 28 in der Schicht 12 definiert. Da der Thermistor 10 gemäß Fig. 1 zwischen den Kanten 14 und 16· eine viel größere Längserstreckung hat, als zwischen den Kanten 10. und 20, so sind auch die Abschnitte des Thermistors, die die Kontakte 26 und tragen, erheblich länger als breit. .,

Wird Thermistor 10 gefertigt, so geht man von einem großflächigen Bogen aus, so wie der in F'ig. 4 dargestellte Bogen. Das Kontaktrnaterial sowie Teile des Halbleiter-Thermistor-Materiales werden mittels eines Grills von Ritzlinien durchzogen, die die Kanten der einzelnen Thermistor-Wafer im Bogen des beschj cnteten Thermistor-Materiales definieren. Thermistor 10 hängt mit allen seinen Umfangskanten 14, 16, 18, 20 an den benachbarten Thermistoren. Um den Thermistor ID von den benachbarten Thermistoren an seinen kurzen Kanten 14 und 16 abzutrennen, turd auf diesen im wesentlichen nicht flexiblen Thermistor-Bogen ein Biegemoment aufgebracht, das den Bogen im Bereich der Schwächung, nämlich der Ritzmarkierungen an den Kanten.14 und 16 abbrechen läßt. Das Biegemoment wird natürlich auch über die gesamte Länge des Thermistors aufgebracht, und somit auch auf die kontakt-definierendeRitzlinie24 zwischen den Kanten 14 und 16. Wegen der großen Länge des Thermistors zwischen diesen beiden Kanten 14 und 16 kann es dazu kommen, daß das auf den Thermistor und' auf die Ritzlinie 24 aufgebrachte Moment groß genug ist, daß der Thermistor an der Ritzlinie 24 abknallt oderabbricht. Die Er-

findung befaßt sich damit, Maßnahmen zu treffen, dieses unerwünschte Abbrechen des einzelnen Thermistors an der kontaktdefinierenden Ritzlinie zu vermeiden.

Der Thermistor 30 gemäß der Erfindung, dargestellt in den Figuren 2, 3 und 5, umfaßt den dünnen Bogen aus keramischem Thermistor-Material 32, die untere, zusammenhängende Schicht aus elektrischem Kontaktmaterial sowie die obere Schicht 36, ebenfalls aus elektrischem Kontaktmaterial. Der Thermistor 30 wird zwischen seinen beiden kurzen Kanten 38 und 40 geritzt, und zwar mit einer Ritzmarkierung, die sich durch die Schicht 36 des Kpntaktmateriales hindurcherstreckt, und die möglicherweise geringfügig in das benachbarte Material der Schicht 32 aus keramischem Material eindringt, so daß die Schicht 36 in zwei voneinander getrennte elektrische Kontakte 44 und 46 zerlegt wird. Die kontakt-definierende Ritzmarkierung 32 ist jedoch keine gerade Linie, so wie die in Figur 1 dargestellte Ritzmarkierung 24. Sie ist vielmehr eine asymmetrische, im wesentlichen V-förmige Linie von nicht geschlossener, geometrischer Gestalt. Das \l verläuft hierbei in Längsrichtung des Thermistors. Der Scheitel 51 des V zeigt zu einem Ende 38 des Thermistors, also zu einer kurzen Kante hin, während die Enden 52 und. 53 der Schenkel 54 und 55 des \l sich mit den jeweiligen Kanten 56 und 57 des Thermistors schneiden. Der Schenkel ist gerundet, also nicht spitz; beim Aufbringen der Ritzmarkierung 42 mittels eines Lasers kann der Laser diese Ritzmarkierung 42 somit in einem einzigen Zug über die Wafer erzeugen. Der Scheitel 51 kann aber auch statt dessen, falls gewünscht, ganz spitz sein, ohne daß die Funktion der kontakt-definierenden Ritzmarkierung hiervon nachteilig beeinflußt wird. Die Schenkel 54 und 55 sind von ungleicher Länge, so daß ihre Enden 52 und 53 auf die Kanten 56 und 57 an unterschiedlichen Stellen über die Länge des Thermistors zwischen dessen Kanten 38 und 40 auftreffen. Die-s kann erreicht werden durch die jeweiligen Winkel, die die Schenkel 54 und 55,vom Scheitel 51 aus nehmen, aber auch durch die außermittige An-

Ordnung des Scheitels 51, der ^.m Falle des vorliegenden Ausfuhr ungsbeispiels näher an der Kante 5 7 als an der Kante 56 desThermistors liegt.

Wird auf den Thermistor 30 in einem Thermistor-Bogen ein -Biegemoment aufgebrächt, um den Thermistor entlang seiner kurzen Kanten 38 und 40 von dem benachbarten Thermistor abzutrennen, so verläuft ja die kontakt-definierende Ritzlinie 4 2 in genügendem Maße quer zur Lä'ngsrichtung des Thermistors, ändert ihre Richtung in genügendem Maße und ist - wiederum in Längsrichtung des Thermistors gesehen - von genügend großer Höhe, daß der Thermistor entlang der V-förmigen Ritzmarkierung stark genug ist, um dort einen Bruch zu verhindern. Je größer die Höhe der Ritzmarkierung 4 2, umso widerstandsfähiger ist der Thermistor entlang dieser Markierung. Die Gestalt und Anordnung der Ritzmarkierung 4 2 kann derart gewählt werden, daß das Gesamtvolumen des Kontaktmatenales der Kontakte 44 und 46 in einem.gewünschten Verhältnis zueinander steht, d.h. dieselbe Menge Materiales ist in jedem Kontakt eingeschlossen. Außerdem sind die Enden 5 2 und 53 der Schenkel in Längsrichtung des Thermistors voneinander getrennt. Dort, wo die Schenkel die Kanten 56 und 57 schneiden, tritt im Kontaktmateria lan beiden Seitenkanten kein Bruch auf, w a s a n derselben Stelle über die Thermistorlänge der 'Fall ist. Dies trägt mit dazu bei, zu verhindern, daß der Thermistor entlang irgendeiner einzelnen Linie quer über den Thermistor hinweg geschwächt wird, wo die beiden Enden 52 und 53 die jeweiligen Wafer-Kanten schneiden. Andere offene geometrische Gestalten der kontakt-definieren-' den Ritzmarkierungen sind jederzeit denkbar. Einige hiervon werden weiter unten beschrieben werden.

Die Figuren 4 und 5 veranschaulichen den technisch wirtschaftlichen Wert dei" Erfindung. Die einzelnen Thermistoren 30 sind in einem Bogen 60 enthalten. Der Bogen 60 besteht aus einem dünnen Gebilde aus keramischem Thermistor-Material. Die beiden einander gegenüberliegenden Flächen des Thermistor-Bogens (oder der Thermistor-Bahn) sind jeweils mit dünnen Schichten oder Lagen elektrischen Kontaktmateriales . beschichtet. Sodann wird wenigstens die obere Fläche, die man in den Figuren 4 und 5 sieht,

mit Ritzmarkierungen oder Ritzlinien versehen, beispielsweise mittels eines hier nicht dargestellten geregelten Laserstrahles, der zum Zwecke des Ausbrennens der Ritzmarkierungen aus der zugewandten Fläche des Bogens heraus über den Bogen hinweg bewegt wird. Eine erste Gruppe von Ritzmarkierungen definiert die zuvor genannten kontakt bildenden Ritz'markierungen 4 2 auf jedem der Thermistoren 30. Wie man aus Figur 5 erkennt, erstrecken sich diese Ritzmarkierungen vollständig wenigstens durch die obere Schicht 36 des Kontaktmateriales hindurch. Um sicherzustellen, daß die einzelne Markierung genügend tief ist, läßt man die Ritzmarkierung 4 2 ein wenig in die angrenzende Fläche des keramischen Materiales oder der keramischen Schicht. 32 eindrinc^an.

Eine zweite Gruppe von Ritzmarkierungen 62 ist ebenfalls auf einer Fläche des Thermistor-Bogens vorgesehen. In den Figuren 4 und 5 sind diese Ritzmarkierungen in derselben Fläche wie die Ritzmarkierung 42 eingebracht. Die Ritzmarkierung 62 ist normalerweise tiefer, als die Ritzmarkierung 42, um sicherzustellen» daß der Thermistor-Bogen entlang der Markierung 62 dann abbricht, wenn auf' den Bogen ein Biegemoment einwirkt. Die Ritzmarkierung 62 gemäß Figur 5 erstreckt sich vollständig durch die Lage 36 des elektrischen Kontaktmateriales hindurch uno¹ dringt auch noch ein Stück weit in die Schicht 32 aus keramischem Thermistor-Material ein. Jede Ritzmarkierung 6-2 definiert das Ende 40 eines Thermistors 30 sowie das Ende 3 8 des nächstbenachbarten Thermistors 30, wenn der Thermistor-Bogen an der Ritzmark,ierung 62 abgebrochen wird. In Figur 4 erstrecken sich die Ritzmarki.erungen 62 horizontal. Ähnliche, glei.ch tief eingelassene Ritzmarkierungen 64 erstrecken sich vertikal und querzu den Ritzmarkierungen 62. Jeder Thermistor 30 wird vom benachbarten Thermistor 30 durch Aufbringen einer Biegekraft auf den Thermistor-Bogen abgebrochen, um die Kanten 38 und 40 einander benachbarter Thermistoren gemäß Figur 5 auseinanderzubringen. Der Thermistor-Bogen bricht entlang der tieferen Ritzmarkierungen 62 und 64 ab, ohne daß dabei der einzelne Thermistor30 an den Ritzmarkierungen 42b rieht.

Die Ritzmarkierungen 42 und 62 in den Figuren 4 und 5. sind auf jener Fläche des Thermistor-Bogens eingebracht, die die Kontaktschicht 3 6 tragen. Auf der gegenüberliegenden Fläche des Thermistor-Bogens, also auf der die Kontaktschicht 34 tragenden Seite, sind keine Ritzmarkierungen vorgesehen. Es ließen sich jedoch zusätzliche Ritzmarkierungen auf dieser Seite, die die Schicht 34 trägt', aufbringen; diese würden dann mit den Ritzmafkierungen 42 und/oder 62 fluchten, d.h. denen genau gegenüberliegen. Entsprechende Ritzmarkierungen auf beiden Seiten des Thermistor-Bogens sollen also miteinander ausgerichtet sein.

Figur 6 veranschaulicht ein Fragment eines Thermistor-Bogens, deran sich aussieht wie der in Figur 4 und b dargestellte Bogen. Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß d e, η Thermistor definierende Ritzmarkierungen sich durch die leitende Schicht hindurch erstrecken und noch von der den Kontakt definierenden Ritzmarkierungen gegenüberliegenden Seite in das keramische Thermistor-Material eindringen. Das Biegemoment zum Abbrechen eines einzelnen Thermistors vom gesamten Bogen ware dann von der entgegengesetzten Richtung her auf den Bogen aufzubringen, als bei derAusführungsform gemäß Figur. 5. Der resultierende Thermistor 30 hat danη dasselbe Aussehen, wenn er vom Bogen abgetrennt ist* '

Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Thermistors gemäß der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht im wesentlichen der Ausführungsfοrm von Figur 2. Die Einzelelemente sind mit denselben Bezugszeichen, jedoch um Hundert erhöht, versehen, tediglich unterschiedliche Merkmale sollen im folgenden besprochen werden. Die Schenkel 154 und 155 .der V-fÖrmigen kontakt-definierenden Ritzmarkierungen 142 enden an den Stellen 161,162, die einen gewissen Abstand von den Seitenkanten 156, 157 des Thermistors haben. Von diesen Stellen 161, 162 aus erstrecken sich entsprechende Schwanzstücke 163 und 164 zu den jeweiligen Kanten 156, 157 des Thermistors hin. Auf diese Weise sind die Kanten des Thermistors durch quer hierzu verlaufende

Ritzmarkierungen unterteilt, statt daß die Ritzmarkierungen diese Kanten unter einem Winkel schneiden. Andere charakteristische Merkmale des Thermistors 130 gemäß Figur 6 entsprechen jenen des Thermistors 30 von Figur 2. Die Endstellen 161, 162 zwischen den Schenkeln 154, 155 und den "Schwänzen" 163, 164 sind ebenfalls gerundet, genau wie der Scheitel 151, so daß die Markierung 142 in einem einzigen Zug ausgeführt werden kann.

Thermistor 230 gemäß Figur 8 hat ebenfalls dieselben charakteristischen Merkmale wie die Thermistoren 30 und 130. Wiederum sind die Bezugszeichen fast dieselben, lediglich um Zweihundert angehoben, um dieselben Elemente zu kennzeichnen. Ls sollen wiederum nur die unterscheidenden Merkmale diskutiert werden. Die kontaktdefinierende Ritzmarkierung 242 ist im wesentlichen von U-förmiger Gestalt, statt V-förmig, und hat eine abgeflachte Basis 266, statt des Scheitels eines V. Die Schenkel 254, 25 5 erstrecken sich entlang dem Thermistor parallel zu den Kanten 256, 257, statt unter einem Winkel hierzu. Die Schenkel 254, 255 enden an den Stellen 261, 262. Von dort' aus erstrecken sich wiederum die Schwänze 263, 264 nach außen zu den Seitenkanten 2 56 und 257 des Thermistors. Sämtliche Ecken zwischen der Basis 266, den Schenkeln 254, 254a und den Schwänzen 263, 26a sind abqerundet. Sie können jedoch auch als scharfe Ecken ausgeführt sein.

Die letzte Ausführungsform gemäß Figur 9 entspricht jener gemäß Figur 7, wobei die Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente wiederum um die Ziffer 200 erhöht sind. Diese Ausführungs- , form unterscheidet sich von jener gemäß Figur 7 dadurch, daß die verschiedenen Treffpunkte zwischen den einzelnen Linien, also am Scheitel 351 und an den Schenkelenden 361 und 362 als "scharfe Ecken ausgeführt, somit nicht gerundet Sjind. Insbesondere dann, wenn ein Laserstrahl eingesetzt wird, kann das Ausbilden scharfer Ecken das Unterbrechen des Arbeitsvorganges des Lasers erfordern, weil nämlich eine neue Ritzlinie begonnen werden muß

Sind diese Ecken statt dessen gerundet, so kann ein Laser eine kontinuierliche Bahn über die gesamte Länge einer kontakt-definierenden Ritzmarkierung ziehen, ohne daß eine Unterbrechung

16 notwendig ist. Dies kann die Arbeit des Lasers beschleunigen.

Bei allen Ausführungsformen gibt es keine Ritzmarkierungen, die in das Kontaktmaterial auf der Flache des Thermistors an beiden ' Seitenkanten an derselben Stelle über den Thermistor hinweg eingegraben sind. Dies trägt dazu bei, das Abbrechen des Thermistors an einer unerwünschten Stelle zu v/ermeiden. Weiterhin gilt für alle Ausführungsformen und für jegliche Linien quer zum Thermistor zwischen seinen beiden Längskanten das folgende: Wird auf den Thermistor ein Biegemoment aufgebracht, um ihn vom benachbarten Thermistor entlang der Kanten 38 und AO abzubrechen, so findet sich nirgends eine gerade Schwächungslinie, die sich quer über die gesamte Breite des Thermistors erstreckt und dieleicht brechen würde. Über die gesamte Breitenerstreckung des Thermistors an irgendeiner Stelle entlang der Länge des Thermistors findet sich nicht gebrochenes Kontaktmaterial, das dem Bruch des Thermistors entlang der kontakt-definierenden Ritzmarkierung widersteht. ,

Heidenheim, 01.06.84 DrW/Srö

Claims

Patentanspruch

Thermistor oder ähnliches elektrisches Bauteil, von waferartigem Aufbau mit zwei großen, einander gegenüberliegenden Flächen, wobei der Thermistor-Grundkörper zwei einander gegenüberliegende Kanten aufweist, ferner mit einer Schicht
aus elektrischem Kontaktmaterial,' das wenigstens eine der
beiden Flächen des keramischen Thermistor-Materiales bedeckt, und mit einer Ritzmarkierung, die sich vollständig durch die Schicht des Kontaktmateriales hindurch erstreckt und ebenso vollständig von einer Kante des wafer-förmigen Bauteiles zur gegenüberliegenden Kante verläuft, um zwei voneinander getrennte Kontakte der Schicht aus Kontaktmaterial zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die kontaktbildende Ritzmarkierung eine offene, geometrische Gestalt hat, die sich von
einer geraden Linie unterscheidet.

Thermistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wafer zweite Kanten aufweist, die sich mit den genannten
ersten, einander gegenüberliegenden Kanten schneiden, daß
die kontakt-definierenden Ritzmarkierungen die einander
gegenüberliegenden Kanten an verschiedenen Stellen über die Länge der einander gegenüberliegenden Kanten schneiden, daß eine Linie quer über die Wafer von der Schnittstelle der
kontakt-definierenden Ritzmarkierung mit jeder der einander gegenüberliegenden Kanten der Wafer somit nicht die Schnittstelle zwischen der kontakt-definierenden Ritzmarkierung
und die andere gegenüberliegende Kante der Wafer schneidet.

3. Thermistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wafer zweite Kanten aufweist, die sich mit den erstgenannten, einander gegenüberliegenden Kanten schneiden, und daß die kontakt-definierenden Ritzmarkierungen zwei Schenkel aufweisen,die sich in Richtung auf eine der zweiten ,Kanten hin erstrecken und,deren Schenkel an einer Verbindungsstelle der kontakt-definierenden Ritzmarkierung miteinander verbunden sind.
4. Thermistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich

die nicht geschlossene, geometrische Figur der Ritzmarkierung

' ·, . . , in verschiedenen Richtungen quer zu der jeweiligen Fläche der Wafer.erstreckt und Schnittstellen auf ihrem Verlaufe aufweist, wo sie die Richtungen ändert, und daß die Schnittstellen abgerundet sind.-
5. Bogen mit einer Mehrzahl von Thermistoren oder dergleichen, umfassend eine relativ große Fläche, und zwar aus dünnem, keramischem Material oder dergleichen zum Bilden einer Mehrzahl von Thermistoren oder ähnlichen elektrischen Bauteilen, mit zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen, von denen wenigstens eine mit einer Schicht aus e 1 ek t r ι scheni Kontaktmateria], bedeckt ist, und aus welcher Schicht Kontakte gebildet werden können, mit einer ersten-Anzahl -von Ritzmarkierungen in wenigstens einer der Flächen dos Bogens, die sich über eine Strecke hinweg auf dieser Fläche des Bogens erstrecken und tief genug in den Bogen eingegraben sind, daß sie den Bogen entlang der Ritzlinien schwächen, so daß der Bogen entlang der ersten Ritzmarkierungen durch Aufbringen, eines Biegemomentes auf den Bogen an einander gegenüberliegenden Seiten einer jeden Ritzmarkierung gebrochen werden kann, wobei die Ritzmarkierungen derart angeordnet sind, daß sie Umfangskanten einzelner, bestimmter Abschnitte des Bogens bilden, so daß nach dem Abbrechen des Bogens entlang der ersten Ritz- * markierungen eine Mehrzahl von einzelnen Thermistoren gebildet wird, und zwar jeder aus einem einzelnen Abschnitt des

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Bogens, wobei jeder Abschnitt ein Paar-einander gegenüber-

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liegender Kanten aufweist, ferner mit einer zweiten Mehrzahl von Ritzmarkierungen, der sich durch die Lage des elektrischen Kontaktmateriales auf einer der Seitenflächen des Bogens und quer über jeden Abschnitt des von der ersten Ritzmarkierung umrandeten Bogens erstreckt, wobei jede der zweiten Ritzmarkierungen von genügend großer Tiefe ist, um das Kontaktmaterial entlang'dieser Ritzmarkierung vollständig zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß jede der zweiten Ritzmarkierungen ' auf jedem Abschnitt des Bogens eine ungeschlossene geometrische Gestalt hat, die von einer geraden Linie abweicht und die sich zwischen einander gegenüberliegenden Kanten des jeweiligen Abschnitteserstreckt.
6. Bogen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Ritzmarkierungen auf den Bogen aufgebracht werden·, um ein Gitter von einander schneidenden ersten Ritzmarkierungen zu bilden.
7. Bogen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzmarkierung sich in verschiedenen Richtungen quer über die jeweilige Fläche der Wafer erstreckt und auf ihrem Wege Schnittstellen aufweist, wo sie ihre Richtung ändert, und daß die Schnittstellen abgerundet sind.
8. Bogen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt des Bogens zweite Kanten aufweist, die die erstgenannten, einander gegenüberliegenden Kanten schneiden, und zwar an unterschiedlichen Stellen über die Länge der einander gegenüberliegenden Kanten,und daß eine Linie, die sich quer über den Abschnitt von der Schnittstelle der zweiten Ritzmarkierung mit'einer jeden gegenüberliegenden Kante des Abschnittes erstreckt, die Schnittstelle zwischen der zweiten Ritzmarkierung und der anderen gegenüberliegenden Kante des Abschnittes nicht ebenfalls schneidet.

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9. Verfahren zum Herstellen eines wafer-förmigen Thermistors, oder eines ähnlichen elektrischen Bauteiles, wobei zunächst ein dünner Bogen aus keramischem Material für Thermistoren gebildet wird, der demgemäß einander gegenüberliegende Seitenflächen aufweist, wobei·wenigstens eine Seitenfläche mit einer relativ dünnen Schicht aus elektrischem Kontaktmaterial überzogen wird, wobei eine erste Anzahl won Ritzmarkierungen in und quer über die Seitenflächen des Bogens oder wenigstens eine Seitenfläche aufgebracht wird, und zwar erste Ritzmarkierungen derart, daß sie eine Mehrzahl von Abschnitten des Bogens umgeben und definieren, wobei jeder Abschnitt einen Thermistor umfaßt, wobei eine zweite Mehrzahl von Ritzmarkierungen in das auf der einen Seite, des Bogens aufgebrachte Material eingegraben wird, wobei sich diese Ritzmarkierungen quer über den Bogen erstrecken und wobei diese zwei ten.Ritzmarkierungen derart angebracht werden, daß sie das Kontaktmaterial auf der Bogenfläche in Abschnitte unterteilen^ um

dieses Kontaktmaterial, elektrisch und mechanisch in einzelne Bereiche zu unterteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei· ten Ritzmarkierungen in jedem Abschnitt sich quer über den Abschnitt zwischen zwei Kanten erstrecken und eine uηgeschlossene geometrische Gestalt haben, die von ,jener einer geraden Linie abweicht, und daß sodann ein Biegemoment auf den Bogen aufgebracht wird, um den Bogen entlang einer der erstgenannten Ritzmarkierungen zu brechen, ohne daß der bogen entlang der zwieitgenannten Art von Ritzmarkierungen bricht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Bogen Biegemomente aufgebracht werden, um den Bogen entlang der ersten Ritzmarkierungen abzubrechen.

- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -

Heidenheim, 01.06.84
DrW/Srö