Dünnschicht vs. Dickschicht – Widerstände im Vergleich #####

Die beiden am weitesten verbreiteten Technologien für die Herstellung von SMD-Widerständen sind die Dick- und Dünnschichttechnik. Was haben sie gemeinsam? Worin unterscheiden sie sich? Für welche Anwendungen ist welches Verfahren das passende?

Die beiden am weitesten verbreiteten Technologien für die Herstellung von SMD-Widerständen sind die Dick- und Dünnschichttechnik. Was haben sie gemeinsam? Worin unterscheiden sie sich? Für welche Anwendungen ist welches Verfahren das passende?

Zur Herstellung von Widerständen sind die Dick- und Dünnschichttechnik die zwei am weitesten verbreiteten Verfahren. Als keramisches Trägermaterial kommt jeweils Aluminiumoxid zum Einsatz, wobei zunächst der Träger in Platten von einigen Zentimetern Kantenlänge geschnitten wird. Um die einzelnen Widerstände später herausbrechen zu können, wird die Keramik entsprechend eingeritzt.

Im Dickschichtprozess kommt in den nächsten Schritten das Siebdruckverfahren zum Einsatz. Zunächst druckt der Hersteller die oberen und unteren inneren Elektroden und brennt sie, daraufhin trägt er eine Paste aus Rutheniumdioxid (RuO2) auf und brennt sie wiederum. Dem schließt sich eine Glaspassivierung an. Namensgeber für die Dickschichttechnik ist die nach dem Brennen etwa 10 μm dicke RuO2-Paste. Je nach Widerstandsserie kommen hier bis zu 80 verschiedene Dickschichtpasten zum Einsatz, um die unterschiedlichen Widerstandswerte zu erreichen. Für den Feinabgleich des Widerstandswertes misst der Hersteller jeden einzelnen Widerstand und trimmt ihn mit einem Laser, in der Regel mit einem »L«-Schnitt (Bild 1).

Der Dünnschichtprozess beginnt mit dem Sputtern der Nickel-Chrom-Widerstandsschicht und der Metallisierung für die inneren Elektroden direkt darüber. Aus diesen beiden Lagen formt der Hersteller in lithografischen Verfahren in zwei Schritten die einzelnen Widerstandsstrukturen sowie die obere Terminierung. Anschließend sputtert und ätzt er die untere Terminierung. Die Widerstandsserie »RN73H« von KOA beispielsweise erhält noch eine zusätzliche Schutzlage aus Siliziumoxid. Anschließend trimmt der Hersteller alle Widerstände nacheinander an verschiedenen Stellen der Mäanderstruktur (Bild 2).

Die letzten beiden Siebdruckprozesse sind sowohl bei der Dickschicht- als auch bei der Dünnschichttechnik gleich. Dabei erhalten die Bauteile eine weitere Schutzschicht aus Epoxydharz sowie ihre Markierung. Nach dem Trocknen bricht der Hersteller die Substrate in Streifen, sodass die inneren Elektroden außen liegen. Per Sputtering erhalten die gestapelten Streifen anschließend ihre Endterminierung. Daraufhin vereinzelt der Hersteller die Widerstände und verzinnt die äußeren Terminierungen galvanisch. Den Abschluss bildet die elektrische und visuelle Prüfung der Bauelemente sowie deren Verpackung und Auslieferung.