AT255573B - Verfahren zum Abgleich von zylindrischen Dünnschichtwiderständen und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zum Abgleich von zylindrischen Dünnschichtwiderständen und
Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zum Abgleich von zylindrischen Dünnschichtwiderständen mit Elektronenstrahlen in einer Vakuumkammer, wobei die Widerstandsschicht entlang bestimmter Linien durch den Elektronenstrahl abgetragen wird, insbesondere von Metallschichtwiderständen der Leistungsklassen unter einem Watt. 



   Metallschichtwiderstände als elektronische Bauelemente werden im allgemeinen durch Aufdampfen einer dünnen Metallschicht auf einem elektrisch nicht leitenden Grundkörper hergestellt. Die auf eine solche Weise erhältlichen Widerstände besitzen nur in einem relativ eng begrenzten Bereich der Schichtdicke und damit des Widerstandswertes optimale physikalische Kenndaten, wie z.   B. Temperaturkoeffizient,   Rauschverhalten, Belastbarkeit und Konstanz des Widerstandswertes. Dieser gegebene Bereich einer Reihe von Werten kann in bekannter Weise durch Wendelung der leitenden Schicht in Richtung höherer Widerstandswerte ausgedehnt werden. Das Wendeln der leitenden Schicht erfolgt dabei durch geeignete mechanische Abtragung mittels einer schnell rotierenden Schleifscheibe, an der der ebenfalls rotierende Widerstandskörper axial vorbeigeführt wird.

   Es ist auch bekannt, den Bearbeitungsvorgang so zu steuern, dass dieser etwa mit dem Erreichen eines vorgegebenen Widerstandssollwertes abbricht. 



   Dem vorbeschriebenen bekannten Abgleichverfahren haften in folgender prinzipieller Hinsicht Mängel   an :  
Die Breite der von der Schleifscheibe abgetragenen Metallschicht ist durch die im technischen Betrieb einsetzbare minimale Schleifscheibenbreite zu zirka   100-300 jim   gegeben. Damit liegt auch die minimale Wendelsteigung bei zirka 0,   5 - 1   mm und der Faktor der durch die Wendelung erreichbaren Widerstandserhöhung bei grössenordnungsmässig maximal 100 fest. 



   Dadurch, dass die Metallschicht samt einem Teil der darunter liegenden Keramik durch die Körnung der Schleifscheibe ausgebrochen wird, entstehen insbesondere bei den Widerstandskörpern mit kleinem Durchmesser   ( 4   mm) ungleichmässig begrenzte Schleifspuren mit einer Rauhigkeit der Bearbeitungskanten von etwa 40 bis 80   bum.   



   In der Schleifscheibe bleiben stets Teile der abgetragenen leitenden Schicht hängen, die dann auf der geschliffenen Spur verschmiert werden und elektrisch leitende Inseln und Brücken bilden. 



   Die Spurbreite schwankt oft bei ein und demselben Widerstand beträchtlich. Dies wird verursacht z. B. durch ungleichmässigen Anpressdruck der Scheibe an den Widerstand, durch Schlagen und Schwingen der Scheibe, durch Unebenheiten in der Keramik usw. 



   Aus Gründen der mechanischen Trägheit ist eine Unterbrechung des Bearbeitungsprozesses bei Erreichen eines vorgegebenen Widerstandssollwertes bei gleichzeitig hoher Arbeitsgeschwindigkeit nur mit einem relativ grossen Toleranzbereich möglich. Infolge der Abnutzung der Schleifscheibe ändert sich im 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 allgemeinen deren Breite und damit die Abgleichbedingungen. 



   Die genannten Mängel treten zum Teil   verstärkt bei Widerständen kleiner geometrischer   Abmessungen auf und führen zu einer Verschlechterung ihrer physikalischen Kenngrössen. 



   Es ist weiter bekannt, dünne Metallschichten von ebenen Schichtträgern mit Elektronenstrahlen abzutragen. Dabei wird eine begrenzte Zahl der Widerstände auf einem Arbeitstisch gespannt, in eine Bearbeitungskammer eingeführt und nach deren Evakuierung bearbeitet. Dieses Verfahren ist jedoch nur für Flachwiderstände und deren labormässige Bearbeitung brauchbar. 



   Der Zweck der Erfindung besteht in der Überwindung der genannten   Einschränkungen   und Mängel, die sich aus dem Verfahren des Abgleiches der Widerstände mit Schleifscheiben ergeben und der Nutzbarmachung des Elektronenstrahles zur Bearbeitung zylindrischer   Dünnschichtwiderstände.   



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und gleichzeitig Einrichtungen zu schaffen, mit denen es möglich ist, auf wirtschaftlich vertretbare Weise zylindrische Dünnschichtwiderstände, insbesondere der unteren Leistungsklassen ohne die dem Stande der Technik anhaftenden Mängel in einem möglichst weiten Bereich des Widerstandssollwertes abzugleichen. Das Verfahren und die Einrichtungen sollen folgende Bedingungen   erfüllen  
1. Der Widerstandswert des bearbeiteten Widerstandes soll bis zum 105-fachen seines Ausgangswertes betragen. 



   2. Die Spurbreite der z. B. wendelförmigen Abtragung der leitenden Schicht zum Zwecke der Erhöhung des Widerstandswertes soll in weiten Grenzen gewählt werden können, z. B. bis herab zu wenigen   li m.   



   3. Die abgetragene Spur soll hinreichend frei von Resten der Widerstandsschicht, durch hinreichend glatte Kanten begrenzt sein und an jedem Ort eine den physikalischen Forderungen   angepasste kleine   Toleranz der Breite besitzen. 



   4. Der Abgleichvorgang soll bei Erreichen des Widerstandssollwertes praktisch ohne Verzögerung unterbrochen werden. 



   5. Durch geeignete Steuerung der Bearbeitung soll es im Bedarfsfall auch möglich sein, zur Reduzierung der Induktivität des Widerstandes mäanderförmige Strombahnen zu erzeugen. 



   6. Das Verfahren und die Einrichtungen sollen auch zur automatisierten serienmässigen Bearbeitung von Dünnschichtwiderständen geeignet sein. 



   Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss die Widerstände über eine Schleuse ohne Unterbrechung des Betriebsvakuums in eine Bearbeitungskammer eingeführt, gefasst, dabei gleichzeitig in einen Widerstandsmesskreis geschaltet und in Rotation versetzt werden und anschliessend mittels einer an sich bekannten Elektronenstrahlsonde, die über elektrische und magnetische Ablenkeinheiten in Abhängigkeit des momentanen Widerstandswertes gesteuert wird, bearbeitet werden, indem die Elektronenstrahlsonde über die in axialer Richtung feststehenden, rotierenden Widerstände mit konstanter Ablenkgeschwindigkeit geeignet geführt wird und danach wieder ohne Unterbrechung des Betriebsvakuums aus der Bearbeitungskammer ausgeschleust werden. 



   Der momentane Widerstandswert wird während der Bearbeitung mit dem vorgegebenen Widerstandssollwert mit an sich bekannten Mitteln verglichen und bei Erreichen desselben wird der Elektronenstrahl und damit auch die Elektronenstrahlsonde über eine vorzugsweise an sich bekannte elektrostatische, nicht auf Hochspannungspotential befindliche Ablenkeinheit mit hoher Geschwindigkeit in ihrer Bearbeitung unterbrochen, indem der Elektronenstrahl aus der elektronenoptischen Achse auf eine Blende abgelenkt wird und ausserdem werden die Ablenkeinheiten zur Steuerung der Elektronenstrahlsonde auf dem Widerstand in ihren Ausgangszustand zurückgeführt, sofern dies nicht erst bei Erreichen der maximalen Ablenkung erfolgt. 



   Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der an ein die Elektronenstrahlsonde erzeugendes elektronenoptisches System eine evakuierte Bearbeitungskammer angeordnet ist, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass an der Bearbeitungskammer vorzugsweise Schleusen und innerhalb der an sich bekannten   Transporteinrichtungen und ein   Pinolenpaar sowie weitere Hilfs- und Messeinrichtungen vorgesehen sind und dass an der Bearbeitungskammer ein oder mehrere Beobachtungsfenster angeordnet sind. 



   Die Schleusen bestehen aus einer formschlüssig in einem Gehäuse drehbar angeordneten Walze mit vorzugsweise zwei auf ihrem Umfang befindlichen, der Form des zu schleusenden Widerstandes angepassten Aussparungen. Auf dem Umfang des Gehäuses sind vorzugsweise zwei auf Zwischendruck befindliche, untereinander verbundene, an eine Vorvakuumpumpe angeschlossene und zur Walze offene Kammern angeordnet. Die Ein- und Austrittsöffnung für den Widerstand im Gehäuse ist von einem Seg- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 ment vollständig umgeben, das mit an sich bekannten Mitteln, wie z. B. einem Dichtungsrundgummi gleichzeitig gegen die Walze gedrückt und gegen das Gehäuse gedichtet ist. 



   Das Segment liegt zu beiden Seiten der   Ein- und Austrittsöffnung   im Gehäuse in einer Breite auf der Walze auf, die vorzugsweise grösser ist als die Breite der dem Widerstand angepassten Aussparung in der Walze. 



   Die Pinolen des Pinolenpaares bestehen aus einem an der Bearbeitungskammer vakuumdicht befestigten Flansch, der im Inneren ein mittels eines Kugelkäfigs gelagertes, drehbares, in axialer Richtung verschiebbares und gegen den Flansch vakuumgedichtetes Rohr besitzt, in dessen, dem zu spannenden Widerstandskörper zugewendeten Ende ein elektrisch isolierender Einsatz, der mit einer Phase, einer axialen Bohrung für die Anschlussdrähte und einem Führungskegel versehen ist und dessen axiale Verschiebbarkeit gegenüber dem Rohr durch einen im Einsatz befindlichen Stift und ein im Rohr befindliches Langloch begrenzt ist. Der Einsatz ist mittels einer im Rohr festgelegten Feder gegen das Ende des Rohres verschiebbar.

   In dem Rohr befindet sich weiter eine durch den Führungskegel zusammendrückbare Kontaktzange, die den Anschlussdraht des Widerstandes fasst und damit den elektrischen Kontakt des Widerstandes über einen weiteren im Rohr befindlichen Einsatz und eine vakuumdichte Stromdurchführung sowie an sich bekannte Schleifkontakte zur Widerstandsmesseinrichtung und damit zu den Steuerungseinrichtungen der Elektronenstrahlsonde herstellt. Zur Auswerfung des Widerstandes aus der Kontaktzange ist in dem weiteren Einsatz eine axiale Bohrung angeordnet, in der eine Feder und ein auf den Anschlussdraht des Widerstandes wirkender, beweglicher Bolzen angeordnet sind. Ausserdem ist im Flansch eine zum Hohlraum zwischen Rohr und Flansch führende Bohrung vorgesehen, die mittels einer Schraube verschliessbar ist. 



   Eine andere Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass erfindungsgemäss wieder an eine evakuierte Bearbeitungskammer ein die Elektronenstrahlsonde erzeugendes an sich bekanntes elektronenoptisches System angeordnet ist. An die Bearbeitungskammer ist weiterhin vorzugsweise eine Trommelschleuse angeflanscht und in ihrem Inneren ist eine Transporteinrichtung, eine Spanntrommel, welche eine grössere Anzahl von Pinolenpaaren enthält, deren Spannzustand mittels seitlich angeordneter Leitflächen steuerbar ist, die gleichzeitig im Bearbeitungsbereich des Widerstandes den elektrischen Kontakt zur Pinole und damit gleichzeitig zum Widerstand herstellen und die über einen an sich bekannten Bandtrieb, gegebenenfalls in mehreren Stufen,

   vor Eintreten in den Bearbeitungsbereich in Rotation versetzt sind und eine Bremseinrichtung sowie eine weitere Transporteinrichtung und   Hilfs- und   Messeinrichtungen angeordnet. Die Trommelschleuse besteht aus einer in einem Gehäuse formschlüssig drehbar angeordneten Walze, auf deren Umfang eine grössere Anzahl von der Form des Widerstandes angepassten Aussparungen angeordnet ist, in die ein über Federn beweglicher Boden eingelassen ist, dessen Lage in der Aussparung über entsprechende weitere Aussparungen in dem die Walze umgebenden Gehäuse steuerbar ist. In dem Gehäuse sind vorzugsweise zwei untereinander verbundene Paare von auf verschiedenen Zwischendrücken befindlichen, zur Walze hin offenen Kammern vorgesehen.

   Zwischen den einzelnen Kammern und zwischen diesen und den   Ein- und Austrittsöffnungen   sind gegen das Gehäuse vakuumgedichtete und gegen die Walze gedrückte, sich über die gesamte Länge der Walze erstreckende Segmente angeordnet. Die Berührungsstellen zwischen Walze und Gehäuse sind an den Stirnflächen der Walze mittels eines in sich geschlossenen Dichtungsgummis vakuumgedichtet.

   Die Spanntrommel besitzt auf ihrem Umfang eine solche Anzahl von Pinolenpaaren, deren Abstand untereinander gleich und so bemessen ist, dass vorzugsweise bei Austritt eines Pinolenpaares aus dem Bearbeitungsbereich der Elektronenstrahlsonde, das nächstfolgende in den Bearbeitungsbereich eintritt, wobei die Pinolenpaare mittels der Leitflächen so gesteuert sind, dass im Aufnahmebereich der Spanntrommel sich die Pinolen zunächst teilweise über die axialen Anschlussdrähte der Widerstände schieben und sich bei Weiterdrehung der Spanntrommel bis zum Erreichen des Bandtriebes völlig schliessen.

   In diesem Zustand werden die Pinolenpaare mittels des Bandtriebes auf die gewünschte Drehzahl beschleunigt, durch den Bearbeitungsbereich geführt und anschliessend mittels einer an sich bekannten Bremseinrichtung abgebremst, worauf die Leitflächen wieder auseinanderstreben, damit das Pinolenpaar öffnen und den Widerstand an die weitere Transportvorrichtung, gegebenenfalls unter Verwendung zusätzlicher Führungsmittel, freigibt und die Trommelschleuse den Widerstand ausschleust. 



   Die   Leitflächen   sind im Bearbeitungsbereich elektrisch leitend, aber gegenüber dem übrigen Teil der Leitflächen und den andern Teilen der Bearbeitungskammer elektrisch isoliert. 



   Die Pinolen des Pinolenpaares bestehen aus einem mit der Spanntrommel verbundenen und mit Bohrungen versehenen Rohr, in dessen Inneren ein mit einer weiteren Bohrung versehener Einsatz über einen zwischen ihm und dem Rohr befindlichen Kugelkäfig, drehbar und in axialer Richtung verschiebbar an- 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 dieser mit Drehzahlen von vorzugsweise 3000 U/min oder mehr um seine Symmetrieachse rotiert.

   Der Widerstand 5 liegt über weitere Mittel während der Bearbeitung im elektrischen Schaltkreis einer an sich bekannten Widerstandsmessanordnung 10, die bei Erreichen des Widerstandssollwertes ein Signal   10t an   einen elektronischen Kurzzeitschalter 11 gibt, der vorzugsweise über eine nicht auf Hochspannungspotential befindliche elektrostatische Ablenkeinheit 12 den Elektronenstrahl 2 und damit auch die Elektronenstrahlsonde 7 mit so hoher Geschwindigkeit aus dem Bearbeitungsort 13, also von der Mantellinie des Widerstandskörpers   51,   auf eine Blende 14 ablenkt, dass dabei keine unerwünschte weitere Bearbeitung erfolgt. Statt der Auslenkung des Elektronenstrahls 2 aus der elektronenoptischen Achse, kann das bei Widerstandsabgleich abgegebene Signal 101 auch zur Dunkeltastung des Elektronenstrahlers 1 dienen.

   Bei Erreichen der maximalen Ablenkung kippt der durch die Ablenkeinheit 9 fliessende Strom auf seinen Ausgangswert zurück. Für den Fall, dass kein Abgleich des Widerstandes 5 erreicht wird, wird der Elektronenstrahl 2 durch die maximale Ablenkung aus der elektronenoptischen Achse abgelenkt. Die Rückstellung der Ablenkeinheit 9 kann statt dessen auch bei Erreichen des Widerstandssollwertes ausgelöst werden. 



   Die Pinolen 6, die beiderseitig den mit axialen Anschlussdrähten 5"versehenen Widerstandskörper   5 I,   während der Bearbeitung fassen, haben die Aufgabe, nicht nur die Drehbewegung in eine evakuierte Bearbeitungskammer 15 zu übertragen, sondern müssen zum Zwecke der Aufnahme und Abgabe des Widerstandes 5 auch in axialer Richtung verschiebbar sein. Zum Anschluss des Widerstandes 5 an die Widerstandsmessanordnung 10 muss eine elektrische Kontaktnahme gewährleistet sein. Zur Beobachtung der Vorgänge und Einrichtungen in der Bearbeitungskammer 15 ist an ihr ein Beobachtungsfenster 15'angeordnet. 



   In Fig. 2 ist die erfindungsgemässe Lösung der Pinolen 6 im Schnittbild dargestellt. Der Widerstand 5 mit seinem Widerstandskörper 5'und seinen axialen   Anschlussdrähten   511 wird an seiner Kante von einem in axialer Richtung verschiebbaren Einsatz 16 über dessen Fase 17 zentriert. Der Einsatz 16 wird über eine Feder 18 gegen den Widerstandskörper   51 gedrückt   und ist gegen Herausrutschen durch einen Stift 19, der in einem Langloch   19'geführt   wird, gesichert.

   Bei der Aufnahme des Widerstandes 5   wird der Anschlussdraht 5" über die Phase   17 und eine zylindrische Bohrung 20 im Einsatz 16 in eine Kontaktzange 21 geführt, die beim Zurückschieben des Einsatzes 16 während des Spannens über einen Führungskegel 22 im Einsatz 16 gegen den Anschlussdraht   5"gedrückt wird.   Während des Spannens des Widerstandes 5 wird über den Anschlussdraht   5 I ! und   einen Stössel 23 gleichzeitig eine Feder 24 gespannt, die beim Auseinanderfahren 
 EMI5.1 
 die Isolierbuchsen 27 und 28 und die elektrische Vakuumdurchführung 29 ermöglicht. Hauptbestandteil der Pinolen 6 ist ein Rohr 30.

   Das Rohr 30 ist über einen Kugelkäfig 31 in einem Flansch 32 drehbar und in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Über eine Dichtung 33 wird die vakuumdichte Verbindung des Rohres 30 mit dem Flansch 32, der an der Bearbeitungskammer 15 vakuumdicht befestigt ist, hergestellt. Durch die Bohrung 20 und weitere Bohrungen 34 werden die Hohlräume innerhalb des Rohres 30 evakuiert. Über eine andere Bohrung 35, die mit einer Schraube 36 verschlossen ist, kann der Hohlraum 25, in dem der Kugelkäfig 31 läuft, mit   Öl   gefüllt werden. 



   Die Zu- und Abführung des Widerstandes 5 zu und von den Pinolen 6 erfolgt über eine an sich bekannte Transporteinrichtung 37, wie   z. B.   eine Kettenförderung und einen Stössel, der über eine Kurvenscheibe gesteuert wird, die synchron mit der Transporteinrichtung 37 läuft. Der besagte Stössel übernimmt dabei die Zuführung der Widerstände 5 von der Transporteinrichtung 37 zu den Pinolen 6 und von dieser zu einer weiteren Transporteinrichtung 37, die dem Abtransport dient. 



   Die Schleusung der Widerstände 5 in die Bearbeitungskammer 15 und wieder heraus erfolgt durch je eine erfindungsgemässe Schleuse 38, die in Fig. 3 näher dargestellt ist. Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Schleuse 38. Am Beispiel der Schleuse 38 für die   Einfüh-   rung der Widerstände 5 in die Bearbeitungskammer 15 sei die Wirkungsweise beschrieben. Die Schleuse 38 besteht aus einer um ihre Achse drehbar angeordneten Walze 39, die auf ihrem Umfang vorzugsweise zwei Aussparungen 40 besitzt, in die die Widerstände 5 über einen Eintrittsschlitz 41 eingelegt werden und die von einem Gehäuse 42 auf ihren Umfang formschlüssig umgeben ist.

   Die Widerstände 5 werden durch Drehbewegung der Walze 39 zum Austrittsschlitz 43 befördert, wo sie durch ihr Eigengewicht aus der Aussparung 40 heraus in die Bearbeitungskammer 15 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 fallen. Zwischen Eintrittsschlitz 41 und Austrittsschlitz 43 befinden sich vorzugsweise je eine weitere zur Walze 39 hin offene Kammer 44 bzw. 45, die auf einem Druck gehalten wird, der zwischen dem Druck in der Bearbeitungskammer 15 und dem normalen Luftdruck liegt. Die Kammern 44 und 45   sind über Bohrungen 46 und 47 und Hohlräume 48 und 49 an den Stirnflächen der Walze   39 mit der Innenbohrung 50 der Walze 39 verbunden und werden mit einer Vorvakuumpumpe über einen Saugstutzen 51 evakuiert. Während der Drehbewegung der Walze 39 passiert die zuletzt mit dem Aussendruck in Verbindung gestandene Aussparung 40 z.

   B. die Kammer 45 und wird auf den Zwi-   chendruck evakuiert. Bei Erreichen des Austrittsschlitzes   43 wird die Bearbeitungskammer 15 nur noch mit einer nicht störenden Gasmenge belastet. 



   Um die Leckgrösse zwischen Eintrittsschlitz 41 und Kammer 44 bzw. 45 sowie diesen und der Bearbeitungskammer 15 klein zu halten, wird erfindungsgemäss der Eintrittsschlitz 41 und Austrittsschlitz 43 von einem an die Walze 39 angedrückten und an diese formschlüssig anliegenden Segment 52 umgeben. Dieses wird über einen umlaufenden Dichtungsgummi 53 von dem Mundstück 54, das mit dem Gehäuse 42 verschraubt ist, angedrückt und gleichzeitig gegen das Gehäuse 42 gedichtet. Die Auflagefläche des Segmentes 52 zu beiden Seiten des Eintrittsschlitzes 41 bzw. Austrittsschlitzes 43 auf der Walze 39 ist vorzugsweise grösser als die Breite der   Ausspa-   rungen 40 für die Widerstände 5 in der Walze 39. 



   Im folgenden soll der Aufbau einer weiteren Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben werden. Für die serienmässige Bearbeitung sehr grosser Stückzahlen gleichartiger Widerstände wird erfindungsgemäss die prinzipiell mögliche ausserordentlich hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit der Elektronenstrahlsonde 7 dadurch genutzt, dass die mit wesentlich grösserer Trägheit verbundenen mechanischen Vorgänge wie Ein-und Ausschleusen, Spannen, Entspannen, Beschleunigen und Abbremsen der Widerstände 5 gleichzeitig mit der Bearbeitung durch die Elektronenstrahlsonde 7 unter Nutzung ihrer Ablenkbarkeit auch in Richtung senkrecht zur Achse des Widerstandes 5 ausgeführt werden. 



   Fig. 5 zeigt die konstruktive Ausführungsform einer Bearbeitungskammer 55 entsprechend der Erfindung. Die Widerstände 5 werden im Interesse kleinster Leistung der Vakuumpumpen vorzugsweise über nur eine Trommelschleuse 56 in die Bearbeitungskammer 55 ein-als auch ausgeschleust. Die Trommelschleuse 56 unterscheidet sich von den Schleusen 38 insofern, als eine Walze 57 auf ihrem Umfang eine grössere Zahl von Aussparungen 58 zur Aufnahme der Widerstände 5 trägt. Die Aussparungen 58 besitzen einen auf Druckfedern 59 ruhenden Boden 60, der an den Stirnseiten der Aussparungen 58 bis zur Oberfläche der Walze 57 hochgezogen ist und der über eine am Gehäuse 61 der Trommelschleuse 56 befindliche an sich bekannte Führung an dem Austritt 62 der Widerstände 5 durch die Druckfedern 59 herausgedrückt wird und dabei den Widerstand 5 auswirft.

   Zwischen den auf Aussendruck befindlichen Teilen der Trommelschleuse 56 und der Bearbeitungskammer 55 befinden sich im Gehäuse 61 vorzugsweise zwei Paar gegenüberliegender auf Zwischendruck befindlicher zur Walze 57 hin offener Kammern 63, 63'und 64, 64', von denen die jeweils gegenüberliegenden miteinander und mit einer Vakuumpumpe verbunden sind und die durch zwischenliegende an die Walze 57 angedrückte sich über die gesamte Länge der Walze 57 erstreckende und gegen das Gehäuse 61 gedichtete Segmente 65 gegeneinander weitgehend gedichtet sind. 



   Die Trommelschleuse 56   wird mitbekannten Mittelnbeschickt und die Walze vorzugsweise schritt-     weise so gedreht, dass in den Schrittpausen die Aussparungen   58 für die Aufnahme der Widerstände 5 in der Walze 57 gerade den Eintritt 66 und den Austritt 62 bzw. den auf Zwischendruck befindlichen Kammern 63,   63'und 64, 64'im Gehäuse   61 gegenüberstehen. 



   In der Bearbeitungskammer 55 werden die Widerstände 5 gegebenenfalls unter Verwendung weiterer bekannter Führungsmittel von einer Transporteinrichtung 67, wie   z. B.   einer Förderkette, aufgenommen und zu einer Spanntrommel 68 befördert. Diese besteht aus mehreren auf dem Umfang einer Trommel in gleichem Abstand voneinander angeordneten Pinolenpaaren 69, die mit einer der Umlaufgeschwindigkeit der Transporteinrichtung 67 entsprechenden Geschwindigkeit mit der Spanntrommel 68 umlaufen.

   Der Abstand der Pinolenpaare 69 auf dem Umfang der Spanntrommel 68 wird vorzugsweise so gewählt, dass er dem in Drehrichtung der Spanntrommel 68 gesehenen und durch die Krümmung der Umlaufbahn der Pinolenpaare 69 bzw. die erreichbare Ablenkamplitude der Elektronenstrahlsonde 7 festgelegten Bearbeitungsbereich 70 entspricht. 
 EMI6.1 
 mel 68 liegende,   in Fig. 5 nicht sichtbare Leitflächen   71 gesteuert. 



   Fig. 7 zeigt eine Abwicklung der Leitflächen 71, aufgeschnitten an der Aufnahmestelle der 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
 EMI7.1 
 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 wird. Es ist auch möglich, eine hinreichende Breite der Spur 96 dadurch zu erreichen, dass die Elektronenstrahlsonde 7 nur einmal über die Mantellinie des Widerstandes 5 geführt wird, wobei sie aber auf bekannte Weise gering, jedoch schnell senkrecht zur Mantellinie des Widerstandes 5 abgelenkt wird. 



   Danach werden die Pinolen 6 und damit der Widerstand 5 in Rotation versetzt. Die Elektronenstrahlsonde 7 wird wieder über den Widerstand 5 geführt, so dass, wie bereits beschrieben, eine Wendelspur 97 entsteht. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Wendelspur 97 auf der einen Seite   97'der   Spur 96 mit der Spur 96 verbunden wird, während auf der andern Seite   98'ein   Zwischenraum entsprechend der Breite der Widerstandsbahn verbleibt. Im Bereich des Zwischenraumes wird die Elektronenstrahlsonde 7 auf bekannte Art und Weise dunkel gesteuert. Das kann z. B. durch einen auf der Drehachse befindlichen Schaltkontakt in Verbindung mit einer Impulssteuerung für die Einwirkdauer der Elektronenstrahlsonde 7 auf den Widerstand 5 erreicht werden. 



   Nachdem die Elektronenstrahlsonde 7 über den Widerstand 5 geführt ist und die Wendelspur 97 geschrieben hat, wird die Elektronenstrahlsonde 7 in ihre Ausgangslage zurückgekippt und der Widerstand 5 in entgegengesetzter Richtung jedoch mit gleicher Drehzahl in Rotation versetzt. Nunmehr trägt die Elektronenstrahlsonde 7 eine weitere Wendelspur 98 ab, die genau in der Mitte der bisher verbliebenen Widerstandsschicht zwischen den Windungen der Wendelspur 97 liegt. Damit wird erreicht, dass der Widerstandswert kontinuierlich ansteigt und in der bereits beschriebenen Weise der Widerstandswert abgeglichen werden kann. Es ist noch zu beachten, dass die weitere Wendelspur 98 auf der andern Seite 981 mit der Spur 96 verbunden ist. 



   Fig. 8 veranschaulicht diese Arbeitsweise und die Lage der Spuren. Es ist eine Abwicklung der Oberfläche des Widerstandes 5 dargestellt. In der Mitte ist die Spur 96 eingetragen. Die Wendelspur 97 ist eine voll ausgezogene Linie. Ihre Entstehungsrichtung ist mit Pfeilen angedeutet. Die jeweils zusammengehörenden Endpunkte sind zur besseren Übersicht mit a, al - a6 bezeichnet. Die weitere Wendelspur 98 ist als gestrichelte Linie dargestellt und ihre Endpunkte sind mit b, bl - b7 gekennzeichnet. Ihr Entstehungsverlauf ist ebenfalls durch Pfeile angedeutet. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zum Abgleich von zylindrischen Dünnschichtwiderständen mit Elektronenstrahlen in einer Vakuumkammer, wobei die Widerstandsschicht entlang bestimmter Linien durch den Elektronen- 
 EMI8.1 
 Unterbrechung des Betriebsvakuums in eine Bearbeitungskammer eingeführt, gefasst, dabei gleichzeitig in einen Widerstandsmesskreis geschaltet und in Rotation versetzt werden und anschliessend mittels einer an sich bekannten Elektronenstrahlsonde (7), die über elektrische und magnetische Ablenkeinheiten in Abhängigkeit des momentanen Widerstandswertes gesteuert wird, bearbeitet werden, indem die Elektronenstrahlsonde (7) über die in axialer Richtung feststehenden,

   rotierenden Widerstände mit konstanter Ablenkgeschwindigkeit geeignet geführt-wird und danach wieder ohne Unterbrechung des Betriebsvakuums aus der Bearbeitungskammer ausgeschleust werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der momentane Widerstandswert während der Bearbeitung mit dem vorgegebenen Widerstandssollwert mit an sich bekannten Mitteln verglichen und bei Erreichen desselben der Elektronenstrahl (2) über eine vorzugsweise an sich bekannte elektrostatische, nicht auf Hochspannungspotential befindliche Ablenkeinheit (12), mit hoher Geschwindigkeit die Bearbeitung beendet, indem der Elektronenstrahl (2) aus der elektronenoptischen Achse auf eine Blende abgelenkt wird und dass ausserdem die Ablenkeinheiten (8,9) zur Steuerung der Elektronenstrahlsonde (7) auf dem Widerstand (5) in ihren Ausgangszustand zurückgeführt werden.

   3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bei der an ein die Elektronenstrahlsonde erzeugendes elektronenoptisches System eine evakuierte Bearbeitungskammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bearbeitungskammer (15) vorzugsweise Schleusen (38) und innerhalb der an sich bekannten Transporteinrichtungen (37, 37') und ein Pinolenpaar (6) sowie weitere Hilfs- und Messeinrichtungen vorgesehen sind und dass an der Bearbeitungskammer (15) ein oder mehrere Beobachtungsfenster (151) angeordnet sind.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusen (38) aus einer formschlüssig in einem Gehäuse (42) drehbar angeordneten Walze (39) mit vorzugsweise zwei auf ihrem Umfang befindlichen, der Form des zu schleusenden Widerstandes (5) angepassten Aussparungen (40) bestehen und dass auf dem Umfang des Gehäuses (42) vorzugsweise zwei auf Zwischendruck befindliche, <Desc/Clms Page number 9> untereinander verbundene an eine Vorvakuumpumpe angeschlossene und zur Walze (39) offene Kammern (44,45) angeordnet sind und dass der Ein-und Austrittsschlitz (41, 43) für den Widerstand (5) im Gehäuse (42) von einem Segment (52) vollständig umgeben ist, das mit an sich bekannten Mitteln, wie z. B. einen Dichtungsgummi (53) gleichzeitig gegen die Walze (39) gedrückt und gegen das Gehäuse (42) gedichtet ist.

   5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Segment (52) zu beiden Seiten des Ein-und Austrittsschlitzes (41, 43) im Gehäuse (42) in einer Breite auf der Walze (39) aufliegt, die vorzugsweise grösser ist als die Breite der dem Widerstand (5) angepassten Aussparung (40) in der Walze (39).

   6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pinolen (6) des Pinolenpaares einen an der Bearbeitungskammer (15) vakuumdicht befestigten Flansch (32) aufweisen, der im Innern ein mittels eines Kugelkäfigs (31) gelagertes, drehbares, in axialer Richtung verschiebbares und gegen den Flansch (32) vakuumgedichtetes Rohr (30) besitzt, in dessen, dem zu spannenden Widerstand (5) zugewendeten Ende ein elektrisch isolierender Einsatz (16), der mit einer Phase (17), einer axialen Bohrung (20) für den Anschlussdraht (5 I') und einem Führungskegel (22) versehen ist und dessen axiale Verschiebbarkeit gegenüber dem Rohr (30) durch einen im Einsatz (16) angeordneten Stift (19) und ein im Rohr (30) befindliches Langloch (19') begrenzt ist und dass der Einsatz (16) mittels einer im Rohr (30) festgelegten Feder (18)

   gegen das Ende des Rohres (30) verschiebbar ist und in dem eine durch den Führungskegel (22) zusammendrückbare Kontaktzange (21) den Anschlussdraht (5") des Widerstandes (5) fasst und damit den elektrischen Kontakt des Widerstandes (5) über einen weiteren im Rohr (30) befindlichen Einsatz und eine vakuumdichte Stromdurchführung sowie an sich bekannte Schleifkontakte zur Widerstandsmesseinrichtung (10) und damit zu den Steuerungseinrichtungen der Elektronenstrahlsonde (7) herstellt und dass zur Auswerfung des Widerstandes (5) aus der Kontaktzange (21) in dem weiteren Einsatz eine axiale Bohrung angeordnet ist, in der eine Feder (24) und ein auf den Anschlussdraht (5") des Widerstandes (5) wirkender, beweglicher Stössel (23) angeordnet sind und dass im Flansch (32) eine zum Hohlraum (25) zwischen Rohr (30) und Flansch (32) führende, mittels einer Schraube (36)

   verschliessbare Bohrung (35) vorgesehen ist.

   7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an ein die Elektronenstrahlsonde (7) erzeugendes an sich bekanntes elektronenoptisches System eine evakuierte Bearbeitungskammer (55) angeordnet ist, an die vorzugsweise eine Trommelschleuse (56) angeflanscht ist und die in ihrem Innern eine Transporteinrichtung (67), eine Spanntrommel (68), welche eine grössere Anzahl von Pinolenpaaren (69) enthält, deren Spannzustand mittels seitlich angeordneter Leitflächen (71) steuerbar ist, die gleichzeitig im Bearbeitungsbereich (70) des Widerstandes (5) den elektrischen Kontakt zur Pinole und damit gleichzeitig zum Widerstand (5) herstellen und die über einen an sich bekannten Bandtrieb (75, 76), gegebenenfalls in mehreren Stufen vor Eintreten in den Bearbeitungsbereich (70), in Rotation versetzt sind und Bremsbacken (78)

   sowie eine weitere Transporteinrichtung (80) und Hilfs- und Me/3einrichtungen enthält.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelschleuse (56) aus einer Walze (57), die in einem Gehäuse (61) formschlüssig drehbar angeordnet ist, besteht, auf deren Umfang eine grössere Anzahl von der Form des Widerstandes (5) angepassten Aussparungen (58) angeordnet sind, in die ein über Druckfedern (59) beweglicher Boden (60) eingelassen ist, dessen Lage in den Aussparungen (58) über entsprechende weitere Aussparungen in dem Gehäuse (61) steuerbar ist und dass in dem Gehäuse (61) vorzugsweise zwei Paar gegenüberliegender auf Zwischendruck befindlicher, zur Walze (57) hin offener Kammern (63, 63', 64, 64') vorgesehen sind, und dass zwischen den einzelnen Kammern (63, 63', 64, 64') und zwischen diesen und dem Ein- und Austritt (66,62), sich über die gesamte Länge der Walze (57) erstreckende,

   gegen das Gehäuse (61) vakuumgedichtete und gegen die Walze (57) gedrückte Segmente (65) angeordnetsind und dass die Berührungsstellen zwischen der Walze (57) und dem Gehäuse (61) an den Stirnflächen der Walze (57) mittels eines Dichtungsgummis (53) vakuumgedichtet sind. EMI9.1 gleich und so bemessen ist, dass vorzugsweise bei Austritt.

   eines Pinolenpaares (69) aus dem Bearbeitungsbereich (70) der Elektronenstrahlsonde (7) das nächstfolgende in den Bearbeitungsbereich (70) eintritt, wobei die Pinolenpaare (69) mittels der Leitflächen (71) so gesteuert sind, dass im Aufnahmebereich der Spanntrommel (68) die Pinolen des Pinolenpaares (69) zunächst teilweise über die axialen Anschlussdrähte (5") der Widerstände (5) geschoben und bei Weiterdrehung der Spanntrommel (68) bis zum Er- <Desc/Clms Page number 10> reichen der Bandtriebe (75, 76) völlig geschlossen sind, in diesem Zustand mittels der Bandtriebe (75,76) auf die gewünschte Drehzahl beschleunigt, in diesem Zustand durch den Bearbeitungsbereich (70) geführt und anschliessend mittels an sich bekannten Bremsbacken (78) abgebremst sind, worauf die Leitflächen (71) wieder auseinander streben,

   damit das Pinolenpaar (69) öffnen und den Widerstand (5) an die weitere Transporteinrichtung (80), gegebenenfalls unter Verwendung zusätzlicher Führungsmittel, freigibt und die Trommelschleuse (56) den Widerstand (5) ausschleust.

   10. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitflächen (71) im Bearbeitungsbereich (70) elektrisch leitend, aber gegenüber ihrem übrigen Teil und den andern Teilen der Bearbeitungskammer (55) elektrisch isoliert sind.

   11. EinrichtungnachdenAnsprüchen7bislO, dadurch gekennzeichnet, dass die Pinolen des Pinolenpaares (69) aus einem mit der Spanntrommel (68) verbundenen und mit Bohrungen versehenem Rohr (82) bestehen, in dessen Innerem ein mit einer weiteren Bohrung (86) versehener Einsatz (83) über einen zwischen ihm und dem Rohr (82) befindlichen Kugelkäfig (84) drehbar und in axialer Richtung verschiebbar, angeordnet ist, der auf der dem Widerstand (5) zugewendeten Seite eine Fase (85) und auf seinem Umfang einen Antriebsbund (87) besitzt sowie in der weiteren axialen Bohrung (86) mit einer Kontaktzange (88) versehen ist und der an seinem, dem Widerstand (5) abgewendeten Ende über das Rohr (82) hinaus verlängert ist und der über eine in einem Hohlraum zwischen ihm und dem Rohr (82) befindliche Druckfeder (90) und ein axiales Kugellager (94) gegen die Leitflächen (71)

   gedrückt ist.

   12. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ausser der in Längsrichtung des Widerstandes (S) ablenkenden Ablenkeinheit (8) eine weitere, dazu senkrecht ablenkende Ablenkeinheit (9) vorgesehen ist, die die Elektronenstrahlsonde (7) synchron mit der Drehbewegung der Spanntrommel (68) im Bearbeitungsbereich (70) so ablenkt, dass die Achse der Elektronenstrahlsonde (7) die Symmetrieachse des Widerstandskörpers (5') und der Bearbeitungsort (13) der Elektronenstrahlsonde (7) annähernd in einer Ebene liegen und die die Elektronenstrahlsonde (7) im Ausgangszustand auf den Anfang des Bearbeitungsbereiches (70) lenkt.

   13. Verfahren zur Herstellung mäanderförmiger Widerstandsbahnen auf zylindrischen Dünnschichtwiderständen nach den Ansprüchen 1 und 2, unter Anwendung der Einrichtungen nach den Ansprüchen 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Elektronenstrahlsonde (7) bei feststehendem Widerstand (5) zunächst entlang der Mantellinie eine gerade Spur (96) hinreichender Breite durch einmaliges oder je- weils um Spurbreite versetztes mehrmaliges DarUberfUhren der Elektronenstrahlsonde (7) oder durch geringe, jedoch schnelle Ablenkung der Elektronenstrahlsonde (7) senkrecht zur Mantellinie bei einmaligem Darüberführen, abgetragen wird, danach der Widerstand (5) in Rotation versetzt wird und die Elektronenstrahlsonde (7) erneut über den Widerstand (5) so geführt wird,

   dass eine auf der einen Seite der abgetragenen geraden Spur (96) unterbrochene und auf der andern Seite der geraden Spur (96) mit der Spur (96) in Verbindung stehende Wendelspur (97) abgetragen wird und dass danach eine weitere Wendelspur (98) abgetragen wird, die die Zwischenräume der ersten Wendelspur (97) halbiert, wobei derart verfahren wird, dass die Elektronenstrahlsonde (7) in entgegengesetzter Richtung, aber mit gleicher Geschwindigkeit über den ebenfalls wieder mit gleicher Drehzahl, jedoch in entgegengesetzter Richtung rotierenden Widerstand (5) so geführt wird, dass die weitere Wendelspur (98) mit der geraden Spur (96) verbunden und auf der andern Seite der geraden Spur (96) unterbrochen wird.