Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Widerstand in Dickschichttechnik mit einer auf einem Substrat angebrachten Widerstandsschicht, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines Sicherungseffektes bei Überbelastung die Widerstandsschicht einen ersten schichtför-migen Widerstandsteil (Tl) mit einem Widerstandswert R1 und einen zweiten schichtförmigen Widerstandsteil (T2) mit einem im Vergleich zum ersten Widerstandsteil (Tl) kleineren Widerstandswert R2 aufweist, wobei der erste Widerstandsteil (Tl) über einen Zwischenwiderstandsteil mit dem Widerstandswert R3 in Serie mit dem zweiten Widerstandsteil (T2) verbunden ist, und dass beide schichtförmigen Widerstandsteile (TI, T2) derart auf der Substratoberfläche (S) angeordnet sind, dass sie mindestens teilweise längs einer Linie (EP; EPT) einen Luftspalt bilden.1. Resistor in thick-film technology with a resistive layer applied to a substrate, characterized in that to produce a safety effect in the event of overloading, the resistive layer has a first layered resistor part (Tl) with a resistance value R1 and a second layered resistor part (T2) with a comparative has a smaller resistance value R2 than the first resistance part (Tl), the first resistance part (Tl) being connected in series with the second resistance part (T2) via an intermediate resistance part with the resistance value R3, and that both layered resistance parts (TI, T2) are on the Substrate surface (S) are arranged so that they form an air gap at least partially along a line (EP; EPT).
2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Anschlussseiten (AB, EF) des ersten und des zweiten Widerstandsteiles so gross ist, dass eine elektrische Entladung zwischen diesen Anschlussseiten vermieden wird.2. Resistor according to claim 1, characterized in that the distance between the connection sides (AB, EF) of the first and of the second resistance part is so large that an electrical discharge between these connection sides is avoided.
3. Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erreichen einer zusätzlichen Sicherheit bei Überhitzung die Anschlüsse der Widerstandsteile (TI) und (T2) mittels Weichlot gelötet sind.3. Resistor according to claim 1 or 2, characterized in that in order to achieve additional security in the event of overheating, the connections of the resistor parts (TI) and (T2) are soldered using soft solder.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Widerstand in Dickschichttechnik mit einer auf einem Substrat angebrachten Widerstandsschicht.The present invention relates to a resistor using thick film technology with a resistive layer applied to a substrate.
Auf dem Gebiet der kommerziellen Elektronik, insbesondere bei Nachrichten- und Messgeräten, ist es manchmal erforderlich, Widerstände zur Verfügung zu haben, die einerseits eine relativ hohe Dauerbelastung aushalten und andererseits ein kleines Volumen aufweisen. Zu diesem Zweck werden oft Dickschichtwiderstände eingesetzt, die nach der sogenannten Dickschichttechnik hergestellt werden. Die Grundlagen der Dickschichttechnik sind beispielsweise im Buch «Hybridschaltungen» von Hans Delfs, Verlag Berliner Union GmbH, Stuttgart, 1973 beschrieben.In the field of commercial electronics, particularly in communications and metering equipment, it is sometimes necessary to have resistors that can withstand a relatively high continuous load on the one hand and have a small volume on the other. For this purpose, thick-film resistors are often used, which are manufactured using what is known as thick-film technology. The basics of thick-film technology are described, for example, in the book "Hybrid Circuits" by Hans Delfs, published by Berliner Union GmbH, Stuttgart, 1973.
Für viele elektrische Geräte wird beispielsweise gefordert, dass beim Anlegen einer dauernden Spannung von 220 Vef{, 50 Hz über einen Widerstand gegen Erde an einen der Leiter eines Empfangsanschlusses zwar eine Zerstörung des Widerstandes, aber kein Brand auftreten darf.For many electrical devices, for example, it is required that when a continuous voltage of 220 Vef{, 50 Hz is applied via a resistor to earth to one of the conductors of a receiving connection, the resistor may be destroyed but no fire may occur.
Bekannte Dickschichtwiderstände werden einer solchen Aufgabe nicht in befriedigender Weise gerecht.Known thick-film resistors do not do justice to such a task in a satisfactory manner.
Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, um diese Aufgabe in vorteilhafter Weise zu lösen.The present invention shows a way to solve this problem in an advantageous manner.
Der erfindungsgemässe Dickschichtwiderstand ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines Sicherungseffektes bei Überbelastung die Widerstandsschicht einen ersten schichtförmigen Widerstandsteil mit einem Widerstandswert R1 und einen zweiten schichtförmigen Widerstandsteil mit einem im Vergleich zum ersten Widerstandsteil kleineren Widerstandswert R2 aufweist, wobei der erste Widerstandsteil über einen Zwischenwiderstadsteil mit dem Widerstandswert R3 in Serie mit dem zweiten Widerstandsteil verbunden ist, und dass beide schichtförmigen Widerstandsteile derart auf der Substratoberfläche angeordnet sind, dass sie mindestens teilweise längs einer Linie einen Luftspalt bilden.The thick-film resistor according to the invention is characterized in that, in order to produce a safety effect in the event of overloading, the resistor layer has a first layered resistor part with a resistance value R1 and a second layered resistor part with a resistance value R2 that is lower than the first resistor part, the first resistor part being connected via an intermediate resistor part to the Resistance value R3 is connected in series with the second resistance part, and that both layered resistance parts are arranged on the substrate surface in such a way that they at least partially form an air gap along a line.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to drawings, for example. show:
Fig. 1 eine erste schematische Darstellung eines erfindungs-gemässen Widerstandes,1 shows a first schematic representation of a resistor according to the invention,
Fig. 2 eine zweite schematische Darstellung eines erfin-dungsgemässen Widerstandes.2 shows a second schematic representation of a resistor according to the invention.
Der Dickschichtwiderstand nach Fig. 1 weist ein Substrat S auf, auf dem eine Widerstandsschicht ABCGFEPA angebracht ist. Die in Wirklichkeit einteilige Widerstandsschicht kann gedanklich zunächst in zwei in der Zeichnung angedeutete Schichtteile ABCD und EDGF aufgeteilt werden.1 comprises a substrate S on which a resistive layer ABCGFEPA is applied. The resistance layer, which is in fact a single piece, can initially be mentally divided into two layer parts ABCD and EDGF indicated in the drawing.
Zumindest angenähert bildet ein Teil ABCD ein erstes Rechteck der Länge BC = AD = al und Breite BA = CD = bl und der Teil EDGF ein zweites Rechteck der Länge DE = FG = a2 und Breite EF = DG = b2, wobei al > a2 und b2 > bl ist. Beide Rechtecke haben zumindest angenähert eine gemeinsame Seite ED der Länge a2. Dabei bilden die Seite CD und die Seite DG eine gerade Strecke CG. An der anderen Seite BA im ersten Rechteck ist der eine Anschluss ASI des Widerstandes und an der anderen Seite EF im zweiten Rechteck ist der zweite Anschluss AS2 des Widerstandes angeordnet. Die gemeinsame Seite ED der beiden Rechtecke ist teilweise bis zu einem Punkt P vom Anschluss AS2 des Widerstandes her gesehen als Isoliereinkerbung oder Luftspalt ausgebildet. Die Strecke EP bildet somit eine Trennung zwischen den beiden Teilen ABCD und EDGF der Widerstandsschicht.At least approximately, part ABCD forms a first rectangle of length BC = AD = al and width BA = CD = bl and part EDGF forms a second rectangle of length DE = FG = a2 and width EF = DG = b2, where al > a2 and b2 > b1. Both rectangles have at least approximately one common side ED of length a2. At this time, the CD side and the DG side form a straight line CG. On the other side BA in the first rectangle is the one connection ASI of the resistor and on the other side EF in the second rectangle the second connection AS2 of the resistor is arranged. The common side ED of the two rectangles is partly in the form of an insulating notch or air gap up to a point P viewed from the connection AS2 of the resistor. The distance EP thus forms a separation between the two parts ABCD and EDGF of the resistive layer.
Die in Wirklichkeit einteilige Gesamtwiderstandsschicht ABCGFEPA kann gedanklich in drei Widerstandsschichten oder Widerstandsteile aufgeteilt werden. Dabei wird näherungsweise ein erster Widerstandsteil Tl mit einem Widerstandswert R1 durch das Trapez ABCP (Fig. 1) und ein letzter Widerstandsteil T2 mit einem Widerstandswert R2 durch das Trapez EPGF gebildet. Das Dreieck CPG bildet näherungsweise einen Zwischenwiderstandsteil mit einem Widerstandswert R3. Der Widerstandswert R des gesamten Dickschichtwiderstandes entspricht der Summe der drei Widerstandswerte Rl, R2, R3.The total resistance layer ABCGFEPA, which is actually one piece, can be divided into three resistance layers or resistance parts. In this case, a first resistance part T1 with a resistance value R1 is approximately formed by the trapezoid ABCP (FIG. 1) and a last resistance part T2 with a resistance value R2 is formed by the trapezoid EPGF. The triangle CPG approximates an intermediate resistance part with a resistance value R3. The resistance value R of the entire thick-film resistor corresponds to the sum of the three resistance values R1, R2, R3.
Da bl < b2 und al > a2 ist, ist Rl > R2. Der Widerstand Rl erwärmt sich im Falle eines Stromflusses mehr als der Widerstand R2. An der Strecke EP zwischen den Punkten E und P auf dem Widerstandsteil Tl gibt es einen Punkt Q, der die grösste Erwärmung erfährt. Wenn die Belastung des Dickschichtwiderstandes zu gross wird, erwärmt sich der Punkt Q übermässig, und da die Wärmekapazität der Dickschicht im Mikrometerbereich (z. B. 20 (im) viel kleiner ist als diejenige des Substrats, dessen Dicke bis zu mehreren Millimetern betragen kann,Since bl < b2 and al > a2, Rl > R2. When current flows, the resistor R1 heats up more than the resistor R2. On the segment EP between points E and P on the resistance part Tl there is a point Q which experiences the greatest heating. If the stress of the thick film resistor becomes too large, the point Q will heat up excessively, and since the heat capacity of the thick film in the micrometer range (e.g. 20 (μm) is much smaller than that of the substrate, which can be up to several millimeters thick,
dehnt sich die Dickschicht mehr aus als das Substrat, so dass ein Riss entsteht, der einen Unterbruch des Dickschichtwiderstandes zur Folge hat.the thick film expands more than the substrate, so that a crack develops, which results in an interruption of the thick film resistance.
Die Seiten AB, BC und CD des ersten Rechtecks ABCD werden besser abgekühlt als die Teilstrecke EP der Seite AD,The sides AB, BC and CD of the first rectangle ABCD are cooled better than the section EP of side AD,
weil diese Teilstrecke EP sich in unmittelbarer Nähe des Widerstandsteils T2 befindet, dessen Temperatur grösser ist als die Umgebungstemperatur.because this section EP is in the immediate vicinity of the resistance part T2, the temperature of which is greater than the ambient temperature.
Die drei erwähnten Widerstandsteile können auch andere Formen haben, insbesondere können sie auch kurvenförmig sein. Die Strecke EP kann zwecks Eichung des Widerstandswertes R mehr oder weniger lang gewählt werden. Am Punkt P kann auch diese Einkerbung einen Haken bilden (siehe Fig. 2). Die Einkerbung kann auch kurvenförmig sein, ihre Breite muss nicht konstant sein.The three resistance parts mentioned can also have other shapes, in particular they can also be curved. The distance EP can be chosen to be more or less long for the purpose of calibrating the resistance value R. At point P, this notch can also form a hook (see Fig. 2). The indentation can also be curved, its width does not have to be constant.
Es ist günstig, zwischen den Punkten A und E der Anschlüsse ASI und AS2 einen Abstand einzuhalten, um eine Entladung zwischen diesen Anschlüssen zu vermeiden. Dieser Abstand kann beliebig gross sein.It is advisable to keep a distance between points A and E of terminals ASI and AS2 to avoid discharge between these terminals. This distance can be of any size.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Anschlüsse ASI und AS2 mittels eines Weichlots verbunden sein, um die zusätzliche Sicherheit dafür zu haben, dass ein Unterbruch eintritt, wenn die Weichlotstellen wegen Überhitzung schmelzen sollten.In a further refinement of the invention, the connections ASI and AS2 can be connected by means of a soft solder in order to have the additional security that an interruption will occur if the soft solder points should melt due to overheating.
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GG
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings