DE1006492B

DE1006492B - Hochohmiger elektrischer Widerstand und Herstellungsverfahren dafuer

Info

Publication number: DE1006492B
Application number: DEJ4284A
Authority: DE
Inventors: Graham Pearce; Frank Enoch Kerridge
Original assignee: Johnson Matthey PLC; Painton and Co Ltd
Current assignee: Johnson Matthey PLC; Painton and Co Ltd
Priority date: 1950-06-20
Filing date: 1951-06-19
Publication date: 1957-04-18
Also published as: DK80926C; AT173754B; US2693023A; BE504106A; CH301186A; GB689795A; NL83232C

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an elektrischen Widerständen und im Zusammenhang mit solchen, insbesondere solche Widerstände, bei denen das Widerstandselement aus einem Metallfilm besteht, der einer isolierenden Unterlage anhaftet.

Die gewaltige Zunahme an Elektronengeräten in der militärischen, industriellen und sozialen Sphäre hat während des letzten Jahrzehnts eine intensive Suche nach einem elektrischen Widerstand angeregt, der ein hohes Maß von Beständigkeit hat und gleichzeitig .in großen Mengen wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Es ist eine grundlegende Forderung, daß der Widerstands wert eines hochbeständigen Widerstandes unter verschiedenen Betriebsbedingungen im wesentliehen gleichbleiben muß. Der Widerstand darf sich nicht um mehr als ± 1%, in manchen Fällen sogar nur um ± 0,2% seines Ausgangswertes verändern, wenn er mehrere Monate unter elektrischer Belastung steht oder wenn er wiederholten Perioden eines Zusammentreffens großer Feuchtigkeit mit abwechselnd hoher und niedriger Temperatur ausgesetzt wird. Neben hoher Beständigkeit sollen solche Widerstände niedrige positive Temperaturkoeffizienten halben und im Betrieb im wesentlichen rauschfrei sein. Entsprechend der modernen Tendenz, die Größe der Bauteile in elektrischen Stromkreisen zu verringern, wie z. B. in den neuerdings entwickelten »gedruckten« Schaltkreisen, ist es höchst wünschenswert, wenn nicht sogar wesentlich, daß die Widerstände von kleiner Größe und geeigneter Gestalt sind, um bequem in jeden Typ von Stromkreis zu passen.

Hochbeständige Widerstände sind bislang so hergestellt worden, daß man jeden Widerstand als Einzelstück anfertigte, und die dazu benutzten Verfahren haben in den meisten Fällen ein hohes Maß von Handfertigkeit verlangt. Man kann z. B. seit einigen Jahren hochbeständige Widerstände bis 100 000 Ohm haben; diese stellt man durch Aufwickeln speziell zubereiteter Legierungsdrähte auf Einzelkerne her, die gewöhnlich kreisförmigen Querschnitt haben. Die Eigenschaften des Drahtes sind dauernd gleich und reproduzierbar, und der Draht gewährt das, was man als metallischen Leitweg kennt, was dem Widerstand eine hohe Beständigkeit verleiht.

Für die Fabrikation dieser Widerstände werden indessen sehr feine Drähte gebraucht, und beim Wickeln des Drahtes auf einzelne Kerne muß sehr viel Zeit und große Sorgfalt aufgewandt werden.

Widerstände höherer Werte, etwa von 100 000 Ohm bis 5 Megohm, haben bisher noch nicht mit derselben Beständigkeit wie der vorerwähnte Widerstand aus Drahtwindungen zur Verfügung gestanden. Die Hochohmiger elektrischer Widerstand
und Herstellungsverfahren dafür

Anmelder:
Johnson, Matthey & Company Limited,

London,

und Painton & Company Limited,

Kingsthorpe, Northampton

(Großbritannien)

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore, Patentanwalt,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 20. Juni 1950

Frank Enoch Kerridge, London,
und Graham Pearce, Kingsthorpe, Northampton

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

handelsüblichen Hochohmwiderstände verwenden gewöhnlich dünne Filme, die Kohle oder Palladiumoxyd für den Leitweg benutzen. Diese Filme gewähren aber keine metallische Leitung, sondern bieten den Zustand von »Halbleitern«, und ihre Beständigkeit wird durch Feuchtigkeit oder Gase nachteilig beeinflußt.

In einem metallischen Leiter hat das Metall oder die Legierung ein gleichförmiges und festes Gefüge über den gesamten Leitungsweg, und die Elektronen können regelrecht durch das molekulare Gitter passieren. In einem Halbleiter dagegen ändern Spuren von Unreinheit einschließlich verborgener Gaseinschlüsse oder leichte Umgestaltungen der Struktur das Maß oder die Geschwindigkeit der Leitung und beeinflussen damit in schädlicher Weise die Beständigkeit. Widerstände aus solchen Filmen müssen daher vollkommen in Glashüllen eingeschlossen werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Gasen zu verhindern und höhe Beständigkeit zu gewähren.

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Dieses Verfahren ist schwierig und kostspielig und einer besonders brauchbaren Metallisierungslösung

macht wiederum eine Einzelbehandlung jedes Wider- werden weiter unten gegeben.

Standes notwendig. Als Unterlage für den Metallfilm eignet sich an

Aufgabe der Erfindung ist demzufolge die Schaf- sich jedes nichtleitende hitzebeständige Material;

fung eines Verfahrens zur Herstellung eines elek- 5 beste Ergebnisse haben sich mit der Verwendung von

irischen Widerstandes, der einen hohen Widerstands- Glas erzielen lassen.

wert hat und im Gebrauch beständig ist. Um eine möglichst gleichmäßige und möglichst

Ein weiterer Erfindungszweck ist ein Verfahren feine Verteilung des Metallfilms auf der Unterlage zu

zur Herstellung beständiger Widerstände der Größen- erzielen, die unerläßlich ist, wenn örtliche Überordnung 10⁵ bis 10⁷ Ohm mit metallischem Leitweg 10 hitzung infolge wechselnder Widerstandswerte oder

über den ganzen Bereich ihrer Widerstandswerte. gar Unterbrechungen des Widerstandes im Gebrauch

Weiter will die Erfindung einen beständigen Hoch- vermieden werden sollen, hat es sich bewährt, ein

ohmwiderstand schaffen, der ein Mindestmaß an Wirbel- oder Spinnverfahren anzuwenden; eine ge-

Raum einnimmt und in hervorragendem Maße für die wisse Menge der Metallisierungslösung wird auf die Verwendung in »gedruckten« Schaltkreisen ge- 15 Mitte der waagerecht liegenden Platte aufgebracht

eignet ist. und diese dann in schnelle Rotation versetzt (z. B.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein neuartiges etwa 2000 U/min). Dadurch verteilt sich die Lösung

Verfahren zur Fabrikation stabiler Widerstände, bei in einen gleichmäßigen dünnen Film über die ganze

denen ein hoher Widerstandswert dadurch erreicht Oberfläche der Platte.

wird, daß der Leitweg als schmales metallisches Band 20 Das erforderliche Spurbild wird auf der Metallvon nur wenigen hundertstel Millimetern Breite aus- schicht durch ein Fotoätzverfahren in folgenden geführt wird. Arbeitsgängen erzeugt: Man überzieht die Metall-Schließlich hat sich die Erfindung die Aufgabe ge- schicht mit einem dünnen Film aus lichtempfindlichem stellt, ein Fabrikationsverfahren zu schaffen, mit dem Fotogravüreleim, versieht diesen Film auf fotobeständige elektrische Hochohmwiderstände wirt- 25 grafischem Wege mit einem positiven Bild der Spurschaftlich in großen Mengen durch Methoden der zeichnung, das einen engen Widerstandsweg darstellt. Massenproduktion erzeugt werden können, wobei Dieses Bild wird nach bekannten Verfahren in eine gleichzeitig die Reproduzierbarkeit des Widerstands- Abdeckschicht verwandelt, danach der von der Deckwertes und anderer charakteristischer Eigenschaften schicht nicht geschützte Metallfilm weggeätzt und innerhalb einer gegebenen Fabrikationsserie oder von 30 schließlich durch Brennen der Platte die !Deckschicht einer Serie zur anderen gewährleistet ist. entfernt, so daß die unter ihr erhalten gebliebene

Um die Aufgabe zu lösen und das Ziel der Er- Metallspur übrigbleibt.

findung zu erreichen, kann man nach dem wichtigsten Zum Wegätzen des von der Deckschicht nicht ge-

Merkmal der Erfindung ein Verfahren anwenden, das schützten Metallfilms eignet sich ein Halogenätzbad, die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: wenigstens 35 dessen Zusammensetzung weiter unten angegeben

einseitiges Metallisieren einer im wesentlichen ebenen wird.

Tafel oder Platte aus nichtleitendem hitzebeständigem Um das Anbringen der Anschlußleitungen zu er-

Stoft" mit einem anhaftenden gleichmäßigen dünnen leichtern, ist es wünschenswert, wenn auch nicht

Film aus einem Edelmetall oder einer Edelmetall- wesentlich, verstärkende Streifen oder Bänder aus legierung, beispielsweise einer Gold-Platin-Legierung, 40 leitendem Material entlang gegenüberliegenden Seiten

anschließend »Verspuren« dieses Metallfilms, d. h. des Widerstandes vorzusehen, an die die beiden Enden

seine Umwandlung in eine Stromleitspur mittels eines des verspurten Leitweges angeschlossen werden. Man

Fotoätzverfahrens, um den Leitweg einzuengen und erreicht das vorteilhaft dadurch, daß man auf die

den Widerstand zu vergrößern, »bespurte«, d. h. mit einer Stromleitspur versehene Zur Bildung der dünnen Metallschicht wird auf die 45 Platte entlang zwei einander gegenüberliegenden Kan-

isolierende Tafel oder Platte eine Lösung aufgebracht, ten je ein Band aus einer Metallisierpaste, z.B. aus

die ein Gemisch aus einer Gold- und einer Platin- einer der handelsüblichen Silberpasten, aufträgt; die

verbindung enthält, die in einer dafür passenden Platte wird dann in üblicher Weise gebrannt, um

Lösungsflüssigkeit gelöst sind, und anschließend wird einen anhaftenden Film aus Silber zu erhalten. Wenn

die überzogene Platte gebrannt, um die organischen 50 solche Verstärkungsstreifen angebracht werden sollen,

Stoffe wegzubrennen und den entstehenden Legie- so kann zweckmäßig der letzte Brennvorgang bis

rungsfilm fest an der Platte anhaften zu lassen. nach dem Aufbringen dieser Streifen hinausgeschoben

Es hat sich ergeben, daß man die beste Wirksam- werden, so daß nur ein einmaliger Brennprozeß an-

keit erhält, wenn der Metallfilm aus einer Gold- zuwenden ist.

Platin-Legierung besteht; solche Legierungen sind im 55 Es ist zweckmäßig, ein Mittel vorzusehen, um dem allgemeinen beständig und gewähren vollkommene Widerstandswert des Leitweges eine letzte Justierung metallische Leitung, da sie, selbst als dünner Film geben zu können. Zu diesem Zweck kann der veraufgetragen, keiner Oxydation unterworfen sind. spurte Leitweg an seinem einen Ende mehrere Schlei-Ais zweckmäßiges Mischungsverhältnis hat sich fen umfassen, die in Parallelschaltung an das eine dabei ein Gemisch aus 60 bis 90 Teilen Gold und 40 60 Endstück des Widerstandskreises angeschlossen sind, bis 10 Teilen Platin herausgestellt; die günstigsten Hierdurch wird es möglich, zusätzlichen Widerstand Werte ergeben sich mit einer Legierung aus 80 Teilen einzuschalten, indem man bei Bedarf eine oder Gold und 20 Teilen Platin; diese hat von allen Gold- mehrere dieser ParaHelverbindungen, etwa mittels Platin-Legierungen den niedrigsten Widerstands- eines mechanischen Reißnadelwerkzeuges, durchtrennt, temperaturkoeffizienten und die höchste Widerstands- 65 Wie oben gezeigt wurde, ist das erfindungsgemäße fähigkeit. Verfahren besonders für die Massenherstellung elek-Die Metallisierungslösung besteht aus einem Ge- irischer Widerstände geeignet. Dementsprechend wird misch der Sulforesinate des Goldes und des Platins; gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung eine Mehres kann ihr ein adhäsionsförderndes Mittel zugesetzt zahl einzelner schmaler bandförmiger Stromleitwege sein. Genaue Vorschriften über die Zusammensetzung 70 hergestellt und nach den folgenden Verfahrensschritten

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weiterbehandelt: Aufteilen der Platte in Längs- 1800 U/min rotiert. Am Ende dieses Vorgangs hat streifen, deren jeder eine Anzahl solcher einzelner sich die Metallisierlösung als gleichmäßiger dünner Spurbilder enthält, und schließlich Zerschneiden dieser Film über die Oberfläche der Scheibe verbreitet, und Streifen in einzelne bespurte Widerstandselemente. durch die schnelle Drehung bei verhältnismäßig hoher Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung stellen 5 Temperatur ist er schon getrocknet worden, so daß folgende Verfahrensschritte dar: Bildung einer An- die Scheibe ohne Gefahr für die Schicht aus dem Gezahl einzelner, in einem Abstand voneinander an- hause herausgenommen werden kann, geordneter schmaler bandförmiger Leitwege, deren . jeder eine Mehrzahl parallel angeordneter End- ^z- Schritt: Das Brennen schleifen enthält, Ausrüstung der so behandelten _i0 Die überzogene Scheibe wird nun in einen Ofen Platte mit Metallbändern, die die erwähnten einzelnen gebracht und auf eine Temperatur von 420° C auf-Spurbilder voneinander trennen, Aufteilen der Tafel geheizt, wobei man von Raumtemperatur bis zur in Längsetreifen, indem man sie. etwa entlang der Spitzentemperatur 70 Minuten und für die Spitzen-Mittellinie zwischen je zwei benachbarten Metall- temperatur selbst noch 20 Minuten rechnet. Nach dem bändern durchschneidet, danach Querzerschneiden ₁₅ Abkühlen ergibt sich der Widerstand des aufgebrannjedes Streifens, um eine Anzahl einzelner bespurter ten Metallfilms zu annähernd 20 Ohm/Quadratfläche. Widerstände mit je zwei gegenüberliegenden, als Anschlußenden dienenden verdickten Kanten zu erhalten, ³· Schritt: Das Fotoätzverfahren und schließlich nach Bedarf Justierung des Wider- 4 ecm bichromatsensibiilisierten Fotogravüreleims standswertes jedes einzelnen Widerstandes, indem ₂₀ werden auf die metallisierte Glasplatte aufgebracht man eine oder mehrere der erwähnten Endschleifen _und diese selbst wiederum 5 Minuten lang mit einer in den Stromleitweg einschaltet. Drehzahl 1800 U/min bei einer Temperatur von 23° C Nachstehend wird beispielsweise eine brauchbare in Rotation versetzt. Dadurch überzieht sich die Gold-Platin-Lösung für den Metallisierfilm ange- metallisierte Oberfläche der Scheibe mit einem gleichgeben: 25 mäßigen dünnen Leimfilm.

Gold-Sulforesinat 280 Teile Ein fotografisches Negativ der gewünschten Viel-

Platin-Sulforesinat 140 - zahl von Widerstandsspurbildern einschließlich der

Rhodium-Sulforesinat 60 - Endscbleifen wird dann mit dichtem Kontakt auf die

Vanadium-Sulforesinat 70 - lichtempfindliche Leimschicht gebracht, die nun durch

Borsäurelösung in Benzylalkohol 10 - 30 das Negativ hindurch belichtet wird. Die Belichtungs-

Cyclohexanol 250 - dauer beträgt je nach der verwendeten Lichtquelle

Kolophonium 100 - und ihrem Abstand von der Glasplatte 2 bis

Lavendelöl 20 - 10 Minuten.

Rosmarinöl 20 - Die belichtete Platte wird nun entwickelt, indem

Terpentinöl 20 - 35 man sie 3 Minuten in kaltem Wasser wäscht und

Nitrobenzol 30 - trocknen läßt. Danach kommt die Scheibe 20 Minuten

1000 Teile '^an^ *ⁿ ^^en Ofen, damit bei einer Temperatur von 280 bis 300° C das Leimbild gehärtet und in eine Deck-

Diese Lösung hat die folgende prozentuale Zu- schicht umgewandelt wird,

sammensetzung: 40 Die Scheibe wird danach auf etwa 10 Minuten bei

Gold 5,60 % einer Temperatur von 30° C in ein Hailogenätzbad

Platin 1,40% gebracht, das aus 98% Amyllaktat und 2% Brom

Rhodium 0,14% besteht, bis der Metallfilm von den- nicht durch das

Vanadiumpentoxyd 0,14% Leimbild geschützten Flächen der Scheibe entfernt ist.

Boroxyd 0,07 % 45 Nach Beendigung des Ätzvorganges wird die

Lösungsmittel und Harzbestandteile ... 92,65% Scheibe in Wasser gespült und getrocknet.

100,00% 4. Schritt: Das Anbringen der Anschlüsse

Beim Gebrauch der obigen Lösung für die Mengen- Gegenüberliegende Bänder aus einer Silberpaste

herstellung elektrischer Widerstände wird gemäß 50 werden mittels eines Rasterdruckverfahrens zwischen einer Ausgestaltung der Erfindung wie folgt ver- den Spurbildern aufgetragen und die Scheibe nochfahren: mais bei 600° C gebrannt, um die Leimdeckschicht 1. Schritt: Das Überziehen oder Metallisieren wegzubrennen und die Silberpaste in einen Haftfilm

aus Silber umzubilden. Die nachgebrannte Scheibe

Eine kreisrunde Scheibe von 11,5 cm Durchmesser 55 wird dann zerschnitten, um eine Mehrzahl einzelner aus Sodakalkglas wird 48 Stunden lang in einer bespurter Widerstände zu erhalten, und es werden zwanzigprozentigen wäßrigen Chromsäurelösung ge- Endkappen angebracht und in ihrer Lage verlötet, badet, in destilliertem Wasser gewaschen und ge- _, _ . .....

trocknet. Dieses Verfahren gewährleistet chemische .⁵· ^{Schntt: Das} Justieren des Widerstandswertes

Reinheit des Glases, bevor es die Metallisierlösung 60 Schließlich werden die Widerstände auf den eraufnimmt, forderlichen Widerstandswert eingeregelt, indem man

Die gereinigte Glasscheibe wird dann auf ein eine oder mehrere der vorerwähnten Endschleifen in »Spinnfutter« gespannt; dieses ist in einem Gehäuse der Widerstandsspur durchtrennt, und am Ende ereingeschlossen, dessen Innenraum auf einer Tem- halten die fertigen Widerstände einen oder mehrere

peratur von 23° C gehalten wird. Das Spinnfutter 65 Überzüge aus einem isolierenden und feuchtigkeitswird durch einen Elektromotor angetrieben, so daß es beständigen Silikonharzfirnis.

in waagerechter Ebene um eine senkrechte Achse Zum vollen Verständnis der Erfindung werden rotieren kann. 4 ecm der oben angegebenen Metalli- nachstehend zwei ihrer bevorzugten Ausführungsforsierlösung werden auf die Mitte der Glasscheibe ge- men beispielsweise beschrieben und durch die Zeichbracht, die nun 5 Minuten mit einer Drehzahl von 70 nungen erläutert.

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Die Fig. 1 bis 6 stellen Schnitte durch den erfin- Nun werden gegenüberliegende parallele Bänder 5 dungsgemäß hergestellten Hochohmwiderstand in sei- (Fig. 5) aus einer Silberpaste in irgendeiner geeignen aufeinanderfolgenden Herstellungsstufen dar. Es neten Weise aufgetragen, um Verdickungen zu erstellt dar halten, und die Platte wird danach nochmals bei etwa

Fig. 1 die Glasplatte, 5 600° C gebrannt, um die Leimdeckschicht und die

Fig. 2 die Glasplatte mit einem einseitig aufge- organischen Bestandteile der Silberpaste wegzubren-

brachten dünnen Film aus einer Gold-Platin-Legie- nen, wodurch das metallische Spurbild freigelegt wird

rung 80 :20. und das metallische Silber am Glas fest anbackt. Das

Fig. 3 die metallisierte Glasplatte mit der licht- Ergebnis geht aus Fig. 6 hervor.

empfindlichen Leimschicht als Vorstufe zum fotogra- io Das durch die Reihe der oben aufgeführten Schritte

fischen Aufätzen der gewünschten Widerstandsspur, erzeugte metallische Spurbild ist in Fig. 7 dargestellt.

Fig. 4 die Glasplatte nach dem Aufkopieren des Wie man sieht, enthält es an einem Ende eine Reihe

Spurbildes und der Entfernung der nicht belichteten von Schleifen 6, deren jede durch eine Leitung 7 mit

Leimschicht, dem daneben verlaufenden Verdickungsstreifen 5 ver-

Fig. 5 die Glasplatte nach dem Wegätzen des Me- 15 bunden ist.

tallfilms zwischen den Spurlinien und schließlich Die gegenüberliegenden Seitenkanten 8, 8 und 9, 9

Fig. 6 die Glasplatte mit dem Spurbild nach dem (Fig. 7 und 8j werden nun weggeschliffen, so daß in

Wegbrennen der Abdeckschicht; der Mitte keilförmige Teile 10, 10 stehenbleiben, an

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf den Widerstand, denen Endklemmen 11, 11, die Anschlußdrähte 12, 12

aus der die Anordnung des Spurbildes einschließlich 20 tragen, festgeklemmt und angelötet werden,

der Endanschlüsse hervorgeht; Die keilförmigen Teile 10, 10 werden nach dem in

Fig. 8 erläutert einen weiteren Schritt in der Her- Fig. 8 schematisch dargestellten Verfahren hergestellt,

stellung des fertigen Widerstandes; Hier sind 13 und 14 zwei Wellen, deren jede ein Paar

Fig. 9 zeigt eine Darstellung einer bevorzugten imprägnierter Diamantschleifräder 15, 15 und 16, 16

Bauweise des Anschlußendes; 25 trägt; die Umfange der Schleif räder sind, wie bei 15"

Fig. 10 und 11 erläutern die Anwendung des Er- und 16^e gezeigt ist, in geeigneter Weise abgeschrägt,

findungsverfahrens auf die gleichzeitige Erzeugung um das erforderliche Keilprofil zu erzeugen. LIm die

einer Anzahl einander ähnlicher Widerstände aus Keilprofile 10, 10 zu erhalten, wird die Platte 1 zwi-

einer einzigen Glastafel. sehen die beiden Schleifräderpaare 15,15 und 16,16

In den Zeichnungen, insbesondere Fig. 1 bis 7, ist 1 30 eingeführt und die beiden Wellen 13 und 14 während

eine Glastafel, die die Unterlage für den Widerstand des Schleifvorganges einander soweit wie notwendig

zu bilden hat. Sie wird zunächst chemisch gereinigt, genähert.

indem sie 48 Stunden in einem geeigneten Reini- Die Anschlußklemmen 11, 11, deren Form in Fig. 9 gungssäurebad, z. B. einer zwanzigprozentigen was- gezeigt ist, bestehen aus einem flachen Messingserigen Chromsäurelösung, gebadet und danach ge- 35 streifen 11", dieser hat auseinanderlaufende, hochwaschen und getrocknet wird. stehende Seiten II⁶ mit auswärts gebogenen Kanten

Auf die gereinigte Oberfläche dieser Glastafel 1 ll^f und ein verlängertes Mittelstück ll^d. Man paßt die

wird dann durch »Spinnen«, d. h. durch Rotation der Klemmen 11 an die Platte 1 an, indem man sie auf

Tafel in waagerechter Ebene um eine senkrechte die keilförmigen Enden 10, 10 auflegt und unter Druck

Achse, eine Metallisierlösung aufgetragen, die aus 40 die .Seiten II⁶ über und um die Kanten des Keilstük-

einer in einem geeigneten Lösungsmittel gelösten Mi- kes herumbiegt, ein Arbeitsgang, der durch die vor-

schung von Gold- und Platin-Sulforesinaten besteht, stehenden Kanten ll^c erleichtert wird. Die Klemmen

so wie es in dem oben aufgeführten Beispiel angege- 11 werden dann an die Silberstreifen 5 angelötet,

ben ist. Auf diese Weise wird ein über die ganze während die Zuleitungsdrähte 12, 12 an die verlän-

Oberfläche der Platte gleichmäßig verteilter dünner 45 gerten Mittelstücke 11^ angelötet werden.

Film aus der erwähnten Lösung erzeugt. Der Widerstandswert des verspurten Leitweges

Die überzogene Glasplatte 1 wird dann bei einer wird gewöhnlich innerhalb ± 10% des erforderlichen

Temperatur von etwa 500° C gebrannt, um die orga- endgültigen Betrages liegen. Um ihn auf den genauen

rüschen Lösungsbestandteile zu zersetzen und wegzu- Betrag zu bringen, schneidet man eine oder mehrere

brennen; dabei bleibt ein Film oder eine Schicht 2 so der Verbindungsleitungen 7, wie der Pfeil in Fig. 7

(Fig. 2) aus der Gold-Platin-Legierung übrig, der an andeutet, mittels eines geeigneten mechanischen Reiß-

der Glasplatte 1 fest anhaftet. nadelwerkzeuges durch, um den Gesamtwiderstand

Die metallisierte Glasplatte 1 wird nun (Fig. 3) mit bedarfsgemäß zu vergrößern.

einer lichtempfindlichen Schicht 3 aus Fotogravüre- Der fertige Widerstand erhält zum Schluß einen leim überzogen, zweckmäßig ebenfalls nach dem er- 55 oder mehrere Überzüge mit einem isolierenden feuchwähnten Spinnverfahren, und getrocknet. Die so über- tigkeitssicheren Firnis, z. B. Silikonharzfirnis, und zogene Platte wird dann durch ein Fotonegativ des wird anschließend bei 170° C gebacken,
gewünschten Widerstandsspurbildes belichtet, die un- _n. ,, .
belichteten Stellen der Leimschicht durch Waschen ^Die Massenfertigung
der Platte in kaltem Wasser entfernt und die Platte 60 Die Fig. 10 und 11 zeigen die Anwendung des Erdann 20 Minuten bei 280 bis 300° C gebacken, um das findungsverfahrens auf die Massenherstellung elek-Leimbild zu härten und in eine Deckschicht umzu- irischer Hochohmwiderstände.

wandeln. Das Ergebnis zeigt Fig. 4, worin 4 das Nach Fig. 10 wird eine Vielzahl von Spurbililern

Spurbild in gehärtetem Bichromatleim darstellt. 17, nämlich bandförmigen Stromleitwegen aus einer

Der nächste Schritt besteht in der Entfernung der 65 Gold-Platin-Legierung 80 :20, die nach dem oben in

Teile des Metallfilms 2, die nicht von dem gehärteten Verbindung mit der Frage einer Massenherstellung

Spurbild 4 bedeckt sind. Man erreicht das dadurch, elektrischer Widerstände beschriebenen Verfahren

daß man die Platte 1 in eine Lösung von 2 Gewichts- hergestellt sind, auf einer einzelnen runden Glasplatte

teilen Brom und 98 Gewichtsteilen Amyllaktat legt. 18 ausgebildet. Silberbänder 19 (Fig. 11) werden auf

Das Ergebnis dieses Prozesses zeigt Fig. 5. 70 der Platte nach bekanntem Rasterdruckverfahren her-

Claims

9 10

gestellt, dann wird die Scheibe 18 in eine Anzahl Platte (1) aus nichtleitendem hitzebeständigem rechteckiger Streifen aufgeteilt, deren jeder eine An- Stoff mit einem anhaftenden gleichmäßigen dünzahl von Spurbildern enthält, indem man mittels eines neu Film aus einem Edelmetall oder einer Edel-Schneidgerätes, das eine Anzahl von Diamanträdern metallegierung, beispielsweise einer Gold-Platinumfaßt, gleichzeitig an den punktierten Linien 20 5 Legierung, anschließend »Verspuren« dieses Meentlangschneidet. tallfilms, d. h. seine Umwandlung in eine Strom-Wieaus der Fig. 11 klar ersichtlich ist, umschließt leitspur (2) mittels eines Fotoätzverfahrens, um jedes Silberband 19 an jedem Spurbildende einen in den Leitweg einzuengen und den Widerstand zu der Mitte vorspringenden keilförmigen Teil 19^ß, der vergrößern.

den keilförmigen Teilen 10 des fertigen Widerstandes ¹⁰ 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

entspricht. zeichnet, daß zur Bildung der Metallschicht auf

Nun wird jeder einzelne Längsstreifen in ähnlicher die Tafel oder Platte (1) eine Lösung aufgebracht Weise quer zerschnitten und damit in einzelne recht- wird, die ein Gemisch aus einer Gold- und einer eckige Widerstandselemente aufgeteilt; die nicht Platinverbindung enthält, die in einer dafür pasrechteckigen Stücke der Glasscheibe werden weg- 15 senden Lösungsflüssigkeit gelöst sind, und daß angeworfen. · schließend die überzogene Platte gebrannt wird,

Die gegenüberliegenden Kanten der einzelnen um die organischen Stoffe wegzubrennen und den Widerstandselemente werden danach nach dem Um- entstehenden Legierungsfilm fest an der Platte anriß der Bänder 19, 19" weggeschliffen, Endanschlüsse haften zu lassen.

angebracht und die Schlußjustierungen des Wider- 20 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

standswertes nach dem vorher beschriebenen Verfah- zeichnet, daß das Gemisch 60 bis 90 Teile Gold

ren vorgenommen. und 40 bis 10 Teile Platin enthält und daß vor-

Elektrowiderstände, die gemäß dem obigen Massen- zugsweise auf 80 Teile Gold 20 Teile Platin

fertigungsverfahren hergestellt sind und einen ver- kommen.

spurten Leitweg von 84 cm Länge und 125 μ Breite 25 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

mit Zwischenräumen von 75 μ Breite aufweisen, erge- gekennzeichnet, daß die Metallisierungslösung aus

ben einen Widerstand von 120 000 Ohm + lO°/o vor _ei_nem Gemisch der Sulforesinate des Goldes und

der endgültigen Justierung und einen Widerstands- des Platins besteht, denen ein adhäsionsförderndes

temperaturkoeffizienten von etwa 0,028. Mittel zugesetzt sein kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit ₃₀ 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn-

die Fabrikation kompakter Flachwiderstände mit me- zeichnet, daß die Metallisierungslösung aus den

tallischem Leitweg in Hochohmwiderstäiiden mit folgenden Bestandteilen hergestellt wird:

einem hohen Grad elektrischer Beständigkeit, die mit _. . _or>ri .,

den gebräuchlichen Niederohmwiderständen aus bold-SuIforesinat 280Teile

Drahtwindungen durchaus vergleichbar sind. ₃₅ Platin-Sulforesmat 140 -

Darüber hinaus gewährleistet die metallische Lei- Rhodmm-Sulforesmat 60 -

tung ein Maß an Rauschfreiheit, das mit Filmwider- Vanad^m-Sulfbresinat .... 70 -

ständen auf Kohle- oder Palladiumoxvdbasis nicht zu Borsaurelosung m Benzylalkohol . . 10 -

erreichen ist. " Cyclohexanol 250 -

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Ver- 40 Kolophonium 100 -

fahrens liegt in der erzielten Gleichförmigkeit des Er- Lavendelol ΔΌ

Zeugnisses: Wenn man nach dem Massenfertigungs- Kosmannol Λ)

verfahren, das eine Ausgestaltung der Erfindung dar- 1 erpentmo ^U -

stellt, gleichzeitig aus einer einzigen Platte eine Viel- Aitrobenzol 30

zahl von Widerständen herstellt, so kann man bis zu 45 1000 Teile

hundert Widerstände auf einmal fertigen, die alle Diese Lösung ergibt die folgende prozentuale

gleichförmige Charakteristik haben und Widerstands- Zusammensetzung:

werte innerhalb ± 10% des gewünschten Betrages . ,.,.

aufweisen, und die endgültige Justierung kann in der ° . 1 '400/°

beschriebenen Weise leicht vorgenommen werden. 50 _p,^d V? n'i4o/°

Die Herstellungskosten stellen sich niedrig, da eine Knodium U,14 /0

Vielzahl von Widerständen in einem Arbeitsgang Vanadmmpentoxyd 0,14 0

angefertigt wird und der Metallisierungsfilm außer- tforoxyd ........ · ■·.;■·■ "'"'.,

ordentlich dünn ist, nämlich in der Größenordnung Losungsmittel und Harzbestandteile . . 92,65 Q/.

25,10-3 μ oder 25,10-⁶ mm liegt. ₅₅ 100,00%

Infolge der abgeflachten Form der Widerstände 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

kann man eine große Anzahl davon auf kleinem Raum dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung auf die

aufstapeln und dadurch sehr hohe Widerstandswerte Platte oder Tafel (1) mittels eines Wirbel- oder

in einem beschränkten Raum unterbringen. Außerdem Spinnverfahrens aufgebracht wird,

lassen sich die Widerstände in den »gedruckten« 60 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden

Schaltkreisen bequem anwenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hitze-

Selbstverständlich sollen in den Geltungsbereich beständige Stoff, aus dem die Tafel oder Platte (1)

der Erfindung alle nach diesem Verfahren hergestell- besteht, Glas ist.

ten Widerstände einbezogen sein. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden

65 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spur-

PätentansprCche: bild (2) durch folgende Arbeitsgänge erzeugt wird:

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Hoch- Überziehen der metallisierten Oberfläche der

ohmwiderstände, gekennzeichnet durch folgende Platte (1) mit einer Schicht (3) aus lichtempfind-

Verfahrensschritte: wenigstens einseitiges Metal- lichem Fotogravüreleim, fotografische Behandlung

lisieren einer im wesentlichen ebenen Tafel oder 70 der Schicht, um darauf ein positives Spurbild zu

erzeugen, das einen schmalen Widerstandsstroonweg darstellt, Umwandlung des erwähnten Bildes in eine Abdeckschicht (4), Entfernen des von der Deckschicht nicht geschützten Metalls und. schließlich Brennen des überzogenen Gegenstandes, um die Deckschicht wegzubrennen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung des von der Deckschicht nicht geschützten Metalls durch Ätzen mit einem Halogenätzbad bewirkt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenätzbad aus einer Lösung von Brom oder Jod in einem niedrigen aliphatischen Alkohol oder einem Ester davon besteht.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die endgültige Justierung des Widerstands wertes für den zu verwirklichenden Stromleitweg zu ermöglichen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der verspurte Stromleitweg an seinem einen Ende eine Mehrzahl von Schleifen (6) enthält, die in Parallelschaltung mit einem Anschlußende des Widerstandsstromkreises verbunden sind, wodurch zusätzlicher Widerstand in den Stromkreis eingeschaltet werden kann, indem bei Bedarf eine oder mehrere dieser Parallelverbindungen (7), z. B. mittels einer mechanischen Reißnadelvorrichtung, durchgetrennt werden.

13. Verfahren zur Herstellung elektrischer Hochohmwiderstände nach Anspruch 6 und 7, gekennzeichnet durch die Bildung einer im wesentlichen aus einer Gold-Platin-Legierung bestehenden Schicht mit einem Verhältnis Gold zu Platin 80 :20 und durch Verdicken der gegenüberliegenden Enden (5) der Spur (2), um dadurch das Anbringen von Anschluß leitungen zu erleichtern.

14. Verfahren nach Anspruch 1 zur Massenherstellung elektrischer Hochohtnwiderstäiide, gekennzeichnet durch die Bildung einer Mehrzahl einzelner schmaler, bandförmiger Stromleitwege (17) auf einer einzigen ebenen Tafel oder Platte (18), Aufteilen der Platte (18) in Längsstreifen, deren jeder eine Anzahl der erwähnten einzelnen Spurbilder¹ (17) enthält, und schließlich Zerschneiden der Längsstreifen in einzelne bespurte Widerstandselemente.

15. Verfahren nach Anspruch 1 zur Massenherstellung elektrischer Hochohmwiderstände, gekennzeichnet durch die Bildung einer Anzahl einzelner schmaler, bandförmiger Stromleitwege (17), deren jeder eine Mehrzahl parallel angeordneter Endschleifen (6) enthält, Aufbringen von Metallbändern (19) auf die so behandelte Platte, die die einzelnen Spurbilder (17) voneinander trennen, Aufteilen der Platte in Längsstreifen, die durch Zerschneiden der Platte etwa entlang der Mittellinie zwischen je zwei benachbarten Metallbändern gewonnen werden, danach Zerschneiden der Streifen in ihrer Querrichtung, um eine Anzahl einzelner bespurter Widerstände zu erhalten, deren jeder zwei gegenüberliegende verdickte Kanten aufweist, die als Leitungsanschlüsse dienen, und schließlich Justierung des Widerstandswertes eines jeden Widerstandes nach Erfordernis durch Einschalten einer oder mehrerer der erwähnten Endschleifen (6) in den Stromleitweg.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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