DE1046153B

DE1046153B - Verfahren zur Herstellung eines Verbundwiderstandes

Info

Publication number: DE1046153B
Application number: DES34853A
Authority: DE
Inventors: Erich Fenner; Dr Heinrich Kniepkamp; Dr Julius Schneider
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-08-18
Filing date: 1953-08-18
Publication date: 1958-12-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwiderstandes, bei dem leitende bzw. halbleitende aktive Teilchen mit einem Bindemittel gemischt werden und diese Mischung dann bei der Trocknung, Aushärtung, Erstarrung oder Abkühlung schrumpft.

Es sind bereits aus einer Mischung von Siliziumkarbid-Körnern und einem Bindemittel bestehende elektrische Widerstände bekanntgeworden, bei denen das Bindemittel einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, welcher nicht größer, vorzugsweise niedriger als der des Siliziumkarbids ist. Hierdurch wird ein mit steigender Stromstärke steigender Kontaktdruck zwischen den Siliziumkarbidteilchen und eine erhöhte Nichtlinearität der Stromspannungscharakteristik erzielt, wobei das Bauelement bei wechselnden Stromstärken einen möglichst konstanten Spannungsabfall besitzt.

Im Gegensatz hierzu befaßt sich die Erfindung mit der Herstellung eines elektrischen Verbundwiderstandes mit einem möglichst von dem Erwärmungsgrad unabhängigen Widerstandswert. Um eine hohe Konstanz dieses Widerstandswertes sicherzustellen, ist es gemäß der Erfindung notwendig, daß die einzelnen Teilchen der aktiven Masse untereinander guten und gleichbleibenden Kontakt haben. Wenn die aktive Alasse und das bei der Herstellung der Verbundwiderstände verwendete Bindemittel unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, so besteht bei den bisher üblichen Herstellungsmethoden die Gefahr, daß sich die elektrischen Eigenschaften des Widerstandes bei Erwärmung ändern.

Gemäß der Erfindung ist die Verwendung solcher Bindemittel vorgesehen, die beim Abkühlen stärker als die aktive Masse schrumpfen, so daß der fertige Widerstandskörper bei seinen Betriebstemperaturen unter einem starken inneren Druck steht.

Insbesondere wenn die bei Abkühlung, Trocknung, Aushärtung oder Erstarrung eintretende Schrumpfung des Bindemittels erheblich größer ist als die Schrumpfung der aktiven Masse, wird durch den hierdurch bewirkten inneren Druck auf die leitenden oder halbleitenden Teilchen nicht nur eine gute Kontaktierung dieser Teilchen untereinander erreicht, sondern gleichzeitig die Wirkungen von Schwankungen der Betriebsund Umgebungstemperatur auf den Widerstandskörper weitgehend ausgeschaltet, insbesondere dann, wenn die Schrumpfungstemperatur des Bindemittels bei der Herstellung wesentlich höher gewählt ist als die höchste Gebrauchstemperatur des Widerstandes.

Wichtig ist es zur Erzielung der beabsichtigten Wirkung, daß auch das Mischungsverhältnis zwischen dem Bindemittel und den aktiven Teilchen richtig gewählt ist. In Fig. 1 und 2 sind mit T die aktiven Verfahren zur Herstellung
eines Verbundwiderstandes

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Erich Fenner, Karlsruhe,

Dr. Heinrich Kniepkamp, München-Solln,

und Dr. Julius Schneider, Berlin-Charlottenburg,

sind als Erfinder genannt worden

Teilchen und mit B das bei der Herstellung des Verbundwiderstandes verwendete Bindemittel bezeichnet.

Bei Fig. 1 ist das Mischungsverhältnis falsch gewählt, das Bindemittel ist in zu großer Menge vorhanden, so daß die einzelnen aktiven Teilchen sich nicht berühren können. Fig. 2 zeigt das Beispiel eines richtig gewählten Mischungsverhältnisses mit den sich gegenseitig gut berührenden aktiven Teilchen, die durch die Schrumpfung des Bindemittels stark aneinander gepreßt werden.

Ein Beispiel für einen elektrischen Verbundwiderstand ergibt sich, wenn man einen spannungsabhängigen Widerstand auf der Basis von SiC herstellt, bei dem als Bindemittel ein stark schrumpfendes Harz oder auch ein in bezug auf seinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sorgfältig ausgewähltes Glas benutzt ist.

Bei der Herstellung der Widerstandskörper kann man die verschiedenartigsten Formen wählen. Besonders einfache und vielseitig verwendbare Widerstandskörper ergeben sich, wenn man diese in Scheiben- oder Zylinderform herstellt,, wobei dann die äußeren Kontakte durch auf die Endflächen aufgetragene und nachträglich eingebrannte Poliersilberschichten gebildet werden.

In der Zeichnung sind schematisch einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. 3 a und 3 b ist ein scheibenförmiger Verbundwiderstand dargestellt. Mit 1 ist die Widerstandskörperscheibe, mit 2 sind die äußeren Kontakte bezeichnet, die durch auf die Endflächen der Scheibe aufgetragene Poliersilberschichten gebildet sind. Fig. 4 a und 4 b zeigen

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im Längsschnitt und im Grundriß eine Ausführungsform eines zylinderförmigen Verbundwiderstandes, mit 3 ist in diesem Falle der Widerstandskörper und mit 4 sind die auf den Endflächen aufgebrachten äußeren Kontakte bezeichnet.

Man kann die Erfindung für alle Arten von Verbundwiderständen anwenden, die als Mischkörper aus Pulvern oder Körnern hergestellt sind. Vorzugsweise kann man die Erfindung anwenden bei der Herstellung von Halbleiterwiderständen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwiderstandes, z. B. Varistors, bei dem leitende bzw. halbleitende aktive Teilchen mit einem Bindemittel gemischt werden und diese Mischung dann bei der Trocknung, Aushärtung, Erstarrung oder Abkühlung schrumpft, gekennzeichnet durch die Verwendung solcher Bindemittel, die beim Abkühlen stärker als die aktive Masse schrumpf en, so daß der fertige Widerstandskörper bei seinen Betriebstemperaturen unter einem starken inneren " Druck steht.

2. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwiderstandes auf der Basis von Si C gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein stark schrumpfendes Harz oder Glas benutzt wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwiderstandes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpfungstemperatur bei der Herstellung wesentlich höher gewählt wird als die höchste Gebrauchstemperatur des Widerstandes.

4. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwiderstandes nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper in Scheiben- oder Zylinderform hergestellt wird und daß die äußeren, Kontakte durch auf die Endflächen aufgetragene und nachträglich eingebrannte Pöliersilberschichten gebildet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 548 841, 684907;
USA.-Patentschrift Nr. 2 258 958.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen