DE1074721B

DE1074721B - Spannungsabhängiger Widerstand

Info

Publication number: DE1074721B
Application number: DENDAT1074721D
Authority: DE
Inventors: München und Dr. Julius Schneider Berlin-Charlottenburg Erich Fenner
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1960-02-04

Description

Spannungsabhängiger Widerstand Spannungsabhängige Widerstände aus einem gepreßten, gegebenenfalls gesinterten, mit einem Bindemittel versetzten, pulvrigen oder körnigen Halbleitermaterial, z. B. aus Si,liziumkarbid oder anderen halbleitenden bzw. halbleitend gemachten Stoffen, wie Titanaten oder anderen Karbiden, sind häufig stark porös. Das Gesamtvolumen der Poren solcher Halbleiterwiderstände beträgt oft 30 bis 44°/o des Gesamtvolumens des Halbleiterkörpers. Sie können deshalb beträchtliche Mengen von Feuchtigkeit aufnehmen und speichern. Eine Folge dieser gespeicherten Feuchtigkeit sind Widerstandsänderungen und Alterungserscheinungen sowie Veränderungen der Stromspannungsoharakteristik bzw. Temperaturwiderstandskennlinie dieser Widerstände. Um diesem Nachteil entgegenzutreten, hat man solche Widerstände mit einem feuchtigkeitsundurchlässigen Überzug, Beispielsweise aus Lack, versehen. Noch günstiger ist die Anwendung eines Füllstoffes, der in die Poren des Widerstandes, z. B. durch Tränken oder Imprägnieren, eingebracht wird. Bekannte Füllstoffe sind Gase, Öle, Paraffine, Wachse und Kunstharze. Andererseits waren auch Heizwiderstände, z. B. für Heizkissen, bekannt, die, um eine hohe Biegsamkeit und eine hohe Wärmeleitung zu erzielen, im wesentlichen aus Buna bestanden, das durch Vermengen mit Kohlenstoff oder Ruß leitend gemacht wurde.
Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf einen elektrisch und mechanisch besonders hochwertigen, insbesondere alterungsbeständigen, spannungsabhängigen Widerstand aus einem gep,reßten, gegebenenfalls gesinterten, mit einem Bindemittel versetzten, pulvrigen oder körnigen Halbleitermaterial, welcher unter Verwendung eines in die Poren des Preß- bzw. Sinterkörpers einzubringenden Füllmittels imprägniert ist, wobei erfindungsgemäß das imprägnierende Füllmittel ans Buna besteht.
Dabei ist im vorliegenden Falle das ausgezeichnete Haftvermögen von Buna an den Wänden der auszufüllenden Hohlräume und Poren des Widerstandskörpers von großer Bedeutung. Dieses Haftvermögen wird auch bei langem Betrieb dieser Widerstände und bei stark wechselnden Temperaturen bis weit über 100° C hinaus nicht beeinträchtigt. Durch diese Eigenschaft und die Fähigkeit, infolge seiner hohen Elastizität die durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen bzw. Schrumpfungen der am Aufbau des spannungsabhängigen Widerstandes beteiligten Stoffe bedingten Spannungen aufzunehmen und damit auszugleichen, ohne dabei zur Bildung von Rissen zu neigen, sowie die bemerkenswerte Temperaturbeständigkeit von Buna, ist den Widerständen nach der Erfindung eine hohe Beständigkeit der elektrischen und rnechanischenWerte und damit auch eine hohe Betriebssicherheit garantiert, die mit den bekannten Füllstoffen nicht erzielt werden können.
Hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften, insbesondere Verlustarmut und Isolationsvermögen, ist Buna praktisch den besten Isolierstoffen äquivalent. Wenn auch der eine oder andere Isolierstoff sich in dem einen oder anderen Punkt günstiger verhält als Buna, so ist es kaum möglich, einen weiteren Stoff zu finden, der alle die genannten Eigenschaften in einem ähnlich günstigen Ausmaß besitzt wie Buna.
Dabei empfiehlt es sich besonders, daß der ausgehärtete bzw. gesinterte Halbleiterkörper des Widerstandes mit einer Lösung bzw. Dispersion von Buna in einer vorzugsweise leicht flüchtigen Flüssigkeit, z. B. Petroleum, während einer Tauchbehandlung des Widerstandskörpers getränkt wird. Während dieser Behandlung füllen sich die Poren mit der bunahaltigen Flüssigkeit bzw. mit Buna. Besonders, zweckmäßig ist es, wenn die Aushärtung des Halbleiterkörpers bzw. die Tränkung mit dem Füllmittel unter Vakuum vorgenommen wird. Besonders günstig isst es, wenn auch das Bindemittel, durch das die Halbleiterteilchen gebunden werden, aus Buna besteht. Hierdurch wird gleichzeitig der Vorteil erreicht, daß in dem fertigen Widerstandskörper keine schädlichen Unterschiede in den Wärmeausdehnungen von Binde- und Füllmittel auftreten.
In weiterer Ausbildung der Erfindung empfiehlt es sich, das Füllmittel Buna mit einem anorganischen Zusatz zu mischen, dessen Korngröße nur einen Bruchteil des mittleren Porendurchmessers des ausgehärteten Widerstandskörpers beträgt. Hierbei empfiehlt es sich besonders, einen eine große Oberflächenaktivität besitzenden Stoff, z. B. kubisch kristallisiertes A1203, zu verwenden. Hierdurch wird die Schwindung des Tränkmittels kleiner und die Zähigkeit größer. Andererseits empfiehlt es sich auch, dem Füllstoff einen Stoff hoher Dielektrizitätskonstante, beispielsweise Rutil, zuzumischen, wobei die Eigenkapazität des Widerstandskörpers ganz beträchtlich erhöht werden kann. Schließlich kann man noch den Zusatzstoff so wählen, daß eine gewisse Kompensation der Wärmeausdehnung von Füllmittel, Bindemittel und Halbleitermaterial erreicht wird.
Die Herstellung eines spannungsabhängigen Widerstandes nach der Erfindung geht beispielsweise folgendermaßen vor sich: Zunächst wird aus pulverisiertem, gegebenenfalls körnigem Halbleitermaterial unter Beigabe eines Bindemittels der Widerstandskörper z. B. in Tablettenform gepreßt und bei erhöhter Temperatur zusammengebacken bzw. zusammengesintert. Nach Abkühlung wird der ausgehärtete Widerstandskörper unter Vakuum mit in Petroleum gelöstem Buna, dem A'20, zugemischt ist, getränkt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Spannungsabhängiger Widerstand aus einem gepreßten, gegebenenfalls gesinterten, mit einem Bindemittel versetzten pulvrigen oder körnigen Halbleitermaterial, welcher unter Verwendung eines in die Poren des Preß- bzw. Sinterkörpers einzubringenden Füllmittels imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das imprägnierende Füllmittel aus Buna besteht.
2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Füllmittel ein anorganischer Zusatz beigemischt ist, dessen Korngröße nur einen Bruchteil des mittleren Porendurchmessers des ausgehärteten Widerstandskörpers beträgt.
3. Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus Buna besteht.
4. Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Füllmittel ein eine große Oberflächenaktivität besitzender Stoff, z. B. kubisch kristallisiertes A120., zugemischt ist.
5. Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Füllmittel ein Stoff mit einer hohen Dielektrizi.tätskonstante, beispielsweise Rutil, zugemischt ist.
6. Verfahren zum Herstellen eines Widerstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgehärtete Halbleiterkörper mit einer Lösung bzw. Dispersion des Füllmittels in einer vorzugsweise leicht flüchtigen Flüssigkeit, z. B. Petroleum, getränkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6; dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung des Halbleiterkörpers bzw. die Tränkung mit dem Füllmittel unter Vakuum vorgenommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 224046, 216 240; britische Patentschriften Nr. 683 103, 684 907; französische Patentschrift Nr. 964128.