DE1074722B

DE1074722B - Method for adjusting hard carbon film resistors

Info

Publication number: DE1074722B
Application number: DENDAT1074722D
Authority: DE
Inventors: Köln-Sülz Dr. Fritz Naumann
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1960-02-04

Description

Verfahren zum Abgleichen von Hartkohleschichtwiderständen Für die Herstellung von Schichtwiderständen, insbesondere Hochohmwiderständen für die Fernmeldetechnik, hat sich seit langer Zeit das sogenannte Hartkohleverfahren wegen der überragenden Eigenschaften seiner Erzeugnisse durchgesetzt. Bekanntlich werden hierbei Kohlenwasserstoffgase zersetzt, wobei sich auf den Trägerunterlagen Kohlenstoff abscheidet. Wählt man die Bedingungen, insbesondere die Temperaturhöhe, richtig, dann gelangt man zu der sogenannten Hart- oder Glanzkohle, die eine Modifikation zwischen Ruß und Graphit darstellt.Procedure for adjusting hard carbon film resistors For the Manufacture of sheet resistors, especially high-ohm resistors for telecommunications technology, has long been the so-called hard coal process because of the outstanding Properties of its products prevailed. It is known that hydrocarbon gases are used here decomposes, with carbon being deposited on the carrier substrates. One chooses the conditions, especially the temperature level, are correct, then one arrives at the so-called hard or bright carbon, which is a modification between carbon black and graphite represents.

Obwohl die im Laufe der Zeit immer weiter verbesserten Apparaturen heute eine ziemlich zielsichere Steuerung des Bekohlungsvorganges ermöglichen, insbesondere um zu bestimmten Rohwerten des Widerstandes zu gelangen, kommt es doch vor, daß einzelne Chargen neben dem gewünschten Sollwert liegen. Werden die meist auf zylindrischen Stäbchen niedergeschlagenen Kohlenstoffschichten anschließend zur Erzielung eines bestimmten Endwertes gewendelt, d. h. die einen Zylindermantel darstellende Widerstandsschicht durch Ausschleifen einer Schraubenlinie in ein Wendelband zerlegt, dann können auch solche Widerstandsrohwerte benutzt werden, die nicht genau dem Ausgangsrohwert entsprechen, weil durch Abbrechen des Schleifvorganges bzw. Weiterschleifen der Wendel über einen mittleren Wert hinaus trotzdem die gewünschten Endwerte erreichbar sind.Although the apparatuses improved over the years today enable a fairly accurate control of the coaling process, in particular in order to arrive at certain raw values of resistance, it does happen that individual batches lie next to the desired target value. Are mostly on cylindrical Chopsticks deposited carbon layers subsequently to achieve a certain final value coiled, d. H. the resistance layer representing a cylinder jacket dismantled into a spiral band by grinding out a helix, then you can too raw resistance values are used that do not exactly correspond to the raw raw value, because by canceling the grinding process or grinding the helix over a medium value, the desired end values can still be achieved.

Häufig sollen aber aus hochfrequenztechnischen Gründen die Widerstandsschichten den Träger ohne Wendelung geschlossen bedecken, so daß in diesem Fall der Ausgleich durch den Schleifvorgang nicht mehr möglich ist.Often, however, the resistance layers should be used for high-frequency reasons cover the carrier closed without a helix, so that in this case the compensation is no longer possible due to the grinding process.

Die Erfindung macht sich nun, um die Lösung der Aufgabenstellung zu vereinfachen und wirtschaftlich zu gestalten, die Tatsache zunutze, daß Kohlenstoff auch in Form von Hartkohle zu chemischen Reaktionen fähig ist. Es ist bereits bekannt, einen keramischen Widerstandskörper, der mit Kohlenstoff durchsetzt ist, in Luft zu brennen, bis durch Wegbrennen der Kohlenstoffteilchen in den äußeren Schichten eine leitende Seele mit dem gewünschten Widerstandswert erreicht ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Abgleichen von Hartkohleschichtwiderständen auf einen vorgegebenen Sollwert des Widerstandes durch teilweises Entfernen des Kohlenstoffs mittels heißer Gase. Nun ist die Reaktionsgeschwindigkeit des Kohlenstoffes mit Sauerstoff jedoch so hoch, daß sich eine genaue Widerstandswertsteuerung nur mit Schwierigkeiten erzielen läßt. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Kohlenstoffschicht durch Bildung flüchtiger Kohlenwasserstoffe mittels heißen Wasserstoffes abzutragen, weil sich damit infolge der geringen Reaktionsgeschwindigkeit sogar Wertänderungen von Bruchteilen eines Prozentes des Widerstandswertes erreichen lassen. Hierbei muß man Gastemperaturen von et%va 1000 bis 1200° C anwenden, um verwendbare Wertänderungen zu erhalten. Je nach der Temperaturhöhe des Gases, der Einwirkungszeit und seiner Strömungsgeschwindigkeit können auch Änderungen bis zu Hunderten von Prozenten erhalten werden.The invention now makes itself to solve the problem simplify and make economical use of the fact that carbon is also capable of chemical reactions in the form of hard coal. It is already known a ceramic resistor body, which is interspersed with carbon, in air to burn up by burning away the carbon particles in the outer layers a conductive core with the desired resistance value is achieved. The invention also relates to a method for trimming hard carbon sheet resistors to a predetermined target value of the resistance by partially removing the Carbon by means of hot gases. Now is the rate of reaction of the carbon with oxygen, however, so high that an exact resistance value control can only be achieved can be achieved with difficulty. For this reason it is proposed according to the invention, the carbon layer through the formation of volatile hydrocarbons by means of hot To remove hydrogen, because it is due to the low reaction rate even achieve changes in value of a fraction of a percent of the resistance value permit. Here you have to use gas temperatures of et% va 1000 to 1200 ° C to obtain usable changes in value. Depending on the temperature level of the gas, the Exposure time and its flow rate can also change up to Hundreds of percent can be obtained.

Dabei kann man die zu behandelnden Widerstände in einer Art Ofenraum mit dem benutzten heißen Wasserstoffgas umspülen lassen. bis die gewünschte Widerstandsschichtstärke erreicht ist. In dieser Weise kann man beispielsweise Rohwerte von Widerstandskörpern, die nicht einem geforderten Rohwert entsprechen, sondern tiefer liegen, insgesamt als Schüttgut abgleichen.The resistors to be treated can be placed in a kind of furnace chamber let the used hot hydrogen gas flush around it. until the desired resistance layer thickness is reached. In this way, for example, raw values of resistance bodies, which do not correspond to a required raw value, but are lower, overall Adjust as bulk material.

Es zeigte sich weiterhin, daß es zweckmäßig ist, die zu behandelnden Widerstände und gegebenenfalls auch die ganze Vorrichtung auf eine solche Temperatur vorzuwärmen, die an sich noch keinen Einfluß auf den Rohwiderstandswert ausübt. Hierdurch wird die für die Reaktion noch erforderliche Wärmeenergie geringer gehalten, und andererseits ist die Gefahr, daß sich in den Trägerunterlagen, die meist aus Keramik bestehen, Risse bilden, praktisch ausgeschaltet. Als eine solche Vorbehandlungstemperatur ist beispielsweise eine Temperatur von 300° C zu nennen, bei der, abgesehen von der Widerstandsänderung durch den Temneraturkoeffizienten der Widerstandsschicht, bleibende Änderungen noch nicht eintreten.It was also found that it is expedient to treat the Resistances and possibly also the entire device to such a temperature to preheat, which in itself does not have any influence on the raw resistance value. This keeps the heat energy still required for the reaction lower, and on the other hand there is the risk that the carrier documents, which mostly consist of Ceramics exist, form cracks, practically eliminated. As such a pretreatment temperature for example, a temperature of 300 ° C should be mentioned, at which, apart from the change in resistance due to the temperature coefficient of the resistance layer, permanent changes do not yet occur.

Als Beispiel für die Möglichkeiten, die sich durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben, seien zwei Fälle angeführt. Ein Hartkohlewiderstand mit einem Ausgangswert von 24 kOhm wurde im Wasserstoffstrom bei einer Temperatur von 1050° C behandelt, wobei der Wasserstoffstrom 220 ccm pro Minute Strömungsgeschwindigkeit aufwies. Bei einer bestimmten Einwirkungszeit stieg der Ausgangswert auf 30 kOhm.As an example of the possibilities offered by the invention Procedure, two cases are cited. A hard charcoal resistor with a The initial value of 24 kOhm was in a hydrogen stream at a temperature of 1050 ° C treated, the hydrogen flow being 220 cc per minute flow rate exhibited. After a certain exposure time, the initial value rose to 30 kOhm.

In einem anderen Fall wurde ein Hartkohlewider= stand- mit einem Ausgangswert von 1,5 kOhm bei 1100°C im Wasserstoffstrom mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 220 ccm pro Minute während der doppelten Zeit des vorhergehenden Beispiels behandelt; hierbei stieg der Ausgangswert auf 23 kOhm.In another case, a hard carbon resistor was used with a baseline value of 1.5 kOhm at 1100 ° C in a hydrogen stream with a flow rate of 220 cc per minute treated for twice the time of the previous example; the initial value rose to 23 kOhm.

Man erkennt aus diesen willkürlich herausgegriffenen Beispielen, welche Toleranzen sich mit dem angegebenen Verfahren überbrücken bzw. einstellen lassen.You can tell from these arbitrarily selected examples which Tolerances can be bridged or adjusted with the specified procedure.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for adjusting hard carbon film resistances to a predetermined nominal value of the resistance value by partially removing the carbon by means of hot gases, characterized in that the carbon film is removed by the formation of volatile hydrocarbons by means of hot hydrogen.

2. Procedure for adjusting hard carbon film resistors according to claim 1, characterized in that the resistance apart from one change in value not yet causing temperature, e.g. B. 300 ° C, is preheated.

3. Procedure for balancing hard carbon film resistors according to claim 1 or 2, characterized in that characterized in that the hydrogen stream is heated to about 1000 to 1200 ° C. Documents considered: German Patent No. 588 369; U.S. Patent No. 2 060 393.