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Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderständen mit vorgegebener
Flächenbegrenzung der Schicht Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderständen
auf keramischen Trägern, Glasträgern u. dgl. sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Insbesondere ist es bekannt, die metallischen Widerstandsschichten bei
Temperaturen von über 350° C auf den Träger durch Sublimation einer geeigneten verdampfbaren
Legierung aufzubringen. Um Schichtwiderstände mit vorgegebener Flächenbegrenzung
der Schicht auf diese Weise zu erzeugen, ist es üblich, auf den Träger zunächst
eine Maske aufzubringen, in welcher diejenigen Stellen entfernt sind, an denen die
Widerstandsmasse niedergeschlagen werden soll.
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Bei den bekannten Ausführungsformen verwendet man als Werkstoff für
die Masken Lacke, Kunststoff, Fluorauflagen od. dgl. Das ist aus mehreren Gründen
nachteilig. Soweit es sich um Werkstoffe handelt, die sich wie Lacke oder Kunststoff
leicht aufbringen lassen, sind diese Masken bei den Temperaturen, die zum Zwecke
der Sublimation angewandt werden müßten, nicht hinreichend beständig oder nicht
hinreichend haftungsbeständig. Andere Werkstoffe, wie beispielsweise Fluor, müssen
in umständlicher Weise aufgebracht und graviert werden, um die Stellen freizulegen,
an denen die Widerstandsmasse niedergeschlagen werden soll. Hier will die Erfindung
eine Vereinfachung schaffen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichtwiderständen
mit vorgegebener Flächenbegrenzung der Schicht auf keramischen Trägern, Glasträgern
u. dgl., wobei die metallische Widerstandsschicht bei Temperaturen von über 350°
C auf den Träger durch Sublimation einer geeigneten verdampfbaren Legierung aufgebracht
wird. Schutz wird begehrt für die Maßnahme, daß auf den Träger zuerst eine der gewünschten
Widerstandsfläche als Negativ entsprechende Maske aus einer Mischung eines flüssigen
Bindemittels mit einem schwer verdampfenden Metalloxyd, wie Aluminiumoxyd, Chromoxyd,
Nickeloxyd und Siliziumoxydul oder Siliziumdioxyd, aufgebracht, diese Maske gebrannt,
danach auf die gebrannte Maske sowie die frei liegenden Teile des Trägers die Widerstandsschicht
sublimiert wird und daß durch Abreiben oder Abbürsten der Maske die gewünschte Widerstandsfläche
freigelegt wird.
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In Ausbildung der Erfindung kann der Maskenwerkstoff in geschlossener
Schicht aufgetragen, z. B. aufgestrichen werden, wobei man mit einem geeigneten
Bindemittel arbeiten kann. Die Maske läßt sich dann durch einfaches Auskratzen vor
dem Brennen unschwer herstellen. Der Maskenwerkstoff kann aber auch in Form der
gewünschten Maske auf den Träger aufgebracht werden, beispielsweise mit Hilfe entsprechender
Schablonen od. dgl. Das Brennen der Maske erfolgt zweckmäßig bei Temperaturen von
über 425° C, bevorzugt bei etwa 700° C.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die zur Herstellung von Schichtwiderständen
mit vorgegebener Flächenbegrenzung der Schicht erforderlichen Masken in einfachster
Weise werkstoffmäßig vorbereitet und hergestellt werden können. Diese Masken haften
hinreichend fest an dem Träger, so daß bei der Sublimation der Widerstandslegierung
wohldefinierte Widerstandsfiguren entstehen. Nichtsdestoweniger läßt sich die Maske
nach der Sublimation durch Abbürsten leicht entfernen.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer einige Anwendungsbeispiele
darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt F i g. 1 eine Aufsicht auf einen flachen
Schichtwiderstand, F i g. 2 das Schema des Widerstandes gemäß Fig.l, F i g. 3 in
perspektivischer Ansicht und im Schnitt einen zylindrischen Schichtwiderstand, wobei
das Profil der Widerstandsschicht auf der Innenfläche aufgezeigt ist, F i g. 4 das
zugeordnete Schema des Gegenstandes nach F i g. 3,
F i g. 5 eine
Aufsicht auf eine Keramikplatte, auf der eine Vielzahl von flachen Schichtwiderständen
aufgebracht ist, um die Art der Massenherstellung derartiger Widerstände zu veranschaulichen,
und F i g. 6 in der Perspektive einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand
nach F i g. 5.
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Zunächst wird auf einen Träger eine der gewünschten Widerstandsfläche
als Negativ entsprechende Maske aus schwer verdampfenden Metalloxyden, wie Aluminiumoxyd;
Chromoxyd, Nickeloxyd mit Siliziumoxydul oder Siliziumdioxyd, aufgebracht. Dabei
wird dem Pulver eine tintenähnliche Mischung zugesetzt, mit der die schwer verdampfenden
Metalloxyde auf den Träger aufgebracht werden. Die vorstehenden pulverförmigen Metalloxyde
sind selbst unter hohem Vakuum und auch bei hohen Temperaturen beständig, ohne dabei
zu gasen. Dabei kann der Maskenwerkstoff in geschlossener Schicht aufgetragen, z.
B. aufgestrichen werden, wobei man mit einem geeigneten Bindemittel arbeitet. Nach
dem Abtrocknen desselben wird die Maske durch einfaches Auskratzen des Maskenwerkstoffes
in der Form des gewünschten Schichtwiderstandes fertiggestellt. Man kann jedoch
auch den Maskenwerkstoff in der Form der gewünschten Maske auf den Träger aufbringen,
beispielsweise mit Hilfe entsprechender Schablonen od. dgl. Anschließend wird die
Maske zweckmäßig bei Temperaturen von über 425° C, bevorzugt bei etwa 700° C, gebrannt.
Dann wird auf die gebrannte Maske sowie auf die frei liegenden Teile des Trägers
die Widerstandsschicht sublimiert und anschließend lediglich durch Abreiben oder
Abbürsten bzw. mittels Abblasen durch Druckluft die gewünschte Widerstandsfigur
freigelegt. Wie F i g. 1. erkennen läßt, wird z. B. auf einem quadratförmigen und
glasierten Keramikteil 11 der Maskenwerkstoff 12 aufgebracht, der bei der dargestellten
Ausführungsform aus einer Lösung von grünem Chromoxyd besteht. Anschließend werden
die Linien 13, 14 und 15, die die ebenfalls ausgeschnittenen Klemmen 16 und 17 verbinden,
ausgeschnitten. Bei der dargestellten Ausführungsform sind anschließend mittels
der Schnitte 18, 19, 20 und 21 die beiden Schnitte 14 und 15 verbunden worden. Nach
dem Brennvorgang wird anschließend die Widerstandsschicht auf den Träger sublimiert
und die Maske durch Bürsten od. dgl. entfernt. Der durch den Schnitt 13 vorbestimmte
Verlauf des Schichtwiderstandes stellt einen Reihenanschluß zwischen den Klemmen
dar, wobei die Ausschnitte 18, 19, 20 und 21 parallel geschaltet sind. Die
Länge und das Profil der vorgezeichneten Linien in der Maske wird naturgemäß von
dem gewünschten Widerstand abhängen. Der in der F i g. 1 gezeigte Schichtwiderstand
ist besonders zweckmäßig, da er leicht einstellbar ist. Nach der Durchmessung des
Widerstandes und bei einer eventuellen Abweichung kann durch Entfernen eines oder
mehrerer der Parallelenschnitte 18, 19, 20 bzw. 21 mittels eines Diamantschneiders
der gewünschte Widerstandswert eingestellt werden. Wie das in der F i g. 2 aufgezeigte
Schema des Gegenstandes nach F i g. 1 aufzeigt, werden die Klerr.-men 16a und 17a
durch einen Reihenschlußweg der Widerstände 13 a und 14 a sowie
15 a verbunden. Die Widerstände 14 a und 15 a
sind dabei an gleich entfernten Stellen angezapft, die selbst durch die Parallelwiderstände
18a, 19a, 20a und 21a verbunden sind. Durch die Entfernung irgendeines dieser Parallelwiderstände
von dem Netzwerk läßt sich somit der Gesamtwiderstand -zwischen den Klemmen verändern.
In der F i g. 3 ist eine zylindrische Ausführungsform eines Schichtwiderstandes
dargestellt, dessen Herstellung in gleicher Weise erfolgte. Der Träger 22 weist
dabei eine zylindrische Formgebung auf und besteht aus glasiertem keramischem Material,
welches mit Silberklemmen 23 und 24 versehen ist. Eine Chromoxydmaske 25 bedeckt
die innere Fläche des Zylinders. Ein Auftragsapparat mit einer Zylinder-Kolben-Anordnung
kann zur Aufbringung der Masken dienen. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt
die Maske 3 zu ihrer Zylinderachse parallel verlaufende Schnitte 26, 27 und 28 und
einen sich von der Klemme 24 zu dem kreisförmigen Abschnitt 31 erstreckenden Schnitt
29. Die zusätzlichen kreisförmigen Schnitte 32 und 33 vervollständigen die Maske.
Die Herstellung des Schichtwiderstandes erfolgt wie vorstehend beschrieben. Auch
bei dieser Ausführungsform kann durch Abtrennen einzelner Teile der jeweils gewünschte
Widerstand leicht eingestellt werden. In der F i g. 4 ist das entsprechende Schema
des Schichtwiderstandes dargestellt. Wie aus den F i g. 5 und 6 zu entnehmen ist,
läßt sich der erfindungsgemäße Schichtwiderstand in großen Mengen auf einfache Weise
herstellen. Hierzu wird eine große Keramikplatte mittels eines Gitterwerkes mit
Vertiefungslinien 36 versehen, die den Träger 34 in Quadrate 35 aufteilen. Jedes
Quadrat besitzt zwei Klemmlöcher 37 und 38, die zur Aufnahme der Öse 39 dienen.
Vor dem Einbringen dieser Öse 39 werden die Silberklemmen aufgebracht und der Träger
gebahnt, um das Silber auf diese Weise am Fließen zu hindern. Die Ösen dienen dabei
zur Befestigung eines Schutzdeckels 41 an einer Seite der Keramik. Der Deckel kann
auch angekittet werden, wie es durch die Zahlen 42 in F i g. 6 angedeutet
wird. Die Öse 39 besitzt Fahnen 43, die mit Lötspitzen versehen sind und als Zuleitung
für die einzelnen Widerstände dienen, nachdem die letzteren von der Platte 34 abgebrochen
sind. Ferner besteht die Möglichkeit, mittels kleiner Löcher 47 ein Abbrechen der
einzelnen Schichtwiderstände nach der Herstellung zu erleichtern.