DE1490587A1 - Einrichtung mit einem plaettchenfoermigen Koerper - Google Patents

Description

• Einrichtung mit einem plättchenförmigen Körper. Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung mit einem plättchenförmigen Körper aus Material mit ausgeprägtem galvanomagnetischem oder thermomagnetischem Effekt, wie eine #III-BV-verbindung, der mit wenigstens zwei Anschlußklemmenpaaren versehen ist, von denen bei wenigstens einem ein Anschlußleiter über den Körper zum anderen Anschlußleiter unter Bildung einer Doppelleitung geführt ist. Einrichtungen dieser Art sind z.B. der Hall-1lodulator, die den Halleffekt anwendende nichtreziproke Übertragungseinrichtung, wie die Richtungsleitung, die Richtungsgabel und das Phasendrehglied, sowie Verstärker, bei denen vom Halleffekt Gebrauch gemacht wird. Diese Gruppe von Einrichtungen wendet den sogenannten galvanomagnetischen Effekt an. Eine weitere Gruppe von Einrichtungen verwendet den sogenannten thermomagnetischen Effekt und dient beispielsweise zur Messung kleinerer Temperaturdifferenzen oder zur Bestimmung kleiner Ströme. Allen diesen bekannten Einrichtungen ist zu eigen, das der plättchenförmige Körper einen vorzugsweise senkrecht zur Plättchenebene orientierten Magnetfeld ausgesetzt werden muß. Da die Größe dieses Magnetfeldes für die angestrebte Wirkung von wesentlicher Bedeutung ist, wird in der Praxis der plättchenförmige Körper meist zwischen zwei Polschuhen eingelagert, die sich in geringen Abstand gegenüberstehen. Um diesen Luftspalt zwischen den Polschuhen möglichst klein halten zu können, wird daher in der Praxis meist eine vollständig seitliche Herausführung der einzelnen Anschlußleiter der Anschlußklemmenpaare vorgenommen. Dies hat in der Regel jedoch eine unerwünschte Erhöhung der Zuleitungsinduktivität und der Zuleitungswiderstände des einzelnen Anschlußleiters zur Folge und führt bei der bekannten anisotropen Ausbildung des Anschlußleiters zu störend unterschiedlichen Induktivitätswerten für die einzelnen Leiterteile des jeweiligen anisotropen Anschlußleiters. Gleiche Induktivi@@swerte für die einzelnen Leiterteile eines anisotrop ausgebildeten Anschlußleiters lassen sieh denn erreichen, wenn beispielsweise so, wie in der französischen Patentschrift 1 112 135 und in der Zeitschrift "Helvetica Physica Acta", Band 27, Seite 208 gezeigt, ein Anschlußleiter eines Anschlußklemmenpaares über den plättchenförmigen Körper zum anderen Anschlußleiter unter Bildung einer Doppelleitung zurückgeführt ist. Diese Ausbildungsart erfordert indes eine relativ große Stärke des Körpers aus Material mit galvanomagnetischem Effekt und auch eine entsprechend große Stärke der einzelnen Anschlußleiter. Damit wird die Dicke der gesamten Einrichtung, die den Luftspalt zWischen den Polschuhen der Magnetisierungseinrichtung bestimmt, unerwünscht hoch. In der Praxis verwendet man daher meist die seitliche Herausfiührung der einzelnen Anschlußleiter, die eingangs erwähnt ist. Die Umrißforn der erwähnten Körper ist je nach dem vorgesehenen Anwendungszweck. unterschiedlich und kann beispielsweise einen Quadrat, einer Rechteck, einer Raute oder einen Vieleck entsprechen. In diesem Zusammenhang wäre beispielsveise noch auf die Zeitschrift "Journal of applied Physics", Band 25, Heft 6, Seiten-741 bis 756 (Juni 1954) zu verreisen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der einleitend beschriebenen Art einerseits hinsichtlich der Zuleitungsinduktivitäten möglichst günstig zu gestalten, weil diese für die Weite des Frequenzbereichs mitbestimmend ist, in dem die Einrichtung eingesetzt werden kann, und andererseits die Dicke der Einrichtung möglichst gering zu gestalten, weil diese für den kleinsten Wert des Luftspaltes einer äußeren Magnetisierungsvorrichtung maßgebend ist. Je kleiner nämlich dieser Luftspalt gewählt werden kann, um o kleiner kann auch die Magnetisierungseinrichtung selbst sein. Die Magnetisierungseinrichtung besteht meist aus einem

  auch

  Permanentmagnetsystem; sie kann /aus einen Elektromagneten

  entsprechender Dimensionierung bestehen. Letzteres ist immer dann erforderlich, wenn für Steuerzwecke der Wert des Magnetfeldes veränderbar sein soll. Dies ist beispielsweise bei Verwendung der Einrichtung als Schalter oder alz Verstärker der Fall.
• Bei einer Einrichtung mit einem plättchenförmigen Körper aus Material mit ausgeprägten galvanomagnetischem oder thermomagnetischem Effekt, wie eine #III- BV- Verbindung, der mit wrenigstens zwei Anschlußklemmenpaaren versehen ist, von deren bei wenigstens einen ein Anschlußleiter über den Körper zum anderen Anschlußleiter unter Bildung einer Doppelleitung geführt ist, wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Körper und der rückgeführte Anschlußleiter auf gegenüberliegenden Flächen eines Trägerplättchens verankert, insbesondere aufgeklebt sind.
• Die erfindungsgemäße Ausbildung zeichnet sich nicht nur hinsichtlich günstigerer Verhältnisse in den Zuleitungsimpedanzen und in den magnetischen Bedingungen aus, sondern ergibt auch eine wesentliche Vereinfachung der Zuleitungshalterung. Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen in Weiterbildung der Erfindung in folgendem . Es wird von jeden Anschlußklemmenpaar ein Anschlußleiter rückgeführt und es werden zwischen sämtliche rückgeführte Anschlußleiter isolierende Schichten, insbesondere weitere dünne Trägerplättchen eingefügt, die sowohl mit den jeweils eingeschlossenen Anschlußleitern als auch untereinander, insbesondere durch eine Klebung fest verbunden sind. Für wenigstens ein Anschlußklemmenpaar sind die Anschlußleiter anisotrop auszubilden, weil hierdurch eine Steigerung des Wirkungsgrades erreicht wird, wie sich aus der ersterwähnten Literaturstelle bereits ergibt. Der einzelne Anschlußleiter wird mittels Galvanoplastik oder mittels eines aufgedampften oder aufgesprühten metallbelages mit dem zugehörigen Anschluß des Körpers elektrisch verbunden. Der zum Abgleich der elektrischen Werte zunächst einseitig offenliegende Körper wird nach den Abgleich mit einer Schutzschicht versehen. Der äußerste, dem Körper abgewandte Abschlußleiter wird mit einer Schutzschicht versehen, die aua elektrisch isolierendem Material besteht. Die einzelnen Trägerschichten bzw. Schutsschichten der plättchenförmigen Körper und die einzelnen Anschlußleiter werden für sich jeweils so dünn ausgebildet, daß sie erst in ihrer Gesamtheit die für die Einrichtung geforderte Festigung ergeben. Hinsichtlich der Anschlußleiter ist dabei vor allen an die Verwendung dünnster Bänder aus gut leitenden Material, wie Kupfer, gedacht. Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Pigur 1 zeigt eine bekannte Ausführungsforce eines Hallgenerators mit einem Plättchen 2 aus Halbleitermaterial, wie Indiumantimonid und zwei Zuleitungen 3,4 und 5,6 je Seite. Die Drähte 3 und 5 sind über das Plättchen 2, das auf einer Trägerplatte 1 sitzt, zurückgeführt. Die Drähte 4 und 6 sind auf der Trägerplatte 1 befestigt, die Drähte 3 und 5 müssen mit einer nicht gezeichneten Halterung festgelegt werden. Gestrichelt sind weitere Anschlußdrähte angedeutet, die der Bildung anisotroper Anschlüsse dienen. Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Hallgenerator mit aufgeteilter Trägerplatte. Diese Trägerplatte besteht beim Ausführungsbeispiel aus drei sehr dünnen Glasplättchen 7,8,9 oder entsprechenden Plättehen aus steifem isolierenden Material. Die Dicke liegt z.B. zwischen 0,05 bis 0,2 mm. Zwischen die isolierenden Schichten 7,8,9 sind bandförmige Zuleitungen 10 und 17 eingekittet, die,wie in der Figur 3 gezeigt, ausgebildet sind. Auf diese Trägerplatte 7, 13, 14, 17,8,10,9 ist das Halbleiterplättchen 2 aufgekittet und mittels eines gut leitenden Kontaktmaterialß mit den Zuleitungsbändern verbunden. Diese Verbindung ist bei 12 in der Figur 2 sichtbar. Anhand der Figuren 3 bis 10 wird nachstehend der Aufbau des Hallgenerators nach der Figur 2 noch näher erläutert. Die Figur 3 zeigt die Ausführungsfora der bandförmigen Zuleitungen 17 in der Figur 2. Diese Bandleitung ist für ein Hallplättchen mit 10 Zuleitungen je Seite eingerichtet. Die Zuleitungsbänder nach der Figur 3 werden z.B. aus Kupferfolien von etwa 0,01 bis 0,1 mm Dicke, z.B. mittels eines Photoätzverfahrens, hergestellt. Dazu wird die Kupferfolie mit einen Photolack (z.B. Kodak-Photoresist) beschichtet und nach Auflegen einer der Figur 3 entsprechenden Schablone belichtet. Nach der Entwickeln sind die Teile 13 bis 17 auf der Kupferfolie abgedeckt. Die nicht abgedeckten Teile werden dann mit einer #eC13-Lösung weggeützt. Das Zuleitungsbund 18 (umfassend die Teile 13,14,15, 16,17) wird, wie in der Figur 4 gezeigt, auf ein@erstes der dünnen Glasplättchen, nämlich das mit 7 bezeichnete, aufgekittet. Die Bänder 13 und 14 dienen später als Abstanduhalter an Rand des Plättchens gegen das nächste dünne Plättchen 8. Die verbindungsstege 15,16 werden später abgeschnitten. Durch das Abschneiden erreicht man nämlich die Bildung von 10 einzelnen Zuleitungen 17, die galveniach voneinander getrennt sind. Die Verbindungsstege 15,16 dienen nur zur genauen geometrischen Justierung der einzelnen Leiter in der Zuleitung 17. Auf die Anordnung nach der Figur 4 wird das weitere dünne Glasplättchen 8 aufgebracht, vor allen aufgeklebt oder aufgekittet(Fig.5). Auf diese Anordnung werden, wie in der Figur 6 gezeigt, ein weiteres Zuleitungsband 19, das richtungsmäßig dau Band 18 kreuzt, ur1 das dritte dünne Glasplättchen 9 verankert, z.B. aufgeklebt oder hufgekittet. Es entsteht somit ein kompaktes Trägerplättchen mit 'relativ hoher mechanischer Festigkeit. Auf diesen Trägerplättchen 7,18, 8,19, 9 nach der Figur 6 wird das Halbleiterplättchen 20 verankert, vor allem aufgeklebt oder hufgekittet und vorgegebenen Forderungen entsprechend dünn geschliffen, z.B. auf eine Stärke zwischen 5@u und 100 @u. Anschließend wird das Halbleiterplättchen 20 mittels den bereits erläuterten Photo-Ätzverfahrenn in seiher äußeren Forn gestaltet, wie en die Figur 7 zeigt. Es wird das ursprünglich viereckige Halbleiterplättchen 20 auf einen kleineren viereckigen Bereich 21 beschränkt, von den nach allen vier Seiten Kontaktfinger 22,23,24 und 25 sich erstrecken. Diese Ausbildung hat die Aufgabe, die Realisierung anisotroper Anschlüsse wesentlich zu erleichtern. Die Lage des in der Figur 7 dargestellten Halbleiterplättchens auf der eigentlichen Trägerplättchen ist aus der Figur 8 erkennbar. Es ist dabei darauf geachtet, daß die einzelnen Kontaktfinger 22 bis 25 sich möglichst genau über den Leitungen 27,28,29,30 befinden, die entsprechend den Figuren 3 bis G in das Trägerplättchen eingebracht und durch Bescheiden der Endabschnitte (15,16 in der Figur 3) elektrisch voneinander getrennt sind. Zur Sicherstellung einer guten elektrischen Verbindung der an die Kontakt-Finger anzulötenden einzelnen Zeitungen empfiehlt es sich, die Kontaktfinger 22 bis 25, aber nur die Kontaktfinger . und nicht das Halbleiterplättchen 21, mit einer elektrisch leitenden Schicht, die beispielsweise galvanisch aufgebracht wird, zu überziehen. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird hierzu auf das ältere Patent (Akt.Z. S 85 682 VIIId/21c) ausdrücklich Bezug genommen. Auf die so geschaffenen leitenden Kontaktfinger, deren Ohmscher Widerstand auch aus Grinden eines guten Virkungsgra de s möglichst gering sein soll, werden dann, so wie in der Figur 9 gezeigt, die Enden 29,30 der Zuleitungsbündel 27,28 aufgeklappt und angelötet. An die Stelle des Anlötens kann mit Vorteil auch eine galvanische Kontaktierung treten. Es wird auch in diesem Zusammenhang auf das vorerwähnte ältere Patent ausdrücklieh Bezug genommen. An die noch freien kontaktfingersätze 23,24 werden zweckmäßig gleichzeitig, ähnlich der Figur 3 gestaltete Zuleitungsbündel 31,32 befestigt, und zwar in der gleichen Technik, wie die Zuleitungsbündel 29,30 an ihren Kontaktfingern 22,25. Der so vorbereitete Hallgenerator wird nun vor den Aufbringen des letzten dünnen Abdeckplättohens vor allen durch Ätzung in seinen Widerstandswert auf einen vorgeschriebenen Viert eingestellt, Sobei eventuelle Fertigungsverunreinigungen und dergleichen noch beseitigt werden können. Das Deckplättchen 33 wird fest auf dieser obersten Schicht verankert, und zwar ebenfalls zweckmäßig aufgeklebt oder aufgekttet. Man erhält auf diese weise den in der Figur 10 dargestellten Hallgenerator, dessen gesamte Dicke nur c=remige Zehntel mm beträgt und der trotzdem eine relativ hohe mechanische Steifigkeit besitzt bei guter galvanischer Trennung der Zuleitungen 27,32 bzw. 28.31. Zum besseren Verständnis ist in der Figur 10 das oberste Deckplättchen 33 geschnitten dargestellt, so daß das eigentliche Hallplättchen 21 zusammen mit Einzelheiten des Anschlusses noch sichtbar ist.
• Die Erfindung ist zwar bei Hallgeneratoren von besonderem Vorteil, weil sie es ermöglicht, die endgültige Dicke des plättchenförmigen Körpers extrem gering zu halten. Damit lassen sich bereits mit relativkleinen Magneten hohe Magnetisierungswerte erreichen, was darauf beruht, daß der durch das Plättchen verursachte Luftspalt extrem klein wird. Zugleich wird auch eine gute Trennung der Zuleitung für diesen Fall sichergestellt. Die Lehre nach der Erfindung ist indes auf die Anwendung bei Hallgeneratoren der beschriebenen Art nicht beschränkt. Die ezwähnte Kontaktierung und Führung der einzelnen Leiter kann auch in enderen Fällen Anwendung finden, z.D. bei räumlich komplizierteren Hallgeneratoren

  mit rautenförmiger oder polygc-31er Begrenzung den eigent-

  lichen Hallplättchens. Es ist auch daran. gedacht, daB die

  Lehre nach der Erfindung Einrichtungen mit einett plätt-

  chenfürnigen Körper Anjen-ung findet, die nicht von den

  Halleffekt, sondern von rT:Ueren galvanomagnetisehen oder

  therromagnetisc,cr E1 fej- ` - Gebrauch gemacht.

  Das Verfahren kann au'' äußere Formen des Hall-

  plättchens angewendet werden (z.B. Raute und Sechseck). Weiter können auch mehr als zwei Zuleitungspaare und zwischen die Zuleitungen und zwischen das Hallplättchen und die Zuleitungen Abschirmfolien in die Trägerplatten analog eingebracht, vor allen eingeklebt oder eingekittet werden. Als Kleber bzw. Kitt empfiehlt sich vor allen ein sogenannter Zwei-Komponenten-Kleber, wie Araldit oder dergl.

Claims (7)

1. P a t o n t a n s p r ü c h e . 1. Einrichtung mit einen plättchenförmigen Körper aus Material mit ausgeprägten galvanomagnetschen oder thermomagnetischem Effekt, wie eine #III-Bv-Verbindung, der mit wenigstens zwei Ansohlußklemmenpaaren versehen ist, von denen bei wrenigstens einen ein Anschlußleiter über den Körper zum anderen Anschlußleiter unter Bildung einer Doppelleitung geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper und der rückgeführte Anschlußleiter auf gegenüberliegenden Flächen eines Trägerplättchens verankert, insbesondere aufgeklebt sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von jeden Anschlußklemmenpaar ein Ansehlußleiter zurückgeführt ist, und daß zwischen sämtlichen rückgeführten Anschlußleitern isolierende Schichten, insbesondere weitere dünne Trägerplättchen eingefügt sind, die sowohl mit den jeweils eingeschlossenen Anschlußleitern als auch untereinander, insbesondere durch eine Klebung verbunden sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens ein Anschlußklemmenpaar die Anschlußleiter anisotrop ausgebildet sind
4. 4. Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Anschlußleiter mittels Galvanoplastik mit den zugehörigen Anschluß des Körpers elektrisch verbunden ist.
5. 5. Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelno Anschlußleiter mittels eines aufgedampften oder aufgesprühten Metallbelags mit den zugehörigen Anschluß den Körpers elektrisch verbunden ist.
6. 6. Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-Kennzeichnet, daß der zunächst für einen Abgleich der elektrischen Werte einseitig offen liegende Körper nach dem Abgleich mit einer Schutzschicht versehen ist.
7. 7. Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste dem Körper abgewandte Ansehlußleiter mit einer Schutzschicht versehen ist, die aus elektrisch isolierenden Material besteht. B. Einrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Trägerschichten bzw. Schutzschichten für sich jeweils so dünn ausgebili,ct sind, daß sie nur in ihrer Gesamtheit die für die Einrichtung geforderte mechanische Festigkeit ergeben.