DE1648209A1 - Indirekt geheizter Thermistor - Google Patents
Indirekt geheizter ThermistorInfo
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Description
t>R CLAUS REINLÄNDER
DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT
DIPL-ING. KLAUS BERNHARDT
D-a MÜNCHEN 8
ZEPPEUNSTRÄSSE 73 - >
1 <m
Die Erfindung bezieht sich auf einen indirekt geheisten
Thermistor und betrifft im einseinen einen Thermistor,
bei dem das Thermistorelement und der Heisleiter sur "
indirekten Heizung aus elementaren Halbleiterschienten
bestehen, welche durch Yakuumverdampfüng unter unterschiedlichen Bedingungen hergestellt werden.
Der Thermistor stellt ein elektrisches Bauelement sur
Kessung ron TemperaturrerSnderungen dar undwird in vielen elektrischen Schaltungen verwendet«, Is ist in
der Pachwelt bekannt, daoe die gebräuchlichen Kiermietoren aus einer Kischung von Oxyden von Metallen, wie
2OS817/0117 bad original
Hangan, Nickel, Kobald, Kupfer, Bisen, Magnesium, Titan
u.dgl. bestehen, und bei der Herstellung die Mischung bei hoher Temperatur gesintert wird«. Die Ansicht,
dass ein Thermistorelement aus Metalloxyden besteht, ist allgemein verbreitete . .
Diese Art von Thermistoren besitzt jedoch bei ihrer
Herstellung und bei der Anwendung folgende Sachteiles
Die Kennlinie des Thermistors verändert sich in einem
weiten Bereich in Abhängigkeit von vielen Einflussgrössen,
wie das Mischungsverhältnis der Oxyde, die Mischungsbedingungen und die Temperatur und Dauer des
Sintervorganges ο Deniuiitsprechend ist bei der Massenproduktion von Thermistoren eine ausserordentlich hohe Genauigkeit
zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften erforderlich, sodass die Fabrikation mit vielen Schwierigkeiten verbunden ist»
wahrend des Sintervorganges entstehen Sprünge und Blaser; in den Thermistoren, wodurch die Temperaturverteilung
ungleichmässigwirdo Durch diese üngleichmässigkeiten
werden Verzerrungen des elektrischen Stromes hervorgerufen, wodurch der Klirrfaktor vergrössert wird. Daher
BAD ORiQiNAU
, 2 0 9817/0117
I6482Q9
wird das Erzeugnis für den EaIl der Forderung nach einem hochwertigen Frequenzgang ungeeignet ·
Femer Gesteht für viele JLnwendungsf alle die Forderung
nach einer grosseren "thermischen Zeitkonstant«11» Di©
Zeitkomstante wird durch viele EinflassgrösBen, wie die
Dförmelcapazitat des iPr^gere für das Thenaistorelement
bestimmt, welcner mit letzterem wärmeleitend verbunden
ist, sowie darck dessen Koeffizienten der !Srmeabstrahlnng«
Dieser ist ferner stark abhSngig vom liurehmesser
der beiden Zuleitungen au den Elektroden des gesinterten
.Thermistorelementes Tind den atmosphSrischen Bedingungen
dear' Umgebung ο Im die Zeitkonst«nte zu vergrös=·
sern, werden Elektrodenzuleitungen mit kleinein Durchjaesser
verwendet, wodurch sich zwangsläufig die mechanische
Festigkeit verschlechtert» Dies betrifft insbesondere
Thermistoren vom Bead-3^»^ bei denen die Zuleltungen
das Thermistorelement tragen»
Aufgabe der Erfindung 1st es, einen indirekt geheizten
Thermistor mit verbesserten Hochfrequeneeigenschaften
und verbesserter mechanischer Festigkeit zu schaffeno
Der Erfindung liegt femer die Aufgabe zugrunde, ein
209817/0117
Herstellungsverfahren für indirekt geheiste Thermistoren anzugeben, welches die gewünschten eigenschaften,
in einfacher Weise zu erreichen gestattet» Erfindunge*-
gemSss werden zu diesem Zweck der Thermistor und der
Heizleiter zur indirekten Beheizung durch dünne Sehichr ten einen elementaren Haibiteiters mittels Vakuumbedamp-.
fung hergestellt. .:. "
Durch die Erfindung werdun die genannten Abgaben unabhängig vom Stand der Technik gelöst»
Gemäfo der SrXinduwg werden die Verbesserungen der
elelrtrisofcen und -aechaniechen Eigenschaften bei einem
Thermistor durch Zusammenfügen des Thermistoreltmentes.
m5fc dem Heisleicer eur indirekten Beheizung des Elementes erreicht, indem der Widerstand aus einer dünnen
Schicht durch Vakuumbedampfüijg mit einem elementaren
Halbleiter hirgestellt wird«
Die dünnen Schichten werden durch Vakuumbedampfung eines isolierenden Trägers mit elementarem Ilalbleitermaterlal derart gebildet» dftss sie sowohl als Thermistorelement als auch als Widerstand wirken»
209817/0Ί17
16*8209
Der Srundgedanlce der Sasfindung besteht in lea*
dung von durch Fekuaiittreiii^i^fiiiBg eines elementaren
Halbleiters erzeugten» dll&aen Schienten als Theraisto*-
element un4 Heizleiter ästir ifiäirelcte«
Gemäss der Erf irwtuag eiM die das
bildende Schicht und eine Widerstandeschicht auf einem |
isolierenden Träger angebracht * Sie Sehichtea sind voneinander
durch ein isöliermittel getrennt, das bei der
Herstellung der Schienten erzeugt wird oder aus dent
isolierenden Träger bestento
Bei ά&τ Erfindung ist es von Bedeutung, ä&& aus der aufgedampften
Schient fce&telieadöti Ther&ietor derart Jherättstellen,
dass die gewünschten Eigenschaften hinsiehtlieh
dm* Wärmeempfindlichkeit ohne Verschlechterung |
des Hochfrequengyerhaltens erreicht werden könneno Die
durch die TfaenBietörfipanistaate angegebene Teaiperätttrempfindlichkeit
lasst sich durch föe Temperatur regeln,
welche der isolierende Träger sum Zeitpunkt der Takutimbedampfung
besitzt ο Der liderstand wird auf den selben
Träger bei noch höherer Tempera.to» aufgebrachte
Die grundlegenden Maeinahmen bestehen darin, dass das
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Element und der Widerstand auf einem Isoliermaterial
durch Vakuumbedampfung mit einem elementaren Halbleiter
derart angebracht werden» dass diese durch das
genannte Isoliermaterial voneinander isoliert sindo
Während des Herstellungsprozesses erfolgt eine ständige Temperaturüberwachung des Materialso
Da der indirekt geheizte Thermistor aus einer durch
Valommbedampfung hergestellten Schicht eines elemen- .
tareη Halbleiters besteht, können diesem die besten
Eigenschaften hinsiehtlieh der Wärmeempfindlichkeit
in einfacher Weise vermittelt werden,, Ein solcher Vorteil ist insbesondere dann vielversprechend* wenn das
Thermistorelement und der Widerstand aus der gleichen
Halbleiterschicht bestehen«,
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer bevorzugten
Ausftihrungsform beschrieben» Dabei soll jedoch keineswegs der Umfang der Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt sein, denn die Erfindung bezieht sich im wesentlichen
auf die Verwendung von durch Vakuumbedampfung erzeugten Schichten in einem Thermistoro
Wie bereits erwähnt 9 t&ielt die Erfindung darauf abv
. BAD ORIGINAL
209817/011?
das Thermistorelement und den Widerstand aus durch Vakuumbedampfung erzeugten Schichten aus einem elementaren Halbleiter herzustellen»
Figo1 zeigt die spezifische Widerstandsveränderung eir
ner durch Vakuumbedampfung erzeugten Germaniumschicht
unter experimentellen Temperaturbedingungeno
Figο2 zeigt eine Draufsicht und einen Querschnitt eines indirekt geheizten Thermistors als Ausführungsform
der Erfindung«,
Figo3 zeigt die Herstellungsschritte bei einem Thermistor gemSss ?igo2.
Fig. 4 zeigt die Veränderung des Widerstandes des Thermistors in AbhSngigkeit rom Heizstrom,,
GemMsB der Erfindung ist auf einem isolierenden Träger
aus Glimmer, Glas, Porzellan οodglo oder einem leitenden Träger, der mit einer isolierenden Schicht bedeckt
ist, ein elementarer Halbleiter durch Vakuumbedampfung aufgebracht, der die Schichten des Thermistorelementes
und des Widerstandes bildete Die Schichten sind voneinander getrennt und durch eine Isolierschicht, die durch
209817/0117
Vakuumbedampfung, Aufsprühen eines Isoliermittels oder
durch einen isolierenden Träger gebilder wird, isoliert, Im erstgenannten Fall sind das Thermistorelement und
der Widerstand auf der gleichen Fliehe des Trägers angebracht. Dadurch wird die Zeltkonstante des Thermistors kleinere Im anderen Fall sind das Thermistorelement und der Widerstand auf entgegengesetzten Oberflächen des Trägers angeordnet, wodurch die Zeitkonstante
vergrössert wirdo Die Art der Trennung und Isolierung
ist bei der Erfindung nicht wesentlich und gehört da- ■
her nicht zu deren bedeutenden Merkmalen0 "
Die Vakuumbedampfung des elementaren Halbleiters kann
in jeder zu diesem Zweck bekannten Vorrichtung erfolgen· In einer Vakuumkammer, ZoBo in einem glockenförmigen Glasgefäes, das bis auf 10"*'torr oder darüber,
evakuiert ist» ist unten ein Tiegel aufgestellt, der ein Stück des elementaren Halbleiters enthält, der das
zu verdampfende Material bildet, über diesem 1st ein
isolierender Träger angebracht, der mit einer Baske bedeckt ist, durch deren öffnungen der Dampf hindurchtritt, damit die gewünschten Bereiche des Trägers bedampft werden«, Das im Tiegel enthaltene Material wird
mittels Widerstandsheizung oder Elektronenetrmhlen erhitzt.
2098177011t
Bis tftrexfXSoii* äem isolierendem T^üg&m- taxS. jmtföe gereinigte wobei b»i €ea? E^i3itOliisl«eiaiiiE SblMfeer
gungsverf/airraÄ angewe®i€tt /werden« M«
tee natSrlieslfe gana glatt &&£mf
in der ete^cfe Bedamffimg·
· ■'.:■ ■■■■'.■ ' '". ■■'■'■. *
erwäiint, wirä ias im veriainpfeiiiÄ Material auf eine
sur Vakuumbedämpfung geeignete Temperatur gebrachte
Das. bei Ü6T Erfindung verwendete Material bestellt aas
einem elementares. Balbleite^e lea? G^ttsä sei* cEieaer &esonderen
Wahl wird nachfolgend erläutert. Typische,
brauchbare elementare Halbleiter Bind Germanium und
Silizlumc, Selen, Tellur und Kohlenstoff sind ebenfalls
verwendbare Insich krietallinea Germanium hat einen
grosseh Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertea g
xmä 83&3&$m bei -SIKKSOQ^*. liinerfialb
am meisten gebrauchten Temperaturbereiches ißt der Koeffizient von SiMsiiZBT kleiner als der von Germanium,,
Auch der Öampfdrucfc von Germanium iat bei beliebiger
feia&eratui? gpöseea* als £*r von SiItaiuma Dabei» ISssir
sieh Germanium leichter im Vakuum verdampfen, aodass es
aus diese» Grund« das bevorsugl;« Material für das Ehermistorelement darstellt.
.16482QS
Der polykristalline oder aus einem Einkristall bestehende Halbleiter wird in !bücher Weise der Vakuumverdampfung unterworfen» Wird die Temperatur1 des Isolierende» Trägers bei einer geeignetes Temperatur1 der Vier«
dampfungsepelle konstant gehalten und werden die Menge
des verdampfenden Materials sowie die Stärke des Vakuums konstant gehalten, so bleibt ά&τ spezifische Widerstand und 6L$.e Thermistorkonstante der auf dem Träger
durch Bedampfung gebildeten Schicht des elementaren
Halbleiters weitgehend konstante Durch Veränderung der
Temperatur des isolierenden Trägers kann der spezifische liderstand und die Thermistorkonstante der Schicht
beliebig verändert werden. Dabei ist die Veränderung in
einem bestimmten Temperaturbereich besonders bemerkenswerte
Be? spezifische Widerstand und die Thermistorkonstante
der Schicht auf dem Träger sind daher unterhalb
dieses Temperaturbereiches sehr gross» Sie sind sehr klein für eine Schicht auf einem TrSger, dessen Temperatur
oberhalb dieses Bereiches gehalten wird« In anderen Worten zeigen die Werte für aMit spezifischen Widerstand und die Thermistorkonstante Sitremwerte in beiden Riehtungen, wobei der genannte Temperaturbereich den
Umkehrpunkt bildete
209817/01Λ 7
? ^ BAD ORIGINAL
Der Temperaturbereich schliesst die Kristallisationstemperatur
ein, bei welcher der Aufbau der im Vakuum
aufgedampften Schicht vom nichtkristallinen in den
polykristallinen Zustand übergeht „Die Thermistorkonstante
verändert sich sprungartig bei der Kristallisa» t ions temperatur.
Untersuchungen des Kristallaufbaues der im Vakuum auf- ^
gedampften Schicht wurden von B0W0Sloop» C0O0Tiller
und AoPandsack durchgeführt· Die beiden ersten benutzten
Elektronendiffraktion und der letztgenannte HÖntgendiffraktion,
um nachzuweisen, dass die Kristallisat ions temperatur Tc im Bereich von 30Q-350°Cb£Wo32O-4OO°C
liegte
Es konnte bestätigt werden, dass sich die Temperaturkonstante mit der Temperaturänderung des isolierenden i
Trägers veränderte Dabei ist die Veränderung in der Mähe
des Kristallisationspunkte© besonders augenfällig.
Nachfolgend sind Beispiele für die Vakuumverdampfung
von Germanium aufgeführt:
20 9 817/0117
, j i BAD
(1) (2) (3) (4) (5) (6) C7) <8) (9)
(OQ) quelle Vgrdempf, (10~6 (fl>)
. funge- fgszeit (Λκη) (0K)
(<>0) (A/sec) Torr) quelle/ (min.)
I 1 250 1500 50 3.5 6 8O5 20 5400 · 4160
ft:! 2 260 1480 46 4 25 8 90 2500 3860
1 3- 300 1420 20 3 11 8 90 330 4580
> 340 1420 20 4 11 8 90 35 1565
5 345 1410 17 3 9 8 90 3 254Ο
S 6 350 1410 17 3 9 8 90 1.1 1100 »
S 7 355 1410 17 3 9 8 90 0.08 30 -
-* 8 360 1410 30 5 10 8 90 0
9 400 1500 33 4*5 8 10 40: .0*015
10 450 1480 26 4 7 10 45 0.038
Bei der umseitigen Tabelle wurden die Werte für den
spezifischen Widerstand bei 210O ermittelt und die
Thermistorkonstanten bei 100-150° berechnet. Die Thermistorkonstante
B ist definiert aus / = R2 exp · B ( -J- - -J- ). Dabei sind die Wider-
standsv/erte der" Schicht R* und Hg in ^aa^iij und
und T2 in absoluter Temperatur ^0K ] angegeben· (|
Die Änderungen des -spezifischen Widerstandswertes β.βτ
aufgedampften Schicht entsprechen bei den Proben Ur„1
bis 10 den Änderungen der Umgebungstemperatur, wie in
Pig.1a und Tb gezeigt* Die Bezifferung in den Figuren
entspricht der Nummer der Jeweiligen Probe.
In den Schaubildern stellt die waagrechte Linie die
umgebungstemperatur £°0 J dar baw. 10^/absolutö Tempera- *
tür«, Die senkrechte Linie bedeutet den a pea If Ischen
Widerstand.ßj cmj, Aus den Schaubildern ist ersichtlich,
dass die Schichten der Proben Wr.1 bis 6 eine Änderung
des spezifischen Widerstandes bei Tempöraturänderungen
zeigen. Die Schichten Hr.7 bis 10 zeigen dagegen im wesentlichen keine derartige Veränderung bei ähnlichen
TemperaturTeränderungen.
Die angeführte Tabelle zeigt ebenso wie die Sehaubilder deutlich» dass der spezifische Widerstand und die
Thermietcjpkonstante der aufgedampften Germaniumschicht
sich entsprechend der Temperatur des Trägers verändern. Insbesondere verändert sich die Thermistorkonstante im Bereich der Kristallisationstemperatur sprunghaft, vorausgesetzt, dass die anderen Bedingungen bei
der Verdampfung im wesentlichen konstant gehalten werden,,
Die Tabelle zeigt ferner, dass die sprunghafte Änderung der Thermistorkonstante der Germaniumschicht zwischen 345' und 3550C erfolgt. Vergleicht man dieses
Ergebnis mit den genannten Untersuchungen der kristallinen Zusammensetzung, so wird es offensichtlich, dass
die sprunghafte Änderung der Thermistorkonstante eng
an die Kristallisationstemperatur gebunden ist·
Im ?alle der Vakuumverdampfung elementarer Halbleiter
einschliesslich Germaniums sind, wenn die Trägertemperatur im Verhältnis zum Kristallisationspunkt tiefer
,liegt, der spezifische Widerstand und die Thermistorkonstante der aufgedampften Schicht sehr hoch. Ist
dagegen die Trögertemperatur gegenüber dem Kriatalii-
209817/0117 bad original
sationspünkt verhältnismassig hoch, so sind die genannten
Werte für die Schicht ziemlieh niedrig. Von
diesen Gegebenheiten geht die Erfindung aus»
Die bei Trägertemperaturen unterhalb des®JErIetällisartionspunktes
aufgedampfte Halbleiterschieht besitzt Thermistoreigenschaften, wahrend dies bei oberhalb (|
dieses Punktes liegenden Temperaturen nicht der Fall
ist. Daher bildet sich im ersteren Fall «in Thermistorelement
und im letSBteren ein Widerstando
Gemäss der Erfindung stellt der elementare Halbleiter, der bei unterhalb des Kriatallisationspunktee liegender
Temperatur auf den isolierenden Träger aufgebracht wird, das Thermistorelement dar und der bei einer Temperatur
oberhalb des Kriotallieationepunktes aufgebrachte
Halbleiter den Heizleiter für die indirekte Heizung·
Die Trägertemperatur lasst sich durch beliebige MIttel
sur Erwärmung des Trägers einstellen, wie sie in der
Technik äer Vakuumbedarapfuns Üblich sind.
Es ist wünschenswert, dass die Apparatur sur Erwärmung
209817/ai17
BAD ORIGINAL
des Trägers eine genaue Einstellung der Temperatur in
einem weiten Bereich gestattet. Die untere Temperaturgrenze des isolierenden Trägere für die Herstellung .
des Thermistorelements wird im Hinblick auf die Haftfestigkeit der aufgedampften Schicht bestimmt „ Die
obere Temperaturgrenze bei der Herstellung des Leiters für die indirekte Heizung sollte wiederum im Hinblick
auf den Temperaturkoeffizienten des Widerstandes und den thermischen Widerstand des Trägers festgelegt werden»
Weitere Vorteile bei der Herstellung des Heizleiters aus einem polykristallinen Halbleiter bestehen darin,
dass die Regelung der Vakuumbedampfung einfach ist, und die Stromdichte vergrössert werden kann«,
Da Nickel-Chromschichten, welche üblicherweise als
Widerstände in Dünnfilmsehaltungen verwendet werden,
kleine spezifische Widerstände besitzen, müssen in den meisten'Fällen diese Schichten ausserordentlich
dünn, z.Bο in Grössenordnung von 50 Ä sein, um die gewünschten
Widerstandswerte zu erzielen,. Es ist daher ausserordentlich schwierig, die Dicke derartiger dünner
Schichten mit den heutigen technischen Mitteln bei
209817/0117
der Vakuumbedampf ung zu beherrschen, und es lässt sich
kaum ein Widerstand mit der erforderlichen Genauigkeit
herstellen».*" . -
Da jedoch Halbleiter im Segensatz zu den genannten Metallen höhere, spezifische Widerstände besitsiens können auch grSssere Schichtdicken verwendet werden» um
den Widerstandswert mit der erforderlichen Genauigkeit |
herzustellen und ausserdem die zulässige Strombelastung
zu vergrösserno "
Die indirekt beheizte Thermiotorsehieht nach der Erfindung
kann mit einer metallischen Halterung» die wie eine Transistorbefestigung ο0dgl* verwendet wird, durch *
Kleben verbunden und umhüllt werden»
Der isolierende Träger des Thermistors lässt sich mit g
einem Harz als Klebemittel -"befestigen,.
Jedes Ende der Elektrodenanschlüsse desThermistorelements
und des Leiters zur indirekten Heizung ist entsprechend mit den Anschlussklemmen des Thermistorelements
und des Heizleiters verbunden· Dadurch erhält man eine besonders gute, mechanische Festigkeit des
indirekt geheizten Thermistors·
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"-'·■:■■■* ;; BAD ORIGINAL.
Es ist zu beachten, dass die thermische Zeitkonstante
eines derartigen Thermistors hauptsächlich durch die
Wärmekapazität des Thermistors einschliesslieh seiner
Befestigung, der ihn umgebenden Atmosphäre, der Wärmeleitfähigkeit
und der Dieke der Isolierschicht festgelegt
ist, welche das Thermistorelement von dem Heizleiter trennt, sowie ferner durch die Elektrodenzuleitungen«.
Wird der Thermistor nicht von den Zuleitungen gehalten, so kann er auf einem Sockel mit einem
geeigneten Klebstoff befestigt werden«,
GemSss der Erfindung lassen sieh der ,Widerstand des
Thermistorelements und die Thermistorkonstante beliebig und in einfacher "reise bei der Herstellung steuern0
Dies ist ein bedeutender Vorteil der Erfindung9 da Schwierigkeiten bei der Bemessung mit bekannten
Verfahren nicht zu überwinden waren»
Das Prinzip der Erfindung ist anhand eines indirekt geheizten Thermistors in Pigo2a dargestellt» JBabei *
zeigt Pig.2a die Draufsicht auf einen indirekt geheizten
Thermistor, bestehend aus einem isolierenden Träger,
einem Heizleiter zur indirekten Heizung, einer Isolierschicht, einem Thermistorelement und Metall-
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BAD ORIGINAL
elektroden, welche sich sichtweise auf dem Träger befinden.
Pigο2b zeigt einen Querschnitt durch den Thermistor nach Pigo2a entlang der Linie X-X1 o
Bei der praktischen Ausführung werden eine Vielzahl derartiger indirekt geheizten Thermistoren auf einem
isolierenden Träger angebracht, lediglich zur Vereinfachung sind hier die Erläuterungen anhand einer ein- "
zigen Thermistoreinheit ausgeführt»
Der isolierende Träger wird zunächst verschiedenen Arbeitsgängen zur Reinigung der Oberfläche unterworfene Zu diesem Zweck erfolgt die Reinigung einer Hart«
glasscheibe von o,3 mm Dicke zehn Minuten lang mit Ultrasehall in Trichloräthylen, welches danach zweimal durch Aceton ersetzt wird, um das Trichloräthylen
von den Oberflächen der Scheibe zu entfernen,. Die Schei- |
be wird darauf zehn Minuten lang in Äthylalkohol mit ultraschall
gereinigt und getrocknet.
Die Aufbringung von elementarem Halbleitermaterial auf der bzw. den Oberflächen der Glasscheibe erfolgt mittels
Vakuumbedampfung in einem Vakuumbedampfungeapparato
209817/0117
Zur Erzeugung des Dampfes wird in sich polykristallines
oder kristallines Germanium in einem Kohletiegel auf etwa 150.00C erhitzte Hierzu ist ein mit Aluminiumoxyd beschichteter Widerstandsdraht aus Wolfram
vorgesehen. In der Vakuumkammer wird dabei ein Vakuum von 8 bis 9 ·■' 10 Torr eingehaltene
Die Vakuumbedampf ung des Glasträgers mit dem Halbleiter
erfolgt unter Zwischenschaltung einer Metallmaske und dauert 40 Minuten. Während dieser Zeit wird der
Glasträger auf einer Temperatur von 4430C gehalten,
um den Heizleiter für die indirekte Heizung zu bildeno Dieser Heizleiter ist in Figo 3a mit dem Bezugszeichen
11 bezeichnet. Verwendet man, wie im vorliegenden Fall,
Germanium, so beträgt vorzugsweise die oberhalb des Kristallisationspunktes liegende Temperatur des Glasträgers
mehr als 36O0C, jedoch weniger als 7000C. Der
in Fig.3a gezeigte, verhältnismässig grosse, Bereich
des oberen Teiles ist 1 mm breit und 0,8 mm lang und
dient als Anschlusstück für die Elektrodenzuführungen0 Der verhältnismässig schmale und lange Teil in der
Mitte wirkt als Heizleiter und besitzt eine Breite von 0,2 mm* Die Schichtdicke beträgt 10M. Der Heizleiter
ist so bemessen, dass er einen Widerstand von 200 -A.
209817/0117 BAD ORIGINAL
Ϊ6402Ο9
- 2i - "■'."■
■■-■■
besitzt.
Sodann wird ein kaminartiger Tantalheizer, der Siliziummonoxyd
enthält, zur Bildung der Isolierschicht." erhitzt,
die in Fig.3b das Bezugszeichen 12 trägt. In der Vakuumkammer beträgt dabei das Vakuum 3 bis
5 - 1ö~6Torr, und die Temperatur des Glasträgers ist
auf 3400G eingerespLtp Das Siliziummonoxyd wird 30 lai- ä
nuten lang durch eine andere Metallmaske aufgedampftο
Die erzeugte Schicht besitzt eine Dicke von 6
Die Isolierschicht. 12 isoliert den Heizleiter 11 ,von
der Germaniumschicht, welche das Thermistorelement 13
in Fig.-3c bildete ..".'....". ■ / .
Sodann erfolgt die Herstellung der Germaniumschicht
der Thermistorelementes: Dermit Aluminiumoxyd beschichtete Wolframheizkörper, welcher la sich polykristallines
Germanium enthält, wird erneut aufgeheizt
und in der Vakuumkammer ein Vakuum von 2'.«>^ 10" Torr
eingehaltene Die Trägertemperatur beträgt 3350C0 Die
Germaniumschicht 13 wird in einer Dicke von 20 Runter
Zwischenfügung einer weiteren Metallmaske aufgebracht. Diese Schicht besitzt dann eine Thermistorkonstante
von 30000Kc
2098 1778117
,: BAD
Die Temperatur des Glas trägers liegt vorzugsweise in
einem Bereich der von 150° bis unterhalb des Kristallisationspunktes des Halbleiters reicht, beispielsweise
bis unterhalb 35O0C bei Germanium«,
Zur Herstellung der Elektrodenanschlüsse des Thermistorelements
13 und zur Festlegung des Widerstandswertes des Thermistors werden darauf die Goldelektroden 14 durch
Vakuumbedampfung aufgebracht, wie in Fig«,2 gezeigt ist»
Bei dieser Ausführungsform wird mittels Vakuumbedampfung eine Goldschicht bis zu einer Stärke von 0,5>idurch
eine Metallmaske hindurch aufgedampft, sodass ein Abstand von 30 M,zwischen den Elektroden entsteht» Während
des Bedampfungsvorganges bleibt der Glasträger auf einer
Temperatur von 24O°0.
Figo2a stellt die Draufsicht auf ein indirekt geheiztes
Thermistorelement dar, welches nach dem oben, beschriebenen Verfahren hergestellt isto Der Glasträger 10 ist
2 mm breit und 3,6 mm lango
Bei dieser Ausführungsform lässt sich der Widerstand
des Thermistorelements durch geeignete Ausbildung der Metallmaske für die Aufdampfung der Metallelektrode und
209817/0117 ,- BAD ORIGINAL
durch entsprechende Regulierung der Temperatur des
Trägers beim Aufdampfen des Thermistor Elementes einst
eilen» Die Widerstandsänderung zeigt Pig»4, in welcher
auf der waagrechten Achse der Heizstrom in Milliampdre
und auf der vertikalen Achse der Thermistorwiderstand in Ohm angegeben ist»
Es ist zulässig, eine Isolationsschicht, beispielswei- ^
se aus Siliziummonoxyd, auf der als Thermistor wirkenden Germaniumschicht anzubringen, nachdem die Goldelektroden
angebracht sind, um eine Oxydation des-Germaniums zu verhindern»
Eine indirekt beheizte Thermistoreinheit, die von dem
grossen Glasträgerstück abgeschnitten ist, kann zum Schutz gegen unerwünschte Verunreinigung mit einer Umhüllung
versehen werden«. Zur luftdichten Umhüllung kön- |
nen ähnliche Verfahren wie bei der Transistorherstellung Anwendung finden» Dabei kann die Verbindung des
isolierenden Trägers mit der Befestigung in verschiedenartiger
Weise bewirkt werden» Beispielsweise lässt sich durch Verwendung eines in der Wärme aushärtenden Klebeharzes
die gewünschte Verbindung leicht herstellen»
20981770117
.Df:; SAD ORIGINAL
Die vorstehende Beschreibung bezieht sich nur auf eine von vielen, möglichen Ausführungsformen im Rahmen
der Erfindungο Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind
verschiedene Abwandlungen möglich, die zum Bereich der Erfindung gehören sollenβ
5 Patentansprüche 5 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)
1Ö indirekt geheizter fhermistor» bestehend aus einem
Thermistorelement, einem Heizleiter zur indirekten g
Heizung und einem isolierenden Träger, dadurch gekennzeichnet,
dass das Thermietorelement aus einer durch
Yakuuiabedampfüüg hergestellten nichtfcristalliiieni
Schicht aus einem elementaren Halbleiter besteht <>
2ο Thermistor nach Anspruch t» dadurch gekennzeichnet,
dass als elementarer Halbleiter Germanium gewählt iato
3ö Indirekt geheizter Thermistor, bestehend im wesentlichen
aus einem Thermistorelement, einem Heizleiter zur indirekten Beheizung und einem isolierenden Träger,
dadurch gekennzeichnet, dass das iheimistorelemeat und
der Heizleiter zur indirekten Beheizung aus durch Vakuumbedampf ung hergestellteil Schichten eines elementaren Halbleiters bestehen» dass die Trägertemperatur
bei der Herstellung des Thermistorelementes unterhalb
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BAD ORIGINAL
und bei der Herstellung des Heialeiters oberhalb das
Kristallisationspunktes des Halbleiters gehalten wird·
4. Thermistor nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
dass das Heizelement zur indirekten Heizung auf einer der Oberflächen der isolierenden Trägerplatte und das
Thermistorelement auf diesem unter Zwischenlage einer Isolationsschicht schichtweise angebracht sind»
5· Thermistor nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet»
dass der elementare Halbleiter aue Germanium besteht,
und der Träger bei der Herstellung des Thermistorelements auf einer Temperatur, unterhalb 35O0O und bei
der Herstellung des Heizleiters auf einer Temperatur oberhalb 36O0O gehalten wird.
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BAD ORIGJNAU
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JP7413066 | 1966-11-11 |
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DE1648209B2 DE1648209B2 (de) | 1973-08-02 |
DE1648209C3 DE1648209C3 (de) | 1974-02-28 |
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Family Applications (1)
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DE (1) | DE1648209C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556876C1 (ru) * | 2014-01-29 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Терморезистивный материал на основе асфальта пропановой деасфальтизации |
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1967
- 1967-11-06 US US680722A patent/US3503030A/en not_active Expired - Lifetime
- 1967-11-07 DE DE1648209A patent/DE1648209C3/de not_active Expired
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RU2556876C1 (ru) * | 2014-01-29 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" | Терморезистивный материал на основе асфальта пропановой деасфальтизации |
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Publication number | Publication date |
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DE1648209C3 (de) | 1974-02-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |