DE1804911A1 - Duennschicht-Schiebewiderstand - Google Patents
Duennschicht-SchiebewiderstandInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C10/00—Adjustable resistors
- H01C10/22—Adjustable resistors resistive element dimensions changing gradually in one direction, e.g. tapered resistive element
-
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- H01C10/00—Adjustable resistors
- H01C10/30—Adjustable resistors the contact sliding along resistive element
- H01C10/308—Adjustable resistors the contact sliding along resistive element consisting of a thin film
-
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- H01C10/46—Arrangements of fixed resistors with intervening connectors, e.g. taps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Adjustable Resistors (AREA)
Description
Case 71.
Ilippon lio^aku, K.IC,
7, 1-chome, iiihonbashi-dohri
Tokyo / Japan
Lünnschicht-Schiebewiderstand
Die iirfinduiiff betrifft einen Dünnschichtwiderstand aus einer
. .etallschicht als Unterlage und einer Palladiumschicht, die
zusarinen die wesentlichen Teile eines Dürmschicht-ochiebev/iderstands
für Meßinstrumente ausmachen.
üblicherweise v/erden als dünne Widers tancls schien ten Schichten
aus ICoIilenstoff, aus Chromnickellegierung oder aus einer Dopwolschicht
Chrom/Gold benutzt, üei den üblichen ICohlenstoffsciiichtsn
treten starke Änderungen des l'Jiderstandsv;ertes mit
zunehuender Zahl von Gleitbewegungen des Schiebers auf, und
der Widerstand hat nur 2erinSe Genauigkeit, Chromnickellegierungen
werden im allgemeinen als Dünnschichtwiderstände mit Metallschicht benutzt, deren Hachtcil jedoch in dem grossen
unterschied der I/iderstandswerte bei ruhendem und bewegtem
Schieber liegt, und diese Differenz lürjt sich auch dann nicht
beseitigen, wenn für den Schieber das bestgeeignete Material benutzt wird, r/enn jedoch der Schieber mit einem ziemlich
hohen Druck angepreßt Wird, ist der Unterschied des Widerstandswertes
bei b^^JoAj"/^ J3·3* stillstehendem Schieber we-
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niger erheblich, nur nimmt nun der Verschleiß mit der Zahl der Schieberbewegungen noch stärker zu, und die Belastung der
Betätigungsorgane des Widerstands wächst an. Schließlich ist auch eine leitende Schicht benutzt worden, die aus einer Chromschicht
als Unterlage und einem darübergelegten Goldfilm besteht, jedoch wächst der Verschleiß mit der Zahl der Scliiebebeiiegungen
erheblich, und daher tritt eine starke Änderung des Widerstandswertes ein. Als Schaltelement für lief?) inst rumen te,
insbesondere für Belichtungsmesser in der photographischen Technik, werden Widerstände aus dünnen Kohlenstoffschichten
verwendet, und dünne Widerstandsschichten aus Chromnickelnetall werden nur als Hilfsmittel, etwa als Elemente für die
Filmempfindlichkeitseinstellung benutzt. Allgemein betrachtet, wird als dünne Widerstandsschicht für Ließinstrumente ein
Dünnschicht-Widerstand gesucht, der mit geringem Auflagedruck verwendbar ist, der gleichen W'iderstandsitfert am gleichen Funkt,
unabhängig davon, ob der Schieber bexfegt wird oder stillsteht,-aufweist,
dessen bewegte Fläche hohe Abriebfestigkeit besitzt, und dessen Widerstandswert hohe Stabilität hat; unter den bekannten
Widerständen findet sich jedoch keine Widerstandsschicht, die diesen hohen Anforderungen genügt.
Hit der Erfindung soll ein Dünnschicht-Schiebewiderstand für
Meßinstrumente angegeben werden, der bei Bewegung nur geringen Auflagedruck erhält, dessen Widerstandswert ausserordentlich
stabil ist, der unabhängig von dem Bewegungszustand des Schiebers an einem bestimmten Punkt immer den gleichen Widerstandswert
aufweist, und dessen bewegte Fläche hohe Abriebfestigkeit zeigt.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, einen Dünnschicht-Schiebewiderstand
herzustelleiij dessen Widerstandswert an einem Punkt
unabhängig von dem liewegungszustand des Schiebers der gleiche
ist, dessen durch Abrieb oder durch Alterung verursachte Änderung des Widerstandswertes gering ist, dessen Kontaktdruck
zwischen Widerstandsschicht und Schieber ohne Beeinträchtigung
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der oben angeführten günstigen Wirkungen niedrig gehalten werden
kann, dessen Kraftaufwand für das Bewegen des Schiebers demzufolge gering ist, und bei dem die Belastung der Bewegungsmecliaaik
verringert und die Handhabung des Instruments erleichtert werden kann. VJenn die Erfindung an Meß instrumenten, insbesondere
an Stromkreiselementen für Belichtungsmesser für photographische Zwecke benutzt wird, laßt sich das Meßinstrument
besonders klein halten, wobei gleichzeitig seine Lebensdauer günstig beeinflußt wird.
Die Erfindung besteht aus einem bünnschicht-Schiebewidorstand
für Meßinstrumente, bei dem ein Dünnschichtwiderstand vorgesehen
ist, der sich aus zwei Schichten zusammensetzt, nämlich einer Scnicht eines Grundmetalls oder einer Legierung dieses
Metalls als Unterlage und einer Palladiumschicht als Decklage,
oder aus einer filmartigen Mischung aus Grundmetall und Palladium als Zwischenlage zwischen den beiden Schichten, oder· aus
zwei Schichten, nämlich einr Schicht eines Grundmetalls oder einer Legierung dieses Metalls als Unterlage und einer Palladiumschicht
als Decklage, oder aus einer filmartigen Mischung aus Grundmetall und Palladium als Zwischenlage zwischen den
beiden Schichten in Streifenform, wobei die Streifen auf die Dünnschichtwiderstands-Schicht hohen T.riders tandswert auf der
isolierenden Unterlage gelegt werden.
Die Erfindung wird nun genauer anhand der Zeichnungen beschrieben,
die folgendes darstellen:
Fig. 1 einen Grundriß einer Ausführungs form der Erfindung;
Pig, 2 eine Seitenansicht der gleichen Ausführungsform;
Fig. 3 einen Grundriß einer weiteren AusEüh rungs form der Erfindung
.
In den Fig.. 1 und 2 ist 1 eine isolierende Grundplatte, auf
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der ein "widerstand 2 aus einer dünnen Doppe !schicht aus Carom
und Palladium angebracht ist, an deren einem Ende sich eine Elektrode 3 befindet; der Schieber ist mit 4 bezeichnet. Der
den Schieber berührende Dünnschichtwiderstand ist entsprechend den obigen Angaben zusammengesetzt, und der Schieber weist
daher einen gebogenen Phosphorbronzedraht von etwa o,3 mm " Durchmesser auf; ein Kontaktdruck von wenigen Gramm ist ausreichend.
Die Änderung der Breite der !Widerstandsschicht folgt
der .änderung der Widerstandsfunktion, nachstehend wird eine Erläuterung
über die Chrom-Palladium-Poppelschicht ^egeoen, Die
Chrom-Palladium-Schicnt ist ein Doppelschicht-überzug, der durch
Aufstäuben eines Chromüberzugs als untere Schicht auf die Grundplatte hergestellt wird und durch Aufstäuben eines Pallauiumüberzugs
auf die Chr.omscliicht; es tritt kein von den Bewegungszustand
des Schiebers abhängiger Unterschied "des Widerstandswertes
an ein und demselben Punkt auf, unabhängig von dem We rkstoff, aus dem der Schieber besteht, und auch bei geringem ICon- ·
taktdruck zwischen Schieber und Widerstandsschicht; die Abriebfestigkeit
ist hervorragend uhd die mit der Zahl der Schieberbex\regungen
einhergehende Änderung des Widers tandswertes sehr gering. Bei einer Dicke des Chromüberzugs zwischen 100 X und
1000 Ä und einer Stärke des Palladiumüberzugs zwischen 200 R
und 2000 & kann ein Dereich des Widerstandswertes zwischen
2οΛ /Q und lXl/Q erzielt werden, wenn jedoch die Stärke
der jeweiligen Oberzüge eingestellt wird, läßt sich der Widerstandswert
Vielter erhöhen.
Wenn andererseits die Zwischenschicht des Doppelschichtüberzugs aus einem Gemisch von Chrom und Palladium in geeignetem Verhältnis
bestellt, und wenn das Mischungsverhältnis in Richtung der Stärke allmählich verändert wird, kann der Temperaturkoeffizient
des Widerstandswertes verringert werden. Der Chromüberzug
verbessert die Haftung an der Grundplatte, und daher kann die erfinderische Wirkung nicht beeinträchtigt werden, wenn
statt Chrom1 Chromnickel als Chromlegierung oder andere Grundmetalle,·
wie Mangan, Titan, Beryllium, Tantal oder Nickel, be-
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nutzt werden. lian kann einen besonders starken überzug herstellen,
wenn er unter Bedingungen hergestellt wird, bei denen die Temperatur der Grundplatte oberhalb von 20O0C und der Druck
unterhalb 5 . ίο" Torr liegt. Us erübrigt sich, hinsichtlich
der herstellung dieses Überzugs besonders zu erwähnen, daß er nach den üblichen Zerstäubungsverfahren hergestellt werden
kann; darüber hinaus hat der Palladium-Überzug hervorragende Abriebfestigkeit und ist kaum oxydierbar - zwei unentbehrliche
Eigenschaften für einen Schiebewiderstand - und ist darüber hinaus stabil gegenüber hohen Temperaturen oberhalb von 2000C,
ist feuchtigkeitsbeständig und überlastbar.
l;ig. 3 zeigt im Grundriß eine Aus führungs form, bei der der erfindungsgenässe
VJiderstand in Streifenform ausgeführt ist;
iiierbei ist 2' der streifenförmige Chron-Palladium-Überzug
und 4f ein Schieber, der mehr als zwei Streifen berührt. Hin
Dünnschichtwiderstand 5 weist höheren "Widers tandswert auf als ihn der Streifen 2' hat, und 5 kann hoher als 21 liegen oder
umgekehrt. Zwischen den gestrichelten Linien 6 und 7 liegt die Jahnspur der Kontaktstelle des Schiebers; 3 ist eine Blektrode.
Aus dieser Aus führungs form ergibt sich, daß das IContakteleitient
des Schiebers die gleichen Eigenschaften aufweist wie bei der Ausführungsform nacn Fig. 1, und es läßt sich ein Widerstand
erreichen, dessen lüderstandswert an seiner oberen Grenze
so hoch ist, wie er mit einem Chrom-Palladium-überzug allein
nicht zu erzielen ist. Bei Verwendung -der beschriebenen Bauform
kann eine Schutzschicht, z.B. ein .Siliziumoxydfilm, auf den Teil 5 des Überzugs aufgetragen v/erden, nachdem die Überzüge
5 und 2 aufgebracht sind; die Stabilität des Widerstandes wird dadurch erhöht. Es braucht nicht erwähnt zu werden, daß die
Ouergronze weiter erhöht werden kann, indem Widerstände von
höherem Widerstandswert in Serie hinzugefügt und die Zahl der
Streifen erhöht wird.
Man kann auch die Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 3 in
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einer Kombination vereinigen, und dabei können die Teile 2 und
2' gleichzeitig hergestellt v/erden, was sehr zweckmässig ist.
Der Kontaktteil des Schiebers kann im Bereich zwischen 6' und 7' auf dem Widerstand 5 vorgesehen werden (Fig. 3). Uenn jedoch
der Xontaktbereich des Schiebers zwischen den Teilen 61 und
7» vorgesehen wird, sollte man den Film 2" oben auf den FiIn 5
geben. Bei dem angegebenen Streifenaufbau erfolgt die "widerstandsänderung
in Stufenschritten, aber die Stufenhöhe kann mit üblichen Mitteln genügend eng gehalten werden, so daß damit
kein Nachteil in technischer Kinsiclit verbunden ist.
Patentansprüche;
BAD ORlGiNAL
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Claims (7)
1. DünnschicLt-Cchiebewiderstand für lie-ins truiuente, gekennzeichnet
durch einen Dünnschichtwiderstand aus mindestens zwei Schichten (2), wobei die untere Schicht als Grundmetall
auf eine isolierende Platte (1) aufgebracht ist, während die obere Schicht als Palladium-Überzug auf die untere
Schicht aufgebracht jst.
Dünnschicht-Schiebewiderstand für Meßinstrumente, gekennzeichnet
durch einen Dünnschichtwiderstand aus zwei- Schichten (2), wobei die untere Schicht in Form einer Legierung
eines Grundmetalls auf eine isolierende Platte (1)" aufgebracht
ist, während die obere Schicht als Palladium-Schicht auf die untere Schicht aufgebracht ist.
3. Dünnschicht-Schiebewiderstand nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß ein gemischter Oberzug aus einem Grundmetall und Palladium zwischen die untere und die obere
Schicht eingelegt ist.
4. Dünnschicht-Schiebev/iderstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein gewischter Überzug aus einem Grundmetall und Palladium zwischen die untere und die obere
Schicht eingelegt ist.
5. Dünnschicht-Schiebewiderstand für Meßinstrumente, gekenn-
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BAD ORIGINAL
η _
""Cj ·■
zeichnet durc.-i einen streifenförnic; angeordneten Dünnscnichtv.'iderstand
(2') aus nindestens zwei Schienten, deren untere aus Grundnietall und deren obere aus Palladium besteht,
und dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnschichtwiderstand
(2r) in Streifenforr.i über einen auf einer isolierenden
Platte angebrachten Dünnschichtüberzu,^ honen :;iderstandswerts
angeordnet ist.
6. TKAnnscliicht-ScLiebewiderstanu für i:o"geräte, gekennzeichnet
durch einen streifenf «grilligen Drains cn i ca tv; i de rs t and aus
mindestens zwei Schichten (21), deren untere aus einer
Legierung von urimdmetall besteht, während die obere Lage
ein Palladitm-überzug ist und dadurch gekennzeichnet, daß
der Dünnschichtwiderstand (21) in Streifenform über einem
auf einer isolierenden Platte angebrachten Dünnscuichtüberzug
hohen '/iderstandswerts angeordnet ist.
7. Dünnschicht-Schiebewiderstand nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß ein gemischter überzug aus einem Grund·
metall und Palladium zwischen die untere und die obere
Schicht eingelegt ist.
o. Dümischicht-ijchiebewidorstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein gemischter Überzug aus einem Grund-•netall und Palladium zwischen die untere und die obere
Schicht eingelegt ist.
SAD ORDINAL
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Applications Claiming Priority (1)
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