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Verfahren zur Herstellung von Nickel-Phosphor-Schichtwiderständen
und nach dem Verfahren erhaltene Widerstände.
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Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung P 17 65 090.7 vom t. April
1968 ) -Die Brfindung betrifft die Erzeugung von elektrischen Präzisionswiderständen
und hat ein Verfahren zur Herstellung derselben durch Niederschlag einer Nickel-Phosphor-Schicht
in Abwesenheit von Elektrizität auf einen Träger, beispielsweise aus Porzellan,
Alluminium, Steatit, Glas oder anderes keramischen Werkstoff bzw. Kunststoff mit
einem Isolationswiderstand, der bei 20°C größer als 1012 Ohm cm ist, zum Gegenstand.
Der bei der Herstellung von Schichtwiderständen verwendete Träger muß bekanntlich
ausreichend unporös sein, um das Eindringen des bei dem nachfolgend beschriebenen
Verfahren verwendeten chemischen Stoffes in den Materialkörper zu verhindern und
ferner muß dieser Trigger eine ausreichende chemische Beständigkeit besitzen, um
der Wirkung dieses chemischen Stoffes zu widerstehen. Unter dem Begriff "Präzisionswiderstand"
wird hier ein Widerstand verstanden, der einen Widerstandstemperaturkoeffizienten
(TCR) im Bereich von # 50 Teilen per Million (T.p.M.) je °C und eine Widerstandsbeständigkeit
besitzt, die nach 1000 Betriebsstunden unter Belastung und bei derartigen Verhältnissen,
daß die Höchsttemperatur des Widerstandes im Fall von Schichten mit spezifischem
Oberflächenwiderstand bis zu 10 Kilo-Oh. per Quadrat @@@°C und im Fall von Schichten
mit spezifischem Oberflächen-@@@ @@@ und von mehr als 10 Kilo-Ohm per Quadrat 100°C
nicht
überschreitet, besser ala ein Prozent ist.
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Es sind verschiedene chemische Verfahren bekannt, Mittels welcher
es möglich ist, ohne Verwendung von elektrischen Strom Metallschichten, die hauptsächlich
aus Nickel, Kobalt oder Eisen bestehen, auf der Oberfläche von verschiedenen Gegenständen,
wie Platten, der Stäbe aus Glas, Porzellan, Steatit, Kunstharzen u.dgl. niederzuschlagen.
Verschiedene Verfahren sind beispielsweise in der britischen Patentschrift 749 824
beschrieben, box welchen Verfahren der allgemein bekannte Kunstgriff angewandt wird,
den pH-Wert und die Temperatur der Plattierungsbäder einzuregeln. In der besagten
Patentschrift ist insbesondere die Herstellung von elektrischen Widerständen angegeben,
welche Widerstandswerte zwischen einigen wenigen Oho und wenigen Meg-Ohm besitzen.
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Die erwshnten Metallschichten werden durch chemische Reduktion aus
wäserigen Lösungen erhalten, deren Hauptbestandteile Hypophosphitione und Salze
der erwähnten Metalle sind. Diesen Lösungen werden ferner weitere Stoffe zugegeben,
um ihre Beständigkeit zu verbessern und einen regelmäßigeren Metallniederschlag
zu erzielen. Diese Art von Niederschlagverfahren wird allgemein mit des Begriff
"Plattierung ohne Elektrizität" bezeichnet.
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Die Träger, auf denen die Metallschicht niederzuschlagen ist, benötigen
bekannterweise eine Vorbehandlung mit wässrigen Lösungen, beispielsweise solchen,
die sogenannte Sensibilisatorom omthalten und andere, die sogenannte Aktivatoren
enthalten.
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Die erstgenannten Lösungen bestehen im allgemeinen aus wässrigen Zinnchlorürlösungen
und die zweitgenannten sind sehr verdünnte Palladiumchloridlösungen bzw. Lösungenvon
Chloriden anderer Edelmetalle. Die auf diese Weise erhaltenen Metallschichten haften
sehr gut auf der Oberfläche der elektrischen Isolationskörper und können spezifische
Oberflächenwiderstande besitzen, die in Abhangigkeit ihrer Starke und ihrer Zusammensetzung
zwischen 0,1 Ohm per Quadrat und etlichen Hunderttausend Oh. per Quadrat schwanken.
Sie sind daher fflr die Herstellung von Widerstinden der normalerweise in elektronischen
Geraten verwendeten Art möglicherweise nützlich.
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Die durch chemischen Niederschlag mit den oben erwähnten L6-sungen,
in denen das Reduktionsmittel das Hypophosphition ist, erhaltenen Metallschichten
weisen einen Phosphorgehalt auf, der von wenigen Prozent bis zu 10% und sehr schwanken
kann, so daß diese Schichten als eine aus einem oder mehreren Metallen und Phosphor
gebildete Legierung bzw. feste Lösung betrachtet werden können. Die mittels dieser
chemischen Reduktionsverfahren erhaltenen Metallschichten können jedoch als solche
nicht zur Herstellung von elektrischen Präzisionswiderständen verwendet werden,
da ihr Widerstand und ihr TCR sehr unbeständig sind und sich zeitlich und je nach
den Betriebsbedingungen verändern. Im allgemeinen ändert sich der TCR, wenn die
Starke der Schicht (und folglich ihr apezifischer Oberflächenwiderstand) vermindert
wird, wodurch die Niederschlagszeit in einem beliebigen gegebenen Plattierungsbad
ohne Elektrizitit verändert wird. Wenn ein weiter Bereich von
spezifischen
Oberflächenwiderständen erseugt wird und ein niedriger Wert des TCR gefordert wird,
um diese Veränderung des TCR mit dem spezifischen Widerstand zu kompensieren, ist
es im allgeneinen notwendig, einen oder mehrere Parameter des Niederschlagsprozesses
je nach dem geforderten Wert des spezifischen Oberflächenwiderstandes abzuändern.
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Verschiedene Methoden zur Erzielung der geforderten Einregelung des
TCR ergeben sich aus den erwerbenen Konntmissen bei der Herstellung von Widerstandsschichten.
So es ist beispielsweise bekannt, daß Nickelschichten mit einer Stärke von @@@ als
etwa 150 A einen TCR von mehr als 1000 T.p.M/°C besitzen und daß die ohne Elektrizität
niedergeschlagenen Nickelschich ten einen merklichen Phosphorgehalt aufweisen, der
diesen Schichten einen weitaus geringeren TCR-Wert verleiht. Es ist eine festliegende
Tatsache, daß sich der TCR von Schichten aus Metallelementen progressivevon stark
positiven Werten zu kleinen positiven Werten und bis zu Null bzw. auch zu negativen
Werten verändert, wenn das Metall durch Einschluß eines anderen geeigneten Elementes,
beispielsweise Phosphor, in die Schicht in eine Legierung verwandelt wird. Es ist
ferner wohlbekannt, daß der Phosphoranteil durch Verringerung des pH-Wertes der
metallisierenden Lösung erhöht werden kann und in geringeres Ausmaß nkann das gleiche
Ergebnis unter gewissen UmstMnden auch durch Erniedrigung der Niederschlagstemperatur
erreicht werden.
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Die Einregelung des pH-Wertes als Methode zur Kontrolle des Phosphoranteils
und somit der TCR ist jedoch lußerst nachteilig. Dies ist darauf zurückzuführen,
daß der pH-W-rt wihrend der Plattierung sich in einer Weise verändert, die praktisch
völlig
unverhersehbar ist. Ferner ist es Nußerst ratsam, die pH-Werte der Lösungen aufgrund
anderer Ueberlegungen als jener der Kontrolle des TCR wihlen zu können. Diese Nachteile
werden im Laufe der folgenden Beschreibung der Erfindung näher erllutert, welche
darauf abzielt, diese Schwierigkeiten sowie andere bisher begegnete Mängel zu beseitigen
bzw. stark herabzusetzen.
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Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung eines Prlzisions-Nickelphosphorschichtwiderstandes
vor, das die folgenden Schritte umfasst: 1) elektrizitätslose Plattierung eines
aktivierten Isolationsträgers aus einer wässrigen Plattierungslösung, die (a) ein
Hypophosphit, (b) ein Nickelsalz (c) Aethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder eines
ihrer Salze, (d) ein Pyrophosphat und (e) ein Orthophosphat enthälts so daß auf
dem Träger eine Nickelphosphorschicht ge@@@@ Stärke erhalten wird und 2) Wärmestabilisierung
der @@@ @@@ @@@ wobei die Konzentration @@@ jene von (a), (b), (d) und @@@ der vollewändigen
Die @@@ I@@ 15-@ @ter Hy@ophosphil @@@ vol @@@ @@@@ @@
(c) eine
Konzentration besitzt, die um mindestens 0,005 g Mole/Liter geringer als die in
Gramm-Ionen/Liter ausgedrückte Ionenkonzentration des Nickels ist, wobei ferner
die Mongen der Badbestandteile derart gewähtl sind, daß der pH-Wert der Lösung innerhalb
des Bereiehes 5-7 bleibt.
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Wenn in der beim erfindung @@@ Dem Verfahren verwendeten Lösung zur
Blektrizitätslos@@ Pisttierung Aethylendiamintetraessigsäure enthalten ist @@@ @@@
beträgt eine zweckmäßige Mindest-menge dermolben 0,@@@ g Mole/Liter.
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Die EDTA stellt keinen wessentlichen Bestandteil dieser Lösungen dar,
wenn für die anderen Bestandteile sehr reine chemische Verbindungen verwendet werden.
Oft ist es jedockh nicht möglich, ausreiehend reine Verbindungen zu erhalten, so
daß innerhalb der Plattierungsbäder ein Niederschlag stattfindet. Die EDTA macht
diesen Niedergehlag @@@ gering bezw. verhindert das Zustandekennen desselben, beis@@@
weise durch Komplembildung mit ionischen Verumreimigunger, so daß sie eine viehtige
Rolle zur Siebersteilung der Beständigkeit der Bäder spielt. Sie ist somit ein @@@lieher
Bestandteil, wenn keine @@@ reinen Vorbinlangen verwendet werden.
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@@@ich ist die @lettirung in erhalb einen Tempera-@@@ verzu@@@ els
von der Raumtempe-@@@ sich @@@ @eigt, daß die beste Zone @@@ 10 gt, @@ @@@ sie je
der offenti@@
Mengen der Badbestandteile verändert werden. Es ist
bemerkenswert, daß die genauen @@@ungen der Badbestandteile unter anderen von der
Temperatur @@@gen, bei der die Plattierung durchgeführt wird. Wird die Temperatur
des Niederschlages bzw. der Plattierung erhöht, dann werden die weniger beständigen
Zusammensetzungen, aus denen die Plattierung rasche@@@ erfolgt, progressiveunbrauchbar.
Je höher die Temperatur ist, umso geringer ist daher die günstigste Konzentration
des Bestandteile (a), (b), (d) und (e) und umso größer ist die Konzentration des
Bestandteiles (c), sofern derslbe vorhanden ist.
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Die Zeitdauer des Niederschlagen bzw. der Plattierung hängt von dem
geforderten spezifischen Oberflächenwiderstand der Nickel-Phosphot-Schicht ab und
kann versuchsweise leicht festgestellt werden.
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Es hat sich gezeigt, daß der TCR der niedergeschlagenen Schichten
nicht nur vol pH der Lösung, der Konzentration des Hypophosphits und des Nickelsalzes
und der Temperatur der Lösung, sondern auch von der Konzentration des Pyrophosphats,
des Orthophosphate und der etwa vorhandenen EDTA abhängt. Diese Entdeckung hat es
gestattet, den Niederschlag von Schichten durchzuführen, die einen niedrigen TCR
bei eines pH-Wert besitzen, der nicht zu Schichten mit niedrigem TCR hatte führen
kennen, wenn ein herkömmliches Bad zur Plattierung ohne Elektrizität verwendet worden
Ware, wobei ferner auch die Wahl einer günstigen Plattierungstemperatur gestattet
wurde.
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Die Möglichkeit, mit geringen oder gar keinen pH-Veränderungen arbeiten
zu können, ist besonders wichtig. Mit den bisher bekannton Lösungen war es im allgemeinen
nur siglich Schichten mit eines TCR im Bereich von # 50 T.p.M./°C zu erhalten, wenn
verhältnismäßig saure Lösungen verwendet wurden.
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Je niedriger der gewunachte Wert des spezifischen Oberflächenwiderstandes
ist, umso größer ist bei sonst gleichen allen anderen Parametern des Prozesses der
pH-Wert der Lösung, der zum geringten TCR führt. Für kleinete spezifische Oberflächenwiderstande
als beispielsweise 20 Ohm/Quadrat ist der günstigste pH-Wert fflr die Plattierung
aus diesen vorbekannten Lbsungen im allgemeinen ungefahr 3,0. Bei eines so niedrigen
pH-Wert werden die ohne Elektrizität niedergeschlagenen Nickelschichten während
ihres Niederschlages kontinuierlich angegriffen und aufgelöst und es hat sich gezeigt,
daß dies eine der Hauptfaktoren ist, welche für die Gleichförmigkeit des Niederschlages
der Schicht schädlich sind.
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Der unerwünschte chemische Angriff ist viel langsamer, wenn die Lösung
Neutral bzw. nur leicht sauer ist, d.h. bei einem pH im Bereich ton 5-7, doch sind
die vorbekannten Plattierungslösung in diesem pH-Bereich unstabil bzw. sie führen
zu derart niedrigen Phosphoranteilen, daß nur Schichten mit einem niedrigen TCR
gebildet werden können, wenn der spezifische Oberflächenwiederstand sehr hoch ist.
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Im Gegensatz zu dieser allgemeinen Einachrinkung hinsichtlich der
Wahl der pH-Werte der Lösungen gestattet das erfindungsgemäße
Verfahren
ein. größere Freiheit der Wahl, da die pH-Werte im Bereich von 5-7 gehalten werden
können. Der genaue innerhalb dieses Bereiches gewählte pH-Wert ist nicht von Bedeutung,
da der TCR von aus diesen Lösungen erhaltenen Schichten weniger stark vom pH-Wert
abhängt als bei den bokannten Lösungen. Wenn Schichten mit sehr geringen spezifischein
Widerstand hergestellt werden, dann bsrritzen die L6-sungen einen pH-Wert von 7,
unter welchen Bedingungen die bei den bisher verwendeten Lösungen mit niedriges
pH-Wuftretende undrwünschte chemische Angriffsreaktion minimalisieht wird. Der chemische
Angriff ist bei den flr höhere spezifische Widerstände erforderlichen dinneren Schichten
weniger schädlich, so daß man bei diesen durch die Wahl des pH-Wertes zwischen 5
und 7 keinen bedeutenden Vorteil erzielt.
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Wie bei den vorher bekannten Plattierungsbädern verändert sich auch
bei den aus den erfindungsgemäß verwendeten Lösungen niedergeschlagenen Schichten
der TCR mit der Veränderung des spezifischen Widerstandes zufolge Kenderung der
Niederschlagzeit, wenn alle anderen Bedingungen konstantt gehalten werden. Es hat
sich jedoch gezeigt, daß das Ausmaß dieser unerwünschten Veränderung von der Natur
der gesünschten Kösung abhängt. Ein überraschender Vorteil der erfindungsgemäßen
Plattierungslösung besteht darin, daß des @@@ dieser Veränderung weitaus kleiner
ist als bei der untersuchter @@@ lösungen. Demzufolge ist die @@@ @@@ @@@ in @@@
@@@ @@@ @@@ @@@ @@@ @@@ @@@ @@@
Ferner hat sich überraschenderweise
gezeigt, daß der TCR von Schichten, die aus erfindungsgemäßen Lösungen mit einem
pH von 6 niedergeschlagen werden, geringfügig positiver als jener von Schichten
mit dem gleichen spezifischen Widerstand ist, die aus Lösungen mit einem pH-Wert
von 7 niedergeschlagen werden, d.h. daß eine Verringerung des pH-Wertes bei einem
bestimmten spezifischer Widerstand einen positiveren TCR ergibt. Diese Tendenz steht
im Gegensatz zu jener, welche sich bei den bisher angetandten Metallisierungslösungen
gezeigt hat.
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Obwohl die Erfindungsgemäßen Präzisionswiderstände einen Isolationsträger
aus einen beliebigen geeigneten Material besitzen können, ist es verzuziehen, daß
der Träger aus Porzellan, Steatit, Alluminium oder einen anderen keramischen Werkstoff
(beispielsweise Glas) besteht, doch kann er auch aus Kunststoffen (beispielsweise
aus einen Epoxyd-, Alkyd-, Phenol-oder Siliconhars) oder aus anderen Werkstoffen
bestehen, die sufolge ihrer Geeignetheit als Träger für Präzisionswiderstände bekannt
sind.
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Die nachfolgenden Beispiele erläntern den Niederschlag einer Nickel-Phosphor-Legierung
auf gereinigte Steatitstäbchen mit einen Durchmesser von 2,5 mm und einer Länge
von 10 mm, deren Oberflächenrauhigkeit einen auf die Achse besogenen mittleren Index
von 0,0889 cm (etwa 35 @@@) entspricht. Es wurde in allen Fällen das felgende Aktivierungsvorfahren
angewandt.
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100 Stäbehen werden in einem 250 ml Kolben untergebracht, in den sodann
eine ausreichende Menge einer 1 Gew.% pro-Volumen Zinnchlorür und 1 Volumprozent
pro Volumen Salzsäure enthaltenden wässrigen Lösung eingebracht wird, um die Stlbchen
genau zu bedecken. Der Kolben wird sodann von Zeit zu Zeit während 15 Minuten gedreht.
Die übershüssige Lösung wird entfernt und die Stäbchen werden vollständig in destilliert
Wasser gewaschen. Anschließend werden die Stäbehen mit einer wässrigen Lösung bedeckt,
die 0,1 Gew.% pro Volumen Palladiumchlorid und 0,25 Volumprozent pro Volumen Salzsiure
enthielt und der Kolben wird langsam 2 Minuten lang gedreht. Die überschüssige Lösung
wird von den Stäbchen entfernt und dieselben werden vollständig in destilliertem
Wasser gewaschen, dessen pH-Wert zwischen 6 und 8 liegt, wobei dieses Wasshen während
etwa 5 Minuten durchgeführt wird.
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Um die bestmögliche Gleichförmigkeit der aktivierten Oberflache zu
erzielen und um einen gleichförmigen Beginn des, anschließenden Niederschlagsprozesses
sicherzustellen, wird das folgende "Reaktivierungsverfahren" angewandt : Mengen
von 200 Stlbchen werden bei der Temperatur des Plattierungbades zwei Minuten lang
in eine wässrige Lösung eingebracht, die 2 Gew.% pro Volumen Natriumhypophosphit
und 0,01 Gow.% pro Volumen Nickelionen enthält. Diese Vorwärmlösung wird sodann
durch Dekantieren abgetrennt und die Stäbchen werden sofort mit der erwärsten Plattierungslösung
bedeckt.
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Plattierung und Stabilisierung.
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BEISPIEL 1 Es wird eine Lösung zubereitet, indem 25 g NiSO47H2O 25
g NaH2P02H20 50 g Na4P2O410H2O 30 g Doppelnatriumsalz der EDTA 7g Na2HPO4 12H20
in destilliertem Wasser gelöst werden und auf einen Liter verdünnt wird. Der pH-Wert
dieser Lösung ist 6. 100 al dieser Lösung werden auf 50°C erwärmt und auf die aktivierten
und erwärmten Stäbchen gebracht. Die Reaktion wird eine Zeit lang fortschreiten
gelassen, welche von dem geforderten Wert des spezifischen Oberflächenwiderstandes
abhängt, wobei beispielsweise eine Plattierungszeit von 25 Minuten zu Schichten
führt, deren spezifischer Oberflächenwiderstand 10 Ohm/Quadrat betrigt. Die Lösung
wird sodann weggeschüttet und die plattierten Stäbchen werden vollständig in fließendem
Wasserleitungswasser gewaschen. Anschließend werden sie in destilliertem Wasser
und zum Schluß in Aceton' gespült. Sodann werden die Stlbchen bei Raumtemperatur
an der Luft getrocknet und schließlich werden sie stabilisiert, indem sie auf ebene
Teller gelegt und 5 Stunden lang in einem reinen Ofen auf 250°C erwärmt werden.
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Die Abhängigkeit des TCR vom spezifischen Oberflächenwiderstand für
Schichten, die nach diesem Verfahren erhalten'werden,
bei dem nur
die Dauer der Plattierung verändert wird, um verschiedene spezifische Widerstand.
zu erhalten, ist durch die Kurve A in Fig.1 der beiliegenden schematischen Zeichnung
dargestellt. Die Abweichungen von dieser Kurve bei ein und derselben Menge von Stflbchen
sind gering, d.h. in der Größenordnung von # 20 T.p.M./°C, wenn die Herstellungsbedingungen
sorgfältig kontrolliert werden und den oben beschriebenen entsprechen. Es ist ersichtlich,
daß der mittlere TCR bei etwa 200 Oh./Quadrat 0, bei 7 Ohm/Quadrat plus 40 T.p.M./°C
und bei etwa 800 Ohm/Quadrat - 40 T.p.M./°C ist.
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Die stärkere Veränderung des TCR mit dem spezifischen Oberflächenwiderstand
von Lösungen der Art, wie sie bisher zum chemischen Niederschlag von Widerstandsschichten
aus einer Nickel-Phosphor-Legierung verwendet wurden, ist beispielsweise durch die
Kurve B in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt.
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Diese Kurve zeigt Ergebnisse, welche unter gleichen Herstellungsbedingungen
wi. im Beispiel 1 beschrieben erzielt werden, mur daß die folgende Lösung vorbekannter
Art benlitzt wird 29 g/Liter NiSO47H2O 17 g/Liter NiH2PO2 7,6 g/Liter Succinsäure
Zugabe bis zum Erreichen eines pH-Wertes von 3,7 NaOH.
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Die Wichtigkeit, für eine gewisse Veränderung des spezifischen Oberflächenwiderstandes
eine möglichst geringe Veränderung des TCR zu haben, geht aus folgendem hervor:
d-as erfindungsgemäße Verfahren, welches die durch die Kurve A dargestellten Ergebnisse
Mit sich bringt und auch das vorbekannte Verfahren, bei dem die durch die Kurve
B dargestellten Ergebnisse erzielt werden, sind beide Verfahren, die insbesondere
für die Herstellung von Schichten Mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von
etwa 200 Ohm/Quadrat geeignet sind, da um diesen Wert der TCR minimal ist. Für jeden
anderen Wert des spezifischen Oberflächenwiderstandes ist jedoch ersichtlich, daß
der TCR gemaß der Kurve B stets zahlenmäßig größer als jener nach der Kurve A ist.
Ein Grund dafür, daß die Verfahren, welche die geringste Veränderung der TCR mit
dem spezifischen Widerstand herbeiführen, vorzuziehen sind, besteht darin, daß bei
der Plattierung einer Menge von StXbchen unvermeidlich geringe Veränderungen bei
den verschiedenen Stäbchen auftreten, was Parameter, wie die Temperatur der Plattierung,
anbelangt, wodurch Veränderungen der Schichtstärke zustande kommen. So ist es beispielsweise
fast unmöglich, die Mettalisierende Lösung genau in gleichen Augenblick mit allen
Stäbehen in Berührung zu bringen. Die gleichzeitig behandelten Stäbchen erhalten
somit nicht genau den gleichen spezifischen Oberflächenwiderstand. Obwohl diese
Verteilung der Widerstände an sich nicht notwendigerweise nachteilig ist, tst'es
offenbar wichtig, daß ein Großteil der gleichzeitig behandelten Stäbchen den gewünschten
TCR besitzt. Die mögliche Anzahl von Widerständen, deren TCR innerhalb der geforderten
Grenzen liegt, hängt offenbar von der Größe der Veränderung
des
TCR mit dem Widerstand ab. Analog bringt jegliche Abweichung der mittleren Plattierungszeit
des Bades vom festgesetzten Wert eine Abweichung dem mittleren spezifischen Oberflächenwiderstandes
der gleichzeitig behandelten Stäbchen von dem festgesetzten Wert mit sich, bei welchem
der TCR der günstigste ist. Die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielte
geringere Veränderung des TCR mit dem spezifischen Widerstand ist somit ton großer
Bedeutung, wenn eine hohe Ausbeute an Widerständen gefordert ist, die einen kleinen
TCR besitzen (beispielsweise innerhalb t 50 T.p.M./°C).
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Wenn günstigere Grenzen des TCR als # 50 T.p.M./°C gefordort werden,
dann ist die Verwendung der EDTA und Phosphat.
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enthaltenden obigen Lösung auf die Erzeugung eines engen Bereiches
von spezifischen Oberflächenwiderständen, um den Wert von 200 Ohm/Quadrat, d.h.
um den Wert, bei welchem der mittlere TCR O ist, begrenzt.
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Die folgenden Beispiele 2 und 3 zeigen typische Abänderungen, die
bezüglich der Formulation des Beispiels 1 gemacht werden können, um einen optimalen
TCR bei größeren bzw geringeren Werten des spezifischen Oberflächenwiderstandes
als 200 Ohm/Quadrat zu erzielen. Die Abänderungen durch welche der TCR posititer
und somit für die Plattierung von Schichten geeigneter wird, die einen größeren
spezifischen Oberflächenwiderstand besitzen, können durch Anwendung höherer Nickel-
und Phosphatkonzentrationen oder von niedrigen Konzentrationen des Hypophosphits
und der EDTA innerhalb der oben angegebenen Grenzen
erreicht werden.
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Günstige Zusammensetzungen innerhalb dieser Grenzen können auch gewählt
werden, ui eine entsprechende Beständigkeit der Lösung sicherzustellen.
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BEISPIEL 2 Es wird eine Lösung zugereitet, indem 26 g NiSO47H2O 25
g NaH2PO2H2 49 g Na4P2O71OH2O 27 g Doppelnatriumsalz von EDTA 2,9g Na2HPO412H2O
3,7g Na3PO412H2O in destilliertem Wasser gelöst werden und auf einen Liter verdünnt
wird. Der pH-Wert dieser Lösung ist 6. 100' ml dieser Lösung werden auf SO.C erwärmt
und auf di. erwärmten und aktivierten Stäbchen gebracht und die Plattierung wird
eine Z eit lang fortschreiten gelassen, welche vom geforderten genauen Wert des
spezifischen Oberflächenwiderstandes abhängt. Die Stäbchen werden in der im Beispiel
1 beschriebenen Weise gewaschen und stabilisiert. Um einen mittleren spezifischen
Oberflächenwiderstand von 2 Kilo-Ohm/Quadrat zu erzielen, benötigt man eine Plattierungszeit
von etwas weniger al 2 Minuten und der TCR ist zahlenmäßig geringer als jener, welcher
bei diesem spezifischen Oberflächenwiderstand unter
Verwendung
der ii Beispiel 1 beschriebenen Lösung erzielt wird. Eine gute Ausbeute an Widerständen
kann mit einem TCR von + 50 T.p.M./-C oder auch innerhalb engerer Grenzen erreicht
werden, je nach der Präzision, mit welcher das Verfahren kontrolliert wird.
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BEISPIEL 3 Zum Niederschlag ton Schichten mit niedrigem Wert des apezifischen
Oberflächenwiderstandes ist es vorzuziehen, eine neutrale Lösung, d.h. eine Lösung
zu verwenden, dessen pH-Wert 7 ist.
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Es wird eine Lösung zubereitet, wie sie im Beispiel 1 beschrieben
ist und der pH-Wert wird unter Verwendung von Natriumhydroxyd auf 7 eingeregelt.
200 ml dieser Lösung werden auf 50°C erwärmt, auf die erwärmten und aktivierten
Stäbchen gebracht und die Plattierung wird eine Zeit lang fortschreiten gelassen,
die von dem gewünschten genauen Wert des spezifischen Oberflächenwiderstandes abhängt.
Die Stäbchen werden wie im Beispiel 1 beschrieben gewaschen und stabilisiert.
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Eine Plattierungszeit von 10 Minuten führt zu einem mittleren spezifischen
Oberflächenwiderstand von 10 Ohm/Quadrat mit einem TCR, der etwas weniger positiv
(etwa 20 T.p.M./°C) als jener ist, der für diesen spezifischen Oberflächenwiderstand
unter Verwendung einer Lösung mit gleich 6 erhalten würde.
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Eine gute Ausbeute an Widerständen mit einem TCR zwischen # 50 T.p.M./°C
wird im allgemeinen erreicht und eine sehr genaue Kontrolle der Zubereitungsbedingungen
kann auch eine
gute Ausbeute innerhalb sehr enger Grenzen des TCR,
beispielsweise von + 20 T.p.M./°C führen.
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Behandlung der metallisierten Stäbchen.
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Nach der Stabilisierung werden diese Schichten zu gebrauchsfertigen
Widerständen verarbeitet, indem auf übliche Weise an ihnen Anschlußdrähte angebracht
werden und sig auf den geforderten Wert gebracht werden, wonach sie mit einem organigehen
Schutzüberzug versehen werden als welcher entweder ein brennbarer Lack oder ein
formbarer thermoplastischer oder wärmehärtender Kunststoff verwendbar ist. Diese
organischen Schutzhüllen dienen dazu, die Widerstandsschicht vor chemischen und
mechanischen Schäden zu bewahren und isolieren den Widerstand.