DE2152419A1

DE2152419A1 - VARIABLE ELECTRICAL RESISTANCE FOR LOW LOADS

Info

Publication number: DE2152419A1
Application number: DE19712152419
Authority: DE
Inventors: Helmut Adam; Helmut Baum; Bernhard Topp; Eberhard Dipl-Ing Dr Traub
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-10-21
Filing date: 1971-10-21
Publication date: 1973-04-26

Description

Variabler elektrischer Widerstand für F,eringe Belastungen Die Erfindung bezieht sich auf einen variablen elektrischen Widerstand (Potentiometer) für geringe Belastung mit einer auf einer Isolierstoff-Unterlage befestigten Jeiterbalin, über die ein Schleifer gleitet.Variable electrical resistance for low loads The invention refers to a variable electrical resistor (potentiometer) for low Load with a Jeiterbalin attached to an insulating material, over which a grinder slides.

Von derartigen Widerständen ist zt verlangen, daß sie eine große Zahl von Einst ellung sändesur.gen ohne Schaden zulassen.Such resistances are sometimes required to have a large number from setting sändesur.gen to allow without damage.

Als Gütewert wird dafür deren elektrische und rnechanische Beständigkeit gegenüber der Zahl der zulässigen einstellbaren Widerstandsänderungen angegeben. Bei den üblichen relativ billigen Potentiometern für die Elektronik lassen sich etwa 250 00 Widerstandsänderungen vornehmen, bevor sich durch eine Zerstörung der Widerstandsfläche des Schleifers oder der mechanischen Schleiferführung ie elektrische Kennlinie ändert oder gar Kontaktierungsfehler und Unterbrechungen auftreten.Their electrical and mechanical resistance is used as a quality value against the number of admissible adjustable changes in resistance. With the usual, relatively cheap potentiometers for electronics, make about 250 00 changes in resistance before going through a destruction of the Resistance surface of the wiper or the mechanical wiper guide ie electrical Characteristic changes or even contact errors and interruptions occur.

Werden wesentlich höhere Betätigungszahlen, in der Größenordnung von etwa 106 - 107, verlangt, so müssen daz.u relativ teuere Potentiometer,verwendet werden, die meistens als VJiderstandsbahn einen auf einer Unterlage aus Keramik aufgebrachten metallkeramischen Leiter besitzen. Diese I,eiterbahnen sind durch den bei ihrer Eerstellung erforderlichen Sintervorgang oberflächlich rauh und müssen daher für die vorliegende Anwendung besonders geschliffen und poliert werden. Dadurch erhöhen sich die Herstellungskosten derartiger Widerstände nicht unwesentlich. Die dabei erreichbare Oberflächenglätte bleibt bestimmend für den Abrieb des Schleifers und so für die Lebensdauer des Potentiometers. Außerdem ist ihre elektrische Kennlinie wegen der Inhomogenität des' Leitermaterials (Metall-Keramik) lokal diskontinuierlich.Will be much higher numbers of operations, on the order of about 106 - 107, if required, relatively expensive potentiometers must be used which are mostly as a resistance path on a ceramic base Have applied metal-ceramic conductor. These ulcers are through the sintering process required for their creation is superficially rough and must must therefore be specially ground and polished for the application at hand. Through this the manufacturing costs of such resistors increase not insignificantly. the The surface smoothness that can be achieved in this way remains decisive for the abrasion of the grinder and so for the life of the potentiometer. In addition, their electrical characteristic is locally discontinuous because of the inhomogeneity of the conductor material (metal-ceramic).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen variablen elektrischen Widerstand zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, der preiswert herzustellen ist und eine hohe Anzahl von Widerstandsänderungen bei gleichbleibenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften zuläßt.The invention is based on the object of a variable electrical To create resistance that does not have the aforementioned disadvantages, the inexpensive is to be established and a high number of changes in resistance while remaining the same electrical and mechanical properties.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiterbahn aus einem Material mit metallischer Leitfähigkeit von einer Dicke unter 1 µm besteht, die avf eine optisch glatte Unterlage aufgebracht ist.This object is achieved according to the invention in that the conductor track consists of a material with metallic conductivity less than 1 µm thick, the avf an optically smooth base is applied.

Ein vorteilhafter Aufbau des Widerstands wird erreicht, wenn als Unterlage eine Glasplatte und als Material für die Leiterbahn eine Verbindung aus Tantal mit Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlenstoff verwendet wird, das vorzugsweise auf gedampft oder aufgestäubt wird.An advantageous structure of the resistor is achieved when used as a base a glass plate and a compound made of tantalum as the material for the conductor track Nitrogen, oxygen or carbon is used, which is preferably vaporized on or dusted on.

An Hand der Zeichnung, in der als Beispiel ein Potentiometer vereinfacht dargestellt ist, wird die Erfindung näher beschrieben.Using the drawing, in which a potentiometer is simplified as an example is shown, the invention is described in more detail.

Das gezeigte Potentiometer hat als Isolierstoff-Unterlage 1 eine Glasplatte, eine als variabler Widerstand dienende, darauf aufgedampfte Tantel-Nitrit-Schicht als Leiterbahn 2 von einer Dicke unter 1 r mit Kontaktstellcn 3 aus Kupfer und einen Kontaktarm 4 mit- einem Schleifer 5 aus Silbergraphit. Es ist auch möglich, die Leiterbahn 2 aufzustäuben.The potentiometer shown has a glass plate as insulating material 1, a tantel nitrite layer that is used as a variable resistor and is vapor-deposited on top as conductor track 2 with a thickness of less than 1 r with contact points 3 made of copper and one Contact arm 4 with a slider 5 made of silver graphite. It is also possible that Dusting up conductor track 2.

Die als variabler Widerstand dienende Leiterbahn 2 und der Kontaktarm 4 sind in bekannter Weise mit einer elektrischen Stromquelle G verbunden. Zur Abnahme von verschiedenen elektrischen Teilspannungen wird der Kontaktarm 4 in den angegebenen Pf eilrichtungen bewegt.The conductor track 2 serving as a variable resistor and the contact arm 4 are connected to an electrical power source G in a known manner. For acceptance The contact arm 4 is given by various electrical partial voltages Arrow directions moved.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß als Widerstandabahnen für Potentiometer sehr dünne Schichten aus einem Material mit metallischer Leitfähigkeit verwendet werden, die man auf optisch glatte Substrate, wie z.B. Glas, aufdampft oder auf stäubt. Die Dicke der Schichten ist so gering - unter 1 /zm -, daß die Glätte der Substratoberflächt' erhalten bleibt. Dies ist der Grund dafür, daß, unerwartet, solche extrem dünnen Leiterschichten in Potentiometern eine sebr hohe Zahl von Widerstandsänderungen zulassen, ohne zerstört zu werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn als Leitermaterial ein hartes oder ein durch Lindiffusion von Gas gehärtetes Metall verwendet wird. So zeigen besonders Tantal-Nitrit-Schichten eine hohe 1eibf esti gkeit. J e nach der ISenge des eingelagerten Stickstoffs lassen sich gewünschte spezifische Widerstände leicht herstellen und der Temperatur-Koeffizient der Leitfähigkeit beeinflussen. Durch bekannte Maskierungs- und Ätzverfahren kann der auf gedpften Leiterschicht leicht die gewünschte geometrische Form gegeben werden.The main advantages of the invention are that as resistance tracks very thin layers of a material with metallic conductivity for potentiometers can be used, which are vapor-deposited onto optically smooth substrates such as glass or on dusts. The thickness of the layers is so small - less than 1 / cm - that the Smoothness of the substrate surface preserved. This is the reason for that, unexpectedly, such extremely thin conductor layers in potentiometers Allow a very high number of changes in resistance without being destroyed. this is particularly the case when the conductor material is a hard or by Lindiffusion gas hardened metal is used. Tantalum-nitrite layers are particularly evident a high level of strength. Leave depending on the amount of nitrogen stored The desired specific resistances and the temperature coefficient can easily be established affect the conductivity. By known masking and etching processes The desired geometric shape can easily be given to the dampened conductor layer.

Claims

Expectations

Variable electrical resistance (potentiometer) for low loads with a conductor track attached to an insulating material, over which a Slider slides, characterized in that the conductor track (2) is made of one material with metallic conductivity of a thickness of less than 1 / .mu.m, which extends to a optically smooth base (1) is applied.

2. Resistor according to claim 1, characterized in that the conductor balin (2) consists of a vapor-deposited or sputtered layer.

3. Resistor according to claim 1, characterized in that as a base 1. A glass plate is used.

4. Resistor according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that the conductor track (2) consists of a compound of a metal with nitrogen, oxygen or carbon.

5. Resistor according to one of claims 1 to 4, characterized in that that tantalum is used as the metal for the conductor track (2).

L e r s e i t e