DE2315837A1

DE2315837A1 - ELECTRICAL FILM RESISTOR, IN PARTICULAR SPARK RESISTANCE WITH DEFINED SECURING EFFECT

Info

Publication number: DE2315837A1
Application number: DE19732315837
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Chem Dr Engl; Kurt Dipl Phys Marth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1974-10-10

Description

Elektrischer Schicntwiderstand, insbesondere Funkenlöschwiderstand mit definierter Sicherungswirkung Die vorliegende Erfindung betrifft eInen elektrischen Schichtwiderstand, insbesondere einen urikenlöschwiderstand mit definierter Sicherungswirkung, der aus einer auf einem Keramikkörper aufgebrachten, mit einer Einengung versehenen Widerstandsschicht und daran angebrachten Anschlußelementen besteht.Electrical contact resistance, especially spark extinguishing resistance With a defined securing effect The present invention relates to an electrical one Sheet resistance, in particular a primordial extinguishing resistance with a defined securing effect, the one applied to a ceramic body and provided with a constriction Resistance layer and attached connection elements consists.

Elektrische Widerstände zur Verwendung als Entstör- bzw. nunkenlöschwiderstände sind hinreichend bekannt (Vergl. DD-AS 1 016 353, Sie bestehen aus einem Keramikträgerkörper, der wahlweise als Vollkörper oder als Hohlkörper ausgebildet Ist. Auf diesem Trägerkörper ist eine Widerstandsschicht aufgebracht, weiche eine Strompfadverjüngung aufweist. Funkenlöschwiderstände, welche gleichzeitig als Abschaltsicherungen eingesetzt werden, besitzen als Widerstandsschicht eine Kohlebeschrcntung in Form von Glanzkohle- bzw. Hartkohleschichten. Bei einer entsprechenden Impulsbelastung steigt die Stromwärme innerhalb des Widerstandes an, wobei die Kohlebelegung oxydiert und der Ohmwert des Widerstandes erhöht wird.Electrical resistors for use as interference suppression or extinguishing resistors are well known (see DD-AS 1 016 353, they consist of a ceramic carrier body, which is optionally designed as a solid body or as a hollow body. On this carrier body a resistive layer is applied, which has a current path taper. Spark extinguishing resistors, which are used at the same time as switch-off fuses, have a carbon barrier as a resistance layer in the form of glossy carbon or Hard coal layers. With a corresponding pulse load, the electricity heat increases within the resistor, whereby the carbon coating oxidizes and the ohmic value the resistance is increased.

Dieser Anstieg der Stromwärme wird zusätzlich durch die Anbringung von geeigneten Einengungen der Widerstandsschicht verstärkt.This increase in electricity heat is additionally due to the installation reinforced by suitable constrictions in the resistance layer.

Verschiedene Geometrien zur Einengung der Widerstandsschicht mit dem Ziel, eine Strompfadverjüngung hervorzurufen, sind bekannt; so kann z.B. die Einengung herbeigeführt werden durch eine Entfernung der Widerstandsschicht von dem Trägerkörper-in Form eines rechtwinkligen bzw. ovalen Fensters oder durch eine Einkerbung von geeignet dimensionierten Wendeln innerhalb der Widerstandsschicht. Die Anbringung eines-rechtwinkligen bzw.Different geometries for narrowing the resistance layer with the The aim of causing a current path taper are known; for example, the narrowing are brought about by removing the resistance layer from the carrier body-in Shape of a right-angled or oval window or a notch of suitable dimensioned coils within the resistance layer. The attachment of a-right-angled respectively.

ovalen Fensters innerhalb der Kohleschicht wird praktisch nur mit Hilfe von Schleifscheiben vorgenommen, da das Entfernen großer Flächen mittels Laserenergie problematisch ist. Demgegenüber ist die Anbringung von Wendeln mit Hilfe von Laserstrahlen möglich, was gewisse Vorteile durch exakte Linienfuhrung und Erreichung einer hohen Kantenschärfe mit sich bringt. Andererseits sind jedoch die elektrischen Widerstände mit einer AD-gleichsgeometrie in Wendelform gegenüber den Widerständen mit " Fensterschliffen" in Bezug auf ihre elektrischen Eigenschaften als Abschaltsicherung benachteiligt, da ie bei Impulsprüfungen in stärkerem Maße infolge Durchbrennens zum Totalausfall führen. Der nach dem Abschalten entstehende Isolationsweg hängt dabei von den Abmessungen der Wendel ab.oval window within the carbon layer is practically only with Made with the help of grinding wheels, as the removal of large areas using laser energy is problematic. In contrast, the application of coils with the help of laser beams possible, which has certain advantages through exact lines and achieving a high Edge sharpness brings with it. On the other hand, however, are the electrical resistances with an AD equal geometry in helical form compared to the resistors with "window grinding" disadvantaged in terms of their electrical properties as a switch-off fuse, since ie with impulse tests to a greater extent as a result of burning through to total failure to lead. The isolation path that occurs after switching off depends on the dimensions the coil off.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Geometrie der Einengung und damit des Abgleichs der Widerstandsschicht so zu gestalten, daß bei geringer Beanspruchung des Widerstandskörpers, z.B. durch die Bearbeitung mit Hilfe von Laserstrahlen, eine automatisiergerechte Fertigung ermöglicht wird, daneben aber die festgelegten Eigenschaften der elektrischen Widerstände bezüglich Konstanzverhalten bei Impulsbelastung und Durchbrennen bei Überlast gewährleistet sind.The object of the present invention is to determine the geometry of the constriction and thus to make the adjustment of the resistance layer so that at low Stress on the resistance body, e.g. through processing with the help of laser beams, automation-compatible production is made possible, but also the specified ones Properties of the electrical resistances with regard to constancy behavior with impulse loading and burning through in the event of an overload are guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Schichtwiderstand der eingangs genannten Art gelöst, der aadurch ausgezeichnet ist, daß die Einengung der auf dem Keramikkörper aufgebrachten Widerstandsschicht durch ein U-förmig gestaltetes Muster, das aus dieser entfernt ist, hervorgerufen ist, Durch die Entfernung eines U-förmig gestalteten Musters aus der auf dem Keramikkörper aufgebrachten Widerstandsschicht wird eine Strompfadverjungung geschaffen, welche gleichwertige elektrische Eigenschaften bezüglich des Konstanzverhaltens bei Impulsbelastung besitzt und daneben eine Durchbrennzeit unterhalb des maximal zulässigen Grenzwertes aufweist wie die durch einen " Fensterschliff n hervorgerufene Strompfadverjüngung.This task is achieved by an electrical sheet resistance of the type mentioned at the beginning solved, which is characterized by that the narrowing of the resistance layer applied to the ceramic body by a U-shaped pattern, which is removed from this, caused by removing a U-shaped pattern from that on the ceramic body Applied resistance layer creates a current path tapering, which equivalent electrical properties with regard to the constancy behavior under pulse load and also has a burn-through time below the maximum permissible limit value like the current path tapering caused by a "window cut n".

Die Widerstandsschicht ist eine elektrisch leitende Kohlebeschicntung; sie besitzt den Vorteil, daß sie unter dem Einfluß der Stromwärme infolge der Oxydation an Luft partiell entfernt und damit nichtleitend wird.The resistance layer is an electrically conductive carbon coating; it has the advantage that it is under the influence of the heat of the current as a result of oxidation partially removed in air and thus becomes non-conductive.

Vorteilhafterweise wird das U-förmig gestaltete Muster, das zur Einengung der Widerstands schicht aus dieser entfernt ist, mit seinen U-Schenkeln in Stromwegrichtung angeordnet, weil dadurch die Dimensionierung der Strompfadverjüngung sehr exakt festgelegt werden kann. Eine Anordnung des U-förmig gestalteten Musters mit seinen U-Schenkeln quer zur Stromwegrichtung ist dann gunstig, wenn eine exakte Dimensionierung primar nicht- erforderlich ist, aber herstellungstechnisch ein einfacheres Führen des Körpers angestrebt wird.The U-shaped pattern is advantageously used for constriction the resistance layer is removed from this, with its U-legs in the direction of the current path arranged because the dimensioning of the current path taper is very precise can be set. An arrangement of the U-shaped pattern with his U-legs at right angles to the direction of the current path are advantageous if they are precisely dimensioned Primarily not required, but a simpler guide in terms of production technology of the body is sought.

-Das U-förmig gestaltete Muster innerhalb der Widerstandsschicht wird mit besonders herstellungstechnischen Vorteilen mit Hilfe von Laserstrahlen, insbesondere in automatischen Fertigungsverfahren, angebracht, da hierbei die Vorteile der Bearbeitung mit Laserstrahlen im Hinblick auf eine geringe Beanspruchung der Widerstandsschicht und eine präzise Steuerbarkeit des Fertigungsprogramms ausgenützt werden.-The U-shaped pattern will be inside the resistive layer with particular manufacturing advantages with the help of laser beams, in particular in automatic manufacturing processes, because this has the advantages of machining with laser beams in view of low stress on the Resistive layer and a precise controllability of the production program can be used.

An Hand der Figuren 1 und 2 wird der elektrische Schichtwiderstand nach der Erfindung näher beschrieben. In Fig.1 und 2 sind elektrische Schichtwiderstände nach der Erfindung mit einer U-förmig gestalteten Ausnehmung der Widerstandsschicht dargestellt Fig.1 zeigt einen Keramikkörper 1, der als Voll- oder Hohlkörper ausgebildet sein kann.. Dieser ist mit einer elektrisch leitenden Widerstandssxchicht 2 (Kohle oder Metalls belegt. An den Enden sind Kontaktkappen 7 und 8 angebracht, mit denen Lötfahnen bzw.The electrical sheet resistance is shown on the basis of FIGS described in more detail according to the invention. In Fig.1 and 2 are electrical sheet resistors according to the invention with a U-shaped recess of the resistance layer 1 shows a ceramic body 1, which is designed as a solid or hollow body can be .. This is with an electrically conductive resistance layer 2 (carbon or metal. At the ends contact caps 7 and 8 are attached, with which Soldering lugs resp.

Lötschukie 5 und 6 verbunden sind. Aus der aufgebrachten Widerstandsschicht 2 ist ein U-förmig gestaltetes Muster mit den U-Schenkeln 3 und 4 in Stromwegrichtung entfernt.Lötschukie 5 and 6 are connected. From the applied resistance layer 2 is a U-shaped pattern with the U-legs 3 and 4 in the direction of the current path removed.

In Fig.2 ist ein weiterer elektrischer Schichtwiderstand dargestellt. Die erfindungsgemäße U-förmig gestaltete Ausnehmung der Widerstandsschicht 2 ist bei diesem Widerstand mit ihren U-Schenkeln 3 und 4 quer zur Stromwegrichtung angebracht.Another electrical sheet resistor is shown in FIG. The U-shaped recess of the resistance layer 2 according to the invention is at this resistor with their U-legs 3 and 4 attached transversely to the direction of the current path.

Die erfindungsgemäßen elektrischen Schichtwiders tände, welche durch eine Abgleichsgeometrie in Form einer U-förmig gestalteten Ausnehmung der Widerstandsschicht 2 ausgezeichnet sind, weisen bei einer Impulsprüfunsg eine Widerstandsänderung 4R/R unterhalb des maximal zulässigen Grenzwertes von +1 ,aO auf und liegen im gleichen Größenordnungsbereich wie Schichtwiderstände, welche eine durch einen " Fensterschliff Js hervorgerufene Abgleichsgeometrie besitzen.The electrical layer resistors according to the invention, which by a matching geometry in the form of a U-shaped recess of the resistance layer 2, show a change in resistance of 4R / R in a pulse test below the maximum permissible limit of +1, aO and are within the same range Range of magnitude such as sheet resistances, which one through a "window cut Js have generated adjustment geometry.

Als maximal zulässiger Grenzwert der Dur-chbrennzeit t eines 50 Ohm-Funkenlöschwiderstandes bei Belastung mit 50 W Gleichspannung wird eine Durchbrennzeit von t = 30 Sek. gefordert.As the maximum permissible limit value for the burn-through time t of a 50 Ohm spark extinguishing resistor when loaded with 50 W DC voltage becomes a burn through time of t = 30 seconds required.

Die erfindungsgemäen Schichtwiderstände mit U-förmig gestaltetem Uchliff weisen eine gleiche Durchbrennzeit von t = t7-24 Sek. wie die mit " Fensterschliff ft ausgestatteten Widerstände auf und unterschreiten damit den geforderten Grenzwert.The sheet resistors according to the invention with a U-shaped cut have the same burn-through time of t = t7-24 seconds as those with "window grinding" ft equipped resistors and thus fall below the required limit value.

Es kommt als wesentlicher Vorteil gegenüber Schichtwiderständen mit den bisher bekannten Abgleichsgeometrien in Form von ovalen bzw. rechteckigen Fenstern hinzu, daß die U-förmige Ausnehmung mittels Laserenergie hergestellt werden kann und damit besonders rationell und exakt auszuführen ist.It comes with a major advantage over sheet resistors the previously known alignment geometries in the form of oval or rectangular windows added that the U-shaped recess can be produced by means of laser energy and can therefore be carried out particularly efficiently and precisely.

5 Patentansprüche 2 Figuren5 claims 2 figures

Claims

Claims 1. Electrical resistance, in particular Bunkenlöschwiderland with a defined securing effect, which consists of a ceramic body with a constriction provided resistance layer and attached connection elements insists that the narrowing of the on the Ceramic body (1) applied resistance layer (2) is caused by a U-shaped pattern removed from this.

2. Electrical sheet resistor according to claim 1, d a d u r c h gek E n n z e X c h ne t that the resistance layer (2) has an electrically conductive carbon coating is.

9. Electrical sheet resistor according to claim 1 or 2, d a d u r e k e k e n n n n n e i n e t that the U-shaped pattern that is used for Constriction of the resistance layer (2) is removed from this, with its U-legs (3 and 4) is arranged in the direction of the current path.

4. Electrical layer wiaerstana according to claim 1 or 2, d a d u r e k e k e n n n n n e i n e t that the U-shaped pattern that is used for Constriction of the resistance layer (2) is removed from this, with its U-legs (3 and 4) is arranged transversely to the direction of the current path.

5. Process for the production of an electrical sheet resistor according to one of claims 1-4, d a d u r c h g e n n n -z e i c h n e t that the U-shaped pattern within the resistance layer (2) with the help of laser beams is attached.