DE2438048B2

DE2438048B2 - Verfahren zur herstellung von loetbaren anschlusschichten fuer elektrische widerstaende

Info

Publication number: DE2438048B2
Application number: DE19742438048
Authority: DE
Inventors: George D. Maple Glen Pa.; Noblett Michael G. Ventnor NJ.; Mackenzie (V.StA.)
Original assignee: TRW Electronics, TRW Inc., Los Angeles, Calif. (V.StA.)
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1974-08-07
Publication date: 1977-06-16
Also published as: CA993969A; JPS5639001B2; AU6876374A; IT1014174B; US3914514A; GB1465931A; DE2438048A1; DK436774A; FR2246037A1; DK139826B; FR2246037B1; DK139826C; GB1460320A; JPS5053896A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von lötbaren Anschlußschichten aus Glas, in denen feindispers ein Edelmetall bzw. Edelmetalloxid eingebettet ist, an jedem Ende einer metallkeramischen Widerstandsschicht, die auf einen keramischen Träger von elektrischen Widerständen aufgebracht sind.

Keramische Widerstände bestehen im allgemeinen aus einem Keramikkörper als Substrat und darauf einer glasigen Widerstandsschicht, in der feindispers leitende Teilchen eingebettet sind. Die Herstellung derartiger Widerstände geschieht dadurch, daß man auf den Keramikkörper ein Gemisch von Glasfritte und leitenden Teilchen aufbringt und das Ganze brennt, bis die Glasfritte eingeschmolzen ist Widerstände mit Edelmetallen oder Edelmetalloxiden in der glasigen Schicht werden in oxidierender Atmosphäre gebrannt; solche mit hochtemperaturbeständigen oder hochwarmfesten Metallen, Metallboriden und -nitriden werden in nichtoxidierender Atmosphäre gebrannt.

Aus der DT-OS 16 65 740 sind elektrische Widerstände bekannt, bei denen auf einem keramischen Grundkörper eine lötfähige glasige Zwischenschicht mit ο einer Erweichungstemperatur zwischen 500 und 560⁰C enthaltend Silbermetall vorliegt. An diese Zwischenschicht läßt sich dann leicht das nagelkopfartige Ansatzstück der Stromzuleitung mit Hilfe des Lötkegels fixieren. Die Herstellung dieser silberhaltigen glasigen Zwischenschicht geschieht in der Weise, daß zwei Teilschichten gebildet werden, in denen das Silber in einer unterschiedlichen Menge vorliegt, und zwar liegt am Keramikkörper die Teilschicht mit weniger Silber (65 bis 74 Gew.-°/o) und am Kontakt die Teilschicht mit mehr Silber (70 bis 84 Gew.-%) vor. Für diese Zwischenschichten wird ein sogenanntes »Einbrennsilber« angewandt. Die Zwischenschichten werden auf den sonst fertigen Widerstand aufgebracht.

Diese silberhaltige Glasschicht ist für erfindungsgemäße Widerstände, bei denen die Anschlußschichten auf dem Träger aufgebracht werden und die die Widerstandsschicht teilweise überlappt, nicht geeignet, da Hi«p ^Iberschicht die VerfahrensbedingunRen beim herstellen der Widerstandsschicht nicht erträgt und

Jana die Haftung der Widerstandsschicht darauf wie auch die Lötbarkeit nicht zufriedenstellend sind.

Aufgabe der Erfindung ist, em Verfahren der eingangs «,«»nannten Art so zu verbessern, daß unter Beibehaltung Ksreictender Haftung an der Widerstandsschicht und Einwandfreier Lötbarkeit der geschaffenen Anschluß-Schicht diese die Verfahrensschritte zur Herstellung der meiallkeramischen Widerstandsschicht ohne Schädigung verträgt Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch daß erfindungsgemäß an den fur die Anschlußschichten vorgesehenen Bereichen auf dem Träger ein Gemisch aus Glasfritte und Rutheniumoxid, Iridiumoxid und/oder Rhodiumoxid aufgebracht und in reduzierender oder Stickstoffatmosphäre gebrannt wird und anschließend in bekannter Weise die Widerstandsschicht aufgetragen wird.

Bevorzugt wendet man ein 70 bis 99 Gew.-o/o Metalloxide enthaltendes Gemisch an. Das Brennen geschieht zumeist bei zumindest 900⁰C, vorzugsweise zwischen 1000 und 1150° C.

Die Erfindung wird an der Zeichnung erläutert. Diese zeigt einen Querschnitt durch einen Widerstand mit Anschluß. Der Widerstand 10 ist aufgebaut aus einem Substrat 12 eines elektrisch isolierenden Materials wie eines Keramikkörpers. Darauf befindet sich die Anschlußschicht 14 und die Widerstandsschicht 16 im Kontakt mit der Anschlußschicht 14. Bei der Widerstandsschicht handelt es sich um eine glasige Schicht mit eingebetteten feindispersen leitenden Teilchen nach üblicher Ausführungsform.

Die Anschlußschicht besteht aus Glas, in dem in feindisperser Verteilung Ruthenium, Iridium und/oder Rhodium eingebettet ist. Die Glasfritte kann beliebige Schmelztemperatur aufweisen, jedoch muß diese unterhalb der des Metalls liegen. Man verwendet vorzugsweise Borosilicatglasfritten, wie Borosilicatc mit Blei, Wismut, Cadmium, Barium, Calcium oder andere Erdalkalien.

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Gemisch einer Glasfritte und einem Pulver von einem oder mehreren Oxiden von Ruthenium, Iridium und Rhodium. Der Oxidgehalt des Gemisches hängt ab von dem angestrebten Volumenanteil Metall innerhalb der Anschlußschicht. In folgender Tabelle ist der Oxidgehalt (Gew.-%) zusammengestellt, wie man ihn für 60 bzw. 92 Vol.-% Metall in der Anschlußschicht benötigt.

60 Vol.-°/o

92 Vol.-%

Rutheniumoxid

Iridiumoxid

Rhodiumoxid

86 Gew.-%
91 Gew.-%
79 Gew.-°/o

98 Gtw.-% 98,8 Gew.-% 96,7 Gew.-°/o

Glasfritte und Metalloxidpulver werden innig gemischt, zum Beispiel durch Mahlen in einem Mahlhilfsmittel wie Dimethylglykolmonobutylätheracetat, gegebenenfalls zusammen mit Toluol. Die Viskosität des Gemisches wird entsprechend eingestellt.

Auf beliebige Weise wird dann das Gemisch auf das Substrat aufgetragen, zum Beispiel durch Aufbürsten, Tauchen, Spritzen oder Siebdruck. Der Überzug wird dann getrocknet, vorzugsweise in etwa 10 min bei 15O⁰C, dann wird die Temperatur erhöht, und zwar auf zumindest etwa 400⁰C, um das Mahlhilfsmittel vollständig zu entfernen; schließlich wird gebrannt bis zum Einschmelzen der Glasfritte im allgemeinen in einer

Atmosphäre, in der sich das Metalloxid zum Metall reduzieren läßt (oder in Stickstoff), so daß das Metall sintern kann. Nach Aufbringen der Anschlußschicht wird dann in bekannter Weise die eigentliche Widerstandsschicht aufgetragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von lötbaren Anschlußschichten aus Glas, in denen feindispers ein Edelmetall bzw. Edelmetalloxid eingebettet ist, an jedem Ende einer metallkeramischen Widerstandsschicht, die auf einen keramischen Träger aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den für die Anschlußschichten vorgesehenen Bereichen auf dem Träger ein Gemisch aus Glasfritte und Rutheniumoxid, Iridiumoxid und/oder Rhodiumoxid aufgebracht und in reduzierender oder Stickstoff-Atmosphäre gebrannt wird und anschließend in bekannter Weise die Widerstandsschicht aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein 79 bis 99 Gew.-°/o Metalloxid enthaltendes Gemisch verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgetragene Gemisch bei zumindest 900°C, vorzugsweise zwischen 1000 und H50°C gebrannt wird.