DE2650465A1

DE2650465A1 - Anschluss fuer elektrische bauelemente, insbesondere fuer elektrische widerstaende und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2650465A1
Application number: DE19762650465
Authority: DE
Inventors: Kenneth Malcom Merz; Howard Edwin Shapiro
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1975-11-19
Filing date: 1976-11-04
Publication date: 1977-05-26
Also published as: SE413211B; FR2337926A1; CA1066537A; GB1545074A; NL7612744A; US4057777A; SE7612916L; DK524376A; AU499572B2; IT1090753B; AU1952176A; DE2650465C2; FR2337926B1; JPS5262695A; JPS6038802B2

Description

T 59

TRW INC., 10880 Wilshire Boulevard, Los Angeles, Kalifornien.

V.St.A.

Anschluß für elektrische Bauelemente, insbesondere für elektrische Widerstände und Verfahren zur Herstellung desselben.

Die Erfindung betrifft einen leitenden Anschluß für einen elektrischen Widerstand sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben, und zwar insbesondere einen Glasüberzugs-Anschluß für einen Glasüberzugs-Widerstand.

Als Widerstandsmaterial hat seit einiger Zeit ein Glasüberzugs-Widerstandsmaterial Anwendung gefunden, welches von einem Gemisch von Teilchen aus leitendem Material und einer Glasfritte gebildet wird. Zur Bildung eines Widerstands wird das Glastiberzugs-Widerstandsmaterial auf ein Substrat aufgebracht und gebrannt, wobei die Glasfritte schmilzt. Nach der Abkühlung besteht der Widerstand aus einer Glasschicht, in welcher die leitenden Teilchen in feiner Verteilung enthalten sind. Anfänglich wurden für die leitenden Teilchen teure Edelmetalle, beispielsweise Gold, Platin, Silber u.dgl. verwendet, wobei auch Mischungen und Legierungen dieser Edelmetalle angewandt wurden, um gute elektrische Eigenschaften des Widerstands zu erreichen. Um die Kosten für die Widerstandsmaterialien zu verringern, wurden

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Glasüberzugs-¥iderstandsmaterialien entwickelt, in denen Nichtedelmetalle als leitende Teilchen verwendet wurden. Hierzu ist beispielsweise auf die US-PS 3 394 087 hinzuweisen, in welcher die Verwendung von Tantalnitrid und Tantal als Material für die leitenden Teilchen vorgeschlagen wird. In der US-PS 3 180 84l wird außerdem die Verwendung von ¥olframkarbid und ¥olfram als Material für die leitenden Teilchen vorgeschlagen. Zur Herstellung von elektrischen Anschlüssen an Glasüberzugs-¥iderständen ist es erforderlich, den Widerstand mit leitenden Anschlüssen zu versehen, die an den Enden des ¥iderstands auf dem Substrat aufgebracht sind. Solche Anschlüsse müssen hochleitend und mit dem speziell für den Widerstand verwendeten Material verträglich sein, und zwar sowohl chemisch als auch bezüglich der Art und Weise der Aufbringung der Anschlüsse und des Widerstandsmaterial. Anschlüsse mit guten Eigenschaften wurden mit Materialien erzielt, in denen Edelmetalle enthalten waren. Solche Materialien sind aber teuer. Außerdem stehen Anschlußmaterialien auf der Basis von Kupfer und Nickel zur Verfügung, von denen sich jedoch herausgestellt hat, daß sie nicht vollständig verträglich mit bestimmten Glasüberzugs-Widerstandsmaterialien, nämlich den Tantalnitrid- und Tantalteilchen als leitendes Material enthaltenden ¥iderstandsmaterialien sind. Es besteht daher ein Erfordernis nach einem Anschlußmaterial, das preiswert ist, alle erforderlichen Eigenschaften aufweist und darüber hinaus auch mit Tantalnitrid und Tantal enthaltenden Glasüberzugs-¥iderstandsmaterialien ebenso wie mit anderen Glasüberzugs-¥iderstandsmaterialien verträglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues Anschlußmaterial für elektrische Bauelemente, insbesondere

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Widerstände anzugeben, das die Herstellung von Glasüberzugs-Anschlüssen ermöglicht, ohne Edelmetalle zu enthalten und daher relativ preiswert ist. Das Anschlußmaterial soll außerdem chemisch und bei der Herstellung verträglich mit Glasüberzugs-Widerstandsmaterialien sein, die beispielsweise als leitendes Material entweder Tantalnitrid und Tantal oder Wolframkarbid und Wolfram enthaltene

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Material zur Herstellung leitender Anschlüsse an elektrischen Komponenten, das aus einem Gemisch feiner metallischer Teilchen aus Nickel und Eisen und einer Glasfritte besteht.

Die Erfindung umfasst also eine Stoffzusammensetzung und ein mit ihr gebildetes Produkt, dessen Eigenschaften, Vorteile und relativen Anteile seiner Bestandteile im folgenden beispielsweise beschrieben werden.

Zum besseren Verständnis des Wesens und der Vorteile der Erfindung wird in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen mit Anschlüssen gemäß der Erfindung versehenen Widerstand; und

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

Allgemein gesprochen umfasst das leitende Anschlußmaterial gemäß der Erfindung ein Gemisch aus einer Glasfritte und in feiner Verteilung in ihr enthaltenen Teilchen aus einer Nickel-Eisen-Legierung. Teilchen aus elementarem Nickel und Eisen können ebenfalls verwendet werden. Die

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Legierungs-Teilchen sind im Gemisch in Mengen von 45f72 Vol.$ enthalten. Ein Anteil von 63 Vol.% von Legierungs-Teilchen wird jedoch bevorzugt, da hierbei ein höchstleitender Anschluß erhalten wird, der mit Glasüberzugs-Widerstandsmaterialien bestens verträglich ist. Der Anteil von Nickel und Eisen in den Legierungs-Teilchen liegt bei 36^50 Gew.# Nickel und 64*50 Gew.$ Eisen. Bevorzugt wird jedoch ein Gehalt von kO^k^ Gew.Jo Nickel und 6O755 Gew.$ Eisen, da mit diesen Anteilen die besten elektrischen Eigenschaften erhalten werden.

Die für das Anschlußmaterial gemäß der Erfindung verwendete Glasfritte kann aus jeder beliebigen bekannten Zusammensetzung bestehen, deren Schmelztemperatur unter der Schmelztemperatur der verwendeten Nickel-Eisen-Legierung liegt. Die vorzugsweise und hauptsächlich verwendeten Glasfritten sind Borsilikatfritten, beispielsweise Wismut-, Kadmium-, Barium-, Kalzium- oder andere Erdalkali-Borsilikat-Fritten. Die Herstellung solcher Glasfritten ist bekannt und erfolgt beispielsweise so, daß die Glasbestandteile in Form ihrer Oxyde zusammengeschmolzen und die geschmolzene Masse zur Bildung der Fritte in Wasser abgeschreckt wird. Die Bestandteile der Masse können in jeder Verbindung vorliegen, welche unter den üblichen Bedingungen der Frittenherstellung die erforderlichen Oxyde bildet. Beispielsweise wird Boroxyd aus Borsäure erhalten, während Siliziumdioxyd aus Flint hergestellt wird. Bariumoxyd wird aus Bariumkarbonat erzeugt usw. Die grobe Fritte wird vorzugsweise in einer Kugelmühle mit Wasser vermählen, um die Teilchengröße der Fritte zu verringern und eine Fritte mit im wesentlichen gleichmäßiger Teilchengröße zu erhalten.

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Die Nickel-Eisen-Legierung kann jede käuflich erhältliche Legierung mit den gewünschten Anteilen der Metalle sein. Die Legierung kann auch durch Mischen von Nickel- und Eisenteilchen und Brennen des Gemische bei etwa l4OO°C erhalten werden. Wenn elementare Teilchen von Nickel und Eisen verwendet werden, erfolgt die Legierungsbildung während des Brennens des Anschlußmaterials und/oder des Widerstandsmaterials.

Zur Herstellung des Anschlußmaterials gemäß der Erfindung werden die Glasfritte und Teilchen der Legierung (oder als Elemente vorliegende Teilchen) mit einer Siebmas chengröße-325 in den gewünschten Verhältnissen zusammengebracht und sorgfältig miteinander gemischt, beispielsweise durch Kugelvermahlung in einem organischen Medium, wie Butylcarbitolazetat. Die bevorzugte Teilchengröße der vermählenen Charge beträgt mit einem Fisher-Untersieb-Sichter 0,9 τ 1,1. Die vermahlene Charge wird dann aus der Kugelmühle entnommen und das Gemisch wird bei einer Temperatur von 100°C*110°C acht bis zwölf Stunden lang getrocknet, wobei jedes verbleibende organische Medium entfernt wird. Das Gemisch der Glasfritte und der Legierungs-Teilchen wird dann mit einem Trägermittel vermischt, das die gewünschte Auftragung des Anschlußmaterials erlaubt. Das Fritten-Teilchen-Gemisch kann beispielsweise mit einem Reusche-Trägermedium gemischt werden, welches die Auftragung des Anschlußmaterials im Siebdruckverfahren ermöglicht. Zur Kontaktierung eines elektrischen Bauelements, beispielsweise eines elektrischen Widerstands wird das Anschlußmaterial auf die Oberfläche des Substrats aufgetragen. Das Substrat kann ein Körper aus einem beliebigen Material sein, das der Brenntemperatur des Anschlußmaterials und den zur Aufbringung des Widerstands-

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materials erforderlichen Temperaturen und Bedingungen widersteht. Das Substrat ist im allgemeinen ein Körper aus keramischem Material, beispielsweise aus Glas, Porzellan, Steatit, Bariumtitanat, Aluminiumoxyd o.dgl. Das Anschlußmaterial kann auf dem Substrat durch Aufstreichen, Tauchen, Sprühen oder im Siebschablonenauftrag aufgebracht werden. Das Anschlußmaterial wird dann zur Entfernung des flüssigen Trägermediums getrocknet, wozu es beispielsweise für einen Zeitraum von fünf bis fünfzehn Minuten auf I50 C erwärmt wird. Falls erforderlich, kann das Anschlußmaterial auf dem Substrat dann für einen Zeitraum von etwa einer halben Stunde in einer nichtoxydierenden- oder Stickstoffatmosphäre auf eine Temperatur von etwa 350 C erhitzt werden, um alle organischen Binder im Material zu entfernen. Das Anschlußmaterial wird dann in einem üblichen Ofen bei einer Temperatur gebrannt, bei welcher die Giasfritte schmelzflüssig wird. Das Anschlußmaterial wird vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise Stickstoff, gebrannt. Obwohl die Brenntemperatur von der Schmelztemperatur der verwendeten G-lasfritte abhängt, kann das Anschlußmaterial bei einer Borsilikat-Glasfritte bei einer Temperatur zwischen 85O C-1200 C für einen Zeitraum von einer halben bis zu einer Stunde gebrannt werden. ¥enn das Substrat

da»
und das Anschlußmaterial nach abgekühlt sind, ist ein Anschluß geschaffen, der aus einer Glasschicht besteht, in welcher die Teilchen aus der Nickel-Eisen-Legierung in feiner Verteilung eingebettet sind»

Das erfindungsgemäße Anschlußmaterial kann zur Herstellung von Anschlüssen oder Kontaktierung vieler elektrischer Bauelemente verwendet werden, wird jedoch mit besonderem Vorteil zur Herstellung von Anschlüssen an Glasüberzugs-Widerständen verwendet, bei denen das Widerstandsmaterial aus einer Glasschicht mit eingebetteten und fein verteilten

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leitenden Teilchen besteht. Das erfindungsgemäße Anschlußrnaterial ist besonders brauchbar zur Kontaktierung von Glasüberzugs-Widerständen, bei denen die leitenden Teilchen aus einem Gemisch von entweder Tantalnitrid- und Tantalteilchen oder Wolframkarbid- und Wolfrainteilchen bestehen. Das Widerstandsmaterial kann entweder vor oder nach der Aufbringung der Anschlüsse auf dem Substrat aufgebracht werden.

Im folgenden wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneter Widerstand gezeigt ist, der ein ebenes Substrat 12 aus keramischem Material aufweist· Auf einer Oberfläche des Substrats 12 sind mit Abstand voneinander zwei Anschlüsse l4 aus dem erfindungsgemäßen Anschlußmaterial vorgesehen. Jeder der Anschlüsse l4 setzt sich aus einer Schicht 16 aus Glas zusammen, in der Teilchen 18 aus einer Nickel-Ei sen- Le gierung in feiner Verteilung eingebettet sind. Auf der Oberfläche des Substrats 12 liegt zwischen den Anschlüssen 14 eine Widerstandsmaterial-Schicht 20. Die Widerstandsmaterial-Schicht 20 übergreift die Anschlüsse 14 und stellt so Kontakt mit ihnen her. Die Widerstandsmaterial-Schicht 20 ist zwar als die Anschlüsse 14 übergreifend dargestellt, jedoch können auch die Anschlüsse 14 auf den Enden der Widerstandsmaterial-Schicht 20 liegen.

Zur Erläuterung bestimmter bevorzugter Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend eine Reihe von Beispielen beschrieben, wobei jedoch festzuhalten ist, daß die in den Beispielen angegebenen Einzelheiten nicht in beschränkendem Sinne verstanden werden dürfen.

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Beispiel I

Durch Mischen von 63 VoL.°/o Teilchen einer Legierung aus 36 Gew.?i> Nickel und 64 Gew.°/o Eisen mit 37 Vol.°/o einer Glasfritte wurde ein Anschlußmaterial gemäß der Erfindung hergestellt. Die Glasfritte hatte eine Gewiehtszusammensetzung von 2°/ό Kalziumoxyd (CaO), lO^c/o Magnesiumoxyd (MgO), Z9°/o Boroxyd (B O ), lk°/> Aluminiumojcyd (Al O ) und kkfo

ti J <C J

Siliziumdioxyd (SiO„). Dieses Gemisch wurde in einer Kugelmühle zusammen mit Butylcarbitolazetat 7OJlOO Stunden lang sorgfältig gemischt. Das Gemisch wurde dann bei einer Temperatur von 10OiIlO⁰C acht bis zwölf Stunden lang gestrocknet. Das trockene Gemisch wurde dann auf einer Dreiwalzenmühle mit einem Trägermedium versetzt, das zur Hälfte aus Butylcarbitolazetat und zur anderen Hälfte aus Reusche-Siebdruck-Trägermedium bestand.

Das Anschlußmaterial wurde dann im Seiden-Siebdruckverfahren auf einem ebenen Substrat aus Aluminiumoxyd in einer Miniatur-Vervielfachung des in Fig. 1 gezeigten Musters aufgebracht, wodurch eine Vielzahl von Anschlüssen gebildet wurde, die jeweils einen Abstand von etwa 2,29 mm voneinander hatten. Das Anschlußmaterial wurde dann zehn Minuten lang bei I50 C getrocknet. Die beschichteten Substrate wurden dann in einem Durchlaufofen bei II50 C in einer Stickstoffatmosphäre in einem einstündigen Arbeite-Zyklus gebrannt.

Nach Abkühlung des mit den Anschlüssen Ik versehenen Substrats auf Raumtemperatur wurde eine Schicht aus einem Glasüberzugs-¥iderstandsmaterial auf dem Substrat zwischen den Anschlüssen aufgebracht, wobei die aktive Zone der Widerstands-Schicht etwa 0,039 cm betrug. Das Widerstandsmaterial bestand aus einem Gemisch der gleichen Glasfritte, wie sie für das Anschlußmaterial

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verwendet wurde, und aus Teilchen von Tantalnitrid und Tantal. Die Widerstands-Schicht wurde getrocknet und dann in einem Durchlaufofen bei einer Temperatur zwischen 1100-1200°C, vorzugsweise bei etwa 1150°C, in einer Stickstoffatmosphäre für einen Zeitraum von etwa einer halben Stunde gebrannt.

Nach der Abkühlung der auf diese ¥eise hergestellten Widerstände wurden sie verschiedenen Versuchen, einschließlich einem Feuchtigkeitsversuch, einem Kurzzeit-Überlastungsversuch (STOL) und einem Temperaturzyklusversuch unterworfen. Diese Versuche sind Standardversuche, die in der Militärspezifikation MIL-R-834OI-B beschrieben sind. Der Feuchtigkeitsversuch dient zur Bestimmung des Widerstands des Bauelements gegen schädliche Einwirkungen hoher Feuchtigkeit und Wärmeeinwirkungen. Zu diesem Zweck werden die Widerstände in hoher Feuchtigkeit einem Temperaturzyklus ausgesetzt. Der Widerstand jedes Widerstands wird vor und nach dem Versuch gemessen, um jede Änderung des Widerstands zu bestimmen und das Aussehen der Widerstände wird auf mechanische Beschädigungen untersucht .

Der Kurzzeit-Überlastungsversuch untersucht die Stabilität der Widerstands-Schicht und der Anschlüsse. Für diesen Versuch werden die Widerstände fünf Sekunden lang einer im Vergleich zur üblichen Dauer-Arbeitsspannung 2,5-f&ch erhöhten Spannung ausgesetzt. Der elektrische Widerstand jedes Widerstands wird vor und nach dem Versuch gemessen, um Widerstandsänderungen festzustellen. Außerdem werden die Widerstände visuell auf physikalische Beschädigungen untersucht.

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Der Temperaturzyklusversuch (auch als Temperaturschock-Versuch bekannt) untersucht den Widerstand des Bauelements und seiner Einzelelemente gegen die Einflüsse von extrem hohen und niedrigen Temperaturen und gegen
schockartig alternierende extreme Temperatureinwirkungen, Bei diesem Versuch werden die Widerstände einer Anzahl von Zyklen von Temperaturänderungen, ausgesetzt, wobei
jeder Zyklus zunächst eine Absenkung der Temperatur
auf -55°C und dann eine Erwärmung auf 25 C, anschließend eine Erwärmung auf 85 C und dann wieder eine Abkühlung auf 25 C umfasst, wobei die Widerstände bei jeder
Temperatur für eine bestimmte Zeitdauer gehalten werden. Der elektrische Widerstandswert jedes Widerstands wird vor und nach dem Versuch gemessen, um Widerstandsänderungen zu ermitteln»

Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in
Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

% Änderung des Widerstandes

Versuch: Mittelwert Spanne

Feuchtigkeiti l_f27 0,03 ^,05

STOL (Kurzzeitüber- - 0,19 -0,05-1,16

lastung)
Temperaturzyklus 0,13 0,02 0,66

Beispiel II

In der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit dem
Beispiel I beschrieben wurde ein Anachlußmaterial hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Teilchen der Nickel-Eisen-Legierung 40 Gew.fi und 60 Gew.Jb Eisen einhielten.

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Das Anschlußmaterial wurde in der in Verbindung mit dem Beispiel I beschriebenen Weise auf den Substraten aufgetragen und auch die WiderStandsmaterial-Schicht wurde entsprechend dem Beispiel I aufgebracht. Die Versuchsergebnisse der auf diese Weise hergestellten Widerstände sind in Tabelle II zusammengestellt.

	Tabelle	II	⁰Jo Änderung	,03 ,003	des	Widerstands	01 02
		Mittelwert			Spanne
Versuch»	O ί o	0, 0,	06 0, 01 - 0,
Feuchtigkeit STOL (Kurzzeitüber-

lastung)
Temperaturzyklus 0,03 0,08 0,01

Beispiel III

Ein Anschlußmaterial wurde in der gleichen Weise wie dies in Verbindung mit dem Beispiel I beschrieben wurde, hergestellt mit der Ausnahme, daß die Teilchen der Nickel-Ei sen- Le gierung einen Anteil von 45 Gew.°/o und 55 Gew. ⁰Jo Eisen hatten. Das Anschlußmaterial wurde in der gleichen Weise wie in Verbindung mit dem Beispiel I beschrieben auf den Substraten aufgetragen und ebenso wurde auch die Widerstandsmaterial-Schicht entsprechend dem Beispiel I auf den Substrat aufgebracht. Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

^Änderung des Widerstands

Versucht Mittelwert Spanne

Feuchtigkeit ±0,05 0,22 - 0,30

STOL (Kurzzeitüber- +0,01 0,03 - 0,07

lastung)

Temperaturzyklus 0,03 0,06 0,01

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Beispiel IV

Ein Anschlußmaterial wurde in der in Verbindung mit dem Beispiel I beschriebenen Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Teilchen der Niekel-Eisen-Legierung 50 Gew.J^ Nickel und 50 Gew. ⁰Jo Eisen hatten. Das Anschlußmaterial wurde in gleicher Weise wie in Verbindung mit Beispiel I beschrieben, auf dem Substrat aufgetragen, und ebenso wurde die Widerstandsmaterial-Schicht entsprechend Beispiel I aufgebracht. Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

⁰Jo Änderung des Widerstands

Versuch; Mittelwert Spanne

Feuchtigkeit +0,11 0,29-0,04

STOL (Kurzzeitüber- +0,02 0,15-0,02

lastung)
Temperaturzyklus ±0,07 0,30-0,07

Beispiel V

Ein Anschlußmaterial wurde in der in Verbindung mit Beispiel I beschriebenen Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Teilchen der Nickel-Eisen-Legierung 40 Gew.Je Nickel und 60 Gew.% Eisen hatten. Das Anschlußmaterial wurde in der in Verbindung mit dem Beispiel I beschriebenen Weise auf den Substraten aufgebracht. Auf jedem Substrat wurde eine WiderStandsmaterial-Schicht gemäß Beispiel I niedergeschlagen, mit der Ausnahme, daß das Widerstandsmaterial als leitende Teilchen ein Gemisch von Wolframkarbid- und Wolframteilchen aufwies, und in einem Durchlaufofen bei 95O°C in Stickstoff eine halbe Stunde lang gebrannt war. Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle V zusammengestellt.

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Λ- Tabelle	Versuch:	V	C	0,02 0,05 0,02	Widerstands	05 17 02
	Feuchtigkeit STOL (Kurzzeitüber lastung)			Spanne
ί Änderung des		0,04 -0, 0,18 -0, 0,05 -o,
Mittelwert
•H +1 +1

Temperaturzyklus

Beispiel VI

Ein Anschlußmaterial wurde in der in Verbindung mit dem Beispiel I beschriebenen ¥eise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Teilchen der Nickel-Eisen-Legierung 50 Gew.^ Nickel und 50 Gev,°/o Eisen hatten. Das Anschlußmaterial wurde in gleicher Weise wie in Verbindung mit Beispiel I beschrieben aufgetragen. Eine Widerstandsmaterial-Schicht wurde auf jedem Substrat in der in Verbindung mit dem Beispiel V beschriebenen Weise aufgebracht. Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle VI angegeben.

Tabelle VI

°/o Änderung des Widerstands

Versuch: Mittelwert Spanne

Feuchtigkeit ί 0,03

STOL (Kurzzeitüber- + 0,07 lastung)

o,	06	- 0,	03
o,	51	- 0,	29
o,	08	- o,	03

Temperaturzyklus i °»°1

Die Anschlüsse der vorstehenden Beispiele zeigten einen Flächenwiderstand in der Größenordnung von 0,2^ /Quadrat oder weniger. Wenn ein Anschlußmaterial entsprechend Beispiel V hergestellt wurde mit der Ausnahme, daß die Teilchen aus elementarem Nickel und elementarem Eisen

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bestanden und in den Gewichtsverhältnissen HQ⁰Jo Nickel und 6096 Eisen verwendet wurden, ergab sich ebenfalls ein Flächenwiderstand in der Größenordnung von 0,2 Jc / Quadrat oder weniger. Der Anschlußwiderstand zwischen dem Anschlußmaterial mit elementaren Nickel- und Eisenteilchen und ¥olframkarbid- und Wolfram-Widerstandsmaterial war ähnlich dem Anschlußwiderstand, der erhalten wurde, wenn der Anschluß mit Nickel-Eisen-Legierungs-Teilchen hergestellt wurde.

Festzuhalten ist außerdem, daß das Anschlußmaterial nicht nur vor, sondern auch nach der Aufbringung des Widerstandsmaterials auf dem Substrat aufgebracht werden kann, wie dies im folgenden Beispiel beschrieben ist.

Beispiel VII

Ein Anschlußmaterial wurde in der in Verbindung mit dem Beispiel I beschriebenen Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Teilchen der Nickel-Eisen-Legierung 50 Gew.56 Nickel und 50 Gew.ji Eisen hatten. Zunächst wurde aber eine Widerstandsmaterial-Schicht auf jedem Substrat aufgetragen und in der in Verbindung mit dem Beispiel I beschriebenen Weise gebrannt, wobei das Auftragsmuster dem in Fig. 1 gezeigten Muster entsprach. Das Anschlußmaterial wurde dann in der in Verbindung mit dem Beispiel I beschriebenen Weise auf dem Substrat aufgebracht, wobei Anschlußpaare gebildet wurden, die sich von Fig. \ dadurch unterscheiden, daß die Anschlüsse auf der sich zwischen zwei benachbarten Anschlüssen erstreckenden Widerstandsschicht liegen^ Eine erste Charge von Anschlüssen wurde bei 85O C in einem Durchlaufofen in einer Stickstoffatmosphäre eine Stunde lang gebrannt. Eine zweite Charge von Anschlüssen, bei denen die Materialien mit den Werten des Beispiels I aufgebracht

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waren, wurde be± IO5O C gebrannt. Die mit Anschlüssen versehenen Widerstände wurden einem Wärmespeicher- oder Hochtemperatur-Versuch unterzogen.

Der Wärmespeicher-Versuch dient zur Bestimmung der Auswirkungen, welche die Einwirkung höherer Temperaturen über längere Zeitperioden hat. Für diesen Versuch werden die Widerstände in einer Kammer bei I50 C ohne Spannung an den Widerständen gelagert und eine bestimmte Zeitdauer auf der erhöhten Temperatur gehalten. Die Widerstandswerte des Widerstands werden vor Versuchsbeginn und in vorgegebenen Intervallen während des Versuchs gemessen, um die jeweiligen Widerstandsänderungen zu bestimmen.

Nachdem die Widerstände tausend Stunden lang auf 15O⁰C gehalten waren, zeigten die Widerstände beider vorerwähnten Chargen eine mittlere Änderung des Widerstandswerts von was den hohen Grad der Stabilität der Anschlüsse überzeugend beweist_o

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Claims

2550465 Patentansprüche

1.^Material zur Herstellung leitender Anschlüsse an elektrischen Bauelementen, gekennzeichnet durch ein Gemisch feiner metallischer Teilchen (18) aus Nickel und Eisen und einer Glasfritte.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Teilchen (18) aus einer Nickel-Ei sen- Legierung bestehen.

3. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch ^5*75 Vol.$ Legierungs-Teilchen (18) enthält.

k. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch 63 Vol.96 Legierungs-Teilchen (18) enthält.

5. Material nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungs-Teilchen (18) 36^50 Gew. 96 Nickel enthalten.

6. Material nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungs-Teilchen (18) kO-k5 Gew. ⁰Jo Nickel enthalten.

7. Unter Verwendung des Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestelltes, elektrisches Bauelement, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Substrat (12) wenigstens ein leitender Anschluß (1^·) hergestellt ist, der aus einer Glasschicht (16) besteht, in welcher die metallischen Teilchen (18) aus Nickel und Eisen in feiner Verteilung enthalten sind.

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8. Bauelement nach Anspruch. 7» dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (12) eine mit dem Anschluß bzw. den Anschlüssen (ik) in Kontakt stehende Schicht (20) aus elektrischem Fiderstandsmaterial vorgesehen ist.

9« Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial eine Glasschicht ist, die insgesamt von Teilchen aus leitendem Material feiner Verteilung durchsetzt ist.

10. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen des Widerstandsmaterials sich aus einem Gemisch von Tantalnitrid- und Tantalteilchen zusammensetzen.

11. Bauelement nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen des Widerstandsmaterials sich aus einem Gemisch von Wolframkarbid— und Wolframteilchen zusammensetzen.

12. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements, bei dem auf einem Substrat eine glasartige Überzugsmasse aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Glasfritte und gleichmäßig in ihr verteilten leitenden Teilchen aus Nickel und Eisen eine zur Herstellung von Anschlüssen dienende Masse gebildet wird, daß auf dem nichtleitenden Substrat eine Schicht der Masse aufgetragen wird, daß das beschichtete Substrat in einer nicht oxidierenden Atmosphäre solange gebrannt wird, bis die Masse eine haftende glasartige Schicht bildet, und daß das beschichtete Substrat dann abgekühlt; wird, wobei ein Anschluß gebildet wird, der aus einer Glas-Grundsubstanz besteht, in welcher die leitenden Teilchen verteilt enthalten sind.

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13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung von Anschlüssen bildende Masse bei Temperaturen zwischen 85O und 1200°C in Stickstoff gebrannt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als leitende Teilchen in der zur Herstellung von Anschlüssen dienenden Masse Teilchen einer Nickel-Eisen- Legierung verwendet werden.

15· Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Anschlüssen eine Masse mit 4f>7-72 Vol.9ε Legierungs-Teilchen verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß eine 63 Vol$ Legierungs-Teilchen enthaltende Masse zur Herstellung von Anschlüssen verwendet wird.

17· Verfahren nach Anspruch i6, dadurch gekennzeichnet, daß für die zur Herstellung von Anschlüssen dienende Masse Legierungs-Teilchen mit 3^f5O Gew.$ Nickel verwendet werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß Legierungs-Teilchen mit ko$k5 Gew.$ Nickel verwendet werden.

19· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat und in Kontakt mit dem Anschluß bzw. den Anschlüssen ein Glasüberzugs-Widerstand aufgebracht wird, der aus einer Glasschicht besteht, in welcher Teilchen aus leitendem Material in feiner Verteilung enthalten sind.

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20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet,

daß als leitende Teilchen für den Widerstand ein Gemisch von Tantalnitrid- und Tantalteilchen verwendet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß als leitende Teilchen für den Widerstand ein Gemisch von Wolframkarbid- und Wolframteilchen verwendet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß der Glasüberzugs-Widerstand nach der Aufbringung und dem Brennen des Anschlusses bzw. der Anschlüsse auf dem Substrat gebildet wird.

23. Verfahren nach Anspruch I9» dadurch gekennzeichnet, daß der Glasüberzugs-Widerstand durch Aufbringen und Brennen einer Widerstandsschicht auf dem Substrat vor der Aufbringung und dem Brennen der mit dem Widerstand in Kontakt stehenden Anschlußschicht auf dem Substrat gebildet wird.

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