DE2650465C2

DE2650465C2 - Material und Verfahren zur Herstellung leitender Anschlüsse an elektrischen Metallkeramik-Bauelementen

Info

Publication number: DE2650465C2
Application number: DE2650465A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Malcom Gladwyne Pa. Merz; Howard Edwin Philadelphia Pa. 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: 1986-10-30
Also published as: DE2650465A1; NL7612744A; DK524376A; US4057777A; SE413211B; AU1952176A; AU499572B2; JPS6038802B2; JPS5262695A; FR2337926A1; SE7612916L; FR2337926B1; GB1545074A; CA1066537A; IT1090753B

Description

8. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses aus einem Material gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gemisch eine zur Herstellung der Anschlüsse dienende Masse gebildet wird, daß auf dem Bauelement eine Schicht dieser Masse aufgetragen wird, daß das Bauelement in einer nicht oxidierenden Atmosphäre so lange gebrannt wird, bis die Masse eine haftende glasartige Schicht bildet, und daß das Bauelement dann abgekühlt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse bei Temperaturen zwischen 850 und 1200° C in Stickstoff gebrannt wird.

Die Erfindung betrifft ein Material zur Herstellung leitender Anschlüsse an elektrischen Metallkeramik-Bauelementen, bestehend aus einem Gemisch feiner metallischer Teilchen mit einer Glasfritte. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Anschlusses aus diesem Material.

Meta!lkeram!k-(Cerrnet-)Widerstände, bestehend aus einer Glasfritte und in dieser fein verteilten Metallnulverteilchen gewinnen in jüngster Zeit zunehmend Bedeutung. Bei der Herstellung eines solchen Metallkeramikwiderstandes wird das Widerstandsmaterial auf ein Substrat aufgebracht und gebrannt, wobei die Glasfritte schmilzt. Nach der Abkühlung besteht der Widerstand aus einer Glasschicht, in welcher die lebenden metallisehen Teilchen in gleichmäßiger Verteilung enthalten sind. Anfänglich wurden für die leitenden Teilchen teure Edelmetalle, beispielsweise Gold. Platin, Silber, od. dgl. oder deren Mischungen und Legierungen verwendet, um gute elektrische Eigenschaften des Widerstands zu erreichen. Aus der US-PS 33 94 087 ist ein Metallkeramikwiderstand bekannt, in dem anstelle von teurem Edelmetallpulver Tantalnitrid- und Tantalteilchen als leitende Widerstandskomponenten verwendet werden.

Aus der US-PS 31 80 841 ist außerdem die Verwendung von Wolframkarbid und Wolfram als leitende metallische Teilchen in dem Metallkeramik-Widerstand bekannt.

Die bestimmungsgemäße Funktion des elektrischen Metallkeramik-Widerstandes setzt voraus, daß hochleitende und mit dem speziell für den Widerstand verwendeten Material verträgliche Anschlüsse an den Enden des Widerstandes angebracht werden. Die wesentlichsten Eigenschaften leitender Anschlüsse für Metallkeramik-Widerstände sind hohe Leitfähigkeit und Kompatibilität mit den Widerstandsmaterialien, und zwar sowohl chemisch als auch hinsichtlich der Art der Anbringung der Anschlüsse an die Widerstandsschicht. Die hohe Leitfähigkeit des Materials der Anschlüsse und der niedrige Übergangswiderstand zwischen Widerstandsmaterial und Anschlußmaterial sind wichtig, um die elektrischen Eigenschaften über die als solche beherrschbaren Widerstandsschichten bei vernachlässigbarem Ableitungswiderstand einstellen zu können. Diese Eigenschaften werden allgemein durch Edelmetallteilchen auch in den leitenden Anschlüssen erfüllt.

Aus der US-PS 33 60 761 sind Metallkeramik-Anschlüsse, bestehend aus einem Keramikmaterial und einem Metallpulver, wie Stahl, Nickel, Eisen od. dgl. bekannt. In dem Metallkeramikmaterial zur Herstellung der leitenden Anschlüsse wird nur ein Metall verwendet, dessen Auswahl nach der Brenntemperatur des Keramikmaterials getroffen wird. Aus dieser Druckschrift sind auch rein metallische Anschlußbereiche bekannt, die eine zufriedenstellende Haftfähigkeit mit dem Keramikmaterial des Substrats ergeben sollen. Bei diesen rein metallischen leitenden Anschlüssen ist unter anderem eine Legierung aus 45—55 Gew.-°/o Eisen, 55—45Gew.-% Nickel und bis zu 10 Gew.-°/o Molybdän angegeben.

Aus der US-PS 26 79 568 ist es bekannt, auf einer Widerstandsschicht aus einem nichtmetallischen Widerstandsmaterial, wie Graphit, Kohlenstoff und anorganischen Oxiden, eine Schicht aus einem glaskeramischen Anschlußmaterial aufzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preiswertes leitendes Anschlußmaterial für elektrische Metallkeramik-Baueiemente vorzuschlagen, das mit den Metallkeramiken besser verträglich ist.
Bei dem Material der eingangs angegebenen Art sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß die

metallischen Teilchen aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen. Ein solches leitendes Anschlußmaterial führt zu optimalen Eigenschaften der leitenden Anschlüsse in Verbindung mit praktisch allen bekannten Widerstandsmaterialien aus nichtedlem Metall, einschließlich solchen, die Tantalnitrid und Tantal oder Wolframdkarbid und Wolfram enthalten.

Das erfindungsgemäße Material kann zur Herstellung von Anschlüssen oder zur Kontaktierung vieler elektrischer Metallkeramik-Bauelemente verwendet werden, wird jedoch mit besonderem Vorteil zur Herstellung von Anschlüssen an Glaskeramikwiderständen verwendet, bei denen das Widerstandsmaterial aus einer Glasschicht mit eingebetteten und fein verteilten leitenden Teilchen besteht. Das erfrndungsgemäße Anschlußmaterial ist besonders brauchbar zur Kontaktierung von Glaskeramik- oder Glasüberzugs-Widerständen, bei denen die leitenden Teilchen aus einem Gemisch von entweder Tantalnitrid- und Tantalteilchen oder Wolframkarbid- und Wolframteilchen bestehen. Das Widerstandsmaterial kann entweder vor oder nach der Aufbringung der Anschlüsse auf dem Substrat aufgebracht werden.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen mit Anschlüssen versehenen Widerstand::und

F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in F i g. 1.

Das leitende Anschlußmateriai besteht aus einem Gemisch aus einer Glasfritte und in feiner Verteilung in ihr enthaltenen Teilchen aus einer Nickel-Eisen-Legierung. Die Legierungs-Teilchen sind im Gemisch in Mengen von 45—72 Vol.-% enthalten. Ein Anteil von 63 Vol.-% von Legierungs-Teilchen wird jedoch bevorzugt, da hierbei ein hochleitender Anschluß erhalten wird, der mit Glaskeramik-Widerstandsmaterialien bestens verträglich ist Der Anteil von Nickel und Eisen in den Legierungs-Teilchen liegt bei 36—50Gew-% Nickel und 54—50 Gew.-% Eisen. Bevorzugt wird jedoch ein Gehalt von 40—45 Gew.-^D/o Nickel und 60—5c» Gew.-% Eisen, da mit diesen Anteilen die besten elektrische'; Eigenschaften erhalten werden.

Die für das Anschlußmateriai 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, weiche unter den üblichen Bedingungen der Frittenherstellung die erforderlichen Oxyde bildet Beispielsweise wird Boroxyd aus Borsäure erhalten, während Siliziumoxyd 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.

Die Nickei'-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 Gemisches bei etwa 1400⁰C 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 _ls Elemente vorliegende Teilchen) mit einer Siebmaschengröße-325 in den gewünschten Verhältnissen zusammengebracht und sorgfältig miteinander gemischt, beispielsweise durch Kugelvermahlung in einem organischen Medium, wie Butylcarbitolazetat Die bevorzugte Teilchengröße der vermahlenen Charge beträgt mit einem Fisher-Untersieb-Sichter 0,9—1,1. Die vermahlene Charge wird dann aus der Kugelmühle -entnommen, und das Gemisch wird bei einer Temperatur von 100⁰C-IlO⁰C acht, bis zwölf Stunden lang getrocknet, wobei jedes verbleibende organische Medium entfernt wird. Das Gemisch der Glasfritte and der Legierungs-Teilchen wird dann mit einem Trägermittel vermischt, daTcfie 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 Substrat aufgetragen. Das Substrat kann ein Körper aus einem beliebigen Material sein, das der Brenntemperatur des Anschlußmaterials und den zur Aufbringung des Widerstandsmaterials erforderlichen Temperataren und Bedingungen widersteht. Das Substrat ist im allgemeinen ein Körper aus keramischem Material, beispielsweise aus Glas, Porzellan, Steatit, Bariumtitanit, Aluminiumoxyd od. dgl. Das Anschlußmaterial kann auf dem Substrat durch Aufstreichen, Tauchen, Sprühen oder im Siebschablonenauftrag aufgebracht werden. Das Anschlußmaterial wird dann zur Entfernung des flüssigen Trägprmediums getrocknet, wozu es beispielsweise für einen Zeitraum von fünf bis fünfzehn Minuten auf 150⁰C 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 dan·; in einem üblichen Ofen bei einer Temperatur gebrannt, bei welcher die Glasfritte schmelzflüssig wird. Das Anschlußmaterial wird vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise Stickstoff, gebrannt Obwohl die Brenntemperatur von der Schmelztemperatur der verwendeten Glasfritte abhängt, kann das Anschlußmaterial bei einer Borsilikat-GIosfritte bei einer Temperatur zwischen 850° C—1200⁰C für einen Zeitraum von einer halben bis zu einer Stunde gebrannt werden. Wenn das Substrat und das Anschlußmaterial danach 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.

Im folgenden wird aj'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 14 aus dem erfindungsgemäßen Anschlußmaterial vorgesehen. Jeder der Anschlüsse 14 setzt sich aus einer Schicht 16 aus Glas zusammen, in der Teilchen 18 aus einer Nickel-Eisen-Legierung 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.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Reihe von Beispielen beschrieben.

ίο Beispiel I

Durch Mischen von 63 Vol.-% Teilchen einer Legierung aus 36Gew.-% Nickel und 64 Gew.-% Eisen mit 37 Vol.-% einer Glasfritte wurde ein Anschlußmaterial gemäß der Erfindung hergestellt. Die Glasfritte hatte eine Gewichtszusammensetzung von 2% Kalziumoxyd (CaO), 10% Magnesiumoxyd (MgO), 29% Boroxyd (B2O3), 14% Aluminiumoxyd (AI2O3) und 44% Siliziumdioxyd (S1O2). Dieses Gemisch wurde in einer Kugelmühle zusammen mit Butylcarbitolazetat 70—100 Stunden lang sorgfältig gemischt. Das Gemisch wurde dann bei einer Temperatur von 100— 110⁰C acht bis zwölf Stunden lang getrocknet. Das trockene Gemisch wurde dann auf einer Dreiwalzenmühle mit einem Trägermedium versetzt, das zur Hälfte aus Butylcarbitolazetat und zur

ätiuctcf'i riäliic äüS RcüSchc-SiciXjrüCk-TfägcriTicdiüiTi bcSiänu.

Das Anschlußmaterial wurde dann im Seiden-Siebdruckverfahren auf einem ebenen Substrat aus Aluminiumoxyd in einer Miniatur-Vervielfachung des in F i g. 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 150°C getrocknet. Die beschichteten Substrate wurden dann in einem Durchlaufofen bei 1150°C in einer Stickstoffatmosphäre in einem einstündigen Arbeitszyklus gebrannt.

Nach Abkühlung des mit den Anschlüssen 14 versehenen Substrats auf Raumtemperatur wurde eine Schicht aus einem Glasüberzugs-Widerstandsmaterial auf dem Substrat zwischen den Anschlüssen aufgebracht, wobei die aktive Zone der Widerstands-Schicht etwa 0,039 cm² betrug. Das Widerstandsmaterial bestand aus einem Gemisch der gleichen Glasfritte, wie sie für das Anschlußmater?„i 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 1150⁰C, in einer Stickstoffatmosphäre für einen Zeitraum von etwa einer halben Stunde gebrannt.

Nach der Abkühlung der auf diese Weise 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-83401-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 Temperaturzvklus 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 2J5fach erhöhten Spannung ausgesetzt. Der elektrische Widerstand jedes Widerstandes wird vor und nach dem Versuch gemessen, urn Widerstandsänderungen festzustellen. Außerdem werden die Widerstände visuell auf physikalische Beschädigungen untersucht.

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 25⁰C, 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 Versuche sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

55 Tabelle I

Versuch: % Änderung des Widerstandes

Mittelwert Spanne

60 Feuchtigkeit 1,27

STOL (Kurzzeitüberlastung) —0,19

Temperaturzyklus 0,13

Beispiel II

In der gleichen Weise wie im Zusammenhang mit dem Beispiel I beschrieben wurde ein Anschlußmaterial hergestellt mit der Ausnahme, daß die Teilchen der Nickel-Eisen-Legierung 40 Gew.-% und 60 Gew.-% Eisen enthielten. Das Anschlußmateria! wurde in der in Verbindung mit dem Beispie! I beschriebenen Weise auf den

0,03	4,05
-0,05	-1,16
0,02	0,66

0,03	0,06	0,01
±0,003	0,01	-0,02
0,03	0,08	0,01

±0,05	0,22	-0,30
±0,01	0,03	-0,07
0,03	0,06	0,01

Substraten aufgetragen und auch die Widerstandsmaterial-Schicht wurde entsprechend dem Beispiel I aufgebracht. Die Versuchsergebnisse der auf diese Weise hergestellten Widerstände sind in Tabelle Il zusammengestellt.

Tabellen

Versuch: % Änderung des Widerstandes

Mittelwert Spanne

Feuchtigkeit 0,03 0,06 0,01

STOL (Kurzzeitüberlastung) Temperatur/yklus

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-Eisen-Legierung einen Anteil von 45 Gew.-% Ni und 55 Gew.-% Eisen hatten. Das Anschlußmaterial wurde in der gleichen Weise wie in Verbindung mit dem Beispiel Ϊ beschrieben auf den Substraten aufgetragen und ebenso wurde auch die Widerstandsmateriai-Schicht entsprechend dem Beispiel 1 auf dem Substrat aufgebracht. Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

Versuch: % Änderung des Widerstandes

Mittelwert Spanne

Feuchtigkeit

STOL (Kurzzeitüberlastung)

Temperaturzyklus 0,03 0,06 0,01

Beispiel IV

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.-% Nickel und 50 Gew.-% Eisen hatten. Das Anschlußmaterial wurde in gleicher Weise wie in Verbindung mit Beispiel I beschrieben, auf dem Substrat

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auigtiiagkii, unu cuciiau WUIUC UIC TT IUCi aiaiiusiiiatci iaro\.iii\.iu ι,ΐιιορι \,niv.iiu Obiapii.! I auigcuiaLilt. UIb Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV 4C

Versuch: % Änderung des Widerstandes

Mittelwert Spanne

Feuchtigkeit ±0,11 0,29 —0,04

STOL (Kurzzeitüberlastung) ±0,02 0,15 —0,02

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.-% Nickel und 60 Gew.-% Eisen hatten. Das AnschluSmaterial 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 950° C in Stickstoff eine halbe Stunde lang gebrannt war. Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle V zusammengestellt.

Tabelle V -

Versuch: % Änderung des Widerstandes

Mittelwert Spanne

Feuchtigkeit

STOL(Kurzzeiiüberiastung) ±0,05 0,18 —0,17

Temperaturzyklus

±0,02	0,04	-0,05
±0,05	0,18	-0,17
±0,02	0,05	-0,02

% Beispiel VI

t< 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.-% Nickel und 50 Gew.-% Eisen hatten. Das

<;' 5 Anschlußmaterial wurde in gleicher Weise wie in Verbindung mit Beispiel I beschrieben aufgetragen. Eine

ft 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 Vl angegeben.

Tabelle VI

% ίο :

:' Versuch: % Änderung des Widerstandes

i' Mittelwert Spanne

Feuchtigkeit	±0,03	0,06	-0,03
STOL (Kurzzeitüberlastung)	±0,07	0,51	-0,29
Temperaturzyklus	±0,01	0.08	-0,03

Die Anschlüsse der vorstehenden Beispiele zeigten einen Flächenwiderstand in der Größenordnung von 0.2 Ω/Ouadrat oder weniger. Wenn ein Anschlußmaterial entsprechend Beispiel V hergestellt wurde mit der Ausnahme, daß die Teilchen aus elementarem Nickel und elementarem Eisen bestanden und in den Gewichtsverhältnissen 40% Nickel und 60% Eisen verwendet wurden, ergab sich ebenfalls ein Flächenwiderstand in der Größenordnung von 0,2 Ω/Quadrat oder weniger. Der Anschlußwiderstand zwischen dem Anschlußmaterial mit elementaren Nickel- und Eisenteilchen und Wolframkarbid- 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 1 beschriebenen Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Teilchen der Nickel-Eisen-Legierung 50Gew.-% Nickel und 50Gew.-% Eisen hatten. Zunächst wurde aber eine Widerstandsmaterial-Schicht auf jedem Substrat aufgetragen und in der in Verbindung mit dem Beispiel 1 beschriebenen Weise gebrannt, wobei das Auftragsmuster dem in F i g. 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 F i g. 1 dadurch unterscheiden, daß die Anschlüsse auf der sich zwischen zwei benachbarten Anschlüssen erstreckenden Widerstandsschicht liegen. Eine erste Charge von Anschlüssen wurde bei 850° 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 waren, wurde bei 1050° C gebrannt. Die mit Anschlüssen versehenen Widerstände wurden e^:>?em Wärmespeicher- oder Hochtemperatur-Versuch unterzogen.

Der Wärmespeicher-Versuch dient zur Bestimmung der Auswirkungen, weiche die Einwirkung höherer Temperaturen über längere Zeitperioden hat. Für diesen Versuch werden die Widerstände in einer Kammer bei 150°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 150⁰C gehalten waren, zeigten die Widerstände beider vorerwähnten Chargen eine mittlere Änderung des Widerstandswerts von 0,11 %, was den hohen Grad der

so Stabilität der Anschlüsse überzeugend beweist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Material zur Hersteilung leitender Anschlüsse an elektrischen Metallkeramik-Bauelementen bestehend aus einem Gemisch feiner metallischer Teilchen mit einer Glasfritte, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Teilchen (18) aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch 45—75 Vol.-% Legierungs-Teilchen (18) enthält.

3. Material nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch 63 Vol.-°/o Legierungs-Teilchen (18) enthält.

ίο

4. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungs-Teilchen (18) 36—50 Gew.-%

Nickel enthalten.

5. Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungs-Teilchen (18) 40—45 Gew.-% Nickel enthalten.

6. Verwendung eines Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einem elektrischen Widerstand, dessen Widerstandsmaterial eine Glasschicht ist, die insgesamt von Teilchen aus leitendem Material feiner Verteilung durchsetzt ist, wobei die leitenden Teilchen sich aus einem Gemisch von Tantalnitrid- und Tantalteilchen zusammensetzen.

7. Verwendung eines Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bei einem elektrischen Widerstand, dessen Widerstandsmaterial eine Glasschicht ist, die insgesamt von Teilchen aus leitendem Material feiner Verteilung durchsetzt ist, wobei die leitenden Teilchen sich aus einem Gemisch von Wolframkarbid- und