DE2650466A1 - Elektrischer widerstand mit anschluessen und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents
Elektrischer widerstand mit anschluessen und verfahren zur herstellung desselbenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE 2ENZ & HELBER · D 4300 ESSEN 1 · AM RUHRSTEIN 1 · TEL.: (02Öl) 4126
T 60
TRW INC., 10880 Wilshire Boulevard, Los Angeles,
Kalifornien, V.St.A.
Elektrischer Widerstand mit Anschlüssen und Verfahren zur Herstellung desselben
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Widerstand mit neuartigem Anschluß oder Kontaktierung sowie ein Verfahren
zur Herstellung desselben. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit Anschlüssen für Glasüberzugs-Widerstände.
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 Glasüberzugs-Widerstandsmaterial
auf ein Substrat aufgetragen und gebrannt, wobei die Glasfritte schmilzt. Nach der Abkühlung besteht der Widerstand
aus einer Glasschicht, in welcher die leitenden Teilchen in gleichmäßiger Verteilung enthalten sind. Anfänglich
wurden für die leitenden Teilchen teuere Edelmetalle, beispielsweise Gold, Platin, Silber u.dgl. verwendet,
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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, wurdenGlasüberzugs-Widerstandsmaterlallen
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.
Zur Herstellung von elektrischen Anschlüssen an Glasüberzugs-Widerständen
ist es erforderlich, den Widerstand mit leitenden Anschlüssen zu versehen, die an den Enden des
Widerstands auf dem Substrat vorgesehen sind. Solche Anschlüsse müssen hochleiten 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 Widerstandsmaterials 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 Widerstandsmaterialien
sind. Es besteht daher ein Erfordernis nach einem Anschlußmaterial, das preiswert ist und auch
mit Tantalnitrid und Tantal enthaltenden Glasüberzugs-WlderStandsmaterialien
verträglich 1st und dabei eine besonders hohe Stabilität hat.
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265048
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Widerstand mit Anschlüssen und ein Verfahren
zur Herstellung desselben unter Erfüllung der vorstehenden Forderungen anzugeben, wobei die Anschlüsse bzw. die
Kontaktierung insbesondere für Glasüberzugs-Widerstände geeignet sind und extrem hohe Stabilität haben. Dabei
sollen keine Edelmetalle für die Anschlüsse Verwendung finden und die Anschlüsse sollen auch bei Glasüberzugs-Widerständen
verwendbar sein, bei denen die leitenden Teilchen im Widerstandsmaterial in Form eines Gemische
von Teilchen aus Tantalnitrid und Tantal oder aus Wolframkarbid und Wolfram vorliegen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrischen
Widerstand gelöst, bei dem die Widerstands-Anschlüsse aus einer Schicht bestehen, in der entweder Molybdän, Wolfram,
oder ein Gemisch derselben, oder Molybdän und Mangan bzw. Titan und Molybdän enthalten ist.
Die Erfindung umfaßt also ein Produkt sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben, dessen Eigenschaften, Vorteile
und relativen Anteile seiner Bestandteile im folgenden beispielsweise beschrieben werden, wobei weitere Merkmale
und Vorteile der Erfindung erläutert werden.
Zum besseren Verständnis des Wesens und der Merkmale der Erfindung wird in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, und zwar zeigt»
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Widerstands;
Fig. 2 eine Schnittansicht, gesehen in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1} und
Fig. 3 eine Schnittansicht, gesehen in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 1.
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Der in der Zeichnung gezeigte elektrische Widerstand ist in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet. Der Widerstand
10 weist ein ebenes Substrat 12 aus elektrisch isolierendem Material auf. Auf der Oberfläche des Substrats 12
sind mit Abstand voneinander zwei Anschlüsse 14 aus dem
Anschlußmaterial gemäß der Erfindung vorgesehen. Zwischen den Anschlüssen 14 liegt auf der Oberfläche des Substrats
12 eine Widerstandsmaterial-Schicht 16. Die Widerstandsmaterial-Schicht 16 überlappt und kontaktiert jeweils einen
Abschnitt der Anschlüsse 14. Die von der Widerstandsmaterial-Schicht
16 nicht überlappten Abschnitte der Anschlüsse Ik sind mit einer Kontaktschicht 18 aus Nickel
bedeckt, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
Das Substrat 12 kann aus einem beliebigen elektrisch isolierenden Material bestehen, welches den Temperaturen
und Bedingungen für die Aufbringung der Anschlüsse 1k und der Widerstandsmaterial-Schicht 16 standhält. Im allgemeinen
ist das Substrat ein Körper aus keramischem Material, beispielsweise aus Glas, Porzellan, Steatit,
Bariumtitanat, Aluminiumoxyd od.dgl. Obgleich das Substrat als ebener Körper dargestellt ist, kann es beliebige Form
haben, zum Beispiel in Röhrenform, in Form einer zylindrischen Walze odu3gl. vorliegen.
Die Widerstandsmaterial-Schicht 16 ist vorzugsweise eine
Glasüberzugs-Widerstandsschicht, bei der in einer Glasschicht 20 Teilchen 22 aus leitendem Material in gleichmäßiger
Verteilung eingebettet sind. Die Widerstandematerial-Schicht 16 weist als leitende Teilchen 22 vorzugsweise
entweder ein Gemisch von Teilchen aus Tantalnitrid und Tantal entsprechend dem US-Patent 3 39k 087 oder ein
Gemisch von Teilchen aus Wolframkarbid und Wolfram entsprechend dem US-Patent 3 180 841 auf.
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Die Anschlüsse 14 sind aus einem leitendem Metall aus
Wolfram, Molybdän oder einem Gemisch derselben. Diese Metalle sind hochleitend und es wurde gefunden, daß
sie in hohem Maße verträglich mit Glasüberzugs-Widerstandsmaterialien
sind, insbesondere mit solchen, in denen als leitende Phase ein Gemisch von entweder
Tantalnitrid und Tantal oder ¥olframkarbid und Wolfram enthalten ist, so daß Widerstände mit hervorragenden
Eigenschaften erzielt werden.
Zur Herstellung eines Widerstands 10 werden zunächst die
Anschlüsse 14 auf dem Substrat 12 aufgebracht. Die Anschlüsse i4 werden aus Anschlußmaterial gebildet, das
aus fein verteilten Teilchen mit einer Größe von weniger als 20 jam aus speziellem Metall oder einem Gemisch von
Metallen in einem zur Aufbringung des Anschlußmaterials
geeigneten Trägermedium besteht. Das Trägermedium ist vorzugsweise ein organisches Medium, beispielsweise
Butylcarbitolazetat, Pineöl, Äthylenzelulose oder es
finden käufliche Mittel wie der Siebdruckträger von Reusche Verwendung. Dabei wird eine ausreichende Menge
von Trägermedium verwendet, um ein Gemisch herzustellen, das die erforderliche Viskosität für das speziell anzuwendende
Auftragsverfahren des Anschlußmaterials auf dem Substrat hat.
Die Aufbringung des Anschlußmaterials kann durch Aufstreichen, Aufsprühen, Tauchen oder durch Aufbringung
mit SlebschabIonen erfolgen. Für die Herstellung von
Anschlüssen der in der Zeichnung gezeigten Form auf einem ebenen Substrat wird zum Aufbringen bevorzugt das Verfahren
des Siebdrucks verwendet. Nach erfolgtem Auftrag
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des Anschlußmaterials auf dem Substrat wird es in Luft, vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 1OO°C bis 15O°C
getrocknet, um das Trägermedium zu entfernen. Das beschichtete Substrat wird dann in einem Ofen bei
1525 C oder einer Temperatur zwischen 145O°C bis 162O°C
eine halbe Stunde lang gebrannt. Der Ofen enthält eine
Atmosphäre von feuchtem disoziiertem Ammoniak (N"?+H„)
mit einem Taupunkt von -3O0C j· 20°C. Durch das Brennen
wird das Trägermedium völlig entfernt und die Metallanschlüsse werden haftend mit dem Substrat verbunden.
Um die Haftung eines Molybdän-Anschlusses auf einem
keramischen Substrat zu verbessern, kann eine geringe Menge in der Größenordnung von 5 t>is 20 $ entweder von
Mangan oder Titan in dem zur Herstellung der Anschlüsse verwendeten Material enthalten sein. Obwohl das Mangan
oder Titan nach dem Brennen des Anschlußmaterials in dem resultierenden Molybdän-Anschluß nicht feststellbar ist,
hat der Anschluß eine bessere Haftung auf dem keramischen Substrat im Vergleich zu einem Anschluß, der ohne Zugabe
von Mangan oder Titan im Anschlußmaterial hergestellt wurde. Es wird angenommen, daß das Mangan oder Titan mit
der keramischen Substanz reagiert und dadurch die höhere Haftung verursacht.
Die Widerstandsmaterial-Schicht 16 wird dann nach einem
beliebigen bekannten, für die Aufbringung des speziellen Widerstandsgemischs geeigneten Verfahren auf dem Substrat
12 aufgebracht. Im Falle eines aus einem Gemisch einer
Glasfritte, leitenden Teilchen und einem geeigneten
Trägermedium bestehenden Glasüberzugs-Widerstandsmaterial kann dieses durch Tauchen, Aufsprühen, Aufstreichen oder
durch Aufbringung im Siebdruck aufgetragen werden.
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Für die Aufbringung einer Widerstandsmaterial-Schicht der in der Zeichnung gezeigten Form auf einem ebenen Substrat
erfolgt die Aufbringung vorzugsweise im Siebdruckverfahren. Die Widerstandsmaterial-Schient wird dann in Luft
im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 1OO°C bis 150°C
getrocknet. Um die vollständige Entfernung des Träger— mediums sicherzustellen, kann die Widerstandsmaterial-Schicht
dann in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise in Stickstoff auf etwa 35O°C erwärmt werden. Die Widerstandsmaterial-Schicht
wird dann bei einer Temperatur gebrannt, bei welcher die Glasfritte schmelzflüssig wird. Die Brenntemperatur
variiert abhängig von der speziell verwendeten Glasfritte und dem jeweils verwendeten leitenden Material.
Die im allgemeinen verwendete Glasfritte besteht aus einem Borsilikatglas. Widerstandsmaterialien mit solchen Glasfritten
werden im allgemeinen bei einer Temperatur zwischen 85O0C bis 11500C gebrannt. Das Widerstandsmaterial wird
vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise Stickstoff gebrannt.
Nach Abkühlung der Widerstandsmaterial-Schicht 16 werden
die freiliegenden Abschnitte der Anschlüsse I^ mit einer
Nickelschicht 18 versehen, um die Herstellung von Anschlüssen durch Löten zu erleichtern. Die Nickelschicht kann
entweder stromlos oder durch elektrolytisehe Platierverfahren
aufgebracht werden, wobei die Widerstandsmaterial-Schicht 16 mit einem geeigneten Material maskiert ist,
welches die Aufbringung einer Nickelschicht im maskierten Bereich verhindert. An den Anschlüssen Ik können Leitungen
angelötet werden, worauf der Widerstand 10 in geeigneter Weise in einer schützenden Hülle eingekapselt wird.
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ie folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung bestimmter
bevorzugter Einzelheiten der Erfindung, ohne daß die in den Beispielen herausgestellten Einzelheiten in beschränkendem
Sinne verstanden werden dürfen.
Auf der ebenen Oberfläche von Aluminiumoxyd-Substraten
wurden Widerstände in einer Miniatur-Vervielfachung des in Fig. 1 gezeigten Musters hergestellt, in dem mit Abstand
voneinander eine Vielzahl von Anschlüssen aus Molybdän aufgebracht und zwischen diesen Anschlüssen
einer Widerstandsmaterial-Schicht vorgesehen wurde, welche die Anschlüsse teilweise überlappt. Die Widerstandsmaterial-Schicht
bestand aus einer Glasschicht mit eingebetteten gleichmäßigen Teilchen aus Tantalnitrid und Tantal. Die
freiliegenden Abschnitte der Anschlüsse wurden mit Nickel beschichtet und an den nickelbeschichteten Anschlüssen
wurden Leitungen angelötet. Die Widerstände wurden dann in Kunststoff eingekapselt.
Die Widerstände wurden verschiedenen Versuchen zur Untersuchung der Brauchbarkeit des Widerstandsmaterials des
Anschlußmaterials und der Verträglichkeit der Anschlüsse mit dem Widerstandsmaterial unterzogen. Diese Versuche
umfaßten einen Niedrigtemperatur-Betriebs-Versuch (LTO), einen Feuchtigkeitsversuch, einen Kurzzeit-Überlastungs-Versuch
(STOL), einen Temperaturwechsel-Versuch, einen Last-Lebensdauer-Versuch und einen Wärme-Oiuer-Ver such ·
Diese Versuche sind Standardversuche.
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Der Niedrigtemperatur-Betriebs-Versuch (LTD) dient zur
Feststellung der Möglichkeiten des Betriebs des Widerstands bei niedrigen Temperaturen. Bei diesem Versuch
werden die Widerstände etwa 45 Minuten in einer Kammer
mit etwa -650C plaziert und an den Widerständen wird eine Arbeitespannung angelegt. Nach Abschaltung der
Spannung werden die Widerstände langsam auf Raumtemperatur zurückerwärmt. Die Widerstandswerte der Widerstände
werden vor und nach dem Versuch gemessen, um jede Änderung des Widerstandswertes zu bestimmen.
Der Feuchtigkeitsversuch dient zur Feststellung der Beständigkeit des Bauelements gegen schädliche Einwirkungen
von hoher Feuchtigkeit bei gleichzeitiger Wärmeeinwirkung. Bei diesem Versuch werden die Widerstände in einer hochfeuchten
Atmosphäre einem Temperaturzyklus ausgesetzt. Der Widerstandswert der Widerstände wird vor und nach dem
Versuch gemessen, um jede Änderung des Widerstandswertes
festzustellen, und das Aussehen der Widerstände wird auf mechanische Beschädigungen untersucht.
Der Kurzzeit-Überlastungs-Versuch (STOL) dient zur Bestimmung
der Stabilität der Widerstandsschicht und des Anschlusses. Bei diesem Versuch werden die Widerstände
5 Sekunden lang einer bezogen auf die zulässige Dauerbetriebsspannung
um das 2,5™fache erhöhten Spannung ausgesetzt.
Der Widerstand jedes Widerstands wird vor und nach dem Versuch gemessen, um Änderungen der Widerstandswerte
zu ermitteln, und die Widerstände werden visuell auf physikalische Beschädigungen untersucht.
Der Temperaturwechselversuch (, der auch als Wärmeschockversuch
bekannt ist) untersucht die Widerstandsfähigkeit des Bauelements und seine Einzelelemente gegen die Einwirkung
.- 10 -
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von hohen und niedrigen Temperaturen und gegen die schockartige
alternative Einwirkung dieser extremen Temperaturen. Bei diesem Versuch werden die Widerstände einer Anzahl von
Temperatur-Änderungszyklen ausgesetzt, wobei jeder Zyklus zunächst eine Absenkung der Temperatur auf -55°C,
dann eine Erwärmung zurück auf 25°C, dann eine Erhöhung der Temperatur auf etwa 85 C und eine anschließende Absenkung
auf 25 C umfaßt, wobei die Widerstände jeweils eine gewisse Zeitdauer auf der jeweiligen Temperatur
gehalten werden. Der Widerstand jedes Widerstands wird vor und nach dem Versuch gemessen, um Widerstandsänderungen
he raus zufinden.
Der Last-Lebensdauer-Versuch dient zur Feststellung von
Auswirkungen, welche der Betrieb der Widerstände für eine bestimmte Zeitdauer unter Last bei erhöhten Temperaturen
mit sich bringt. Bei diesem Versuch werden die Widerstände bei einer Temperatur von etwa 7O°G in eine Kammer
plaziert und während längerer Zeitabschnitte wird intermittierend Spannung angelegt. Die Widerstandswerte
der Widerstände werden vor dem Versuch und nach festgelegten Intervallen während des Versuchs gemessen, um Änderungen
des Widerstandswertes festzustellen.
Der Wärme-Dauerversuch dient zur Festetellung von Auswirkungen, welche die Einwirkung erhöhter Temperatur
während längerer Zeitdauer auf die Widerstände hat. Bei diesem Versuch werden die Widerstände ohne angelegte
Last bei I50 C in einer Kammer plaziert und für eine
bestimmte Zeitdauer auf dieser erhöhten Temperatur gehalten. Die Widerstandswerte der Widerstände werden
vor dem Versuch und in vorgegebenen Abständen während des Versuchs gemessen, um Widerstandsänderungen festzustellen.
- 11 -
naaai/oesa
Die Versuch.sergebn.isse für diese Widerstände sind in der
Tabelle I zusammengestellt, wobei alle Ergebnisse als
prozentuale Änderung des Widerstandswertes angegeben sind.
Mittelwert
| Niedrig-Tempera tur-Betrieb s-V. (LTO) |
+ 0.01 |
| Kurzzeit-Überla- stungs-V. (STOL) |
± °»01 |
| Feuchtigkeits-V. | + 0,02 |
| Temp.-Wechsel-V. | + 0,01 |
| 700C Last-Lebens- dauer-V. |
|
| 216 h | -0,03 |
| 504 h | -0,03 |
| 1000 h | -0,01 |
| Wärme-Dauer-V. | |
| 96 h | +0,03 |
| 240 h | +0,02 |
| 504 h | 0,03 |
| 1000 h | o,o4 |
Spanne 0.OI -0,02
0,05
0,04
0,02
0,02
-0,04
-0,02 -0,03
| 0,00 | -0 | ,05 |
| 0,02 | -0 | ,05 |
| 0,00 | -0 | ,04 |
| 0,05 | 0 | ,00 |
| 0,07 | -0 | ,01 |
| o,o4 | 0, | 00 |
| 0,08 | 0 | ,00 |
In einer Miniatur-Vervielfachung des in Fig. 1 gezeigten
Musters wurden Widerstände auf der Oberfläche von ebenen Aluminiumoxyd-Substraten erzeugt, wobei mit Abstand voneinander
eine Vielzahl von Anschlüssen aus Wolfram ^bildet wurden. Die Anschlüsse wurden durch Aufbringung eines
Gemische feiner Wolfram-Teilchen in einem Trägermedium
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im Siebdruckverfahren auf das Substrat erzeugt. Die Anschlüsse
wurden in Luft bei einer Temperatur von 100° bis 150 C getrocknet und dann etwa eine halbe Stunde lang
in einer Atmosphäre aus feuchtem disoziiertem Amoniak (Ν2+Η2) bei etwa 1525 C gebrannt. Dann wurde eine
Widerstandsmaterial-Schicht zwischen den Anschlüssen und sie teilweise überlappend auf den Substraten aufgebracht.
Die Widerstandsmaterial-Schicht wurde durch Aufbringung eines Gemischs einer Glasfritte und Teilchen aus Tantalnitrid
und Tantal in einem Trägermedium im Siebdruckverfahrensuf
den Substraten erzeugt. Die Widerstandsmaterial-Schicht wurde in Luft bei etwa 100° C bis 105° C getrocknet
und dann in Stickstoff auf eine Temperatur von etwa 350° C erwärmt, um das Trägermedium zu entfernen. Anschließend
wurden die Widerstände in Stickstoff gebrannt, um das Glas zu schmelzen. Nach der Abkühlung wurde auf den freien
Abschnitten der Anschlüsse eine Nickelschicht aufplattiert und an den Anschlüssen wurden Leitungen angelötet. Die
Widerstände wurden dann in Kunststoff eingekapselt. Diese Widerstände wurden dann den in Verbindung mit dem
Beispiel I beschriebenen Versuch unterzogen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle II zusammengestellt,
wobei jeweils die prozentuale Änderung des Widerstands
angegeben ist.
| Tabelle II | |
| Mittelwert | |
| Niedrig-Temperatur- Betriebs-V. (LTD) |
+ 0,01 |
| Kurzzeit-Überla- stungs-V. (STOL) |
+ 0,01 |
| Feuchtigkeits-V. | 0,02 |
| Temp.-Wechsel-V. | + 0,02 |
Spanne
0,02 -0,02
0,02 -0,02
0,02 -0,01
0,06 0,00
0,07 -0,02
70°CLast-Lebensdauer-V.
216 h ±0,02 0,02 -0,05
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| 504 h | -0,03 |
| 1000 h | + 0,02 |
| Wärme-Dauer-V. | |
| 96 h | 0,02 |
| 240 h | + 0,02 |
| 504 h | + 0,02 |
| 1000 h | 0,03 |
| 0,05 | -0,04 |
| 0,15 | -0,02 |
| 0,05 | 0,00 |
| 0,08 | -0,01 |
| 0,10 | -0,01 |
| 0,12 | 0,00 |
In der in Verbindung mit dem Beispiel II beschriebenen
Weise wurden Widerstände hergestellt mit der Ausnahme, daß für die Anschlüsse ein Anschlußmaterial verwendet wurde,
das aus einem Gemisch von 90 Gew.96 Molybdän und 10 Gew.^
Titan bestand. Die Versuchsergebnisse in prozentualer Änderung des Widerstandswerts dieser Widerstände sind in
der Tabelle III angegeben.
Niedrig-Temperatur- +0,01 0,02 -0,02
Betriebs-V. (LTO)
0,01 -0,03
0,04 0,00
0,00 -0,03
| Kurzzeit-Überla- stungs-V. (STOL) |
+ 0,01 |
| Feuchtigkeits-V. | 0,02 |
| Temperatur- Wechsel- V. |
- 0,01 |
| 70° Last-Lebens dauer- V · |
|
| 216 h | -0,02 |
| 504 h | -0,02 |
| 1000 h | +0.01 |
0,00 -0,05
0,00 -0,05
0,01 -0,04
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1>
| Warme-Dauer-V. | 0,03 |
| 96 Ii | 0,03 |
| 240 h | 0,04 |
| 504 h | 0,08 |
| 1000 h | |
0,06
0,10
0,10
0,08
0,43
0,43
0,00 0,00 0,00
0,03
In der in Verbindung mit dem Beispiel II beschriebenen Weise
wurden Widerstände hergestellt, wobei jedoch für die Anschlüsse ein Anschlußmaterial verwendet wurde, welches
aus einem Gemisch von 80 Gew.$ Molybdän und 20 Gew.$
Mangan bestand. Die Versuchsergebnisse dieser Widerstände angegeben in prozentualer Änderung des Widerstandswerts
sind in Tabelle IV zusammengestellt.
Niedrig-Temperatur-Betriebs-V.
(LTO)
Kurzzeit-Überlastungs-V.
(STOL)
Mittelwert + 0,01
+ 0,01
| Feucht ag kei ts-V. | 0,02 |
| Temperatur- Wechsel- V. |
+ 0,02 |
| 70° C Last-Lebens- dauer-V. |
|
| 216 h | - 0,03 |
| 504 h | -0,04 |
| 1000 h | - 0,03 |
| Wärme-Dauer-V. | |
| 96 h | + 0,01 |
| 240 h | + 0,02 |
| 504 h | + 0,02 |
| 1000 h | + 0,02 |
Spanne 0,03 -0,02
0,02 -0,07
0,07 0,00 0,01 -0,05
| 0,01 | -0,07 |
| 0,01 | -0,08 |
| 0,00 | -0,07 |
| 0,03 | -0,02 |
| 0,05 | -0,02 |
| 0,05 | -0,02 |
| 0,06 | -0,02 |
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- 15 -
In der in "Verbindung mit dem Beispiel II beschriebenen
¥eise wurden Widerstände hergestellt, wobei jedoch die Anschlüsse aus einem Anschlußmaterial hergestellt wurden,
welches aus einem Gemisch von 80 Gew.$ Molybdän und
20 Gew,$ Mangan bestand, wobei zusätzlich eine Glasfritte als Bindemittel zugegeben wurde, die einen Anteil von weniger als 5 Gew.$ des gesamten Gemische hatte. Die
Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle V zusammengestellt, wobei wiederum die prozentuale Änderung des Widerstandswertes angegeben ist.
20 Gew,$ Mangan bestand, wobei zusätzlich eine Glasfritte als Bindemittel zugegeben wurde, die einen Anteil von weniger als 5 Gew.$ des gesamten Gemische hatte. Die
Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind in Tabelle V zusammengestellt, wobei wiederum die prozentuale Änderung des Widerstandswertes angegeben ist.
| Mittelwert | Spanne | -0,02 | |
| Ni e drig-Temp eratur- Betriebs-V. (LTO) |
+ 0,01 | 0,01 | -0,02 |
| Kurzzeit-Überla- stungs-V. (STOL) |
+ 0,01 | 0,03 | -0,01 |
| Feuchtigkeits-V. | + 0,01 | 0,03 | -0,03 |
| Temp eratur- | + 0,01 | 0,01 | |
Wechsel-V.
70°C Last-Lebensdauer- V.
216 h - 0,03 0,00 -0,05
50k h + 0,03 0,01 -0,04
1000 h + 0,03 0,03 -0,04
Wärme-Dauer—V.
96 h + 0,01 0,04 -0,01
240 h + 0,01 0,05 -0,02
504 h + 0,01 0,02 -0,03
1000 h + 0,01 0,05 -0,03
- 16 -
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2650486
In der in Verbindung mit dem Beispiel II beschriebene!
Weise wurden Widerstände hergestellt, wobei die Anschlüsse
jedoch aus einem Anschlußmaterial hergestellt wurden, das aus einem Gemisch von 75 Gew.$ Molybdän und 25 Gew.$>
Wolfram bestand. Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände,
angegeben in prozentualer Änderung des Widerstandswertes, sind in Tabelle VI zusammengestellt.
| Tabelle | VI | 0* | Spanne | -0,02 |
| Mittelwert | o, | 01 | -0,01 | |
| Niedrig-Temperatur- Betriebs-V. (l/TO) |
+ 0,01 | o, | 02 | -0,01 |
| Kurzzeit-Überla- stungs-V. (STOL) |
+ 0,01 | o, | 04 | -0,03 |
| Feuchtigkeits-V. | + 0,02 | 02 | ||
| Temp.-Wechsel-V. | + 0,01 | |||
| 70 C Last-Lebens | h | h |
| dauer—V , | h | h |
| 216 | h | h |
| 504 | Wärme-Dauer-V. | h |
| 1000 | 96 | |
| 24ο | ||
| 5θ4 | ||
| 1000 |
- 0,03 -0,01 -0,05
- 0,03 -0,01 -0,05
- 0,02 0,00 -0,04
+ 0,01 0,02 -0,02
+ 0,01 0,07 -0,03
+ 0,01 0,02 -0,03
+ 0,01 0,03 -0,02
- 17 -
709821/0653
Aus den vorstehend angegebenen Beispielen ist ersichtlich, daß die mit den erfindungsgemäßen Anschlüssen hergestellten
Wideisfcänden sehr stabil sind, d.h. unter den verschiedenen
Versuchsbedingungen ihren Widersbandswert nur in sehr geringem Maße änderten. Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen
Anschlüsse stabil und mit den Widerstands— materialien verträglich sind.
In der gleichen Weise wie dies in Verbindung mit dem Beispiel II beschrieben wurde, wurden Widerstände hergestellt,
die sich dadurch unterschieden, daß die Anschlüsse aus einem Anschlußmaterial hergestilt wurden, welches aus einem
Gemisch von 80 Gew.96 Molybdän und 20 Gew.56 Mangan bestand,
und die verwendete Widerstandsmaterial-Schicht wurde aus einem Gemisch einer Glasfritte mit Teilchen aus Wolframkarbid
und Wolfram erzeugt. Die Versuchsergebnisse für diese Widerstände sind - angegeben in prozentualer Änderung
des Widerstandswerts - in Tabelle VII zusammgesteilt.
Niedrig-Temperatur-Betriebs-V.
(LTO)
Kurζζeit-ttberIastungs-V.
(STOL)
Feuchtigkeits-V.
Mittelwert + 0,04
+ 0,03 - 0,22
Spanne
0,29
0,11 '0,03
-0,17
-0,18
-0,27
- 18 -
709821/0653
| ■ ~ ■ ZA | 0,43 | -0,08 | |
| Temp.-Wechsel-V. | + 0,07 | ||
| 70°C Last-Lebens- | |||
| dauer-V. | 0,19 | -0,69 | |
| 1000 h | + 0,27 | 0,14 | -0,67 |
| 2000 h | + 0,26 | ||
| Wärme-Dauer-V. | 1,45 | -1,47 | |
| 1000 h | + 0,61 | 2,27 | -0,99 |
| 2000 h | + 0,65 | ||
Es ist also ersichtlich, daß mit der Erfindung die gestellte
Aufgabe gelöst und die dargelegten Vorteile zuverlässig erzielt werden, wobei im Rahmen des Erfindungsgedankens
auch, noch Änderungen und Weiterbildungen verwirklichbar
sind, die durch die vorstehende Beschreibung nicht ausgeschlossen werden.
- 19 -
709821 /0653
Leerseite
Claims (12)
- Patentansprüche.} Elektrischer Widerstand, gekennzeichnet durch ein Substrat (12) aus elektrisch isolierendem Material, wenigstens einen auf dem Substrat vorgesehenen Anschluß (i4) der leitendes Material aus der Molybdän, Wolfram und Gemische von Molybdän und Wolfram, Molybdän und Mangan bzw. Titan und Molybdän umfassenden Gruppe enthält, und davch. eine mit dem Anschluß bzw. den Anschlüssen (i4) in Kontakt befindliche Widerstandsmaterial- Schicht (16) auf dem Substrat (12).
- 2. Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Anschluß bzw. die Anschlüsse (i4) bildende Material zu einer Schicht gebrannt ist.
- 3· Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anschluß bzw. die Anschlüsse (i4) bildende Schicht aus leitendem Material bei einer Temperatur zwischen 1^5O°C bis 162O°C in einer reduzierenden Atmosphäre gebrannt ist.
- km Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmaterial-Schicht (16) eine Glasschicht (20) umfaßt, in der Teilchen (22) aus leitendem Material in gleichmäßiger Verteilung eingebettet sind.
- 5. Widerstand nach Anpruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen (22) in Form eines Gemische von Teilchen aus hochschmelzendem Metall und hochschmelzenden Metallnitriden vorliegen.- 20 -7 09821/0653
- 6. Widerstand nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen (22) in Form eines Gemische von Teilchen aus Tantalnitrid und Tantal vorliegen.
- 7· Widerstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen (22) in Form eines Gemische von Teilchen aus hochschmelzendem Metall und einem hochschmelzendem Metallkarbid vorliegen.
- 8. Widerstand nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teilchen (22) in Form eines Gemische von Teilchen aus Wolframkarbid und Wolfram vorliegen.
- 9. Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand voneinander zwei Anschlüsse (i4) auf dem Substrat (12) vorgesehen sind, und daß die Widerstandsmaterial-Schicht (l6) sich zwischen diesen Anschlüssen (i4) erstreckt und wenigstens einen Teil jedes dieser Anschlüsse (.14) überdeckt.
- 10. Widerstand nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet,daß ein Abschnitt jedes Anschlusses (i4) von der Widerstandsmaterial-Schicht (16) nicht überdeckt wird, und daß auf den nicht überdeckten Abschnitten eine Nickelschicht (18) aufgebracht ist.
- 11. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstands, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Substrat aus elektrisch isolierendem Material über einem Paar von voneinander entfernten Bereichen ein Anschlußmaterial aus Teilchen aus leitendem Material aufgebracht wird, die aus der Molybdän, Wolfram und Gemische von Molybdän und Wolfram, Molybdän und Titan bzw. Molybdän und Mangan in einem Trägermedium enthaltenden Gruppe gewählt sind, daß das Anschlußmaterial zur Bildung von Wolfram oder Molybdän enthaltenden und mit dem Substrat haftend verbundenen Anschlüssen gebrannt wird, und daß zwischen den Anschlüssen und mit ihnen in Kontakt stehend eine Widerstandsmaterial-Schicht auf dem Substrat aufgebracht wird. 709821/0653- 21 -
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennielehnet, daß das Anschlußmaterial bei einer Temperatur zwischen 1450 C und 162O°C in einer reduzierenden Atmosphäre gebrannt wird.13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierende Atmosphäre feuchtes disoziiertes Ammoniak verwendet wird, und daß das Anschlußmaterial vor dem Brennen bei einer Temperatur zwischen 1OO°C und 1500C getrocknet wird.i4. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmaterial-Schicht auf dem Substrat aus einem Gemisch einer Glasfritte, Teilchen aus leitendem Material und einem Trägermedium hergestellt wird, und daß das Gemisch bei einer Temperatur gebrannt wird, bei der das Glas unter Bildung einer Glasschicht schmilzt, in welcher die leitenden Teilchen eingebettet sind.7 0 9 8 2 1/0853
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