DE2706418C3 - Verfahren zur Herstellung eines Temperaturmeßwiderstandes für ein Widerstandsthermometer - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Temperaturmeßwiderstandes für ein WiderstandsthermometerInfo
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- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
- G01K7/183—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer characterised by the use of the resistive element
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Temperaturmeßwiderstandes für ein Widerstandsthermometer
mit einer dünnen Platinschicht in einem definierten, geometrischen Muster, z. B. in
Mäanderform, auf einem elektrisch isolierenden Substrat, wie z. B. Aluminiumoxid.
Temperaturmeßwiderstände der in Rede stehenden Art sind bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es, eine
einfache Herstellungsmethode für Dünnfilm-Platinwiderstandsthermometer zu schaffen, die gleichzeitig
die erforderlichen elektrischen Werte (spezifischer Widerstand und Temperaturkoeffizient) garantiert.
Ein Dünnschichtmuster ist erforderlich, um bestimmte Widerstandswerte einhalten zu können und
damit die Widerstandsbahn eine genügende Länge bei geringer Dicke und Breite aufweist. Wendet man z. B.
ein aus der Dünnschichttechnik bekanntes Verfahren, z. B. die Fotolithografie, an, um das Muster herzustellen
und versucht anschließend das Platin chemisch zu ätzen, so zeigt sich, daß die Resistenz des sehr reinen
Widerstandsplatins so hoch ist, daß es mit keinem bekannten Ätzmittel gelingt, es aufzulösen, ohne gleichzeitig
die bei diesem Verfahren notwendige Abdeckmaske zu zerstören.
Auch die elektrochemische Ätzung mit Strömen bestimmter Impulsformen führt nicht zum Ziel, da das
Platin als Kathode geschaltet werden muß, und der sich bildende Wasserstoff die dünne Platinwiderstandsschicht
vom Substrat abhebt.
Auch das lonenätzverfahren führt zu Schwierigkeiten,
weil die Oberfläche des Widerstandsplatins, das erhalten bleiben soll, mit einem gegen Ionenzerstäubung
schützenden Stoff abgedeckt werden muß, der seinerseits aber unter dem Einfluß der schnellen Ionen
mit dem Platin reagieren kann, wodurch die elektrischen Eigenschaften der Platindünnschicht irreversibel
verändert werden.
Eine Musterherstellung durch Laserstrahlbearbeitung scheidet wegen der vergleichsweise hohen Kosten
für eine Anwendung beim Erfindungsgegenstand aus.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem Temperaturmeßwiderstand
der eingangs geschilderten Art durch die Kombination folgender Verfahrensschritte
gelöst:
a) auf dem Substrat wird eine Dünnschicht eines Metalls der Eisengruppe aufgebracht,
b) auf der abgeschiedenen Dünnschicht wird eine positive Abdeckmaske aus einem positiv arbeitenden
Kunststofflack erzeugt,
c) die Abdeckmaske wird bei 100 bis 160° C, vorzugsweise
bei 120° C, getrocknet, die Dünnschicht weggeätzt und anschließend die Abdeckmaske
abgewaschen,
d) danach wird eine Platindünnschicht auf das Substrat, das eine Temperatur von 400 bis 700° C
hat, durch Kondensation aus der Gasphase aufgebracht,
e) anschließend wird eine Behandlung mit Königswasser durchgeführt, so daß ein Platinschichtmuster
(Widerstandsbahn) stehenbleibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt. Es zeigt
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Temperaturmeßwiderstand gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 1, und
Fig. 3 die Folge der einzelnen Verfahrensschritte anhand je eines Schnittes entsprechend der Linie A-B
am fertigen Produkt gemäß Fig. 2.
Auf dem Substrat 1, welches z. B. aus Aluminiumoxid oder einer ähnlich geeigneten Keramik hoher
Reinheit, wie sie z. B. in der DE-OS 2527739 beschrieben ist, bestehen kann, wird zunächst eine
dünne Schicht aus Nickel 2 oder einem anderen Metall der Eisengruppe in einer Schichtdicke zwischen
etwa 0,5 und 2 Mikrometer, vorzugsweise zwischen 1 und 1,5 Mikrometer, aufgebracht (Verfahrensschritt a).
Auf der Dünnschicht 2 des genannten Metalls wird danach eine Abdeckmaske 3 aus einem hierfür an sich
bekannten Kunststofflack erzeugt (Verfahrensschritt b).
Nachdem die Abdeckmaske getrocknet ist, wird das Metall der Dünnschicht 2 chemisch abgeätzt (Verfahrensschritt
c).
Als Ätzmittel hat sich z. B. eine Eisenchloridlösung (FeCl3) bewährt. Daraufhin wird eine Platindünnschicht
4 auf das so behandelte beheizte Substrat durch Kondensation auf der Gasphase aufgebracht
(Verfahrensschritt d).
Abschließend wird dann eine Behandlung des nach Schritt d) gewonnenen Vorprodukts mit Königswasser
(Verfahrensschritt e) durchgeführt, so daß ein PIatinschichtmuster
5 (Widerstandsbahn) stehenbleibt, welches das Endprodukt nach Fig. 2 ergibt. Die Widerstandsbahn
ist am Rande mit äußeren Elektroden 6 elektrisch leitend verbunden.
Mit der Erfindung gelang es, den Effekt auszunutzen, daß die Löslichkeit von Platin durch Legierung
mit einem Zusatz der genannten Metalle stark erhöht wird. Von großem Vorteil ist, daß bei der Erfindung
durch die abschließende Behandlung in Königswasser das mit dem genannten Metall, wie Nickel, legierte
Platin aufgelöst wird und nur das reine Widerstandsplatin unverändert bleibt.
Außer den genannten Metallen der Eisengruppe kommen nrch Kupfer, Silber, Gold und Palladium in
Frage. Der für die Abdeckmaske verwendete Lack setzt selbstverständlich Lichtempfindlichkeit voraus,
sonst ist er jedoch in seiner Zusammensetzung nicht eingeengt
Anstelle der genannten Ätzlösung können auch andere Lösungen verwendet werden. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren ist auch ein Ionenätzen möglich. Allerdings ist dieses Verfahren teurer als die
im AusfOhrungsbeispiel angegebene chemische Ätzung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines Temperaturwiderstandes für ein Widerstandsthermometer
mit einer dünnen Platinschicht in einem definierten, geometrischen Muster, z. B. in Mäanderform,
auf einem elektrisch isolierenden Substrat, wie z. B. Aluminiumoxid, gekennzeichnet durch
die Kombination folgender Verfahrensschritte:
a) auf dem Substrat wird eine Dünnschicht eines Metalls der Eisengruppe aufgebracht,
b) auf der abgeschiedenen Dünnschicht wird eine Abdeckmaske aus einem Kunststofflack
erzeugt,
die Abdeckmaske wird bei 100 bis 160° C, vorzugsweise bei 120° C, getrocknet, die
Dünnschicht weggeätzt und anschließend die Abdeckmaske abgewaschen,
d) danach wird eine Platindünnschicht auf das Substrat, das eine Temperatur von 400 bis
700° C hat, durch Kondensation aus der Gasphase aufgebracht,
e) anschließend wird eine Behandlung mit Königswasser durchgeführt, so daß ein Platinschichtmuster
(Widerstandsbahn) stehenbleibt.
2. Verfahren zur Herstellung eines Temperaturmeßwiderstandes nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das bei Schritt a) aufgebrachte Metall der Eisengruppe durch ein Metall
aus der Gruppe Kupfer, Silber, Gold oder Palladium ersetzt ist.
Priority Applications (2)
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GB627778A GB1597403A (en) | 1977-02-16 | 1978-02-16 | Temperature-measuring resistors for resistance thermometers and methods of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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DE2706418B2 DE2706418B2 (de) | 1980-08-14 |
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Family
ID=6001265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19772706418 Expired DE2706418C3 (de) | 1977-02-16 | 1977-02-16 | Verfahren zur Herstellung eines Temperaturmeßwiderstandes für ein Widerstandsthermometer |
Country Status (2)
Country | Link |
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GB (1) | GB1597403A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015113088A1 (de) * | 2015-08-07 | 2017-02-09 | Neuschäfer Elektronik GmbH | Thermoelementvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen |
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1978
- 1978-02-16 GB GB627778A patent/GB1597403A/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015113088A1 (de) * | 2015-08-07 | 2017-02-09 | Neuschäfer Elektronik GmbH | Thermoelementvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen |
DE102015113088B4 (de) * | 2015-08-07 | 2018-01-04 | Neuschäfer Elektronik GmbH | Verfahren zur Herstellung einer Thermoelementvorrichtung |
Also Published As
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DE2706418B2 (de) | 1980-08-14 |
GB1597403A (en) | 1981-09-09 |
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