DE2717493A1

DE2717493A1 - Filmwiderstand

Info

Publication number: DE2717493A1
Application number: DE19772717493
Authority: DE
Inventors: Gaylord Lee Francis; Amedeo John Morelli
Original assignee: US Philips Corp
Current assignee: US Philips Corp
Priority date: 1976-04-22
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE7712411U1; FR2349197A1; FR2349197B1; JPS52129957A; JPS5613364B2; US4050053A; GB1553451A

Description

PIlA. 20 738,

2 h 7 7 North American Philips Corp.

- I - λ'Α/EVH.

"Filmwiderstand"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filmwiderstand mit einem zylindrischen Körper aus elektrisch nichtleitendem Material, einem Widerstandsfilm auf dem Umfang des zylindrischen Körpers, Endkontakten, die aus je einem Stromleiter bestehen, der an einer Metallkappe befestigt ist, die einen Teil des Widerstandsfilmes umschliesst, und einem Metallfilm, der sich auf dem von den Metallkappen umschlossenen Teil des Widerstandsfilmes befindet.

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PHA. 20 738. 2.1». 77.

Die betreffenden Widerstandselemeiite bestehen aus einem Viderstandsfilm, der auf einem isolierenden Kernmaterial, wie einer Fosteritkeramik, angebracht ist. Leiter sind an gegenüberliegenden Enden des Viderstandskernes mit Hilfe von Metallkappen befestigt und der besondere Wert des Widerstandes wird durch den spezifisclien Widers land des Widerstandsfilines auf dem Widerstandskern zwischen elektrischen Kontaktpunkten an den gegenüberliegenden Enden bestimmt. Um eine sichere mechanische Verbindung zwischen den Leitern und dem Widerstandskern herzustellen, urnschliessen die Metallkappen die gegenüberliegenden Enden des Widerstandskernes. Derartige Kappen stellen sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung zwischen dem Widerstandsfilm und den Leitern her.

Für Widerstände mit hohen Werten, d.h. mit Werten von mehr als 1000 -ß- , ist es im allgemeinen nicht kritisch, dass die Kappe an einem genau vorher bestimmten Punkt an dem Widerstandskern befestigt ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass eine gegenseitige Verschiebung der Kappe und des Widerstandskernes den Wert des Widerstandes nahezu nicht ändern wird. Dies ist jedoch bei Widerständen mit niedrigeren Werten nicht der Fall, bei denen die geringste Verschiebung oder Aenderung des elektrischen Verbindungspunktes zwischen der Kappe und dem Widerstandskern eine grosse Aenderung des Gesamtwertes des Widerstandes zur Folge haben wird.

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In den bekannten Widerständen wurde Gold als ein Endkontaktüberzug zur Befestigung der Kappe an dem Widerstandselement verwendet. An erster Stelle ist Gold teuer und weitei' kann mit Gold keine besonders zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung hergestellt werden. Die Erfindung hat die Aufgabe, eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Kappengebilde und dem Viderstandsfilm auf dem Kern herzustellen.

Veiter hat die Erfindung die Aufgabe, eine

preiswerte Zusammensetzung zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Kappengebilde und dem mit einem Film überzogenen Kern eines Widerstandes zu schaffen.

Ausserdem hat die Erfindung die Aufgabe, ein

Grenzflächenmaterial mit niedrigem Widerstand zu schaffen, bei dessen Anwendung eine Kontaktverschiebung zwischen der Kappe und dem Kern eines elektrischen Einzelteiles auf ein Mindestmass beschränkt wird.

Ein Filmwiderstand mit einem gut leitenden Metallfilm, der sich auf den von den Metallkappen umschlossenen Teilen des Widerstandsfilmes befindet, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Metallfilm im wesentlichen aus Aluminium besteht.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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- X-

Fig. 1 eine weggesclinittene perspektivische

Darstellung eines Widerstandes mit einem Aluminiumendkontakt nach der Erfindung, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Widerstand nach Fig. 1 entlang der Achse.

Fig. 1 ist eine weggeschnittene perspektivische Darstellung des Widerstandes mit einem aus einem Aluminiumfilm bestehenden Endkontakt nach der Erfindung. Der Widerstand ist aus einem isolierenden Kernmaterial 10 hergestellt, auf dem ein Viderstandsfilin 11, z.B. aus einer Nickel-ChroiTi-Legierung, abgelagert wird. Der Wert des Widerstandes ist von dem spezifischen Widerstand des Filmes 11 und von der Weise abhängig, in der er zwischen den beiden gegenüberliegenden Enden des Widerstandes geschnitten oder spiralisiert ist. Elektrische Kontakte mit den gegenüberliegenden Enden des Widerstandes werden über Leiter 12 hergestellt. Die Leiter 12 bestehen vorzugsweise aus Kupfer. An den leitern sind Kappen 13 befestigt, die die gegenüberliegenden Ränder des Widerstandes umschliessen und einen mechanischen und elektrischen Kontakt mit den gegenüberliegenden Enden sicherstellen. Die genannten Kappen 13 können z.B. aus einer Legierung mit der Zusammensetzung 6% Gew.$ Kupfer, 17 Gew.$ Zink und 18 Gew..^ Nickel bestehen. Auf den Enden, des Widerstandes werden über den Widerstandsfilm 11 ays Aluminium bestehende Ueberzüge lh abgelagert. Die Ueber— züge 14 weisen vorzugsweise eine Dicke zwischen 10 und

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4 °
5 . 10 A auf. Die Ueberzüge können durch Zerstäuben aufgebracht werden.

Es wurde gefunden, dass diu erfindungsgemässe Anwendung von Aluminium der Anwendung anderer Elemente, wie Gold, vergoldetes Kupfer, Silber oder Nickel, vorzuziehen ist. Die Nachteile dieser bereits bekannten Zusammensetzungen sind allgemein bekannt: Gold ist teuer; Nickel oxidiert nach verhältnismässig langen Versuchsperioden, und mit Kupfer überzogene Bänder weisen im Laufe der Zeit einen zunehmenden Widerstand auf (die Zunahme des Widerstandes bei Anwendung von Kupfer ist wahrscheinlich auf die feste Legierung des Kupfers mit dem für den Widerstand verwendeten Metallfilm zurückzuführen). Daher wird angenommen, dass die Anwnendung von Aluminium der von Kupfer vorzuziehen ist, weil Aluminium weniger aktiv ist.

Die Anwendung von Aluminium lag nicht auf der Hand, weil ursprünglich angenommen vurde, dass Aluminium oxidieren und anodisieren würde, wodurch die Zuverlässigkeit der mechanischen und elektrischen Eigenschaften des betreffenden Einzelteiles beeinträchtigt werden würde. Tatsächlich wurde gefunden, dass Oxidation nahezu nicht auftritt, so dass diese Effekte die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Widerstandes nicht beeinflussen. Ein Vorteil von Aluminium ist, dass es ein weiches Material ist, günstige mechanische Eigenschaften aufweist und in einem Herstellungsraum leichter verarbeitet

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werden kann. Ausserdem weist es einen verhältnismässig niedrigen Widerstand auf, so dass der Effekt einer etwaigen Kontaktverschiebung auf ein Mindestmass beschränkt wird. Die Anwendung des Endbandes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bezweckt, einen gleichmässigen Kontakt niedrigen Widerstandes zwischen dem Widerstandsfilm 11 und der Kappe 13 zu erhalten. Bei Anwendung von Aluminium wird keine oder nahezu keine Aenderung des Wertes des Widerstands, zwischen den beiden Leitern 12 gemessen, infolge einer gegenseitigen Verschiebung des aus Leitern und Kappen bestehenden Gebildes 12, 13 während des Herstellungs- und Montageverfahrens auftreten. Der Vorteil von Aluminium im Vergleich zu dem häufiger verwendeten Gold lässt sich durch die nachstehende Tabelle von Versuchsdaten über Widerstände mit einem Widerstandswert von weniger als 200-ß. und von mehr als 200-Λ. nachweisen:

Widerstände von weniger als 200-fl-

Widerstand k9,9-^-

Prozess # 6R

Belastung im Betrieb ^R

(gemessene Spannung von 2,23 V bei 125°C während 2000 Stunden) Hochtemperaturprüfung #ÄR (175°C während 2000 Stunden)

Versuchdaten

Kon takt filnunaterial· Aluminum Gold

0,02
0,023

0,I69 0,196

0,085

1 ,58

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Z-

Widerstände von Kontaktf.IImmaterial

mehr als 200 ~^~ Aluminium Gold

Widerstand 1000

Prozess ^AR 0,0083 0,025

Belastung im Betrieb # ^ R 0,073 0,07*t

(gemessene Spannung von 10 V
bei 125°C während 2000 Stunden)

Hochtemperaturprüfung ^AR 0,06 1,038

(175°C während 2000 Stunden).

(AR ist die Aenderung des Viderstai. swertes des zu prüfenden Widerstandes).

Nach der Erfindung wird daher eine wesentliche Verbesserung im Vergleich zu dem vorher verwendeten Gold erzielt, indem eine wesentlich geringere Aenderung des Wertes des Widerstandes während des Herstellungsvorgangs, während Belastungsversuchen über 2000 Stunden und während einer Hochtemperaturprüfung über 2000 Stunden auftritt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Widerstand nach der Erfindung entlang der Zylinderachse. Mit dem Querschnitt wird insbesondere die Anordnung des Endkontaktfilmes veranschaulicht. Das Aluminium wird haftend derart auf den gegenüberliegenden Endteilen des zylindrischen Substrats angebracht, dass es wenigstens teilweise mit Teilen des Widerstandsfilmes 11 eine laminare Struktur bildet. Der Endkontaktfilm lh erstreckt sich zylindrisch rings um Teile der Endzonen des zylindrischen Substrats über den Widerstandsfilm 11 sowie über die Endflächen des Substrats 10.

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Claims

PHA. 20 738. 2.4.77. PATENTANSPRUECHE:

1.y Filmwiderstand mit einem zylindrischen Körper aus elektrisch nichtleitendem Material, einem Widerstandsfilm auf dem Umfang des zylindrischen Körpers, Endkontakten, die aus je einem Stromleiter bestehen, der an einer Metallkappe befestigt ist, die einen Teil des Widerstandsfilius umschliesst, und einem Metallfilm, der sich auf dem von den Metallkappen umschlossenen Teil des Widerstandsfilms befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallfilm im wesentlichen aus Aluminium besteht.

2. Filmwiderstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Aluminiumfilmes zwischen 10^ und 5 . 10 A liegt.

ORIGINAL INSPECTED 709844/0900