DE3900231A1

DE3900231A1 - Verfahren zur herstellung veraenderlicher elektrischer widerstaende

Info

Publication number: DE3900231A1
Application number: DE19893900231
Authority: DE
Inventors: Aldave Jesus Carlos Castellano
Original assignee: Navarra de Componentes Electronicos SA NACESA
Current assignee: Navarra de Componentes Electronicos SA NACESA
Priority date: 1988-01-08
Filing date: 1989-01-05
Publication date: 1989-07-20
Also published as: FR2644006A2; EP0323943A2; EP0323943A3; FR2644006B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der geeich ten elektrischen Widerstände, die durch Verschieben eines Schleifkontakts auf ihrer Oberfläche einstellbar sind und als Basisträger eine herkömmliche bedruckte Leiterplatte aufweisen, wobei auf wenigstens einer ihrer Seiten durch bekannte chemische Ätzung Leiterbahnen, beispielsweise aus Kupfer, hergestellt werden, die im allgemeinen, was Form und Abmessung anbelangt, unabhängig wählbar im Hinblick auf das Gesetz der Änderung des gewünschten Widerstands vorherbestimmt sind. Dieser Widerstand kann beispiels weise, wenn er mit einem Schwimmer verbunden ist, zur Messung des Flüssigkeitsstandes in einem Reservoir be nutzt werden.

Bei den in Frage kommenden bekannten Widerständen sind drei Arten zu unterscheiden, nämlich

a) diejenigen, die als Träger Keramik verwenden, auf welche ein Widerstandselement durch Siebdruck aufgebracht ist, ausgehend von einer Spezialpaste, beispielsweise CERMET;
b) diejenigen, die als Träger einen klassischen gedruckten Leiter mit einem diesem eigenen Widerstand auf der Basis einer Legierung, beispielsweise Konstantan, verwenden;
c) diejenigen, die einen fortlaufenden elektrischen Faden mit definierten Eigenschaften, der auf einen isolieren den Träger geklebt ist, benutzen.

In allen diesen Fällen hat das Widerstandselement die Form von sinusförmigen, zick-zack-förmigen, treppenförmi gen oder ganz anders geformten Leiterbahnen. Im Fall c) lassen sich nur lineare und keine logarithmischen Ände rungsgesetze verwirklichen, wobei eine Anpassung an geometrische Formen, die von den Behältern bestimmt werden, nicht möglich ist. Des weiteren ist das Wider standselement im allgemeinen nicht geschützt, so daß es im Laufe der Zeit durch Kontakt mit den verschiedenen chemisch aggressiven Stoffen, die in den Behältern ent halten sind, abgetragen wird, wodurch eine Änderung des Widerstandswertes erfolgt. Das Widerstandselement oder der Träger weist auch im Fall a) eine geringe mechanische Be ständigkeit auf, die durch Schwingungen beeinträchtigt wird, wodurch sich der Kontakt zwischen Schleifkontakt und lei tender Oberfläche verringert.

Was die Widerstandsart a) anbetrifft, so ist die technische Nutzung sehr kostspielig, denn es sind zwei Siebdruck vorgänge nötig, der erste, um die Leiterbahnen herzustellen und der zweite, um das Widerstandsteil (spezifischer Lei tungswiderstand) zu erzeugen.

Bei diesem Produkt wie auch bei demjenigen der vorliegenden Erfindung gibt es eine weitere Phase des Anpassens des Widerstandswertes für die Verwendung als Laser, wobei einige Teile der Widerstandszone abgeschnitten werden, nachdem der elektrische Widerstand jedes Elementes ge messen wurde.

Bei den Widerständen gemäß Art b) müssen zur Verwirkli chung komplizierter Änderungsgesetzmäßigkeiten gleicher maßen kostspielige Techniken angewandt werden.

Bei den Widerständen gemäß Art c) können leider nur lineare Gesetzmäßigkeiten mit sehr zerbrechlichen Fäden verwirklicht werden.

Die vorliegende Erfindung hat deshalb zur Aufgabe, diese verschiedenen Nachteile zu beseitigen und betrifft in diesem Zusammenhang einen geeichten elektrischen Wider stand, der durch Verschieben eines Schleifkontakts auf seiner Oberfläche einstellbar ist, wobei als Basisträger eine herkömmlich bedruckte Leiterplatte verwendet wird, auf der auf wenigstens einer ihrer Seiten mittels her kömmlichen chemischen Angriffs Leiterbahnen, z. B. aus Kupfer und im allgemeinen unabhängig bestehend, in vor gegebenen Formen und Abmessungen aufgebracht sind, auf die teilweise oder vollständig durch Elektrolyse ein elektrisch leitendes Material abgeschieden wurde, das als Besonderheit eine erhöhte mechanische Beständigkeit gegen Abrieb aufweist. Die Lösung dieser Aufgabe kenn zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte:

a) Auf eine bestimmte Zone, die einen Teil der Leiter bahnen und einen Teil der dielektrischen Platte ein schließt, wird chemisch ein elektrisch leitendes Material, das den gewünschten spezifischen Leitungs widerstand des elektrischen Widerstands aufweist, auf gebracht, wobei die vorgesehene Zone eine Oberfläche und eine Form aufweist, die in Beziehung stehen zur Änderungsvorschrift des gewünschten Widerstandes;
b) Auf einer Fläche, die sich wenigstens über die genannte Zone des genannten Widerstandes erstreckt, wird ein dielektrisches Isoliermaterial zum Schutz gegen diverse aggressive chemische Stoffe, in denen der Widerstand verwendet wird, aufgebracht;
c) Auf der Fläche, die wenigstens den Teil der Leiter bahnen, auf denen sich der Schleifkontakt verschiebt, bedeckt, wird eine Schicht aus einem dielektrischen Material, wie Kunststoff, aufgebracht, woraufhin diese Zone poliert wird, um eine ebene Fläche zu erhalten, die abwechselnd aus dem anfangspolierten elektrisch leitfähigen Material und dem neuerdings aufgebrachten und gleichfalls polierten dielektrischen Material besteht, das in den Zwischenräumen zwischen den Leiter bahnen verbleibt.

Der so hergestellte Widerstand weist die folgenden Vor teile auf:
eine sehr leichte Anpassungsfähigkeit an irgendwelche Geometrien von Behältern durch Anwendung irgendeines Widerstandsänderungsgesetzes, insbesondere des loga rithmischen;
einen Herstellungspreis, der wesentlich unter dem bei vorher unter a), b) und c) beschriebenen Techniken liegt;
eine beträchtliche Stabilität und Lebensdauer des Wider standswertes;
keinen vorzeitigen Verschleiß des Schleifkontaktes aufgrund der Zwischenräume, die zwischen den Leiterbahnen liegen, auf denen sich der Schleifkontakt verschiebt.

Die anderen Vorteile und Eigenschaften ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeich nungen anhand eines bevorzugten Anwendungsbeispiels, das die Erfindung jedoch nicht begrenzen soll.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht des Basisträgers,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie AB in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des überzogenen Widerstandes des elektrolytischen Leiters,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie AB in Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht des Widerstandes mit der Maske, die die vorgesehene Zone abgrenzt,

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie AB in Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht des überzogenen Widerstandes in der vorgesehenen Zone des chemischen Leiters,

Fig. 8 eine Schnittansicht längs der Linie AB in Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht der Anordnung nach der Phase b),

Fig. 10 eine Schnittansicht längs der Linie AB in Fig. 9,

Fig. 11 eine Draufsicht des fertigen Widerstandes und

Fig. 12 und 13 Schnittansichten längs der Linie CD in Fig. 11 vor bzw. nach dem Polieren.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, wird ein dielektrischer Träger 1 aus gegen chemisch aggressive Stoffe des An wendungsmilieus inertem Material verwendet, auf dem man durch eine herkömmliche chemische Ätzung elektrische Leiterbahnen 2, beispielsweise aus Kupfer bestehend, angebracht hat, die im allgemeinen unabhängig, in Form und Abmessungen jedoch festgelegt sind.

Gemäß den Fig. 3 und 4 werden die genannten Bahnen teil weise oder vollständig mit einem elektrisch leitenden Material 3 bedeckt, das durch Elektrolyse aufgebracht wird und beispielsweise aus Nickel besteht, das die Be sonderheit aufweist, eine erhöhte mechanische Beständig keit gegen Abrieb zu besitzen, und auf dem sich der Schleifkontakt verschieben wird.

Gemäß den Fig. 5, 6, 7 und 8 wird durch eine Maske 7 eine bestimmte Zone 4 festgelegt, die einen Teil der Leiterbahnen und einen Teil der dielektrischen Platte einschließt, die chemisch aktiviert wird, beispielsweise mit einem Palladium-Salz, um das Aufbringen eines elek trisch leitfähigen Materials 5 zu erleichtern, beispiels weise einer Zusammensetzung auf der Basis von Nickel, die chemisch aufgetragen wird. Dieses Material gibt dem Widerstand den gewünschten spezifischen Leitungswider stand.

Gemäß Fig. 9 und 10 wird nach dem Entfernen der Maske auf einer Fläche, die sich wenigstens über die genannte Zone 4 des Widerstandes 5 erstreckt, eine dielektrische Isolierung 6 aufgebracht, die dazu dient, den Widerstand gegen diverse chemisch aggressive Stoffe des Milieus, in dem er verwen det wird, zu schützen, wobei eine Zone 8 vorgesehen ist, die mit elektrisch leitfähigem Material 3 überzogen wird, auf dem sich der Schleifkontakt verschiebt. Die Alarm zone, die die Flüssigkeitsreserve im Behälter anzeigt, trägt das Bezugszeichen 9.

Gemäß den Fig. 11, 12 und 13 wird auf eine Zone, die wenigstens den Teil der Leiterbahnen 2 der Zone 8 abdeckt, auf denen sich der Schleifkontakt verschiebt, eine Schicht aus dielektrischem Material 10 aufgebracht, wie Plastik material; und anschließend wird diese Zone poliert, um eine ebene Oberfläche zu erhalten, die abwechselnd aus dem polierten ursprünglichen elektrischen Leiter 3 und dem neu aufgebrachten und ebenfalls polierten dielektri schen Material 10 besteht, das in den Zwischenräumen 11 verbleibt.

Was den geeichten veränderlichen elektrischen Widerstand anbetrifft, der durch dieses Verfahren erhalten wird, so besteht er im wesentlichen aus

a) einer Platte aus dielektrischem Material 1,
b) Leiterbahnen 2, die durch herkömmlichen chemischen An griff, im allgemeinen unabhängig hergestellt werden,
c) einer ersten Schicht aus elektrisch leitfähigem Ma terial 3, das beispielsweise durch Elektrolyse aufge bracht wird und die Besonderheit aufweist, eine er höhte mechanische Beständigkeit gegen Abrieb zu be sitzen und auf dem der Schleifkontakt verschoben wird (siehe Zone 8),
d) einer zweiten Schicht eines elektrisch leitfähigen Materials 5 mit bestimmtem spezifischem Leitungswider stand, die eine bestimmte Zone 4 außerhalb der Zone 8 abdeckt und einen Teil der Leiterbahnen sowie einen Teil der dielektrischen Platte 1 umfaßt, um dem Wider stand den gewünschten spezifischen Leitungswiderstand zu geben,
e) einer dielektrischen Isolierschicht 6, die von den chemisch aggressiven Stoffen des betreffenden Milieus nicht angegriffen wird und sich wenigstens über die festgelegte Zone 4 erstreckt,
f) einer Schicht aus dielektrischem Material 10 wie Plastikmaterial, das wenigstens in einer Zone, die den Teil der Leiterbahnen der Zone 8 umfaßt, aufge bracht wird.

Diese letzte Auflage 10 verschwindet nach einer Polierung, durch die die ebene Zone 8 erhalten wird, welche aufeinan derfolgend gebildet wird von dem ursprünglichen elektrisch leitenden Material 3, das poliert ist und von dem man das dielektrische Material 10 entfernt hat, und von dem dielektrischen Material 10, das ebenfalls poliert ist und in den Zwischenräumen 11 verbleibt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von geeichten elektrischen Widerständen, die durch Verschieben eines Gleitkontaktes auf ihrer Oberfläche einstellbar sind und als Basis-Träger eine gedruckte herkömmliche Leiterplatte verwenden, auf der auf wenigstens einer ihrer Seiten durch herkömmliche chemische Abtragung Leiterbahnen, beispielsweise aus Kupfer bestehend, im allgemeinen unabhängig, in Gestalt und Abmessungen aber festgelegt, angeordnet sind, wobei die Bahnen mit einem elektrisch leitfähigen Material über zogen werden und eine erhöhte mechanische Beständigkeit gegen Abrieb aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) das vorzugsweise chemische Aufbringen von elektrisch leitfähigem Material auf eine festgelegte Zone, die einen Teil der Leiterbahnen und einen Teil der di elektrischen Platte umfaßt, um dem elektrischen Wider stand den gewünschten spezifischen Leitwert zu ver leihen, wobei die festgelegte Zone eine Oberfläche und eine Form aufweist, die der vorgeschriebenen Änderung des gewünschten Widerstandes entspricht;
b) das Aufbringen eines dielektrischen Isoliermittels auf eine Oberfläche, die sich wenigstens über die genannte Zone des Widerstandes erstreckt, um ihn gegen die verschiedenen chemisch aggressiven Stoffe des Milieus, in dem er benutzt wird, zu schützen,;
c) das Aufbringen einer Schicht aus einem dielektrischen Material, z. B. Plastikmaterial, auf eine Zone, die wenigstens den Teil der Leiterbahn der Zone abdeckt, und
d) dem Polieren dieser Zone, um eine ebene Oberfläche zu erhalten, die abwechselnd aus dem polierten ursprüng lichen elektrischen Leiter und dem dielektrischen Material besteht, das neu aufgetragen und gleicher maßen poliert wurde, und das in den Zwischenräumen verbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das elektrische Leitermaterial, das während des Schrittes a) chemisch aufgebracht wird, eine Verbindung auf Nickel-Basis ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß beim Schritt a) die festgelegte Zone vorher durch eine Maske begrenzt wird und die nicht festgelegte Zone abgedeckt und chemisch mit einem Produkt, beispielsweise Palladium, aktiviert wird, um die Veran kerung des chemisch aufgebrachten Materials zu erleichtern.

4. Geeichter, einstellbarer elektrischer Widerstand, her gestellt nach dem Verfahren nach einem der vorherigen An sprüche, gekennzeichnet durch eine Platte (1) aus dielektrischem Material, im allgemeinen unabhängige Leiterbahnen (2) beispielsweise aus Kupfer be stehend, eine erste Schicht aus einem elektrisch leit fähigen Material (3) mit erhöhter Abriebfestigkeit, das ganz oder teilweise die Leiterbahnen (2) abdeckt, eine zweite Schicht (5) aus einem elektrisch leitfähigen Material mit definiertem spezifischen Widerstand, die eine festgelegte Zone (4) abdeckt, welche einen Teil der Leiterbahnen und einen Teil der dielektrischen Platte (1) umfaßt, eine di elektrische Isolierschicht (6) die von chemisch aggressi ven Stoffen des betreffenden Milieus nicht angegriffen wird und eine Fläche überzieht, die sich wenigstens über die festgelegte Zone erstreckt, und eine dielektrische Schicht (10), die die Zwischenräume (11), die in der Zone (8) der Berührung mit dem Schleifkontakt zwischen den Leiter bahnen (2, 3) vorhanden sind, ausfüllt.

5. Geeichter, einstellbarer elektrischer Widerstand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Trägerplatte ebenfalls gegen die aggressi ven chemischen Stoffe des betreffenden Milieus beständig ist.