DE4339790A1 - Hochspannungsfestes Präzisions-Dickschicht-Widerstandspaar mit Sicherungsverhalten - Google Patents
Hochspannungsfestes Präzisions-Dickschicht-Widerstandspaar mit SicherungsverhaltenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein impulsfestes Dickschicht-Wider
standspaar bzw. -Doppelpaar mit definiertem Sicherungsver
halten, beispielsweise für den Einsatz in Verbindung mit
integrierten Leitungseingangsschaltungen in nachrichtentech
nischen Einrichtungen.
Es ist bekannt, daß die symmetrischen Schnittstellenschal
tungen zwischen elektronischen Einrichtungen und externen
Leitungen, beispielsweise bei nachrichtentechnischen Ein
richtungen, dem schädlichen Einfluß von Fremdspannungen
ausgesetzt sein können. Hier können sowohl relativ hohe
Stromimpulse als auch relativ niedrige galvanisch eingespei
ste Fremddauerströme auftreten.
Den Schnittstellenschaltungen sind engtolerierte, hochspan
nungsfeste, niederohmige Widerstandselemente vorgeschaltet,
die den Impulsen widerstehen, bei auftretenden Dauerströmen
jedoch zu einer Unterbrechung führen müssen. Für derartige
Widerstandselemente gibt es verschiedene Realisierungsversu
che, die jedoch erhebliche Nachteile aufweisen.
Bekannt ist ein Dickschicht-Schutzwiderstand (DD WP 259 490
A1; HO1C 7/13), bei dem der eigentliche Widerstand als
konventioneller Dickschichtwiderstand ausgebildet ist und
die Sicherungswirkung durch eine gedruckte Leitbahnengstelle
erzeugt wird. Diese Systemgestaltung ist von erheblichem
Nachteil, da einerseits die große zusammenhängende Wider
standsfläche nicht die geforderte schnelle und reproduzier
bare Sicherungswirkung in Form eines elektrischen Durch
bruchs oder mechanischen Bruchs erzeugt, andererseits die
niederohmige Leitbahn mit der beschriebenen Engstelle bei
Einsatz von Standard-Dickschicht-Technologie nicht reprodu
zierbar herstellbar ist, da hier auf Grund der Niederohmig
keit nur eine sehr geringe Stegbreite erforderlich ist, die
höchstens mit einer Feinlinien-Dickschichttechnik realisiert
werden kann.
Bekannt ist weiterhin ein Schutzwiderstand, der nur aus
niederohmiger Paste, speziell AgPd-Leitpaste, besteht (WP
DD280 623 A1; HO1C 7/00). Dieses System ist nicht in der
geforderten Präzision herstellbar, da diese Pasten gegenüber
Widerstandspasten einen um mehr als eine Größenordnung
schlechteren Temperaturkoeffizient haben, was für einen
Präzisionswiderstand nicht tolerierbar ist. Die Technologie
zur Herstellung basiert weitgehend auf einer Strukturierung
pro Einzelwiderstand, was eine sehr unökonomische Produkti
onsvariante darstellt. Darüber hinaus gibt es bei diesem
durchgängig niederohmigen System keine definierte Sollbruch
stelle.
Weiterhin führt die durchgängige Niederohmigkeit dieses
Systems zwangsläufig zu sehr großen Abmessungen.
Ziel der Erfindung ist es, ein hochpräzises, hochintegrier
tes und hoch belastbares Widerstandssystem mit definiertem
Durchbruchverhalten und hoher Reproduzierbarkeit ökonomisch
herstellbar zu gestalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Standard-Dick
schicht-Technologie ein Widerstandspaar bzw. -Doppelpaar
herzustellen, das hochspannungsfest, eng toleriert und mit
einem definierten Sicherungsverhalten ausgestattet ist. Es
wird weiterhin gefordert, daß auch nach einer Hochspannungs-
Impulsbelastung nur sehr geringe Wertedriften eintreten.
Darüber hinaus sollen die Widerstände, gemäß den technisch
relevanten Einsatzfällen, in einer relativ großen Bandbreite
bei vergleichbarer Anordnung der Systeme herstellbar sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine
Reihenschaltung, bestehend aus einer höherohmigen Wider
standskomponente und einer niederohmigen Leitkomponente
realisiert wird. Dabei wird die Widerstandskomponente als
Mäander ausgebildet und die Leitkomponente in Form eines
Gitters sowie zusätzlicher Kurzschlußstege und Lötflächen.
Das Gesamtsystem wird mit einer hochisolierenden Schicht
abgedeckt.
In einer Variante erfolgt die Abdeckung in zwei Schritten.
Im ersten Schritt werden die Abgleichbereiche nicht abge
deckt, dann erfolgt der Abgleich und danach erst die Ab
deckung dieser Bereiche. Die Abgleichbereiche werden dann
nach dem Abgleich ebenfalls mit einer hochisolierenden Ab
deckung versehen.
Eine weitere Variante besteht in der Herstellung von Wider
stands-Doppelpaaren. Hier wird auf der Vorder- und Rückseite
des Substrates jeweils ein Widerstandspaar angeordnet.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung gelingt es, Dickschicht-
Widerstandselemente in Standardtechnologie herzustellen, die
sowohl ewig toleriert sind, andererseits jedoch hoch impuls
belastbar, da der Abgleich nur über die Abgleichstege und
das Gitter erfolgt und die hochisolierende Abdeckung Über
schläge ausschließt.
Desweiteren wird ein definierter Sicherungseffekt durch die
konkrete Gestaltung des Widerstandsbereichs als Mäander
erreicht.
Die Herstellung erfolgt im normalen Siebdruckverfahren, der
Abgleich mittels Laser-Standardabgleich.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei
spieles näher erläutert.
Die dazugehörige Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Dick
schicht-Widerstandspaar auf einem Substrat 1, mit Anschluß
flächen 2, niederohmigem Gitter 3, Kurzschlußstegen 4 und
Widerstandsstrukturen 5. Die Widerstandsstrukturen 5 sind
als Mäander ausgebildet. Das Gesamtsystem ist mit einer
hochisolierenden Abdeckung (6) versehen.
Der Aufbau für das dargestellte System ist der folgende:
Die niederohmigen Strukturen 2, 3, 4 werden zusammenhängend
gedruckt und eingebrannt. Danach erfolgt der Druck und Ein
brand der Widerstandsstrukturen 5. Als nächster Schritt wird
über das Gesamtsystem, mit Ausnahme der Lötflächen 2, eine
hochisolierende Glasabdeckung 6 gedruckt und eingebrannt.
Daran schließt sich der Abgleich an, der in der Weise er
folgt, daß mittels Laser zuerst die Kurzschlußstege 4 durch
trennt werden, bis ein Wertebereich erreicht ist, der hin
reichend nahe am Zielwert liegt. Der Präzisionsabgleich
erfolgt dann im Gitter 3.
Durch dieses Verfahren ist es durch das erfindungsgemäße
System möglich, sowohl technologische Schwankungen auszu
gleichen und damit eine ökonomische Fertigung zu realisieren
als auch den Abgleich auf bestimmte Widerstandsbereiche und
das Gitter zu verteilen.
Da im Gitter nur der eigentliche Präzisionsanteil des Ab
gleichs erfolgt, kann dieses relativ klein gehalten und
damit auch die elektrischen Eigenschaften des Gesamtsystems,
insbesondere die Drift und der Temperaturkoeffizient opti
miert werden. Die erfindungsgemäße Anordnung führt damit zu
einer wesentlichen Verbesserung der Langzeitstabilität der
Systeme.
In einer Variante werden neben den Lötflächen 2 auch die für
den Abgleich erforderlichen Bereiche 3 und 4 vor dem Ab
gleich nicht abgedeckt. Die Abdeckung erfolgt hier erst nach
erfolgtem Abgleich, beispielsweise mit einem hochisolieren
den organischen Polymer.
Das beschriebene System kann fast identisch - nur mit ent
sprechend verschobener Anordnung der Lötflächen 2 - auf der
Vorder- und Rückseite des Substrates 1 angeordnet werden.
Dabei wird ein erheblicher ökonomischer Effekt durch Einspa
rung einerseits eines Hybridsystems und andererseits von
Platz auf der Leiterplatte erreicht sowie die Fertigung der
Leiterplatte optimiert.
Die Impulsfestigkeit trotz hoher Präzision ist durch den
Abgleich, die konkreten Strukturen und die Abdeckungen ge
währleistet. Der Sicherungseffekt tritt reproduzierbar im
Bereich des Mäanders ein, da sich hier definierte thermische
und elektrische Bedingungen einstellen, die zu einem Durch
bruch führen.
Da die Gesamtsystemkonfiguration sowohl über die geforderte
Bandbreite als auch bei unterschiedlichen Varianten im we
sentlichen gleich bleibt, ist eine Reproduzierbarkeit dieses
Verhaltens bei erfindungsgemäßer Anordnung über das gesamte
Fertigungsprofil gewährleistet.
Durch die eingesetzten Materialien ist auch bei hoher Bela
stung des Systems eine Brandgefahr ausgeschlossen.
Claims (3)
1. Hochspannungsfestes Präzisions-Dickschicht-Widerstands
paar mit Sicherungsverhalten dadurch gekennzeichnet, daß
das Gesamtsystem als Paar bzw. Doppelpaar aufgebaut ist
und aus einer impulsbelastbaren hochohmigeren Wider
standskomponente (5) und einer niederohmigeren, lötfähi
gen Leitkomponente (2, 3, 4) besteht, wobei die nieder
ohmigere Komponente teilweise als Gitter (3) und teil
weise in Form von Kurzschlußstegen (4) ausgebildet ist
und zusätzlich das Gesamtsystem mit Ausnahme der Löt
flächen (2) mit einer hochisolierenden Schicht (6) abge
deckt wird.
2. Hochspannungsfestes Präzisions-Dickschicht-Widerstands
paar mit Sicherungsverhalten nach Anspruch 1 dadurch
gekennzeichnet, daß das erfindungsgemäße System entweder
nur auf der Vorderseite des Substrates als Einfach-
Widerstandspaar oder auf der Vorder- und Rückseite des
Substrates als Doppel-Widerstandspaar angeordnet ist.
3. Hochspannungsfestes Präzisions-Dickschicht-Widerstands
paar mit Sicherungsverhalten nach Anspruch 1 dadurch
gekennzeichnet, daß das System mit Ausnahme der für den
Abgleich notwendigen Bereiche (3, 4) und der Lötflächen
(2) mit einer hochisolierenden Glasschicht abgedeckt
wird, wobei die für den Abgleich notwendigen Bereiche
nach dem Abgleich ebenfalls mit einer isolierenden Ab
deckung versehen werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934339790 DE4339790C2 (de) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | Impulsbelastbares Präzisions-Dickschicht-Widerstandspaar mit Sicherungsverhalten für symmetrische Schnittstellenschaltungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934339790 DE4339790C2 (de) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | Impulsbelastbares Präzisions-Dickschicht-Widerstandspaar mit Sicherungsverhalten für symmetrische Schnittstellenschaltungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4339790A1 true DE4339790A1 (de) | 1995-06-01 |
DE4339790C2 DE4339790C2 (de) | 1996-04-18 |
Family
ID=6503164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934339790 Expired - Fee Related DE4339790C2 (de) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | Impulsbelastbares Präzisions-Dickschicht-Widerstandspaar mit Sicherungsverhalten für symmetrische Schnittstellenschaltungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4339790C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6995984B2 (en) | 2000-08-31 | 2006-02-07 | Moeller Gmbh | Method for producing a large-mass ohmic resistor for protecting electronic assemblies from surges, and an electronic assembly |
Families Citing this family (1)
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DE102013203451B4 (de) * | 2013-02-28 | 2019-03-28 | Bender Gmbh & Co. Kg | Ankopplungsschaltung für ein Isolationsüberwachungsgerät und Isolationsüberwachungsgerät |
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-
1993
- 1993-11-18 DE DE19934339790 patent/DE4339790C2/de not_active Expired - Fee Related
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Title |
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Solid State Technology/July 1971, S. 33-36 * |
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Also Published As
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DE4339790C2 (de) | 1996-04-18 |
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