DE652142C - Verfahren zur Herstellung von Hochfrequenzwiderstaenden - Google Patents

Description

• Verfähren zur Herstellunggvon Hochfrequenzwiderständ.en Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Widerständen durch Aufstäuben von Metallen auf einem isolierten Trägerkörper.
• Bei derartigen Verfahren ist es bekannt, vorzugsweise auch für Drahtwiderstände verwendete Legierungen, wie z. B. Konstantan, in der Weise in dünner Schicht auf den Trägerkörper zu bringen, daß man den Legierungsbestandteilen entsprechend zusammengesetzte Metallplatten, als Kathodengeschaltet, zerstäuben läßt, wobei die Metallplatten oder der Widerstand 'selbst in Rotation versetzt werden. Trotz der auch schon vorgeschlagenen thermischen Nachbehandlung derartiger Widerstände hat es sich aber gezeigt, daß die für Drahtwiderstände den Anforderungen genügenden Legierungen in der durch die Kathodenzerstäubung erzeugten dünnen Schicht die günstigen Eigenschaften des niedrigen Temperaturkoeffizienten, der verhältnismäßig hohe Belastungen aufzubringen gestattet, mehr oder weniger verloren.
• Diese Instabilität -der Widerstandsschicht wird dadurch hervorgerufen, daß bei der Kathodenzerstäubung ein Gemisch einer amorphen und einer kristallinischen Metallmodifikation entsteht, die untereinander in einem temperaturabhängigen Gleichgewicht stehen und von denen die amorphe Modifikation als nichtleitend anzusprechen ist. Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß gewisse Legierungen, die in Drahtform einen keineswegs kleinen Temperaturkoeffizienten deslWiderstandes aufweisen, wie z. B. Silber-Gold- und Silber-Platin-Legierungen, in der durch die Kathodenzerstäubung erzeugten dünnen Schicht nach geeigneter thermischer Behandlung, insbesondere wenn sie noch durch einen besonderen Überzug geschützt werden, über lange Zeiträume und auch bei hohen Belastungen ihren ihnen einmal gegebenen Wert mit zu vernachlässigenden Schwankungen beibehalten. Die. Widerstände können daher auch für physikalische Präzisionsmessungen, z. B. als Rheostatwiderstände, Verwendung finden, was bisher bei Widerständen dieser Art nicht möglich war. -An sich ist die Verwendung von Gold-Silber-Legierungen als Widerstandsschicht bekannt. Jedoch werden diese Schichten elektrolytisch oder alsBlattmetall durchAusschlagen erzeugt und sind von wesentlich größerer Dicke als die nach dem erfindungsgemä3en Verfahren hergestellten Schichten, weswegen die vorstehend beschriebene überraschende Wirkung hierbei nicht eintreten kann.
• Um die beschriebenen Widerstände auch für Hochfrequenzmessungen geeignet zu machen, wird erfindungsgemäß als Trägerkörper ein Material mit geringen dielektrischen Verlusten vorgesehen, wie insbesondere keramische Massen.
• Nachdem die Schicht nun auf Röhrchen aus solchem Werkstoff in der bekannten Weise aufgestäubt ist, wird die Schicht erfindungsgemäß unmittelbar im Anschluß an die Bestäubung einer thermischen Nachbehandlung durch Erhitzen des ganzen Röhrchens in' mehrmaligen Wiederholungen auf Tempera turen bis zu mehreren hundert Grad Celsius' unterzogen. Zur Befestigung der Anschlüsse sind an den Enden des Röhrchens Silberschichten aufgebrannt, da es sich gezeigt hat, daß nur Schichten aus derartigem Material die hohe Erhitzung der thermischen- Nachbehandlung zu überstehen vermögen.
• Schließlich werden die fertigen Widerstände erfindungsgemäß mit einer keramischähnlichen Schicht, z. B. Siegellack, mit einem Erweichungspunkt von mindestens 15 o° überzogen, um die Widerstandsschicht gegen die Außenluft abzuschließen.
• Ein derartig hergestellter Widerstand verträgt bei einem Trägerröhrchendurchmesser von 8 mm und einer Länge von 4.o mm eine Dauerbelastung von 1,2 Watt. Der Skineffekt derartiger Widerstände ist bis o;i Ohm für Frequenzen bis zu roll Hertz kaum merklich; da derartige Widerstände außerdem wegen ihrer kurzen und dicken- Form geringe Selbstinduktion und Kapazität und wegen des zu verwendenden Trägermaterials auch kaum merkliche dielektrische Verluste aufweisen, so eignen sie sich vorzüglich auch für Präzisionsmessungen auf dem Hochfrequenzgebiet.
• Wie bereits vorgeschlagen wurde, wird bei dem Widerstand gemäß der Erfindung für höhere Werte der Widerstandszahlen (2oo ooo bis Zoo ooo ooo Ohm) eine gewendelte Ausführung der Widerstandsschicht verwendet, jedoch wird gemäß dem Verfahren der Erfindung diese Wendedung in besonders einfacher Weise so erreicht, daß auf das Trägerröhrchen vor der Bestäubung schraubenförmig ein Streifen Isoliermaterial, z. B. Papier, gewickelt wird. Nachdem die Bestäubung erfolgt ist, kann dieser Streifen wieder abgewickelt werden und hinterläßt dann auf dem Träger eine schraubenförmige, metallfreie Schicht.
• Da diese Wendedung nur für sehr hohe Widerstandswerte in Frage kommt, so ist die dadurch an sich verursachte Vergrößerung der Selbstinduktion unbeachtlich.
• Infolge seiner leichten und billigen Herstellung kann der Widerstand gemäß dem Verfahren nach der Erfindung überall Drahtwiderstände ersetzen. Er eignet sich jedoch besonders für Hochfrequenzgeräte, wo er mit Vorteil an Stelle der häufig umfangreichen Drahtwiderstände treten kann.
• Im folgenden sei an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung von nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Widerständen in einem Präzisionsrheostaten für Hochfrequenzmessungen beschrieben.
• . Der Rheöstat wird bei a und b an die Span-4 Witig gelegt und kann mittels der Metall-"töpsel c und der Metallbrücken d in bekannter Weise verändert werden. In diesem Rheostaten sind bei e die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Widerstände eingeschaltet, während der Rheostat bei f diesen Widerständen raumformgleiche Kupferröhrchen enthält. Sofern nun beim Ausschalten eines Widerstandes der entsprechende Metallstöpsel dazu benutzt wird, an Stelle des Widerstandes das parallel geschaltete Kupferröhrchen einzuschalten, so bleibt die Kapazität und die Selbstinduktion die gleiche und braucht nicht berücksichtigt zu werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHr: i. Verfahren zur Herstellung von Hochfrequenzwiderständen durch Bildung einer Legierung auf einem isolierenden Trägerkörper aus gleichzeitig zur Wirkung gebrachten Kathoden verschiedenartiger Metalle, dadurch gekennzeichnet, daß aus Silber und Gold oder aus Silber und Platin eine dünne Legierungsschicht gebildet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Erhöhung des Widerstandswertes bei gleichbleibender Schichtstärke an sich bekannte Wendedung durch die Blendenwirkung einer oder mehrerer vor der Bestäubung auf den Trägerkörper auf- und nach der Bestäubung von ihm abgewickelten Streifen Isolierstoffes o. dgl. erreicht wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper aus keramischer Masse mit vorzugsweise geglätteter oder glasierter Oberfiäche besteht. . Verfahren nach .Anspruch 3, dadurch g
4. 4. Verfahren daß dem Trägerkörper zum Anschluß an elektrische Stromkreise vorzugsweise an seinen Enden Ringe aus Kupfer oder Silber eingebrannt -werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, da-B die Widerstandsschicht unmittelbar nach ihrer Herstellung- mehrmals kurzzeitig auf höhere Temperaturen gebracht wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht durch Überziehen mit einer keramischähnlichen Schicht, wie z. B. Siegellack, mit einem Erweichungspunkt von vorzugsweise nicht unter i 5o' von der- Außenluft luftdicht abgeschlossen wird.
7. 7. Verwendung eines Widerstandes, der nach einem Verfahren gemäß den Ansprüchen i bis 6 hergestellt ist, in einem Rheostaten, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung, in der beim Ausschalten eines Widerstandes an dessen Stelle ein raumformgleiches Gebilde aus einem gut leitenden Werkstoff eingeschaltet werden kann.