FR2606203A1 - Resistive electronic component of the solid-metal type and corresponding method - Google Patents
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Abstract
Description
Composant électronique résistif du type en métal massif et procédé correspondant.Resistive electronic component of the solid metal type and corresponding process.
La présente invention concerne des résistances de précision et plus particulièrement des résistances en métal massif de haute précision du type utilisant une couche de métal massif résistive, gravée pour former une bande allongée qui serpente sur un substrat.The present invention relates to precision resistors and more particularly to high precision solid metal resistors of the type using a resistive solid metal layer, etched to form an elongated strip which winds on a substrate.
De telles résistances sont déjà connues et présentent la particularité d'avoir un faible coefficient de température de résistance (CRT), égal par exemple à une partie par million par degré Celsius (ppm/OC). Such resistances are already known and have the particularity of having a low resistance temperature coefficient (CRT), equal for example to one part per million per degree Celsius (ppm / OC).
Comme cela est connu de la technique antérieure, la fabrication de résistances de précision du type considéré ici comprend le collage d'une feuille métallique résistive sur un substrat. Celui-ci, qui peut être rigide (par exemple en verre, en céramique) est formé d'un matériau électriquement isolant et bon conducteur thermique. On préfère actuellement un substrat d'oxyde d'aluminium.As is known in the prior art, the manufacture of precision resistors of the type considered here comprises the bonding of a resistive metal sheet on a substrate. This, which can be rigid (for example made of glass, ceramic), is formed from an electrically insulating material and good thermal conductor. Currently, an aluminum oxide substrate is preferred.
Le film métallique est donc rendu fortement adhérent au substrat, de sorte que toute contrainte subie par le substrat est transmise sans glissement ou fluage du substrat au film métallique. Celui-ci est photogravé par attaque chimique suivant un dessin approprié qui peut être en forme de serpentin. The metallic film is therefore made strongly adherent to the substrate, so that any stress undergone by the substrate is transmitted without sliding or creep from the substrate to the metallic film. This is photo-etched by chemical attack in an appropriate design which may be in the form of a serpentine.
Le dessin est ensuite ajusté, si nécessaire, à la tolérance appropriée, en y coupant des lignes ou en réduisant son épaisseur. De préférence, le dessin comporte des points dits d'étalonnage, formés de courts-circuits entre les lignes du trajet résistif. Ce sont des plots en métal massif placés sur le substrat à l'opposé des surfaces de contact des connexions de sortie. La suppression d'un court-circuit en l'un des points d'étalonnage oblige le courant à effectuer un parcours plus long, ce qui a pour effet d'augmenter la valeur ohmique de la résistance d'une quantité donnée.The design is then adjusted, if necessary, to the appropriate tolerance, by cutting lines or reducing its thickness. Preferably, the drawing includes so-called calibration points, formed by short circuits between the lines of the resistive path. These are solid metal studs placed on the substrate opposite the contact surfaces of the output connections. The elimination of a short circuit at one of the calibration points forces the current to carry out a longer journey, which has the effect of increasing the resistance value of the resistance by a given quantity.
Cette constitution de la feuille métallique portée par le substrat est connue en soi. La configuration spécifique du trajet serpentin, des points d'étalonnage, est choisie de façon à permettre un ajustement aisé de la résistance à la valeur souhaitée. Une progression logarithmique des différentes parties du trajet serpentin s'est révélée être très avantageuse.This constitution of the metal sheet carried by the substrate is known per se. The specific configuration of the serpentine path, of the calibration points, is chosen so as to allow an easy adjustment of the resistance to the desired value. Logarithmic progression of the different parts of the serpentine path has proven to be very advantageous.
Plus précisément, cette valeur est atteinte par défaut.More precisely, this value is reached by default.
On donne d'abord au dessin du métal massif une configuration spécifique qui permette d'approcher la valeur brute la plus proche possible par défaut de la valeur souhaitée.First, the drawing of the solid metal is given a specific configuration which makes it possible to approach the gross value as close as possible by default to the desired value.
Ensuite, les points d'étalonnage sont coupés de manière adéquate, de façon à atteindre la valeur souhaitée par échelons successifs de plus en plus faibles et pouvant atteindre 0,0018 (l0-). Une telle variation de la résistance se fait par valeurs discrètes.Then, the calibration points are cut adequately, so as to reach the desired value in successive progressively smaller steps and up to 0.0018 (l0-). Such a variation in resistance is done by discrete values.
Cette configuration présente également l'avantage d'être non-inductive par nature. Les lignes conductrices adjacentes sont en effet traversées par le courant dans des directions opposées, ce qui permet la neutralisation efficace des champs magnétiques engendrés. I1 en résulte une valeur d'inductance très faible de la résistance du type considéré ici. Une telle configuration permet également de minimiser les effets capacitifs et confère au circuit résistif d'excellentes caractéristiques de réponse en fréquence ainsi qu'en régime impulsionnel.This configuration also has the advantage of being non-inductive by nature. The adjacent conductive lines are in fact crossed by the current in opposite directions, which allows effective neutralization of the magnetic fields generated. I1 results in a very low inductance value of the resistance of the type considered here. Such a configuration also makes it possible to minimize the capacitive effects and gives the resistive circuit excellent characteristics of frequency response as well as in pulse mode.
Ces résistances de haute précision ont des coefficients de température très faibles en raison de la neutralisation de deux phénomènes physiques. En effet, des variations de température tendent à produire des variations de résistance induites par contrainte dans le film métallique, lorsque le substrat, sous l'effet de cette variation de température, est soumis à une dilatation ou une compression relative. Pour obtenir une réduction très importante de la sensibilité à la température de la résistance de précision, ces variations de résistance induites par contrainte doivent être de sens opposé et, si possible, égales au coefficient de température du film métallique lui-même.These high precision resistors have very low temperature coefficients due to the neutralization of two physical phenomena. In fact, temperature variations tend to produce stress induced variations in resistance in the metal film, when the substrate, under the effect of this temperature variation, is subjected to relative expansion or compression. To obtain a very significant reduction in the temperature sensitivity of the precision resistor, these stress-induced resistance variations must be in the opposite direction and, if possible, equal to the temperature coefficient of the metallic film itself.
Or, on sait que la résistivité d'un métal croit avec la température. I1 suffit donc que les contraintes induites par le substrat donnent un changement de résistance de sens négatif. Ces effets de signes contraires sont rendus égaux en valeur absolue par un traitement spécial du métal.However, we know that the resistivity of a metal increases with temperature. It is therefore sufficient for the stresses induced by the substrate to give a change in resistance in a negative direction. These effects of contrary signs are made equal in absolute value by a special treatment of the metal.
Ces résistances de haute précision du type considéré ici peuvent être fixes ou variables.These high precision resistors of the type considered here can be fixed or variable.
Enfin, pour protéger complémentairement la résistance des forces externes, on applique un coussin enveloppant en caoutchouc siliconé souple. Eventuellement, pour établir une barrière de protection contre l'humidité, l'ensemble substrat-couche métallique est préalablement revêtu de silicone. La résistance est enfin encapsulée dans un boîtier ou est moulée dans un enrobage époxy de protection complémentaire.Finally, to additionally protect the resistance from external forces, an enveloping cushion made of flexible silicone rubber is applied. Optionally, to establish a moisture protection barrier, the entire metal substrate-layer is previously coated with silicone. The resistance is finally encapsulated in a housing or is molded in an epoxy coating for additional protection.
Le cas d'une résistance de précision variable (ou potentiomètre) ne se distingue de celui d'une résistance fixe que par la présence d'un curseur relié à une connexion de sortie intermédiaire, actionné par une vis et pouvant se déplacer sur une piste métallique reliée aux éléments résistifs de la résistance. C'est alors la position du curseur le long de cette piste qui détermine la valeur ohmique de la résistance potentiométrique.The case of a variable precision resistance (or potentiometer) is distinguished from that of a fixed resistance only by the presence of a cursor connected to an intermediate output connection, actuated by a screw and able to move on a track metal connected to the resistive elements of the resistor. It is then the position of the cursor along this track which determines the ohmic value of the potentiometric resistance.
Cependant, il apparaît que les procédés d'ajustement de la résistance de précision, aussi bien fixe que variable, ne donnent pas toute satisfaction. Dans les deux cas, la variation de la valeur de la résistance est échelonnée et discontinue, ce qui limite donc la précision des résistances en métal massif. En particulier, pour une résistance fixe, les pas d'ajustement sont de l'ordre de 0,001%.However, it appears that the methods of adjusting the precision resistance, both fixed and variable, are not entirely satisfactory. In both cases, the variation of the resistance value is staggered and discontinuous, which therefore limits the precision of the solid metal resistances. In particular, for a fixed resistance, the adjustment steps are of the order of 0.001%.
Il en est de même des résistances potentiométriques. Bien que la relation entre la valeur de la résistance et l'angle de rotation de la vis soit linéaire avec une très bonne précision, la valeur de la résistance varie de manière discontinue sous l'effet de la rotation de la vis, en raison même de la configuration des éléments résistifs.The same is true for potentiometric resistances. Although the relationship between the value of the resistance and the angle of rotation of the screw is linear with very good precision, the value of the resistance varies discontinuously under the effect of the rotation of the screw, due to the very fact of the configuration of the resistive elements.
Les pas de réglage peuvent atteindre un minimum de 0,05%, ce qui limite sérieusement la résolution d'un potentiomètre en métal massif.The adjustment steps can reach a minimum of 0.05%, which seriously limits the resolution of a solid metal potentiometer.
C'est par conséquent un but de l'invention de fournir une résistance du type mentionné pour laquelle la précision du réglage de la valeur ohmique est bien meilleure.It is therefore an object of the invention to provide a resistance of the type mentioned for which the precision of the adjustment of the ohmic value is much better.
C'est également un but de l'invention de fournir un dispositif de réglage simple, économique et facile d'utilisation, qui permette un ajustement de la résistance en métal massif considérée.It is also an object of the invention to provide a simple, economical and easy-to-use adjustment device, which allows an adjustment of the resistance in solid metal considered.
C'est encore un but de l'invention de fournir un potentiomètre en métal massif du type ci-dessus mentionné, de bien meilleure résolution que ceux de l'état de la technique actuel. It is another object of the invention to provide a solid metal potentiometer of the type mentioned above, of much better resolution than those of the current state of the art.
C'est aussi un but de l'invention de fournir un procédé d'ajustage de résistances en métal massif qui permette d'approcher avec une précision d'au moins 10-6 une valeur souhaitée de ladite résistance.It is also an object of the invention to provide a method for adjusting solid metal resistances which makes it possible to approach with a precision of at least 10-6 a desired value of said resistance.
C'est enfin un but de l'invention de fournir un procédé d'ajustement de potentiomètre, en métal massif, qui permette une approche continue de la valeur souhaitée dudit potentiomètre, avec une précision d'au moins 10-4.Finally, it is an object of the invention to provide a potentiometer adjustment method, made of solid metal, which allows a continuous approach to the desired value of said potentiometer, with an accuracy of at least 10-4.
Dans sa définition la plus générale, l'invention réside en ce qu'une résistance de précision du type comprenant une feuille de résistance en métal massif comprend un dispositif d'ajustage permettant de faire varier une dimension de ladite feuille de résistance, de façon à ajuster la valeur de ladite résistance de précision.In its most general definition, the invention resides in that a precision resistance of the type comprising a solid metal resistance sheet comprises an adjustment device making it possible to vary a dimension of said resistance sheet, so as to adjusting the value of said precision resistance.
Plus particulièrement, une résistance de précision du type comprenant - une couche de métal massif constituant le matériau résistif; - un substrat supportant la couche de métal auquel ladite couche est fixée fermement par une couche d'adhésif; - des connexions de raccordement électrique; - un enrobage d'isolant souple; comprend avantageusement, en outre, un dispositif d'ajustage permettant d'exercer une contrainte mécanique sur le substrat et par conséquent sur ladite couche de métal massif et d'ajuster ainsi la valeur de ladite résistance de précision. More particularly, a precision resistance of the type comprising: a layer of solid metal constituting the resistive material; - a substrate supporting the metal layer to which said layer is firmly fixed by a layer of adhesive; - electrical connection connections; - a coating of flexible insulation; advantageously further comprises an adjustment device making it possible to exert a mechanical stress on the substrate and consequently on said layer of solid metal and thus to adjust the value of said precision resistance.
Plus particulièrement, le dispositif d'ajustage comprend une vis dont le support se trouve à l'intérieur de l'en- robage d'isolant souple de ladite résistance.More particularly, the adjustment device comprises a screw the support of which is located inside the flexible insulating casing of said resistor.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif d'ajustage exerce un effort linéaire mécanique de compression ou de traction du substrat et par conséquent de la couche métallique supportée par le substrat.According to a first embodiment, the adjustment device exerts a linear mechanical force of compression or traction of the substrate and consequently of the metal layer supported by the substrate.
Selon un second mode de réalisation, le dispositif d'ajustage exerce un effort mécanique de torsion du substrat et par conséquent de la couche métallique supportée par le substrat.According to a second embodiment, the adjustment device exerts a mechanical torsional force on the substrate and consequently on the metal layer supported by the substrate.
Selon un troisième mode de réalisation, le dispositif d'ajustage exerce un effort mécanique de flexion du substrat et par conséquent de la couche métallique supportée par le substrat.According to a third embodiment, the adjustment device exerts a mechanical bending force on the substrate and consequently on the metal layer supported by the substrate.
Avantageusement, la vis est revêtue d'un vernis, afin qu'elle puisse être bloquée dans la position désirée.Advantageously, the screw is coated with a varnish, so that it can be locked in the desired position.
La résistance de précision peut être une résistance fixe ou encore une résistance variable.The precision resistance can be a fixed resistance or a variable resistance.
L'invention réside aussi en ce qu'un procédé d'ajustage d'une résistance de précision fixe du type comprenant - une couche de métal massif constituant le matériau résistif, comportant un ensemble de courts-circuits d'étalonnage; - un substrat supportant la couche de métal auquel ladite couche est fixée fermement par une couche d'adhésif; - des connexions de raccordement électrique; - un enrobage d'isolant souple; comporte une première phase dans laquelle les court-circuits sont supprimés sur la couche de métal massif de façon à obtenir une valeur approchée par défaut de la valeur recherchée de la résistance, et une deuxième phase d'ajustage dans laquelle est effectué le réglage d'un dispositif comportant une vis et exerçant une contrainte mécanique sur le substrat de ladite résistance de précision, et par conséquent sur la couche métallique ellemême.The invention also resides in that a method for adjusting a fixed precision resistor of the type comprising: a layer of solid metal constituting the resistive material, comprising a set of calibration short-circuits; - a substrate supporting the metal layer to which said layer is firmly fixed by a layer of adhesive; - electrical connection connections; - a coating of flexible insulation; comprises a first phase in which short-circuits are eliminated on the layer of solid metal so as to obtain a value approximated by default of the desired value of the resistance, and a second phase of adjustment in which the adjustment of a device comprising a screw and exerting mechanical stress on the substrate of said precision resistor, and consequently on the metal layer itself.
Dans le cas d'une résistance de précision variable du type comprenant - une couche de métal massif constituant le matériau résistif, comportant un curseur actionné par une vis pouvant se déplacer le long de ladite couche de métal; - un substrat supportant la couche de métal auquel ladite couche est fixée fermement par une couche d'adhésif; - des connexions de raccordement électrique; - un enrobage d'isolant souple; ce procédé comprend plusieurs phases dans lesquelles - la première phase de l'ajustage est effectuée en réglant la vis associée au curseur de réglage, de façon à obtenir une valeur approchée par excès de la valeur recherchée de la résistance; - la deuxième phase de l'ajustage est effectuée par réglage d'un dispositif comportant une vis et exerçant une contrainte mécanique sur le susbtrat de ladite résistance de précision, et par conséquent sur la couche métallique elle-même. In the case of a variable precision resistance of the type comprising: a layer of solid metal constituting the resistive material, comprising a cursor actuated by a screw capable of moving along said layer of metal; - a substrate supporting the metal layer to which said layer is firmly fixed by a layer of adhesive; - electrical connection connections; - a coating of flexible insulation; this process comprises several phases in which - the first phase of the adjustment is carried out by adjusting the screw associated with the adjustment slider, so as to obtain an approximated value by excess of the desired value of the resistance; - The second phase of adjustment is carried out by adjusting a device comprising a screw and exerting mechanical stress on the substrate of said precision resistor, and consequently on the metal layer itself.
L'invention sera bien comprise par la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de dessus d'une résistance en métal massif selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la résistance de la figure 1; - la figure 3a est une vue de dessus d'un substrat portant une feuille de métal massif; - la figure 3b est une représentation simplifiée du substrat portant la feuille de métal massif après ajustement à l'aide des points d'étalonnage; - la figure 4 est une vue en coupe d'un potentiomètre en métal massif selon l'invention.The invention will be better understood from the following description, given by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which - Figure 1 is a top view of a solid metal resistor according to the invention; - Figure 2 is a sectional view along line A-A of the resistor of Figure 1; - Figure 3a is a top view of a substrate carrying a sheet of solid metal; - Figure 3b is a simplified representation of the substrate carrying the solid metal sheet after adjustment using the calibration points; - Figure 4 is a sectional view of a solid metal potentiometer according to the invention.
On se réfère d'abord aux figures 1, 2, 3a et 3b.We first refer to Figures 1, 2, 3a and 3b.
La figure 1 montre l'ensemble de la résistance en métal massif du type considéré.Figure 1 shows the whole of the solid metal resistance of the type considered.
L'élément de base de la résistance comprend le film métallique 1 fixé par une couche d'adhésif 2 à la partie 3, appelée encore substrat. Le matériau du film est un métal massif, en particulier un alliage nickel-chrome.The basic element of the resistor comprises the metal film 1 fixed by a layer of adhesive 2 to the part 3, also called the substrate. The film material is a solid metal, in particular a nickel-chromium alloy.
Le substrat peut être fait de céramique ou de verre, mais des métaux oxydés du type oxyde d'aluminium ou encore des polymères se sont révélés être très avantageux. Le substrat est dans tous les cas un isolant électrique.The substrate can be made of ceramic or glass, but oxidized metals such as aluminum oxide or polymers have been found to be very advantageous. The substrate is in all cases an electrical insulator.
Le substrat et le métal doivent être choisis de façon que les variations de résistance induites par contrainte dans le film métallique sous l'effet d'un changement de température soient égales et de sens opposé à celles provoquées par le changement de résistance dans le film dû à un changement de température. On obtient ainsi de très faibles coefficients de température de résistance, de l'ordre de 1 ppm. 00C'1. The substrate and the metal must be chosen so that the resistance variations induced by stress in the metallic film under the effect of a temperature change are equal and in opposite directions to those caused by the change in resistance in the film due to a change in temperature. Very low resistance temperature coefficients are thus obtained, of the order of 1 ppm. 00C'1.
Initialement, la feuille métallique 1 peut s'étendre de façon continue sur sensiblement la totalité du substrat 2.Initially, the metal sheet 1 can extend continuously over substantially the entire substrate 2.
Cependant, au moment où l'étape de fabrication montrée sur la figure 1 est atteinte, la feuille 1 a déjà été soumise à une série de traitements connus, de type photogravure par attaque chimique, avec pour résultat la formation dans cette feuille d'un trajet serpentin étendu séparé par de fines divisions ainsi qu'il apparaît sur la figure 3a.However, by the time the manufacturing step shown in FIG. 1 is reached, the sheet 1 has already been subjected to a series of known treatments, of photogravure type by chemical attack, with the result of the formation in this sheet of a extended serpentine path separated by fine divisions as shown in Figure 3a.
L'ensemble substrat-film métallique est revêtu d'une couche de silicone 4 qui le protège contre l'humidité. Pour protéger complémentairement la résistance des forces externes, on applique un coussin enveloppant 5 en caoutchouc très tendre ou en un matériau du type caoutchouc siliconé et la résistance est enfin encapsulée dans un boîtier d'époxy 6 ou est moulée pour une protection complémentaire contre l'environnement.The metal substrate-film assembly is coated with a layer of silicone 4 which protects it against humidity. To additionally protect the resistance from external forces, an enveloping cushion 5 is applied in very soft rubber or in a material of the silicone rubber type and the resistance is finally encapsulated in an epoxy case 6 or is molded for additional protection against environment.
I1 est en outre nécessaire bien entendu de munir la résistance de conducteurs de connexion 7, soudés directement sur l'élément résistif 1. Ceux-ci sont soudés sur des plots 9 de métal massif, où se terminent les extrémités opposées du trajet serpentin. A l'opposé de ces surfaces de contact 9, sont prévues des languettes d'ajustement s ou encore points d'étalonnage. I1 est alors connu d'étalonner la résistance en métal massif en effectuant des découpes au travers de la feuille au cours du processus d'ajustement de la résistance du composant lors d'une étape ultérieure de fabrication. Lorsqu'on supprime le court-circuit qui existe entre deux boucles adjacentes du trajet serpentin, le courant doit parcourir un trajet résistif plus long, ce qui modifie et plus précisément augmente la valeur de la résistance. I1 is moreover of course necessary to provide the resistance with connection conductors 7, welded directly to the resistive element 1. These are welded to studs 9 of solid metal, where the opposite ends of the serpentine path terminate. Opposite these contact surfaces 9, there are provided adjustment tabs or calibration points. It is then known to calibrate the resistance in solid metal by making cuts through the sheet during the process of adjusting the resistance of the component during a subsequent manufacturing step. When the short circuit between two adjacent loops of the serpentine path is removed, the current must travel a longer resistive path, which modifies and more precisely increases the value of the resistance.
La figure 3b montre une feuille métallique dans laquelle la partie sombre représente l'élément résistif métallique 1 et la partie claire, le substrat 3 isolant sur lequel adhère le film de métal 1. En l'absence de découpe de la feuille, le courant passe par la partie la plus large 30 de l'élément résistif de bord, comme indiqué par les flèches. En revanche, lorsqu'un court-circuit 31 est supprimé (bloc supérieur), le courant doit parcourir les boucles 32 plus fines photogravées dans ce bloc, ce qui augmente la valeur de la résistance. I1 est habituel de prévoir une configuration du parcours résistif telle que les différentes parties du trajet serpentin sont en progression logarithmique.FIG. 3b shows a metal sheet in which the dark part represents the metallic resistive element 1 and the light part, the insulating substrate 3 on which the metal film adheres 1. In the absence of cutting of the sheet, the current flows by the widest part 30 of the edge resistive element, as indicated by the arrows. On the other hand, when a short circuit 31 is removed (upper block), the current must pass through the thinner loops 32 photo-etched in this block, which increases the value of the resistance. I1 is usual to provide a configuration of the resistive path such that the different parts of the serpentine path are in logarithmic progression.
I1 est enfin prévu dans le corps du revêtement d'époxy 6 un support de vis 20 et une vis 19, dont la fonction sera définie ci-après. L'extrémité de cette vis affleure en position de repos un bord du substrat 3. I1 is finally provided in the body of the epoxy coating 6 a screw support 20 and a screw 19, the function of which will be defined below. The end of this screw is flush with the edge of the substrate 3 in the rest position.
L'ajustage d'une résistance selon l'invention se fait alors en trois phases. I1 est tout d'abord prévu une configuration spéciale du trajet serpentin qui approche la valeur brute la plus proche possible de la valeur souhaitée.The adjustment of a resistance according to the invention is then done in three phases. First of all, a special configuration of the serpentine path is provided which approaches the gross value as close as possible to the desired value.
Un tel procédé utilise en général la photogravure par attaque chimique et est bien connu.Such a method generally uses photogravure by chemical attack and is well known.
Dans une étape suivante, diverses découpes sont effectuées dans la feuille à partir des points d'étalonnage permettant une modification jusqu'à des échelons d'étalonnage pouvant atteindre 0,001%. La valeur recherchée est alors atteinte par défaut à 10-5 près.In a next step, various cuts are made in the sheet from the calibration points allowing modification up to calibration steps of up to 0.001%. The desired value is then reached by default to within 10-5.
Dans une troisième phase, un ajustement encore plus fin est effectué en réglant la vis 19 lors du contrôle élec trique final sur une résistance ayant subi toutes les étapes de fabrication et donc complètement terminée. La rotation de cette vis exerce en effet alors une contrainte mécanique sur le substrat qui induit une variation mécanique de l'ensemble substrat-film métallique et donc un changement de résistance. Plus précisément, un effort de compression du substrat provoque une contraction du trajet serpentin métallique et donc une diminution de la valeur de la résistance. Réciproquement, un effort de traction à partir d'une position de compression, obtenu en fait en raison des propriétés élastiques du substrat, provoque l'effet contraire.In a third phase, an even finer adjustment is made by adjusting the screw 19 during the final electrical control on a resistor having undergone all the manufacturing stages and therefore completely finished. The rotation of this screw in fact then exerts a mechanical stress on the substrate which induces a mechanical variation of the substrate-metal film assembly and therefore a change in resistance. More precisely, a compression force on the substrate causes a contraction of the metallic serpentine path and therefore a reduction in the value of the resistance. Conversely, a tensile force from a compression position, obtained in fact due to the elastic properties of the substrate, causes the opposite effect.
I1 est apparu que la contrainte exercée par cette vis vis-à-vis du substrat permet un ajustage encore plus précis de la résistance que ne le permettaient les découpes des courts-circuits d'étalonnage. C'est pourquoi le réglage de la vis ne s'effectue qu'en dernier lieu, à savoir lorsque les modifications à apporter à la feuille métallique 1 ont été effectuées. I1 appeared that the stress exerted by this screw vis-à-vis the substrate allows an even more precise adjustment of the resistance than allowed by the cuts of the calibration short-circuits. This is why the adjustment of the screw is carried out only as a last resort, namely when the modifications to be made to the metal sheet 1 have been made.
Bien que les contraintes exercées par la vis relèvent en général de la compression ou de la dilatation, il peut être avantageux d'envisager un dispositif d'ajustage induisant une contrainte de flexion ou encore de torsion du substrat 3.Although the stresses exerted by the screw generally come under compression or expansion, it may be advantageous to envisage an adjustment device inducing a bending or even torsional stress of the substrate 3.
Une fois terminée la phase terminale de l'ajustement de la résistance, il est prévu de bloquer la vis dans la position désirée à l'aide d'un vernis spécial qui garantisse une bonne immobilité de la vis. Tout autre matériau adhésif conviendrait. La résistance de métal massif ainsi obtenue pour une valeur ohmique désirée a un excellent CRT et une grande stabilité de fonctionnement. La précision obtenue par ce réglage est alors de l'ordre de 10-6.Once the final phase of resistance adjustment has been completed, it is planned to lock the screw in the desired position using a special varnish which guarantees good immobility of the screw. Any other adhesive material would be suitable. The solid metal resistance thus obtained for a desired ohmic value has an excellent CRT and a high operating stability. The precision obtained by this adjustment is then of the order of 10-6.
I1 est maintenant fait référence à la figure 4 qui montre une résistance potentiométrique de métal massif. Celle-ci comporte encore un substrat 10, de préférence en oxyde d'aluminium, auquel est fixée une feuille de métal photogravée 11. Des connexions 12 et 13 sont soudées aux deux extrémités de la feuille métallique. La feuille 11 a également été soumise à une série de traitements de type photogravure, avec pour résultat la formation dans cette feuille d'un trajet serpentin séparé par de fines divisions. I1 is now referring to Figure 4 which shows a potentiometric resistance of solid metal. The latter also comprises a substrate 10, preferably made of aluminum oxide, to which is fixed a photo-etched metal sheet 11. Connections 12 and 13 are welded at the two ends of the metal sheet. The sheet 11 has also been subjected to a series of photogravure type treatments, with the result of the formation in this sheet of a serpentine path separated by fine divisions.
I1 est également prévu un curseur 14, lequel est relié par un frotteur métallique à une connexion intermédiaire 15. A slider 14 is also provided, which is connected by a metallic friction shoe to an intermediate connection 15.
Le curseur 14 est actionné par une vis 16 réglable de l'extérieur. Tout autre dispositif de déplacement de ce curseur serait également convenable. Ce curseur 14 se déplace le long d'une piste métallique reliée aux éléments résistifs de la résistance. La valeur ohmique du potentiomètre est alors définie par la position du curseur le long de cette piste. Contrairement à la résistance précédemment décrite, le potentiomètre ici considéré ne comprend pas de languettes d'ajustement, le curseur faisant office de réglage du potentiomètre.The cursor 14 is actuated by a screw 16 adjustable from the outside. Any other device for moving this cursor would also be suitable. This cursor 14 moves along a metal track connected to the resistive elements of the resistance. The ohmic value of the potentiometer is then defined by the position of the cursor along this track. Unlike the resistance previously described, the potentiometer considered here does not include adjustment tabs, the cursor serving as the potentiometer adjustment.
Le boîtier comprend encore, comme pour la résistance fixe préalablement décrite, un support de vis 22 et une vis, dont l'extrémité affleure un bord du substrat. La contrainte exercée par la pression de la vis sur le bord du substrat conduit à une déformation du substrat qui peut se manifester par une compression, une traction, une flexion ou encore une torsion du substrat. Cette déformation mécanique induit une variation de la dimension du trajet serpentin et donc une variation de résistance.The housing also comprises, as for the fixed resistance previously described, a screw support 22 and a screw, the end of which is flush with an edge of the substrate. The stress exerted by the pressure of the screw on the edge of the substrate leads to a deformation of the substrate which can be manifested by compression, traction, bending or even twisting of the substrate. This mechanical deformation induces a variation in the dimension of the serpentine path and therefore a variation in resistance.
Dans le cas du potentiomètre ici considéré, 11 ajustement s'effectue encore en trois étapes.In the case of the potentiometer considered here, the adjustment is still carried out in three stages.
La première étape fixe la configuration de la feuille photogravée et fournit alors la plage d'utilisation du potentiomètre. The first step fixes the configuration of the photo-etched sheet and then provides the range of use of the potentiometer.
La deuxième étape consiste à déplacer le curseur à l'aide de la vis 16 jusqu'à obtenir une valeur approchée par défaut ou par excès de la valeur désirée. I1 est plus commode d'approcher cette valeur par excès car une compression du substrat par la vis d'ajustement fin 21 induit une diminution de la résistance de l'élément résistif.The second step consists in moving the cursor using the screw 16 until a value approached by default or by excess of the desired value is obtained. It is more convenient to approach this value by excess since compression of the substrate by the fine adjustment screw 21 induces a reduction in the resistance of the resistive element.
Cette seconde étape permet d'atteindre une bonne précision de l'ordre de l'ordre de 10-3. I1 ressort également que la variation d'angle de rotation de la vis 16 varie linéairement avec la variation de résistance enregistrée.This second step achieves good accuracy of the order of 10-3. I1 also shows that the variation in the angle of rotation of the screw 16 varies linearly with the variation in resistance recorded.
La troisième étape est effectuée par rotation de la vis 21 de manière que celle-ci exerce une pression sur le substrat 11 et provoque une diminution de la résistance. La précision obtenue est bien meilleure et de l'ordre de
Dans les deux modes de réalisation ci-dessus envisagés, les contraintes exercées par le dispositif d'ajustage 19;21 ne sont pas irréversibles en raison des propriétés élastiques du substrat. Par contre, comme dans tout système mécanique, il existe une certaine hystérésis car un système déformé par une contrainte ne revient jamais parfaitement à son état initial. Ceci est aisément rattrapable dans le cas d'un potentiomètre grâce au curseur. Dans le cas d'une résistance fixe, il faut s'assurer d'atteindre la valeur recherchée par défaut par exemple, car il est toujours possible d'augmenter la résistance en supprimant les courts circuits.The third step is carried out by rotation of the screw 21 so that the latter exerts pressure on the substrate 11 and causes a reduction in the resistance. The precision obtained is much better and of the order of
In the two embodiments envisaged above, the stresses exerted by the adjusting device 19; 21 are not irreversible due to the elastic properties of the substrate. On the other hand, as in any mechanical system, there is a certain hysteresis because a system deformed by a stress never returns perfectly to its initial state. This is easily remediable in the case of a potentiometer thanks to the cursor. In the case of a fixed resistance, it is necessary to make sure to reach the value sought by default for example, because it is always possible to increase the resistance by eliminating short circuits.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. Bien que l'utilisation d'un alliage nickel-chrome pour le métal massif et d'un substrat en oxyde d'aluminium soit particulièrement avantageuse, on peut bien sûr utiliser d'autres matériaux. Le substrat en particulier peut être en verre, en céramique ou encore un polymère. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described. Although the use of a nickel-chromium alloy for the solid metal and an aluminum oxide substrate is particularly advantageous, other materials can of course be used. The substrate in particular can be glass, ceramic or even a polymer.
La même remarque s'applique au dispositif d'ajustement fin, car l'invention peut s'appliquer avec tout moyen permettant d'exercer une contrainte mécanique induisant un changement de dimension des éléments résistifs et par conséquent une variation de résistance de ces derniers. Cela peut être en particulier une pointe, un coin, etc. I1 convient cependant qu'un tel dispositif n'introduise pas de déformations irréversibles.The same remark applies to the fine adjustment device, because the invention can be applied with any means making it possible to exert a mechanical stress inducing a change in dimension of the resistive elements and consequently a variation in resistance of the latter. This can in particular be a point, a corner, etc. However, it is appropriate that such a device does not introduce irreversible deformations.
La même remarque s'applique enfin à la nature des contraintes mécaniques qui peuvent être un effort de traction, de cisaillement, de flexion, de torsion, etc. The same remark finally applies to the nature of the mechanical stresses which can be a tensile force, shear, bending, torsion, etc.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8615355A FR2606203A1 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | Resistive electronic component of the solid-metal type and corresponding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8615355A FR2606203A1 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | Resistive electronic component of the solid-metal type and corresponding method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2606203A1 true FR2606203A1 (en) | 1988-05-06 |
Family
ID=9340514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8615355A Withdrawn FR2606203A1 (en) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | Resistive electronic component of the solid-metal type and corresponding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2606203A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2419952A (en) * | 1943-09-15 | 1947-05-06 | Western Electric Co | Method of mounting and adjusting potentiometer elements |
| US2885524A (en) * | 1952-08-28 | 1959-05-05 | Technograph Printed Circuits L | Electric resistance devices |
| US3314035A (en) * | 1964-09-04 | 1967-04-11 | Electro Optical Systems Inc | Semiconductor potentiometer |
| DE3339964A1 (en) * | 1983-11-04 | 1985-05-15 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Electrical resistor having adjustable resistance values |
-
1986
- 1986-11-04 FR FR8615355A patent/FR2606203A1/en not_active Withdrawn
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