NL7908671A

NL7908671A - RESISTANCE ELEMENT.

Info

Publication number: NL7908671A
Application number: NL7908671A
Authority: NL
Original assignee: Siemens Ag Albis
Priority date: 1978-12-01
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1980-06-03
Also published as: IL58753A0; NL182994C; NL182994B; CH632102A5; DE2944605C2; IL58753A; DE2944605A1

Description

\ t\ t

Weerstandselement. -Resistance element. -

De uitvinding heeft betrekking op een weerstandselement, bestaande uit een in dikke laagtechniek op een dragerlaag aangebrachte weerstands!aag.The invention relates to a resistance element, consisting of a resistive layer applied to a carrier layer in thick layer technique.

5 Op het gebied van de commerciële electronica en wel in het bijzonder bij telecommunicatie- en meetapparatuur is het vaak noodzakelijk, te kunnen beschikken over weerstanden, die enerzijds een betrekkelijk hoge duurbelasting kunnen verdragen en anderzijds een klein volume bezitten. Voor dit doel 10 worden vaak weerstandselementen toegepast, die volgens de zogenaamde dikke laagtechniek zijn vervaardigd. De grondbeginselen van de dikke laagtechniek zijn bijvoorbeeld beschreven in het boek "Hybridschaltungen" van Hans Delfs, dat in 1973 is uitgegeven door "Berliner Union G.m.b.H., Stuttgart".In the field of commercial electronics, and in particular with telecommunication and measuring equipment, it is often necessary to have resistors which, on the one hand, can withstand a relatively high continuous load and, on the other hand, have a small volume. Resistance elements which are manufactured according to the so-called thick layer technique are often used for this purpose. The basic principles of the thick layer technique are described, for example, in the book "Hybridschaltungen" by Hans Delfs, which was published in 1973 by "Berliner Union G.m.b.H., Stuttgart".

15 Voor vele electrische toestellen wordt bijvoorbeeld als eis gesteld, dat bij het aanleggen van een continue spanning van 220 Veff met een frequentie van 50Hz over een weerstand van 10 Ohm tegen aarde aan een van de geleiders van een ontvangaansluiting wel een vernieling van de weerstand, doch 20 geen brand mag optreden.For many electrical appliances, for example, it is required that, when applying a continuous voltage of 220 Veff with a frequency of 50 Hz over a resistance of 10 ohms to earth, one of the conductors of a receiving connection does destroy the resistance, but no fire may occur.

Met de tot dusver bekende, volgens de dikke laagtechniek vervaardigde weerstandselementen kan aan deze eis niet op bevredigende wijze worden voldaan.This requirement cannot be satisfactorily met with the hitherto known thick-film resistance elements.

De onderhavige uitvinding verschaft een in dikke 25 laagtechniek vervaardigd weerstandselement, waarmede wel aan de betreffende eis kan worden voldaan en dat volgens de uitvinding hiertoe is gekenmerkt, doordat de weerstandslaag daarvan een eerste laagvormig weerstandsgedeelte met een eerste weerstandswaarde en een tweede laagvormig weerstands-30 gedeelte met een in vergelijking tot het eerste weerstands-gedeelte kleinere weerstandswaarde omvat en het eerste weerstandsgedeel te over een tussenweerstandsgedeelte met een verdere weerstandswaarde met het tweede weers-tandsgedeelte in serie is geschakeld, terwijl de eerste e'n tweede laagvormige 35 weerstandsgedeelten zodanig op het oppervlak van de dragerlaag zijn aangebracht, dat daartussen een zich over tenminste een deel van de lengte daarvan uitstrekkendesmal!e luchtspleet is gevormd.The present invention provides a resistance element manufactured in thick layer technique, with which the relevant requirement can be met and which is characterized according to the invention for this purpose, in that the resistance layer thereof has a first layer-shaped resistance part with a first resistance value and a second layer-shaped resistance part. having a smaller resistance value compared to the first resistance portion and the first resistance portion is connected in series with a further resistance value having a further resistance value connected in series with the second resistance portion, while the first and second layer-shaped resistance portions are so on the surface of the carrier layer, that a narrow air gap extending between at least a part of its length is formed therebetween.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan 40 de hand van twee uitvoeringsvoorbeelden, welke zijn weergegeven /908871 Ύ .-2- in de bijgaande tekening, waarin is: fig. 1 een schematische afbeelding van een eerste uitvoeringsvorm van een weerstandselement volgens de uitvinding; .The invention will now be further elucidated with reference to two exemplary embodiments, which are shown in the accompanying drawing, in which: Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a resistance element according to the invention; .

5 fig. 2 een schematische afbeelding van een tweede uitvoeringsvorm van een weerstandselement volgens de uitvinding.Fig. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of a resistance element according to the invention.

Het in fig. 1 weergegeven weerstandselement is voorzien van een dragerlaag S, op welke een weerstands!aag 10 ABCGFEA is aangebracht. De in werkelijkheid uit ëén stuk bestaande weerstandslaag kan in de beide, in de tekening aangeduide laaggedeeTten Tl en T2 worden verdeeld.The resistance element shown in Figure 1 is provided with a carrier layer S on which a resistance layer 10 ABCGFEA is applied. The actually one-piece resistance layer can be divided into the two layer sections T1 and T2, indicated in the drawing.

Het eerste weerstandsgedeelte Tl bezit bij benadering de vorm van een rechthoek A,B,C,D met een lengte BC = AD = al 15 en een breedte BA = CD = bl, terwijl het tweede weerstandsge-deelte T2 de vorm bezit van een tweede rechthoek met een lengte DE = FG = a2 en een breedte EF = DG = b2, waarbij al > a2 ~ en b2 > bl . De beide rechthoeken bezitten tenminste bij benadering een gemeenschappelijke zijde ED met een lengte a2.The first resistance portion T1 is approximately in the form of a rectangle A, B, C, D with a length BC = AD = a1 15 and a width BA = CD = bl, while the second resistance portion T2 is in the form of a second rectangle with a length DE = FG = a2 and a width EF = DG = b2, where al> a2 ~ and b2> bl. The two rectangles have at least approximately a common side ED with a length a2.

20 Daarbij vormen de zijde CD en de zijde DG een rechte lijn CG.20 The side CD and the side DG form a straight line CG.

Op de andere zijde BA in de eerste rechthoek is de ene aansluiting AS1 van de weerstand aangebracht, terwijl de tweede aansluiting AS2 van deze weerstand aan de andere zijde EF in de tweede rechthoek is aangebracht. De gemeenschappelijke 25 zijde ED van de beide rechthoeken is gedeeltelijk vanaf de aansluiting AS2 van de weerstand gezien tot aan een punt P als isolerende inkeping of luchtspleet uitgevoerd.On the other side BA in the first rectangle, one terminal AS1 of the resistor is arranged, while the second terminal AS2 of this resistor is arranged on the other side EF in the second rectangle. The common side ED of the two rectangles is designed partly as an insulating notch or air gap, seen from the resistor connection AS2 up to a point P.

Het traject EP vormt derhalve een scheiding tussen de beide delen Tl en T2 van de weerstandslaag. De gehele 30 weerstandsl aag besta’at derhalve uit drie weerstandsgedeel ten. Daarbij wordt bij benadering een eerste weerstandsgedeelte met een eerste weerstandswaarde R1 gevormd door het trapezium ABCP, terwijl een tweede weerstandsgedeelte met een tweede weerstandswaarde R2 wordt gevormd door het trapezium EPGF.The path EP therefore forms a separation between the two parts T1 and T2 of the resistance layer. The entire resistance layer therefore consists of three resistance parts. Thereby, approximately a first resistance portion with a first resistance value R1 is formed by the trapezoid ABCP, while a second resistance portion with a second resistance value R2 is formed by the trapezoid EPGF.

35 De driehoek CPG vormt bij benadering een tussenweerstands-gedeelte met een weerstandswaarde R3. De weerstandswaarde R van de gehele weerstandslaag is gelijk aan de som van de drie weerstandswaarden Rl, R2' en R3.The triangle CPG approximately forms an intermediate resistance portion with a resistance value R3. The resistance value R of the entire resistance layer is equal to the sum of the three resistance values R1, R2 'and R3.

Daar bl < b2 en al > a2 geldt Rl > R2. De weerstand 40 79 0 8 67 1 w - 3 - jr R1 zal bij stroomdoorgang sterker. worden verwarmd dan de weerstand R2. Langs het traject EP tussen de punten E en P op het laaggedeelte Tl bevindt zich een punt Q, ter plaatse waarvan de sterkste verwarming optreedt. Wanneer de belasting 5 van het weerstandselement te groot wordt zal dit ter plaatse van het punt Q worden oververhit en aangezien de warmtecapa-citeit van de weerstandslaag, waarvan de dikte slechts betrekkelijk gering is en bijvoorbeeld 20 yjm bedraagt veel kleiner is dan die van de dragerlaag, welke een dikte van 10 meerdere millimeters kan bezitten zal de weerstandslaag sterker uitzetten dan de dragerlaag, zodat een scheur ontstaat, hetgeen een onderbreking van de weerstand tot gevolg heeft.Since bl <b2 and a1> a2, R 1> R 2 holds. The resistor 40 79 0 8 67 1 w - 3 - yr R1 will become stronger with current flow. than the resistor R2. Along the trajectory EP between the points E and P on the layer portion T1 there is a point Q, at which the strongest heating occurs. If the load 5 of the resistance element becomes too great, it will be overheated at the point Q and since the heat capacity of the resistance layer, the thickness of which is only relatively small and is, for example, 20 µm, is much smaller than that of the support layer which can have a thickness of several millimeters, the resistance layer will expand more strongly than the carrier layer, so that a crack is created, which results in an interruption of the resistance.

De zijden AB, BC en CD van de eerste rechthoek ABCD worden beter gekoeld dan het cteel traject EP van de zijde AD, 15 omdat dit deel traject zich in de onmiddel1ijke nabijheid van het laaggedeelte T2 bevindt, waarvan de temperatuur hoger is dan de omgevingstemperatuur.The sides AB, BC and CD of the first rectangle ABCD are better cooled than the digital section EP of the side AD, because this partial section is located in the immediate vicinity of the layer section T2, the temperature of which is higher than the ambient temperature.

De drie genoemde weerstandsgedeelten kunnen ook andere vormen bezitten en kunnen in het bijzonder ook gebogen 20 zijn uitgevoerd. Het traject EP kan voor het ijken van de weerstandswaarde R korter of langer worden gekozen. Ter plaatse van het punt P kan dit traject ook een rechthoekig gebogen vorm bezitten (zie fig. 2). De inkeping kan ook gebogen zijn, terwijl de breedte daarvan niet overal even groot 25 behoeft te zijn. ·The three resistance parts mentioned can also have other shapes and in particular can also be curved. The range EP can be chosen shorter or longer to calibrate the resistance value R. At the point P, this path can also have a rectangular curved shape (see fig. 2). The notch can also be curved, while the width thereof need not be the same everywhere. ·

Het is gunstig om de aansluitingen AS1 en AS2 op een zodanige afstand van elkaar aan te brengen, dat tussen deze aansluitingen geen electrische ontladingen kunnen optreden. Deze afstand kan willekeurig groot zijn.It is advantageous to arrange the connections AS1 and AS2 at such a distance from each other that no electrical discharges can occur between these connections. This distance can be arbitrary.

30 Volgens een verdere uitwerking van de uitvinding kunnen de aansluitingen AS1 en AS2 door middel van zacht-soldeer worden vervaardigd, teneinde de extra zekerheid te verschaffen, dat een onderbreking zal optreden, wanneer deze uit zachtsoldeer bestaande verbindingen als gevolg van over-35 verhitting smelten.According to a further elaboration of the invention, the connections AS1 and AS2 can be manufactured by means of soft solder, in order to provide the additional assurance that an interruption will occur when these soft solder joints melt as a result of overheating. .

79036717903671

Claims

Resistance element consisting of a resistive layer applied to a carrier layer in thick layer technique, characterized in that the resistive layer comprises a first layer-shaped resistance part (T1) with a first resistance value (R1) and a second layer-shaped resistance part (T2) having a smaller resistance value (R2) compared to the first resistance portion (T1) and the first resistance portion (T1) over an intermediate resistance portion (T3) having a further resistance value (R3) with the second resistance portion! te (T2) is connected in series, while the first and second layer-shaped resistance parts (T1, T2) are arranged on the surface of the carrier layer (S) in such a way that a narrow air gap extending between them at least a part of the length thereof (ΕΡ-, ΕΡΤ) is formed.

2. Resistance element according to claim 1, characterized in that the connections (A $ 1, AS2) of the first and second resistance parts are arranged at such a great distance from each other that no electrical discharges can occur between these connections. performance.

Resistance element according to claim 1 or 2, characterized in that the connections of the resistance parts (T1, T2) consist of an additional protection against overheating soft solder. 25 l e 7908671