CH297148A - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Schichtwiderständen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von elektrischen     Schichtwiderständen.       Bei elektrischen     Sehielitwiderständen    wird       -iuf    einem isolierenden. Tragkörper eine     lei-          lende    Schicht aufgebracht, die entweder aus       aneinandergelagerten,    fein unterteilten Metal  len,     Kohlenstoffteilehen    oder auch aus     Mi-          Schungen    von solchen leitenden Teilen mit  Bindemitteln     niehtleitender    Art, z. B. härten  den     Har7en,    bestehen kann.

   Grosse     Bedeu-          1        wil-    haben die     sogenannten        Kohlesehieht-          widerstände    erlangt, bei denen meist auf  einem     keramisehen        Stäbchen        Kohlenstoff-          schichten    durch     thermisehe    Zersetzung aus       "asi*        rmiaen        Kohlenstoffverbind-Lin-en    nieder  <B>,</B>     ö    en  geschlagen sind.

   Mit dieser Art von Wider  ständen kann man einen sehr grossen     Wider-          "bereieh    erfassen. Für extrem hohe     Wi-          stand#          (lerstände    müssen besondere Massnahmen in  Anwendung kommen, während kleine Wider  standswerte nach diesem Verfahren deswegen  nicht erzielt werden können, weil infolge des       liohen    spezifischen Widerstandes der     Kohlen-          stoffsehieht    die     Sehiehtstärken    so gross ge  wählt werden     müssten,

          dass    sie auf der     Unter-          la.1-e    schlecht haften und leicht abblättern       würden,        Bei        der        Herstellung        kleiner        Widerstands-          werte    müssen daher andere Wege     besehritten     werden, die bisher darin bestanden, an Stelle       (les    Kohlenstoffes einen Stoff besserer     Leit-          tiähigkeit,    nämlich Metall, zu benutzen.

   Der  Unterschied zwischen den spezifischen Wider  ständen von Kohlenstoff und Metall ist jedoch       #',o    gross,     (lass    auch durch     Metallsehiehten    nur    mit allergrössten Schwierigkeiten die geforder  ten     Viderstandsgrössen    hergestellt werden  können. Vor allem werden wegen der guten  Leitfähigkeit der     Metallschiehten,    selbst wenn  man diese extrem dünn herstellt, die Abmes  sungen des Widerstandskörpers unverhältnis  mässig gross.  



  Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren  zur Herstellung von Widerständen, nach     wel-          ehen    sieh Widerstandswerte erzielen lassen,  die weder von den reinen     Kohlenstoffsehich-          ten    noch von den reinen     Metallschiehten    über  deckt werden können. Es handelt sich dabei  um zusammengesetzte     Widerstandsschiehten,     wie sie bereits in ähnlicher Art aus andern       G'ründen    und in anderer Aufbauweise herge  stellt werden.

   Das erfindungsgemässe Verfah  ren ist dadurch gekennzeichnet,     dass    auf  einem     niehtleitenden    Trägerkörper eine     Me-          tallsehieht    niedergeschlagen wird, auf die dann  bei Temperaturen von ungefähr<B>10000 C</B> aus  gasförmigen Kohlenwasserstoffverbindungen  Kohlenstoff     zür        Abscheidung    gebracht wird.  Die     Metallschieht,    die zunächst auf dem Trag  körper angebracht ist, kann in irgendeiner der  bekannten Arten hergestellt sein. Beispiels  weise kann diese Schicht durch thermische       Metallaufdampfung    erzeugt sein.

   Sie kann  auch     galvaniseh    aufgebracht, werden, wozu     er-          forderlieh    ist,     dass    die Oberfläche des     nicht,-          leitenden    Tragkörpers zuvor leitend gestaltet  wird. Dies kann durch eine dünne     Kohlen-          stoffsehieht,    geschehen, die in der Art der      üblichen     Hartkohleschichten,    nämlich durch  Zersetzung von Kohlenwasserstoffgasen bei       #n     höherer Temperatur, niedergeschlagen wird.

    Diese     Kohlenstoffsehieht    dient nun als Strom  führung für die nachfolgende     Abseheidung     der darüber angeordneten     Metallsehieht.    Bis  hierher würde der Widerstand einem an sieh  bekannten     Metallsehichtwiderstand    entspre  chen. Dieser hat jedoch einen zu geringen       -V#l'iderstand,    weil die     Metallsehieht    ausser  ordentlich gut leitet.     Auf    diese Metallschicht,  wird dann erfindungsgemäss eine     Kohlenstoff-          sehieht    angeordnet, und zwar durch ther  mische Zersetzung von Kohlenwasserstoffgas.

    Diese Massnahme hat für die Wirkungsweise  und die Eigenschaften des Widerstandes ver  schiedene Bedeutung. Zunächst wird wegen  der für die Zersetzung des Kohlenwasserstoff  gases notwendigen Temperatur die auf dem  Tragkörper befindliche     Metallsehieht    minde  stens teilweise gesintert und dadurch gleich  zeitig eine Alterung, das heisst eine Stabilisie  rung der     Metallwiderstandssehieht,    herbeige  führt. Weiterhin wird überraschenderweise  der Widerstandswert dieser Metallschicht, der,  wie vorher ausgeführt wurde, zu gering ist,  durch das Aufbringen der     Kohlenstoffschieht.     erhöht.

   Die Erhöhung beträgt in der Regel  rund eine Zehnerpotenz und ist vermutlich  darauf zurückzuführen,     dass    die in atomarer  Form vorhandenen     Kohlenstoffteilchen    in das  Gefüge der Metallschicht eindringen, diese  mindestens an der Oberfläche durchwachsen  und dadurch die Erhöhung des Widerstands  wertes herbeiführen, sofern nicht überhaupt       Metall-Kohlenstoff-Verbindungen        bzw.    Legie  rungen in Form von Mischkristallen entste  hen,

   die die beschriebene Erscheinung     verur-          saehen.    Endlich aber bildet die als letzte  Schicht aufgebrachte     Kohlenstoffschieht    eine  ausgezeichnete     Schutzschieht    für die     darunter-          liegende        Metallsehicht.    Sowohl Feuchtigkeit  als auch chemische Einflüsse durch den Luft  sauerstoff, durch Lösungsmittel aus     Schutz-          laeküberzügen    und dergleichen mehr werden  von der empfindlichen     Metallsehieht    fern  gehalten.

   Ausserdem bildet die     Kohlenstoff-          schicht    infolge ihrer natürlichen Härte einen    mechanischen Panzer für die leicht verletz  liche     Metallschieht.     



  Die     Metallsehicht    ihrerseits kann aus  einem beliebigen, für den gewünschten Zweck  besonders geeigneten Metall bestehen. Es ist  auch möglich, an Stelle einer einheitlichen     Me-          tallschieht    eine     Legierungssehicht    oder eine  zusammengesetzte Schicht zu verwenden,  wenn man bestimmtes Verhalten hinsichtlich  des Temperaturbeiwertes wünscht. Als     zweek-          mässig    haben sieh zum Beispiel     Kupfersehieb-          ten        mit        Niekelüberzug    erwiesen.  



  Man geht beispielsweise wie folgt vor: Man  ätzt zunächst einen     stabförmigen    Trägerkör  per, beispielsweise unter Verwendung von       Flusssäure,    so     dass    sieh eine     rauhe    Oberfläche  ergibt. Darauf wird dann auf den Trägerkör  per eine     Metallsehieht    aufgebracht. Hiernach  werden die Widerstandsstäbe in. einem     Bekob-          lungsofen,    bekohlt, wobei Temperaturen von  etwa     1.00011   <B>C</B> benutzt werden.

   Durch diese  Temperatur wird einerseits erreicht.-,     dass    sieh       Glanzkohleabseheidungen    bilden und weiter  hin,     dass    die     Metallschieht    mindestens zum  Teil.     zusammensintert        und    altert. Der Wider  stand wird dann gegebenenfalls mit einem       Laeküberzug    versehen, nachdem vorher oder  auch nachher die     Widerstandssehieht,    z. B.  durch     Einsehleifen    einer Wendel, in einen ge  wünschten langen     -#Viderstandsweg    aufgeteilt  ist.

   Bei den Untersuchungen ergab sieh,     dass     der     Widerstandsweint    von nur mit einer     Me-          tallsehicht    versehenen Widerstandsträgern bei  einer bestimmten Grösse 0,02 Ohm betrug.  Durch Anwendung einer darüber angeordne  ten,     thermiseh    niedergeschlagenen     Kohlen-          stoffschicht    erhöht sieh der Wert des Wider  standes auf -ungefähr 0,2 Ohm.  



  Es sei erwähnt,     dass    die Benutzung von  abwechselnd aufgebrachten Kohlenstoff- und       31etallschiehten    für     Widerstandszweeke    be  kannt ist, und zwar wird damit bezweckt, den  Temperaturkoeffizienten des Widerstandes zu  beeinflussen. Der Aufbau     ist    jedoch anders  als bei den gemäss der vorliegenden Erfin  dung hergestellten Widerständen. Bei den be  kannten Widerständen handelt es sieh um eine  auf einen, Teil einer     Kohlenstoffsehicht    auf-      gebrachte     Metallsehieht,    die infolge ihres posi  tiven Temperaturverhaltens das entgegenge  setzte Verhalten der     Kohlenstoffsehieht    kom  pensieren kann.

   Der gleiche Effekt kann na  turgemäss auch bei den gemäss der vorliegen  den Erfindung hergestellten Widerständen  festgestellt werden.  



  Anwendung finden die Widerstände klei  ner Widerstandswerte vor allem in der     Kurz-          -,vellenteehnik.    Sie haben jedoch auch Bedeu  tung als Widerstände in     Messeinriehtungen          und    dergleichen mehr.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCIIE: <B>1.</B> Verfahren zur Herstellung von elektri- sehen W, iderständen, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem niehtleitenden Trägerkörper eine Metallschieht niedergeschlagen wird, auf die dann bei Temperaturen von ungefähr <B><I>10000</I> C</B> aus gasförmigen Kohlenwasserstoff verbindungen Kohlenstoff zur Abseheidung gebraeht wird.

   <B>11.</B> Elektrischer Widerstand, hergestellt iizieli dein Verfahren nach Patentanspruch<B>1.</B> <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> <B>1-.</B> Verfahren nach Patentanspruch<B>1,</B> wo bei die Metallsehieht galvaniseh aufgebracht wird, dadurch gekennzeiehnet, dass ein auf- geraubter Trägerkörper zunächst mit einer Kohlenstoffsehieht bedeckt wird,

   die als Strom führung für die nachfolgende galvanische Ab- scheidung der darüber anzuordnenden Metall- sehieht dient, wonach auf diese Metallschieht die deckende Kohlenstoffsehicht, aufgebraeht wird.<I>t'</I> 2. Elektrischer Widerstand nach Patent- ansprueb. II, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper aufgerauht ist.

   <B>3.</B> Elektrischer Widersta nd nach Patent- ansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallsehicht aus mehreren verschiedenartigen Metallniederschlägen zusammengesetzt ist. 4. Elektrischer Widerstand nach Patent anspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallsehieht aus einer Legierungsschicht, be steht.