NL8301631A

NL8301631A - Weerstandspasta voor een weerstandslichaam.

Info

Publication number: NL8301631A
Application number: NL8301631A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1983-05-09
Filing date: 1983-05-09
Publication date: 1984-12-03
Also published as: DE3468577D1; JPS59208701A; EP0124948A1; KR850000135A; EP0124948B1; KR920000481B1; US4499011A

Description

? - V

PHN 10.683 1 N.V. Philips' Gloeilanpenfabrieken te Eindhoven Weerstandspasta voor een weerstandslichaam.

De uitvinding heeft betrekking op een weerstandspasta voor een weerstandslichaam bestaande uit een mengsel van een metaaloxidische verbinding, een permanent en een tijdelijk bindmiddel en een weerstand bestaande uit het esp een substraat aangebrachte, door verhitting van 5 het tijdelijke bindmiddel ontdane, van aansluitdraden voor z iene , weerstands -materiaal.

Uit het US-Octrooischrift 3,681,262 zijn metaaloxidische verbindingen békend die in een dergelijke pasta warden gebruikt cm er weer-standslichamen van te maken. Zij moeten voldoen aan de algemene formule 10 (MxBi2.x) (M'yM"2^)°7^ waarin M tenminste één metaal gekozen uit de groep Y, Tl, In, Cd, Pb en een zeldzaam aardmetaal met atocraiunmer van 57 tot en met 71 is, M' tenminste één metaal gekozen uit de groep Pd, Ti, Sn, Cr, Rh, Re,

Zr, Sb en Ge is, 15 M'1 tenminste één van de metalen Ru en Ir is, x een getal tussen 0 en 2 is, y een getal tussen 0 en 2 is en z een getal van 0 tot en met 1 is dat ten hoogste gelijk is aan x/2, wanneer M een tweewaardig metaal is.

20 Een bezwaar van het merendeel van deze samenstellingen is, dat de temperatuurcoëfficient van de weerstand in het voor praktische toepassing interessante temperatuurtrajeet van -55 tot +150°C tamelijk groot is en binnen dit traject nogal sterk verloopt. Een ander nadeel, dat zeer vaak optreedt is, dat de weerstandswaarde na verloop van tijd 25 sterk verloopt.

Doel van de uitvinding is een dergelijke pasta en een hiermede vervaardigd weerstandslichaam, dat een weerstandswaarde heeft, die gedurende de gehele levensduur van het weerstandslichaam niet meer -f- verloopt dan - 5 o/oo . Bovendien moet de tenperatuurcoëff icient van 30 de weerstand binnen het temperatuurtrajeet van -55 tot +150°C tussen -10x10 *V°C en +10x10~^/°C blijven. Onder levensduur wordt hier verstaan 25 jaar pp een temperatuur van 50°C. Als maatstaf wordt hiervoor een versnelde duurproef gedurende 100 uur op 200°C genenen.

8301631 PBN 10.683 2 t

De weerstandspasta volgens de uitvinding is daardoor geken-' merkt, dat de metaaloxidische verbinding voldoet aan de formule

WhS

waarin 0,15 ^x·^ 0,95 en 0 h is.

5 Het verkrijgen van een zo hoge stabiliteit van het na uit stoken verkregen weerstandslichaam gedurende de gebruiksduur ervan is toe te schrijven aan het feit, dat de componenten van de weerstands-bepalende metaaloxidische verbinding een te verwaarlozen migratie in de gebruikelijke, als permanent bindmiddel toegepaste, glazen vertoont.

10 Een in dit opzicht als voorkeurssamenstellingsgebied aan te merken glas type is gekenmerkt door de componenten PbO, SiC^ en BO^ tussen de grenzen in mol.%

Si02 10-45 PbO 25 - 35 IS BO^ 20 - 60 AIO^ 0 - 15.

Bij het instellen van het niveau van de specifieke weerstand beschikt men over de variatiemogelijkheid van de verhouding weerstands-bepalende metaaloxidische verbinding tot het permanente bindmiddel, 2o waarbij de weerstandsbepalende component minder of meer "verdund" wordt.

De temperatuurcoëfficient van de weerstand wordt door een juiste keuze van x zeer nauwkeurig op de verlangde waarde ingesteld. Ten gevolge van de te verwaarlozen migratie van de componenten van de metaaloxidische verbinding wordt in levensduur een zeer constante temperatuurscoëffi-25 cient van de weerstand gemeten.

Een variatiemogelijkheid ter instelling van de waarde van de specifieke weerstand is toevoeging van een isolerend oxide, zoals aluminiumoxide of titaniumdioxide,dat slecht oplosbaar is in het materiaal.

Ter illustratie van de uitvinding volgen hierna enige uit-3Q voer ings voor beelden. De in de voorbeelden gebruikte verbindingen Pb2RhxRu2_xO_,_^, worden als volgt bereid. Er wordt uitgegaan van een basische oplossing van kaliumruthenaat. Aan deze oplossing wordt de door de gewenste waarde van x bepaalde hoeveelheid Rh (NO^) ^ oplossing toegevoegd. De eind-pH van de oplossing moet groter blijven dan 12.

35 Aan het mengsel wordt een drievoudige hoeveelheid (mol.) Pb(NC>3)2 oplossing ten opzichte van de son van ruthenaat en rhodaat toegevoegd.

Ook hierbij moet worden gezorgd voor een eind-pH groter dan 8 door zonodig KOH toe te voegen. Het ontstane neerslag wordt af gefiltreerd, twee maal gewassen net water en vervolgens na drogen gedurende 1 uur 8301631

..— V

PHN 10.683 3 in lucht op 700°C gestookt. Daarna wordt de overmaat PbO verwijderd met verdund en dan het residu op 150°C in lucht gedroogd.

Voorbeeld 1: 5 Glaspoeder met een gemiddelde deeltjesgrootte van ongeveer 1 yum en een samenstelling PbO 26,1 mol.% 61 gew.%

SiC>2 38,2 mol.% 24 gew.% BCXj 2 24,5 mol.% 9 gew.% 10 A10.J ^ 11,2 mol.% 6 gew.% wordt in de gewichtsverhouding 1:1 gemengd met het weerstandsmateriaal Pb2Rh0^g0Ru^200g^5 met een deeltjesgrootte kleiner dan 0,2 ^um.

Vervolgens wordt het met een of meer bindmiddelen en oplosmiddelen, bijvoorbeeld ethylcellulose in benzylbenzoaat, tot een pasta verwerkt.

15 De pasta wordt door middel van zeefdrukken cp een uit aluminiumoxide bestaand substraat, dat te voren van AgPd contacten is voorzien, aangebracht. De bedrukte substraten worden gedroogd en vervolgens verhit volgens een stockprogranma met 850°C als toptenperatuur.

Bij een laagdikte van 15 ,um hebben de weerstanden een waarde

“6 D

20 van 2,5 köhm per vierkant, een TCR van -8x10 rC in het traject van -55 tot +20°C en een TCR van +7x1 Q~^/°C in het traject, van +20 tot +150°C.

Voorbeeld 2: 25 Er wordt een zeefdrukpasta genaakt met het glaspoeder van

Voorbeeld 1 en het weerstandsmateriaal Pb_Ehn ocRu. __0-- r, dat een L· U/2j 1^/0 0,3 deeltjesgrootte beneden 0,2 ^um bezit, in een gewichtsverhouding 6:1.

De gezeefdrukte weerstandspatronen op een substraat als Voorbeeld 1 worden na drogen aan een stookprogramma onderworpen met een toptem-30 peratuur van 750°C. De verkregen weerstanden hebben een waarde van 0,3 MOhm per vierkant bij een laagdikte van 15 ^um, een TCR in het traject van -55 tot +20°C van -6x10”^/°C en in het traject van +20 tot +150°C van +9x1 o"6/0^ - 35 Voorbeeld 3:

Glaspoeder met een gemiddelde deeltjesgrootte van ongeveer 1 yum en een samenstelling van 8301631 PHN 10.683 4 5 *

PbO 29,5 mol.% 65 gew.%

Si02 43,0 mol.% 25,5 gew.% BQ.J 2 27,5 mol.% 9,5 gew.% wordt in een gewichtsverhouding van 1:4 net het weerstandsmateriaal 5 Pb2Rhg^genengd en verwerkt tot een pasta. Hiervan worden qp een Al^-substraat weerstanden gezeefdrukt en het geheel aan een stookprograitina met een toptemperatuur van 850°C onderworpen. De verkregen weerstanden hebben bij een laagdikte van 15 ^um een waarde van ongeveer 50 kOhm per vierkant. De TCR bedraagt 10 -9x10_6/°C (-55->·+20°C) en +6x10_6/°C (+20 *+150°C).

Voorbeeld 4;

Aan de in Voorbeeld 3 beschreven pasta wordt 2 gew.% Ti02 15 toegevoegd. Het substraat met de daarop gezeefdrukte weerstanden wordt aan een stookprograroma met een toptenperatuur van 750°C onderworpen. De weerstanden verkrijgen een weer standswaarde van 0,8 MDhm/ vierkant bij een laagdikte van 15 ^um. De TCR bedraagt -9x10_6/°C (-55 + 20°C) 20 +5x10~6/°C (+20-*» +150°C).

De weerstanden worden ter beproeving van hun stabiliteit onderworpen aan een versnelde duurproef gedurende 200 uur bij 200°C in lucht.

De weerstardswaarde van alle hierboven beschreven weerstanden 25 bleken na afloop minder dan 5 °/oo te zijn verlopen.

30 35 8301631

Claims

1. Weerstandspasta voor een weerstandslichaam bestaande uit een mengsel van een metaaloxidische verbinding, een permanent bindmiddel en een tijdelijk bindmiddel, net het kenmerk, dat de metaaloxidische verbinding voldoet aan de formule: waarin 0,15<[ x 0,95 en 0^ h·

2. Weerstandspasta volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het permanente bindmiddel een glas is met de samenstelling Si02 10-45

10 PbO 25 - 35 BCL - 20 - 60 I fO A101 5 0-15.

3. Weerstandspasta volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat deze tevens een isolerend oxide bevat, dat moeilijk oplost in, 15 respectievelijk reageert met de overige componenten.

4. Weerstandslichaam, bestaande uit een van aansluitdraden voorzien substraat, bedekt met weerstandsmateriaal dat door verhitting van de betreffende pasta van het tijdelijke bindmiddel is ontdaan. 20 25 30 8301631 35