DE3013395C2

DE3013395C2 - Method for the adjustment of a flat sheet resistance

Info

Publication number: DE3013395C2
Application number: DE19803013395
Authority: DE
Inventors: Helmut W. Dipl.-Ing. Bretscher; Bernhard 8740 Bad Neustadt Knüttel; Bela Dr.rer.nat. Rösner
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 1980-04-05
Filing date: 1980-04-05
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE3013395A1

Description

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Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Abgleich eines flächenhaften Schichtwiderstandes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 aus.The invention relates to a method for adjusting a sheet-like sheet resistance the preamble of claim 1 from.

Bedingt durch die sehr vielen und meist schwer kontrollierbaren Fertigungsparameter bei der Herstellung von flächenhaften Schichtwiderständen lassen sich diese nur mit großen Fertigungstoleranzen herstellen. Sind engere Toleranzen erwünscht, so ist vielfach ein nachträglicher Abgleich erforderlich. Dieser Abgleich erfolgt vorzugsweise durch Einschneiden von Trennuten quer zur Stromflußrichtung.Due to the large number of and mostly difficult to control manufacturing parameters during manufacture from flat sheet resistors, these can only be produced with large manufacturing tolerances. If closer tolerances are desired, a subsequent adjustment is often necessary. This comparison is preferably carried out by cutting parting grooves transversely to the direction of current flow.

So ist bereits ein Verfahren zum Abgleich ei res flächenhaften Schichtwiderstandes bekannt (DE-PS 50 771), bei dem auf einem isolierenden Träger eine Widerstandsschicht in Form eines Streifens mit zwei Längsseiten und mit Anschlußelektroden verbundenen Querseiten aufgebracht ist. Innerhalb der Widerstandsschicht werden durch eine trapezförmige Ausgestaltung zwei Stromwege unterseniedlicher Länge ausgebildet. Zunächst wird im Bereich des kürzeren Stromweges vom Rand der Längsseite her quer zum Stromweg ein erster Einstellschlitz als Grobabgleich eingearbeitet. Anschließend wird von der gegenüberliegenden Längsleite her ein zweiter Einstellschlitz zum Feinabgleich eingearbeitet Beide Einstellschlitze liegen etwa in der Mitte. Bei diesem Schichtwiderstand handelt es sich um einen Festwiderstand, nicht jedoch um einen Schichtwiderstand, der für einen einstellbaren Widerstand mit über den ganzen Einstellbereich gleicher Steilheit geeignet ist.There is already a method for comparing ei res extensive sheet resistance known (DE-PS 50 771), in which on an insulating carrier a Resistance layer in the form of a strip with two long sides and connected to connecting electrodes Transverse sides is applied. Inside the resistive layer are through a trapezoidal configuration two current paths of different lengths are formed. First, in the area of the shorter current path from the edge of the long side transversely to the current path, a first adjustment slot is incorporated as a rough adjustment. Then from the opposite longitudinal bar A second adjustment slot has been incorporated for fine adjustment. Both adjustment slots are approximately in the Center. This sheet resistor is a fixed resistor, but not a sheet resistor, that for an adjustable resistance with the same slope over the entire setting range suitable is.

Es ist ferner bereits ein Schichtwiderstandselement für einen einstellbaren Widerstand mit nichtlinearer und zwar exponentieller Kennlinie bekannt (DE-GM 19 10 592), bei dem auf einer ringförmigen an einer Stelle offenen Isolierstoffplatte, eine möglichst homogene Widerstandsschicht aufgebracht ist Aufgebracht sind ferner an beiden Enden Elektroden aus Leitsilber. Soll die Toleranz des Einstellbereiches eingeengt v* erden, so kann zwischen einer Elektrode und der Anschlußfahne ein Festwiderstand zwischengeschaltet werden, der nicht vom Schleifer befahren wird. Dieser Zusatzwiderstand kann zur Einengung der Toleranz des Einstellbereiches abgeglichen werden und zwar durch Ausschaben der Widerstandsschicht vom Randbereich her. Die am Festwiderstand abfallende Spannung vermindert aber ihrerseits wieder den ausnützbaren Einstellbereich, so daß gegenüber der Ausführung ohne Festwiderstand eine höhere Spannung angelegt werden muß.It is also already a sheet resistance element for an adjustable resistance with non-linear and although exponential characteristic known (DE-GM 19 10 592), in which on an annular at one Place open insulating material plate, as homogeneous a resistance layer as possible is applied also electrodes made of conductive silver at both ends. Intended to If the tolerance of the setting range is narrowed, then between an electrode and the terminal lug a fixed resistor can be connected that is not driven over by the grinder. This additional resistance can be adjusted to narrow the tolerance of the setting range by scraping the resistance layer from the edge area. The voltage drop across the fixed resistor is reduced but in turn the usable setting range, so that compared to the version without a fixed resistor a higher voltage must be applied.

Es ist außerdem bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtwiderstandes, insbesondere für Hochfrequenzspaiinungsteiler, mit logarithmischer Kennlinie bekannt (DD-PS 31 162), bei dem die Widerstandsfläche länglich und rechteckförmig gestaltet ist In einer Ecke des Streifens befindet sich die Einspeisungselektrode und entlang der gegenüberliegenden Längsseite verläuft die Ableitungselei trode. Zur Aushärtung der Widerstandsschicht wird diese während einer vorbestimmten Zeit bei einer ebenfalls vorbestimmten Temperatur eingebracht. Dadurch verändert sich der Widerstandswert. Will man jedoch eine enge Toleranz des Eingangswiderstandes, so ist es üblich, vom Rand der Schmalseite her einen Einstellschlitz einzuarbeiten. Dies bedingt jedoch, daß die von einem Schleifer abgegriffenen Spannung einen Sprung in der Dämpfung macht, wenn der Schleifer von der Einspeisungselektrode auf dem Anfangsbereich der Widerstandsschicht entlangfährt. Das bedeutet, daß die gewünschte Steilheit bzw. der gewünschte Dämpfungsverlac^f erst nach Durchlaufen des Anfangsbereiches erreicht wird. Dieser Anfangsbereich entspricht in etwa dem vorgeschalteten abgleichbaren Festwiderstand und er ist damit für den Einstellbereich nicht ausnützbar.There is also already a method for producing a sheet resistor, in particular for high-frequency voltage splitters, with a logarithmic characteristic curve (DD-PS 31 162), in which the resistor surface is elongated and rectangular in shape. The feed electrode is located in one corner of the strip and along the opposite longitudinal side the Ableitungselei trode runs. To harden the resistance layer, it is introduced during a predetermined time at a likewise predetermined temperature. This changes the resistance value. However, if you want a close tolerance of the input resistance, it is common to incorporate an adjustment slot from the edge of the narrow side. However, this means that the voltage tapped off by a wiper makes a jump in the attenuation when the wiper moves from the feed electrode along the initial area of the resistance layer. This means that the desired steepness or the desired damping ratio ^{f is} only achieved after the initial range has been passed through. This starting range corresponds roughly to the upstream adjustable fixed resistor and can therefore not be used for the setting range.

Aus der GB-PS 6 16 381 ist ein Verfahren zum Abgleich eines länglichen oder ringförmigen Widerstandselementes mit einem linearen Spannungsverlauf für einen einstellbaren Widerstand bekannt. Da der Spannungsverlauf längs der Schleiferbahn möglichst geringe Abweichungen von einer Sollkurve aufweisen soll, ist eine Meß- und Abgleicheinrichtung vorgesehen, die es gestattet, während des Entlangfahrens auf der Schleiferbahn gleichzeitig im äußeren Randbereich einen Teil der Widerstandsschicht zu entfernen bzw. im Falle des ringförmigen Widerstandselementes durch einen Schlitz abzutrennen. Der Verlauf des Schlitzes erfolgt nicht nach einer ideal laufenden Stromlinie, sondern immer nach den Abweichungen von der Sollkurve.From GB-PS 6 16 381 a method for balancing an elongated or annular resistance element is known with a linear voltage curve for an adjustable resistor. Since the Show the smallest possible deviations from a target curve along the wiper path should, a measuring and balancing device is provided, which allows while driving along on the Slider track to remove part of the resistance layer in the outer edge area or in the Separate the case of the annular resistance element through a slot. The course of the slot does not take place according to an ideally running streamline, but always according to the deviations from the Target curve.

Ein Widerstandselement für einen einstellbaren Widerstand mit einer nichtlinearen Spannungskurve ist in dem DE-GM 19 50 262 beschrieben, Damit die abgegriffene Spannung bei einer Verschiebung des Schleifkontaktes in radialer oder in seitlicher Richtung sich nicht allzusehr verändert, sollen die Äquipotentialli* nien die Schleiferbahn senkrecht schneiden. Hierzu ist vorgesehen^ daß die Ableitungselektroden beidseitig symmetrisch zur Schleiferbahn angeordnet sind. Es wirdA resistance element for an adjustable resistor with a non-linear voltage curve is described in DE-GM 19 50 262, so that the tapped voltage when the Sliding contact does not change too much in the radial or lateral direction, the equipotentials should * Never cut the sanding track vertically. For this purpose it is provided that the discharge electrodes are on both sides are arranged symmetrically to the wiper track. It will

eine exponentiell Spannungskurve angestrebt, wobei die Länge der Ableitungselektroden insbesondere für den Spannungsverlauf im hohen Spannungsbereich sehr wichtig ist. Durch stufenförmige Einschnitte in den äußeren Begrenzungslinien der Widerstandsplatte wird die Länge der Ableitungselektroden festgelegt Die Länge und der Abstand der Abieitungselektrode von dem Einspeisungspunkt sowie die Gestaltung der Randkurve der Einschnitte bestimmen insbesondere im Anfangsbereich den Spannungsverlauf und den Eingangswiderstand. ,vfit Hilfe der Einschnitte soll hier lediglich die Länge der Ableitungselektroden festgelegt werden, es soll jedoch nicht ein optimaler Abgleich insbesondere im Hinblick auf den Eingangswiderstand gefunden werden. Dies zeigt sich nicht zuletzt auch darin, daß die Einschnitte mit ihren Randkurven nicht einer ideal laufend gedachten Stromlinie folgen.aimed at an exponential voltage curve, the length of the lead electrodes in particular for the voltage curve in the high voltage range very much important is. By means of step-shaped incisions in the outer boundary lines of the resistance plate the length of the lead electrodes set The length and spacing of the lead electrodes from the feed point as well as the design of the edge curve of the incisions determine in particular the The initial range is the voltage curve and the input resistance. , vfit Help the incisions should be here only the length of the lead electrodes should be specified, but it should not be an optimal adjustment especially with regard to the input resistance. Last but not least, this is also evident in the fact that the incisions with their edge curves do not follow an ideal, imaginary streamline.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren ZMm Abgleich eines flächenhaften Schichtwiderstandes für einen einstellbaren Widerstand mit einem vorgegebenen nichtlinearen Spannungsverlauf nach der eingangs genannten Art zu Finden, bei dem ein Abgleich auf einen gewünschten Eingangswidersiand möglich ist und bei dem zugleich — nachdem der Schleifer den Anfangsweg auf der Einspeisungsekktrode aus Leitsilber zurückgelegt hat — die Kennlinie voll ausnutzbar ist.The object of the present invention is to provide a method ZMm adjustment of a planar sheet resistance for an adjustable resistor with a specified non-linear voltage curve to be found according to the type mentioned at the beginning, in which a comparison is made to a desired input resistance is possible and at the same time - after the grinder has made the initial path on the infeed electrode made of conductive silver - the characteristic curve can be fully exploited.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by what is specified in the characterizing part of claim 1 Features solved.

Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte der Erfindung sind dem Unteranspruch zu entnehmen.Further advantageous method steps of the invention can be found in the dependent claim.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden nachfolgend für zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Figuren zeigtThe invention and further details are described below for two exemplary embodiments with reference to FIG Drawings described in more detail. From the figures shows

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Schichtwiderstandselement, F i g. 1 shows a plan view of a sheet resistor element,

F i g. 2 eine Draufsicht auf dieses Schichtwiderstandselement, nachdem es mit einer Abdeckschicht versehen wurde, -toF i g. 2 shows a plan view of this sheet resistance element after it has been provided with a cover layer was, -to

F i g. 3 eine Draufsicht auf ein anderes Schichtwiderstandselement, F i g. 3 shows a plan view of another sheet resistance element;

F i g. 4 eine grafische Darstellung des Dämpfungsverlaufes. F i g. 4 a graphical representation of the attenuation curve.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Schichtwiderstandselement, geeignet für einen einstellbaren Widerstand, dargestellt Das Schleifsystem und ein Gehäuse mit Anschlußfahnen ist einfachheitshalber weggelassen worden, da diese für die Erfindung keine Bedeutung haben. Das Schichtwiderstandselement besteht aus einer länglichen Trägerplatte 1 aus einem isolierenden Material. Dies kann sowohl Keramik als auch Hartpapier sein. Auf dieser Trägerplatte sind in einer der herkömmlichen Techniken, wie z. B. in Siebdrucktechnik, eine Einspeisungselektrode 2, eine Ableitungselektrode 3 und eine Kollektorbahn 4 aus Leitsilber aufgebracht. Die Einspeisungselektrode 2 befindet sich in einer Ecke der Trägerplatte 1, während die Ableitungselektrode 3 sich entlang einer Längsseite der Trägerplatte t erstreckt Auf der gegenüberliegenden Längsseite verläuft parallel zur Ableitungselektrode 3 die Kollektorbahn 4.In Figs. 1 and 2 is a sheet resistor element suitable for an adjustable resistor, The grinding system and a housing with connection lugs are omitted for the sake of simplicity since these are of no importance for the invention. The sheet resistance element consists of an elongated carrier plate 1 made of an insulating material. This can be ceramic as well Be hard paper. On this carrier plate are in one of the conventional techniques, such as. B. in screen printing technology, a feeding electrode 2, a deriving electrode 3 and a collector track 4 made of conductive silver applied. The feed electrode 2 is located in a corner of the carrier plate 1, while the discharge electrode 3 is along a longitudinal side of the Carrier plate t extends on the opposite longitudinal side, runs parallel to the discharge electrode 3 the collector track 4.

Nach dem Antrocknen des Leitsilbers wird z. B. in Siebdrucktechnik die Widerstandsfläche 5 in Form eines länglichen Streifens aufgebracht und zwar so, daß die Widerstandsfläche 5 in einer Ecke die Einspeisungselektrode 2 und an der gegenüberliegenden Längsseite die Ableitungselektrode 3 kontaktiert Anschließend wird die Widerstandsfläche ausgehärtet Damit kann man ausgehend von einem bestimmten Wert der Widerstandsmasse und bei einer festgelegten Einbrenndauer und Einbrenntemperatur einen bestimmten Eingangswiderstand erreichen, der jedoch nur relativ großen Schwankungen unterliegtAfter the conductive silver has dried, z. Am Screen printing technology applied the resistance surface 5 in the form of an elongated strip in such a way that the Resistance surface 5 in one corner the feed electrode 2 and on the opposite long side the Conductor electrode 3 contacted. Then the resistance surface is cured starting from a certain value of the resistance mass and with a defined burn-in time and baking temperature reach a certain input resistance, but only relatively high Subject to fluctuations

Ein solcherart hergestelltes Widerstandselement besitzt einen logarithmischen Dämpfunysverlauf in der Art eines Kettenleiters, wobei der Schleifer sich auf der in der Figur gestrichelt dargestellten Bahn 6 parallel zur Ableitungselektrode und zur Kollektor!? ;m bewegtA resistance element produced in this way has a logarithmic damping curve in the Type of chain ladder, the grinder on the path 6 shown in dashed lines in the figure parallel to Lead electrode and to the collector !? ; m moved

Die Wahl des Wertes der Widersioiid'-massc, die Geometrie der Widerstandsschicht und die Einbrenndauer und die Einbrenntemperatur sollten so gewählt werden, daß der Eingangswiderstand ohne Abgleich niedriger :.ls gewünscht ist. Zum Abgleich schneidet man mit einem spitzen Gegenstand oder mit Laser einen ersten Trennschlitz 7 entlang einer Stromlinie von der Einspeisungselektrode 2 zur Ableitungselektrode 3. Die abgetrennte Teilwiderstandsfläche 9 wird dann durch einen quer zu der Stromlinie verlaufenden zweiten Trennschlitz 8, der über die volle Breite dieser abgetrennten Teiiwiderstandsfläche läuft, stromlos gemacht Dadurch, daß die Begrenzungslinie der abgetrennten Widers5andsfläche mit einer Stromlinie zusammenfällt, wird die Feldverteilung auf dem Schichtwiderstandselement nicht gestört, so daß der Einstellbereich von der Anfangsstellung des Schleifers aus voll ausgenutzt werden kann. Die entsp-eche'.de grafische Darstellung des Dämpfungsverlaufes in Abhängigkeit von der Schleiferstellung ist in Fig.4 wiede: gegeben.The choice of the value of the contrioiid'-massc which The geometry of the resistance layer and the stoving time and the stoving temperature should be selected in this way that the input resistance is lower without adjustment: .ls is desired. For comparison cuts a first separating slit 7 along a streamline from is made with a pointed object or with a laser the feed electrode 2 to the discharge electrode 3. The separated partial resistance surface 9 is then through a second separating slit 8 running transversely to the streamline and extending over the full width of the latter separated part of the resistance surface is running, de-energized by the fact that the boundary line of the separated opposing surface coincides with a streamline, the field distribution on the Sheet resistance element not disturbed, so that the adjustment range from the initial position of the grinder can be used to the full. Thepent-eche'.de graphic representation of the attenuation curve in Depending on the position of the grinder is shown in Fig. 4 again:

Um die Widerstandsfläche vor Umwelteinflüssen zu schützen und um einen bestimmten Dämpfungsverlauf bzw. eine bestimmte Steilheit der Dämpfung garantieren zu können, ist über der Widerstandsfläctie noch eine Abdeckschicht 10 mit einem Schlitz U aufgebracht, der einen schmalen Streifen der Widerstandsfläche freiläßt. Auf diesem Streifen kann dann der nicht dargestellte Schleifer entlangfahren. Es besteht so die Möglichkeit, durch die Breite des Streifens die Toleranz der Steilheit der Dämpfung festzulegen.To protect the resistance surface from environmental influences and to achieve a certain damping curve To be able to guarantee a certain steepness of the damping is another factor beyond the resistance area Covering layer 10 applied with a slot U, which leaves a narrow strip of the resistance surface free. The grinder, not shown, can then travel along this strip. There is thus the possibility define the tolerance of the steepness of the attenuation by the width of the strip.

In Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestf-'it. bei dem die abgetrennte Teilwiderstandsfläche völlig entfernt istIn Figure 3 is another embodiment dargestf-'it. in which the separated partial resistance area is completely removed

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for the adjustment of a sheet resistance for an adjustable resistance with a predetermined non-linear voltage curve along the wiper track and one given input resistance, and with an approximately homogeneous resistance layer one feed electrode contacting this and one approximately parallel to the loop path extending derivation electrode, in which the voltage curve especially in the initial area by designing the edge curve between the end of the lead electrode facing the feed electrode and the feed electrode is determined, characterized in that initially from that of the discharge electrode (3) the closest area of the feed electrode (2) starting from the discharge electrode (3) an imaginary streamline a first separation slit (. ■? / led through the resistance layer is before the smaller of the two resistance surfaces (9) formed in this way over its full width at least one second separation slot (8) running transversely to the streamline is made currentless will.

2. Method for adjusting a sheet resistance according to claim 1, characterized in that to achieve a logarithmic damping curve Before starting the adjustment, the resistance layer (5) rectangular with cross and Long side · - is designed and the feed electrode (2) at the beginning of the adjustment range in one Corner and the discharge electrode (3) along the opposite long side of the resistance layer to be ordered.