DE1085236B - Heissleiter mit eingesinterten Anschlusskontakten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Kontaktierung bei der Herstellung von Heißleiterkörpern stößt normalerweise auf Schwierigkeiten, da der Widerstandskörper in seiner Eigenschaft als Heißleiter meist nicht bei normaler, sondern bei erhöhter Temperatur betrieben wird. Insbesondere die Übergangsstelle vom Heißleiterkörper zum Kontaktmetall muß daher zunderfest sein und auch für die verschiedenen Betriebsbedingungen, beispielsweise in Rücksicht auf den verschieden hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der zusammenarbeitenden Teile, entsprechend ausgebildet sein. Ein häufig angewendetes Kontaktierungsverfahren besteht darin, daß man den fertiggestellten Heißleiterkörper an den Kontaktstellen mit einer Aufschlemmung aus Edelmetallpulver, beispielsweise Silberpulver, versieht und dieses in einem weiteren Verfahrensschritt einbrennt. An diese Kontaktschicht kann dann der äußere Stromanschluß angelötet werden.

Um die für die Kontaktgabe zusätzlichen Arbeitsschritte zu vermeiden, hat man auch versucht, den äußeren Anschlußkontakt bei der Sinterung des Halbleiterkörpers gleich mit einzusintern, weil dann eine besonders innige Kontaktgabe zwischen Heißleiterkörper und Anschlußkontakt zu erwarten war. Wenn man sich hierbei solcher Kontaktstücke bedient, die zunderfest sind, das heißt, die bei den Sintertemperaturen keine nichtleitenden Oberflächenschichten ausbilden, ist jedenfalls damit eine Lösung der gestellten Aufgabe gegeben. Als Kontaktmetall benutzt man, da die Sintertemperaturen für die Heißleiterkörper häufig 1100 bis 1300° C überschreiten, Platin. Es zeigt sich nun, da man aus Ersparnisgründen das eingesinterte Kontaktstück nur verhältnismäßig klein gestaltet und die weiteren Stromanschlußvorrichtungen an dem eingesinterten Kontaktstück durch Anschweißen befestigt, daß die Weiterverarbeitung insofern Schwierigkeiten bereitet, als die gesinterten Platinkontaktstücke außerordentlich spröde sind und häufig abbrechen. Man vermutet, daß bei der Sintertemperatur eine Sammelkristallisation im Kontaktstück eintritt, die zu der beobachteten Sprödigkeit führt. Auch Platin-Iridium-Legierungen zeigen den gleichen Nachteil.

Beispiele für die bereits bekannten Heißleiter bilden aus einer Mischung von Manganoxyd, Kobaltoxyd, Nickeloxyd und Kupferoxyd bestehende Heißleiter, die folgendermaßen hergestellt werden: Eine Pille jener Heißleitermischung wird in pastenförmigem Zustand auf zwei parallele Drähte gelegt und in diesem Zustand thermisch behandelt. Diese Drähte, die auch zur Kontaktierung der fertigen Widerstände dienen, bestehen aus einem elektrisch gut leitenden, aber schwer schmelzbaren Metall wie Platin oder Platin-Iridium. Diese Drahtwerkstoffe werden offensichtlich Heißleiter
mit eingesinterten Anschlußkontakten

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Ernst Vogel, München,
ist als Erfinder genannt worden

wegen ihrer guten Leitfähigkeit und ihres hohen Schmelzpunktes gewählt.

Die Erfindung bezieht sich auf gesinterte Heißleiterwiderstände, die auf die gleiche Art hergestellt sind. Sie befaßt sich aber mit der Aufgabe, einen DrahtwerkstofE zu finden, der die offenbar aus der Wärmebehandlung herrührende Sprödigkeit des Platins oder der Platin-Iridium-Legierung nicht aufweist, um so den verhältnismäßig hohen Ausschuß bei der Weiterverarbeitung der auf die bekannte Art hergestellten Heißleiterwiderstände zu vermeiden. Bei den zu der Erfindung führenden Untersuchungen wurde gefunden, daß die Sprödigkeit des eingesinterten Kontaktstückes sich vollkommen vermeiden läßt und die weitere Verarbeitung des Heißleiters in gewünschter und beabsichtigter Weise ohne Ausschuß durchgeführt werden kann, wenn man das Kontaktstück erfindungsgemäß aus einer Platin-Rhodium-Legierung wählt. Bei Verwendung einer solchen Legierung treten die sonst beobachteten Nachteile nicht auf. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Platin-Rhodium-Legierung bewährt, wie sie in an sich bekannter Weise für die Herstellung von Thermoelementen verwendet wird, das heißt eine Legierung, die ungefähr lO°/o Rhodium enthält. Diese Legierung läßt sogar die Einsinterung von sehr dünnen Drähten zu, die nach dem Sintervorgang ihre Beweglichkeit und Geschmeidigkeit vollkommen beibehalten.

Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf einen elektrischen Heißleiter mit eingesinterten Anschlußkontakten, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Anschlußkontakte aus einer Platin-Rhodium-Legierung bestehen. Vorzugsweise enthalten dabei die Anschlußkontakte 10% Rhodium.

009 550/265

Die Tatsache, daß bei Verwendung einer Platin-Rhodium-Legierung· selbst extrem dünne Anschlußdrähte verwendet werden können, ohne daß die erwähnten Nachteile auftreten, ist insbesondere für die Herstellung sehr kleiner Heißleiterkörper, wie sie zur Steuerung durch sehr geringe Leistungen benötigt werden, von Bedeutung. Bei solchen Heißleiterkörpern ist nämlich das nachträgliche Anbringen von Kontaktschichten wegen der kleinen Ausmaße sehr schwierig. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten verwendet man zweckmäßig das folgende an sich bekannte und bereits erwähnte Verfahren, das sich wegen der günstigen Eigenschaften von Platin-Rhodium-Drähten ohne Störungen und Komplikationen durchführen läßt:

In einer Vorrichtung werden zwei Kontaktdrähte aus Platin-Rhodium-Legierung parallel in einem geeigneten Abstand gespannt. Auf diese beiden Drähte wird dann die aufgeschlemmte Halbleitermasse in Form eines Tropfens aufgebracht. Dann wird die Gesamtanordnung der Sintertemperatur ausgesetzt, wobei die beiden parallelgespannten Kontaktdrähte, die während dieses Prozesses gleichzeitig Halterungsorgan für die Heißleitermasse sind, in diese innig und fest einsintern. Danach schneidet man den kleinen Heißleiterkörper von den Haltedrähten ab, wobei man die Haltedrähte so weit aus dem Heißleiterkörper herausstehen läßt, daß man weitere äußere Anschlußorgane an diese anschweißen kann.

Durch die Verwendung der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Platin-Rhodium-Legierung behalten diese Kontaktdrähte nach der Sinterung ihre Beweglichkeit bei und lassen sich ohne Schwierigkeiten mit äußeren Anschlußorganen verschweißen, obwohl sie normalerweise nur einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,03 bis 0,1 mm aufweisen.

In der Figur ist ein Beispiel für einen derartigen Heißleiterkörper für kleinste Regelleistungen wiedergegeben. Mit α ist der Heißleiterkörper bezeichnet, der in Form eines Tropfens auf die beiden parallel gespannten Kontaktdrähte b und c aufgebracht und mit diesen zusammengesintert ist. Die Halte- und Kontaktdrähte b und c bestehen aus der nach der Erfindung vorgeschlagenen Platin-Rhodium-Legierung und werden mit weiteren Stromanschlußleitungen verschweißt oder verlötet.

Die gemäß der Erfindung zu verwendende Platin-Rhodium-Legierung kann wegen ihrer Zunderfestigkeit unter Beibehaltung ihrer Geschmeidigkeit nicht nur für Kontaktdrähte, sondern auch für massive eingesinterte Kontaktstücke Anwendung finden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Heißleiter mit eingesinterten Anschlußkontakten, dadurch, gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte aus einer Platin-Rhodium-Legierung bestehen.

2. Heißleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß kontakte 10% Rhodium enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 266 484;
Reinglass, »Chem. Technologie der Legierungen«, 1926, S. 435.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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