DE2061788A1 - Changeable resistance - Google Patents
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Description
Case 134-Case 134-
Nippon Kogaku K.K.Nippon Kogaku K.K.
7, 1-chome, Nihonbashi-dohri, Chuo-ku7, 1-chome, Nihonbashi-dohri, Chuo-ku
Tokyo / JapanTokyo / Japan
Veränderbarer WiderstandChangeable resistance
Die Erfindung betrifft einen veränderbaren V/iderstand, insbesondere die Anordnung und Form der 'Widerstands- und Elektrodenschichten eines veränderbaren Widerstands, der aus einer dünnen Widerstandsschicht besteht, die durch Vakuumabscheidung, Kathodenzerstäubung, Galvanoplastik od. dgl, gebildet ist, sowie aus siner Mehrzahl von Anzapfelektroden, die auf die gleiche v/eise auf die Wider stands schichten aufgebracht sind, und aus ainer Schleifbürste, die über die Anzapfelektroden führbar ist.The invention relates to a variable V / resistance, in particular the arrangement and shape of the 'resistance and Electrode layers of a variable resistor, which consists of a thin resistance layer, which is formed by vacuum deposition, Cathode sputtering, electroplating or the like, is formed, as well as from its plurality of tapping electrodes, which layers in the same v / eise on the resistor are applied, and from a grinding brush that is over the tapping electrodes can be guided.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Abwicklung eines veränderbaren Widerstandes nacii dem bekannten Stanci dar Technik;Fig. 1 shows a view of the development of a variable resistor according to the known Stanci dar technique;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäscien, veränderbaren W idürs taii'.l ·,Fig. 2 is a plan view of a variable according to the invention W idürs taii'.l ·,
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Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf diesen Widerstand in grösserem Maßstab und3 shows a detail from a plan view of this resistor on a larger scale and
Fig. 4 eine der Ansicht nach Fig. 3 entsprechende Darstellung, jedoch in einer nicht normalen Anordnung,4 shows a representation corresponding to the view according to FIG. 3, but in a non-normal arrangement,
In Fig. 1 ist ein zum Stande der Technik gehöriger veränderbarer Widerstand, wie er in der USA-Patentanmeldung Ser.No„ 1987 vom 22. Januar 1970 und der Deutschen Patentanmeldung P 2 004 3 35.0 vom 30. Januar 1970 beschrieben ist; dabei sind die Widerstandsschicht und die Elektroden durch Vakuumabs chei dung oder Kathodenzerstäubung durch eine Maske hergestellt. Der Widerstandswert dieses veränderbaren Widerstands ändert sich nach einer kontinuierlichen Funktion. Die Anzapfelektroden 3, 3! und 3" verlaufen rechtwinklig zu der Bahn K1 eines Schleifarms. Die Breite einer keilförmigen Widerstandsschicht 1 ändert sich nach einer Funktion. Ein stufenförmig verlaufender Widerstandsabschnitt P1 weist streifenartige Widerstandsschichten 2 auf, die ausserhalb der Bahn K' verlaufen und von denen jeweils eine von jeder Anzapfelektrode 3' ausgeht. Ein Abschnitt Q1 mit Zickzack-1 is a prior art variable resistor, as described in the US patent application Ser. No. "1987 of January 22, 1970 and the German patent application P 2 004 3 35.0 of January 30, 1970; The resistance layer and the electrodes are produced by vacuum deposition or cathode sputtering through a mask. The resistance value of this variable resistor changes according to a continuous function. The tapping electrodes 3, 3 ! and 3 "are perpendicular to the path K 1 of a wiper arm. The width of a wedge-shaped resistive layer 1 changes according to a function. A step-shaped running resistance portion P 1 has strip-like resistance films 2, the outside of the path K 'extend and of which one of of each tapping electrode 3 '. A section Q 1 with zigzag
Widerständen weist streifenartige Widerstandsschichten 2' auf, von denen jeweils zwei von jeder Anzapfelektrode 3" ausgehen. Die streifenförmigen Widerstandsschichten 2 bzw. 2' in dem Stufenwiderstandsabschnitt P1 bzw. dem Zickzack-Widerstandsabschnitt Q1 sind durch Verbindungsstreifen 4 bzw. 41 untereinander verbunden. Bei einem veränderbaren V/iderstand der angegebenen bekannten Art müssen die Längen der Anzapfelektroden 3' in dem Stufen-Widerstandsabschnitt P1 und die Lage der Verbindungsstreifen 4 nach der Funktion verändert werden. Demnach müssen die beiden streifenförmigen Elemente 3' und 4 und die /Jiders tandsschichten 2 genaue Form erhalten. Da in dem Zickzack-WiderstandsabschnLtt 0'Resistors has strip-like resistance layers 2 ', two of which extend from each tapping electrode 3 ". The strip-like resistance layers 2 and 2' in the step resistor section P 1 and the zigzag resistor section Q 1 are connected to one another by connecting strips 4 and 4 1, respectively With a variable resistance of the known type specified, the lengths of the tapping electrodes 3 'in the step resistor section P 1 and the position of the connecting strips 4 must be changed according to the function. Accordingly, the two strip-shaped elements 3' and 4 and the / Jiders tandschichten 2 received exact shape. Since in the zigzag resistance section 0 '
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für jede Anzapfelektrode zwei Widerstandsschichten gebildet werden, läßt sich eine ausreichende Genauigkeit nur erreichen, wenn die Widerstandsschichten und die Anzapfelektroden genau hergestellt werden. Im ungünstigsten Fall sind die Widerstands schicht en mit den Anzapfelektroden nicht elektrisch leitend verbunden, so daß Unterbrechungen in dem Widerstandsmuster auftreten.two resistive layers are formed for each tapping electrode Sufficient accuracy can only be achieved if the resistive layers and the tapping electrodes are accurate getting produced. In the worst case, the resistance layers with the tapping electrodes are not electrical conductively connected so that breaks in the resistance pattern appear.
Ein Ziel der Erfindung ist daher die Entwicklung eines "Widerstandsmusters von solchem Aufbau, daß der Bereich eines Widerstandswertes, wie er von einer Widerstandsschicht gewonnen werden kann, in einem begrenzten Raum rechtwinklig zu der Bahn des Schleifarms vergrössert werden kann.It is therefore an object of the invention to develop a "resistor pattern" of such a structure that the range of a resistance value as obtained from a resistive layer can be enlarged in a limited space perpendicular to the path of the grinding arm.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Deckungsfehler einer isolierenden Basis gegenüber einer Anzapfelektroden bildenden Maske zum Herstellen von Anzapfelektroden so klein wie möglich zu machen und damit auch den relativen Widerstandsfehler möglicnst niedrig zu halten, der durch die Verzerrung des Musters verursacht wird, die wiederum ihren Grund in der Wärmeausdehnung von Basis, Maske und Schablonen hat.Another object of the invention is to eliminate the misregistration an insulating base against a tap electrode forming mask for making tap electrodes so small as possible and thus also to keep the relative resistance error as low as possible, which is caused by the Distortion of the pattern is caused, which in turn is due to the thermal expansion of the base, mask and stencil Has.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Verkleinerung der Abstände zwischen den Maskenöffnungen, die die Genauigkeit erheblich beeinflusseno Another object of the invention is to reduce the distances between the mask openings, which significantly affect the accuracy or the like
Ausserdem ist es das Ziel der Erfindung, einen Funktionswiderstand mit höherem Genauigkeitsgrad anzugeben, wobei der Widerstand einfacher und preiswerter als bisher nnd mit geringerem Ausschuß hergestellt werden können soll und wobei ferner die Breite der Schleifbürstenbahn, obwohl der Widerstand mit Anzapfelektroden ausgerüstet ist, gering gehalten werden kann und ein sicherer Kontakt über lange Zeiträume gewährleistet werden kann.In addition, it is the aim of the invention to provide a functional resistor with a higher degree of accuracy, the resistor being simpler and cheaper than before and with should be able to produce less rejects and where also the width of the brush path, although the resistance is equipped with tapping electrodes, kept low can be and a safe contact over long periods of time can be guaranteed.
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Die Erfindung zeigt, kurz zusammengefaßt, einen veränderbaren Widerstand, bei dem Anzapfelektroden, die den Kontakt mit einer Bürste herstellen, mit gegenseitigem Abstand in der Bahn einer Bürste oder eines Schleifarms angeordnet sind; die streifenförmigen Schichten der Anzapfelektroden sind ausserhalb dieser Bahn angeordnet; ein 'Zickzackwiderstand mit Widerstandsschichten mit gleicher Teilung wie die Anzapfelektroden ist so aufgebaut, daß die Widerstandsschichten über die Anzapfstreifen gelegt werden können, und die Breite dieser Anzapfstreifen ist kleiner gehalten als die der Widerstandsschichten, ist jedoch gleich dem Abstand zwischen den V/iderstands schichten. Ferner ist eine keilförmige Widerstandsschicht in Serie an den Zickzack-Widerstand angeschlossen, und Anzapfelektroden, deren streifenförmige Anzapfschichten auf die keilförmige Widerstandsschicht aufgebracht sind, sind neben den Anzapfelektroden für den Zickzack-Widerstand angeordnet.Briefly summarized, the invention shows a variable resistance, in the case of the tapping electrodes which make the contact manufacture with a brush, spaced apart in the path of a brush or a grinding arm; the strip-shaped layers of the tapping electrodes are outside arranged this path; a 'zigzag resistor with resistance layers with the same pitch as the tapping electrodes is constructed so that the resistive layers can be placed over the tap strips, and the width this tapping strip is kept smaller than that of the Resistance layers, however, is equal to the distance between the V / resistance layers. There is also a wedge-shaped resistance layer connected in series to the zigzag resistor, and tap electrodes, their strip-shaped tap layers are applied to the wedge-shaped resistor layer, are next to the tapping electrodes for the zigzag resistor arranged.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 2) stellt eine Bürste J den Kontakt mit den Anzapfelektroden 7 und 71 aus einem Werkstoff her, der einen besseren elektrischen Kontakt mit der hoch verschleißfesten Bürste J bewirkt. Eine keilförmige Widerstandsschicht 5 besitzt einen verhältnismässig hohen Oberflächenwiderstandswert, und ihre Breite Sl ändert sich wie bei den bekannten Widerständen, so daß sich ein seinen Widerstandswert nach einer Funktion ändernder Widerstand ergibt. Die Anzapfelektroden 7 und die keilförmige Widerstandsschicht 5 bilden zusammen den keilförmigen Widerstandsabschnitt P. Ein Widerstand 6 in Zickzackmuster wird im Vakuum gMchzeitig mit der keilförmigen Widerstandsschicht 5 neben dieser abgeschieden, und ein Zweig des Zickzack-Widerstands 6 ist für jede Anzapfelektrode 71 vorgesehen. Die Anzapfelektroden 7' und der Zickzack— Widerstand 6 bilden zusammen den Zickzack-Widerstandsab-In the preferred embodiment of the invention (FIG. 2), a brush J makes contact with the tapping electrodes 7 and 7 1 made of a material which brings about better electrical contact with the highly wear-resistant brush J. A wedge-shaped resistance layer 5 has a comparatively high surface resistance value, and its width S1 changes as in the case of the known resistors, so that a resistance which changes its resistance value according to a function results. The Anzapfelektroden 7 and the wedge-shaped resistive layer 5 together form the wedge-shaped resistor portion P. A resistor 6 in a zigzag pattern is under vacuum gMchzeitig deposited with the wedge-shaped resistive layer 5 in addition to this, and a branch of the zigzag resistor 6 is provided for each Anzapfelektrode 7. 1 The tapping electrodes 7 'and the zigzag resistor 6 together form the zigzag resistor diagram.
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schnitt Q. Der Zickzack-Widerstand 6 liegt teilweise auf den Anzapfelektroden 7' ausserhalb der Bahn K der Bürste J, und gemäß Fig. 3 ist die Breite W des Anzapfstreifens B der Elektrode 71 kleiner gehalten als die Breite W1 des Abschnitts A des Zickzack-Widerstands 6, während der Abstand C zwischen den Abschnitten A ebenso groß gewählt ist wie die Breite W des Anzapfstreifens B.cut Q. The zigzag resistor 6 lies partially on the tapping electrodes 7 'outside the path K of the brush J, and according to FIG. 3, the width W of the tapping strip B of the electrode 7 1 is kept smaller than the width W 1 of the section A of the Zigzag resistor 6, while the distance C between the sections A is chosen to be the same as the width W of the tapping strip B.
Eine elektrisch isolierende Scheibe 8, auf der die obengenannten Widerstandsschichten abgeschieden sind, wird mit einer Kerbe 8a versehen, die praktisch in der Mitte des Zickzack-Widerstandsabschnitts Q vorgesehen ist und in die ein Stift 9 während des Abscheidungsprozesses eingreift, um Fehler zu vermeiden, die beim Aufbringen des Zickzack-Widerstands 6 auf die Anzapfelektroden 7' entstehen können. Mit anderen Worten gesagt, ist die Kerbe 8a ein Bezugspunkt für die Festlegung der Positionen der keilförmigen Widerstandsschicht 5 bzw,- des Zickzack-Widerstands ß gegenüber den Anzapfelektroden 7 bzw. 7». Die Bürste J lauft über die Bahn K, und die Kontaktteile Jl bis J5 der Bürste J sind schrägstehend angeordnet (Fig. 2), so daß diese Kontaktteile Kontakte über mindestens zwei1' Anzapfstreifen herstellen können. Das Bezugszeichen N kennzeichnet eine Anschlußelektrode.An electrically insulating disk 8, on which the above resistive layers are deposited, is provided with a notch 8a which is provided practically in the center of the zigzag resistor section Q and into which a pin 9 engages during the deposition process in order to avoid errors which when the zigzag resistor 6 is applied to the tapping electrodes 7 '. In other words, the notch 8a is a reference point for defining the positions of the wedge-shaped resistor layer 5 or - the zigzag resistor β with respect to the tapping electrodes 7 or 7 ». The brush J runs over the path K, and the contact parts J1 to J5 of the brush J are arranged at an angle (FIG. 2), so that these contact parts can make contacts via at least two 1 'tapping strips. The reference character N denotes a terminal electrode.
An3chliessend soll die Arbeitsweise beschrieben werden. Wird ein Widerstand gefordert, dessen Viert logarithmisch zunimmt, so muß der Wert der keilförmigen Widerstandsschicht 5 allmählich von dem Bezugspunkt oder der Anschlußklemme M in Umfangsrichtung zunehmen. Dazu wird die Breite Sl der keilförmigen Widerstandsschicht 5 mit zunehmender Länge dieser Scnicht kleiner. Mit Rücksicht auf die Hera teilung besteht jedoch für die geringste Breite eine untere Grenze. Da der Widerstand proportional der Länge und umgekehrt proportional der Breite 1st, weißt der Zickzaak-Widerutand Q eine glaich-The method of operation will then be described. If a resistance is required, the fourth of which increases logarithmically, the value of the wedge-shaped resistance layer 5 must gradually increase from the reference point or the connection terminal M in the circumferential direction. For this purpose, the width S1 of the wedge-shaped resistance layer 5 does not decrease with increasing length of this layer. With regard to the division, however, there is a lower limit for the smallest width. Since the resistance is proportional to the length and inversely proportional to the width, the zigzag opponent Q has an equal
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bleibende Breite S (Fig. 3) und ein Zickzack-Muster auf, so daß innerhalb eines begrenzten Raums ein widerstand erreicht werden kann, der höher ist als der in dem keilförmigen Widerstandsabschnitt P erreichbare. Fig.3 zeigt, daß die Breite W des Zickzack-Widerstands 6 grosser als die Breite W des Anzapfstreifens B der Anzapfelektrode 7' ist, während der Absiaid C zwischen den Abschnitten A gleich der Breite W des Anzapfstreifens B gehalten ist. Daher liegt, sogar wenn ein Fehler beim Auftragen des Zickzack-Widerstands 6 auf die Anzapfelektroden 7! entsteht, d.h., wenn ein Fehler in der Lage des Anzapfstreifens B gegenüber dem Abschnitt A entsteht (wie zum Beispiel bei E in Fig. 4), dr Anzapfstreifen 3 auf dem Abschnitt A liegt, so lange der Fehler kleiner als die Hälfte eines Teilungsabstands D = W + W ist. Auch wenn der Fehler die Hälfte eines Teilungsabstands D überschreitet, erhält die Anzapfelektrode Kontakt mit dem benachbarten Widerstandszweig, weil der Abstand C zwischen den Abschnitten A gleich der Breite Vi des Anzapf-Streifens B gehalten ist. Mit anderen Worten: auch wenn der Fenler grosser ist als der halbe Viert des Teilungsabstands D, ist das gleichbedeutend mit dem Fall, daß der Fehler kleiner ist als die Hälfte des Teilungsabstands. Der Kurzschluß oder die Unterbrechung, die dann auftritt, wenn der Fehler genau die Hälfte des Teilungsabstands D beträgt (F in Fig. 1O ergibt sich aus statischen Gründen sehr selten. Die auf den beschriebenen Fehlern beruhende Ausschußmenge kann daher erheblich verringert werden.remaining width S (Fig. 3) and a zigzag pattern, so that a resistance higher than that in the wedge-shaped resistance portion P can be achieved within a limited space. 3 shows that the width W of the zigzag resistor 6 is greater than the width W of the tapping strip B of the tapping electrode 7 ', while the distance C between the sections A is kept equal to the width W of the tapping strip B. Therefore, even if there is an error in applying the zigzag resistor 6 to the tapping electrodes 7 ! arises, that is, if an error occurs in the position of the tapping strip B in relation to the section A (as for example at E in FIG = W + W is. Even if the error exceeds half of a pitch D, the tapping electrode comes into contact with the adjacent resistance branch because the distance C between the sections A is kept equal to the width Vi of the tapping strip B. In other words: even if the fenler is greater than half a fourth of the pitch D, this is equivalent to the case where the error is less than half the pitch. The short-circuit or interruption, which occurs when the fault exactly half of the pitch spacing D is (F in Fig. 1 O rarely arises from structural reasons. The based on the described errors scrap quantity can thus be reduced considerably.
Bei der Herstellung des Dekannten veränderbaren Widerstands (Fig. L) ist ein Bezugsstift 11 in einer Karbe 10a der Basis LO während der Abscheidung angeordnet. Die Viiderstandsscuicht 2, die Anzapfelektroden 3, 31 und 3" und die Veruindungöij triiiibi 1I- und H1 v/erden unabhängig voneinander abgeschieden, üo ddiö Fehler beim Überlagern oder Zurdeckung-In the manufacture of the decendent variable resistor (Fig. L), a reference pin 11 is placed in a carve 10a of the base LO during the deposition. The resistance circuit 2, the tapping electrodes 3, 3 1 and 3 "and the connectionöij triiiibi 1 I- and H 1 v / ground independently of each other, üo ddiö errors when overlaying or covering-
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bringung dieser Schichten unvermeidlich waren.· Infolgedessen wurden fehlerhafte Widerstände wegen des nicht gleichmassigen Stromflusses durch die fehlerhaft ausgerichteten Schichten hervorgerufen. Insbesondere sind die Bereiche geringen Widerstands stark beeinflußbar. Der Fehler kann die Toleranzgrenzen überschreiten. Erfindungsgemäß erhält die zickzackförmige Widerstandsschicht im Abschnitt Q die in Fig. 2 gezeigte Gestalt, so daß die Verbindungsstreifen U und 4· weggelassen werden können und nur Anschlußelektroden und 7* auf die Widerstandsschichten aufzubringen sind. Daher können zwischen der keilförmigen Widerstandsschicht und der ζ ickzackförmigen Widerstandsschicht keine auf Überlagerungsfehler zurückzuführende Unterbrechungen auftreten. Ferner lassen sich abnormale Widerstände auf ein Minimum reduzieren. Da die Muster der Widerstandsschichten einfach sind, vereinfacht sich die Herstellung, und es läßt sich ein Funktionswiderstand mit einer weite Widerstandsbereiche überdeckenden Stabilität produzieren.Bringing these layers were inevitable. · As a result became faulty resistors because of the inconsistent current flow through the misaligned ones Layers caused. In particular, the areas of low resistance can be strongly influenced. The bug can die Exceed tolerance limits. According to the invention, the zigzag-shaped resistive layer in section Q the in Fig. 2 shape shown, so that the connecting strips U and 4 · can be omitted and only terminal electrodes and 7 * are to be applied to the resistive layers. Therefore, between the wedge-shaped resistance layer and the ζ zigzag-shaped resistive layer no overlay errors attributable interruptions occur. Furthermore, abnormal resistances can be reduced to a minimum. Since the patterns of the resistor layers are simple, manufacturing is simplified and a functional resistor can be obtained produce with a wide resistance range covering stability.
Wie oben erwähnt, wird der 'Wert des nach einer Funktion sich ändernden Widerstands·auch dann nicht nachteilig beeinflußt, wenn die relative Lage des Anzapfelektrodenmusters gegenüber dem Zickzackwiderstandsmuster um etwa oder mehr als einen halben Teilungsabstand verlagert ist. Die "Widerstandsschichten lassen sich vorteilhafterweise mit nur einem Abscheidungsvorgang innerhalb eines begrenzten Raumes herstellen und ihre gegenseitigen Fehler sind gering, obwohl sie einen grossen Widerstandsbereich überstreichen.As mentioned above, the 'value of the after a function is itself changing resistance also not adversely affected, when the relative position of the tap electrode pattern to the zigzag resistor pattern by about or more than one half the pitch is shifted. The "resistance layers can advantageously be produced with only one deposition process within a limited space and their mutual errors are small, although they cover a large resistance range.
Ferner vereinfachen sich die Muster zum Herstellen der Anzapfelektroden und der Zickzack-Widerstandsschichten, so daß die Masken häufig verwendet verden können und die Deckungstöleranzen verbessert werden können. Anzapfelektroden und Zickzack-Widerstandlassen sich daher mit höherer Genauigkeit bei Verringerung der Kosten herstellen. Der Teilungsab-Furthermore, the patterns for making the tapping electrodes are simplified and the zigzag resistive layers, so that the masks can be used frequently, and the registration imperfections can be improved. Tapping electrodes and zigzag resistors can therefore be made with higher accuracy manufacture while reducing costs. The division
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stand der Anzapfelektrode kann verringert werden, während der Abstand zwischen den Anzapfstreifen ebenfalls verkleinert vier den kann, so daß der Widerstand kontinuierlich variiert und mit höherer Genauigkeit angegeben werden kann. Ausserdem kann die Breite des Bürsten- oder Schleiferarms verringert und ein stabiler Kontakt gewährleistet werden.stand of the tapping electrode can be reduced while the distance between the tapping strips is also reduced four den, so that the resistance varies continuously and can be specified with higher accuracy. In addition, the width of the brush or grinder arm can be reduced and stable contact can be ensured.
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