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DE2912402A1 - Glasartiges material fuer einen elektrischen widerstand und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Glasartiges material fuer einen elektrischen widerstand und verfahren zu dessen herstellung

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Publication number
DE2912402A1
DE2912402A1 DE19792912402 DE2912402A DE2912402A1 DE 2912402 A1 DE2912402 A1 DE 2912402A1 DE 19792912402 DE19792912402 DE 19792912402 DE 2912402 A DE2912402 A DE 2912402A DE 2912402 A1 DE2912402 A1 DE 2912402A1
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DE
Germany
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glass
proportion
volume
additive
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792912402
Other languages
English (en)
Other versions
DE2912402C2 (de
Inventor
Kenneth Malcolm Merz
Richard Lee Wahlers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Original Assignee
TRW Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TRW Inc filed Critical TRW Inc
Publication of DE2912402A1 publication Critical patent/DE2912402A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2912402C2 publication Critical patent/DE2912402C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component
    • H01C17/06533—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits characterised by the resistive component composed of oxides

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER ■ D 43OO eSSEN 1 ■ AM RUHPSTEIN 1 · TEL.: (O2O1) 4126Θ7 Siite - ΛΤ- T 92 29 1 27I 02
TRW, INC,
10880 Wilshire Blvd., Los Angeles, Kalifornien 90024, V.St.A.
Glasartiges Material für einen elektrischen Widerstand und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf ein glasartiges Widerstandsmaterial, aus diesem Material aufgebaute Widerstände und ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes.
EineArt von elektrischem Widerstandsmaterial, die in jüngster Zeit kommerzielles Interesse gefunden hat, ist ein glasartiges Widerstandsschichtmaterial, das aus einer Mischung einer Glasfritte und feinpulvrigen Metalloxydteilchen als leitendem Bestandteil besteht. Dieses glasartige Widerstandsschichtmaterial wird auf der Oberfläche eines Substrats aus einem elektrisch isolierenden Material, gewöhnlich einem keramischen Material, aufgebracht und dann gebrannt, um die Glasfritte zum Schmelzen zu bringen. Nach der Abkühlung entsteht eine Glasurschicht mit in dieser fein verteilten leitenden Teilchen.
Wegen des Bedarfs an elektrischen Widerständen mit einem weiten Bereich von Widerstandswerten ist es erwünscht, glasartige Widerstandsmaterialien mit den entsprechenden Eigen- , schäften zur Herstellung solcher Widerstände zur Verfügung zu haben. Ein Problem bei der Verwirklichung von glasartigem Widerstandsmaterial zur Herstellung von Widerständen
9 ■ 0 9 8 /, η / ο R 2 k
Z/ko.
mit einem weiten Bereich von Widerstandswerten besteht jedoch darin, solche Widerstände auch relativ stabil gegen Temperaturänderungen zu machen, d.h. mit einem niedrigen Widerstands-Temperaturkoeffizienten auszustatten. Widerstandsmaterialien, die sowohl einen weiten Bereich von spezifischen Widerständen als auch niedrige Widerstands-Temperaturkoeffizienten ergeben, enthalten in der Regel Edelmetalle als leitende Teilchen und sind daher relativ kostspielig. Wie in dem Artikel "High Value, High Voltage Resistors" in ELECTRONIC COMPONENTS, März 1967, Seiten 259-261 von J. Dearden angegeben ist, kann als relativ billiges Material zur Herstellung von Widerständen mit hohen spezifischen Widerständen ein glasartiges Widerstandsmaterial verwendet werden, das mit Antimon dotiertes Zinnoxyd enthält. Dieses Material hat jedoch einen stark negativen Widerstands-Temperaturkoef fizieu weil.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, aus relativ preiswerten Ausgangsstoffen ein glasartiges elektrisches Widerstandsmaterial für einen elektrischen Widerstand zu schaffen, der in einem weiten Bereich von spezifischen Widerständen einstellbar ist und einen relativ niedrigen Widerstands-Temperaturkoeffizienten hat. Insbesondere soll der mit dem erfindungsgemäßen glasartigen Widerstandsmaterial hergestellte elektrische Widerstand einen noch niedrigeren spezifischen Widerstand haben können als bei einem Zinnoxyd-Glasurwiderstand bisher erreichbar war, wobei die hohe Stabilität solcher Glasurwiderstände auch bei dem erfindungsgemäßen Widerstand erzielbar sein soll. Ferner soll das glasartige Widerstandsmaterial mit billigen Nickelanschlüssen kompatibel sein.
Diese Aufgabe wird bei einem glasartigen Widerstandsmaterial, enthaltend eine Mischung aus einer Glasfritte und feinpulvrigen Zinnoxydteilchen, dadurch gelöst, daß die
— 'Jf
Mischung einen Zusatz aus der aus Oxyden von Mangan,Nickel, Kobalt und Zink bestehenden Gruppe enthält. Vorzugsweise enthält die Mischung noch einen weiteren Zusatz aus Ta^O,., NiO, Mb_Og oder WO3. Das Zinnoxyd kann vor dem Mischen mit der Glasfritte einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Ein elektrischer Widerstand wird aus diesem glasartigen Widerstandsmaterial beispielsweise mit einem Primärzusatz aus Teilchen der Oxyde von Mangan Nickel, Kobalt oder Zink und einem 'fiteren Zusatz der Oxyde von Tantal, Niob, Wolfram oder Nickel dadurch hergestellt, daß das Material auf ein Substrat aufgebracht und das mit dem Material beschichtete Substrat bei einer Temperatur gebrannt wird, bei der das Glas zum Schmelzen kommt. Nach dem Abkühlen des Substrats weist dessen Oberfläche eine glasartige Schicht auf, die Teilchen der Mischung in gleichmäßiger Verteilung enthält. Solche Widerstände können in einem weiten Bereich spezifischer Widerstände und mit niedrigen Widerstands—Temperaturkoeffizienten hergestellt werden.
Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die beigefügte Figur Bezug genommen.
In der Figur ist eine schematische Schnittansicht durch einen Teil eines mit einer Schicht aus dem erfindungsgemäßen Widerstandsmaterial versehenen Widerstands gezeigt.
Allgemein enthält das glasartige Widerstandsmaterial eine Mischung aus einer Glasfritte und feinen Teilchen aus Zinnoxyd (SnOp). Die Glasfritte ist in dem Widerstandsmaterial in einem Anteil von 10 bis 80 Vol.%, vorzugsweise in einem Anteil von 35 bis 60 Vol.% enthalten.
Die Glasfritte muß einen Erweichungspunkt unterhalb des Schmelzpunkts der Oxydteilchen der leitenden Phase haben.
9 0 9 B L η / η R 2 4
Es hat sich gezeigt, daß eine Borsilikatfritte, insbesondere eine Erdalkalid-Borsilikatfritte, z.B. eine Barium- oder Kalzium-Borsilikatfritte besonders günstig ist. Die Herstellung solcher Fritten ist bekannt und besteht beispielsweise aus dem gemeinsamen Schmelzen der Bestandteile des Glases in der Form der Oxyde der Bestandteile mit nachfolgendem Einschütten der Schmelze in Wasser zur Bildung der Fritte.Die Bestandteile der Charge können selbstverständlich irgendeine Verbindung sein, die zu den gewünschten Oxyden unter den üblichen Bedingungen bei der Herstellung einer Fritte führen. So kann beispielsweise Boroxyd aus Borsäure, Siliziumdioxyd aus Flint, Bariumoxyd aus Bariumkarbonat usw. gewonnen werden. Die grobe Fritte wird vorzugsweise in einer Kugelmühle mit Wasser vermählen, um die Teilchengröße der Fritte herabzusetzen und eine Fritte einheitlicher Größe zu gewinnen.
Das erfindungsgemäße Widerstandsmaterial kann dadurch hergestellt werden, daß die Glasfritte, das Zinnoxyd und die Zuschlagsstoffeteilchen in geeigneten Anteilen sorgsam gemischt werden. Die Mischung kann durch Kugelvermahlung der Bestandteile in Wasser oder einem organischen Medium, z.B. Butylcarbitolazetat oder eine Mischung aus Butylcarbitolazetat und Toluol bereitet werden. Die Mischung wird dann auf die geeignete Viskosität für die Aufbringung des Widerstandsmaterials auf einem Substrat eingestellt, in_jdem die flüssige Komponente der Mischung entweder zugesetzt oder entfernt wird. Zum Aufbringen im Siebdruckverfahren kann die flüssige Komponente verdampft und mit einem Sieb-Trägermedium, z.B. * demjenigen der Firma L. Reusche and Company, Newark, New Jersey gemischt wird.
In alternativer Verfahrensweise kann zur Herstellung eines Widerstandsmaterials, das einen weiteren Widerstandsbereich und eine bessere Steuerung des Widerstands-Temperaturkoeffizienten ermöglicht, das Zinnoxyd vor der Mischung zunächst erhitzt
9098£0/0824
werden. Das wärmebehandelte Zinnoxyd wird dann mit den Zusätzen und der Glasfritte zur Bildung des Widerstandsmaterials gemischt. Das Zinnoxydpulver wurde dabei wie folgt behandelt: Ein Zinnoxyd enthaltendes Schiffchen wird auf das Förderband eines Durchlaufofens gesetzt. Das Schiffchen wird bei einer Spitzentemperatur von 575 C über einen Zeitraum von einer halben Stunden in einer Formiergasatmosphäre (95 % N? und 5 % H_) wärmebehandelt.
Zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes mit dem beschriebenen Widerstandsmaterial wird letzteres in einheitlicher Stärke auf der Oberfläche eines Substrats aufgetragen· Das Substrat kann ein Körper aus einem beliebigen Material sein, das der Brenntemperatur des Widerstandsmaterials standhält. In der Regel ist das Substrat ein Körper aus Keramik oder Glas, z.B. Prozellan, Steatit, Bariumtitanat, Aluminiumoxyd o.dgl. Das Widerstandsmaterial kann durch Aufbürsten, Tauchen, Sprühen oder im Siebdruckverfahren aufgebracht werden. Danach wird das Widerstandsmaterial getrocknet, beispielsweise durch Erwärmen auf eine Temperatur von 1500C über 15 Minuten. Der mit dem Zinnoxyd gemischte Träger wird durch Erhitzen bei einer etwas höheren Temperatur vor dem Brennen des Widerstands abgebrannt.
Danach wird das Substrat mit der Widerstandsmaterialschicht in einem herkömmlichen Ofen bei einer Temperatur gebrannt, bei der die Glasfritte zum Schmelzen kommt. Dieses Brennen geschieht in einer inerten Atmosphäre, z.B. in Argon, Helium oder Stickstoff. Der Widerstandswert und der Widerstands-Temperaturkoeffizient ändert sich mit der verwendeten Brenntemperatur. Die Brenntemperatur kann so gewählt werden, daß sich der gewünschte Widerstandswert bei optimalem Widerstands-Temperaturkoeffizienten einstellt· Die minimale Brenntemperatur bestimmt sich jedoch nach dem Schmelzpunkt der verwendeten Glasfritte· Wenn das
909«A0/0824
Substrat mit dem aufgebrachten Widerstandsmaterial abgekühlt wird, so härtet die Glasurschicht aus und bindet das Widerstandsmaterial an das Substrat.
In der Figur ist der sich ergebende erfindungsgemäße Wider stand mit 10 bezeichnet. Er weist ein keramisches Substrat 12 und eine Schicht 14 aus dem beschriebenen Widerstandsmaterial auf, die das Substrat überzieht und auf diesem aufgebrannt ist. Die Widerstandsmaterialschicht 14 enthält das Glas 16 mit fein verteilten Zinnoxyd- und additiven Oxydteilchen 18. Das Zinnoxyd und die additiven Oxydteilchen 18 sind in der Glasschicht eingebettet und über diese fein verteilt.
Die folgenden Beispiele erläutern bestimmte bevorzugte Einzelheiten der Erfindung.
Beispiel I
Ein Widerstandsmaterial wurde durch Mischen von 55 Vol.% Zinnoxydteilchen (SnO„), die in der oben beschriebenen Weise zuvor wärmebehandelt wurden, und additiven Teilchen sowie 45 Vol.% eines Glases hergestellt, wobei das Glas die folgende Zusammensetzung hat: 50 Gew.% Bariumoxyd (BaO), 20 Gew.% Boroxyd (BpO3) und 30 Gew.% Siliziumdioxyd (SiO-). Die Mischung aus Zinnoxyd, Zusatzteilchen und Glas wurde über einen Tag in Butylcarbitolazetat kugelvermahlen. Das Butylcarbitolazetat wurde sodann verdampft und die trockene Mischung mit einem Ruesche Siebträger in einer Drei-Walzen-Mühle vermählen.
Das Widerstandsmaterial wurde dadurch zu Widerständen weiterverarbeitet, daß es auf Aluminiumoxydsubstraten mit Nickel-Dickschichtanschlüssen im Siebdruckverfahren aufgebracht wurde· Die Widerstandsmaterialschichten wurden sodann über
90984Π/Π.3 2
15 Minuten bei 150 C getrocknet. Verschiedene Widerstände
wurden sodann bei einer Temperatur von 1000°C über einen
Zeitraum von einer halben Stunde in einer Stickstoffatmosphäre in einem Durchlaufofen gebrannt. Die auf dem
Substrat gebildeten Widerstände hatten jeweils eine Länge
des 1 1/2-fachen ihrer Breite und bildeten 1,5 Quadrat - -.
Widerstandsmuster. Tabelle I zeigt die Widerstandswerte
und Widerstands-Temperaturkoeffizienten der verschiedenen
nach dem Beispiel I hergestellten Widerstände, wobei die
Vol.%-Anteile der Zusätze angegeben sind.
TABELLE
Zusatz Volumen % Widerstandswert Widerstands- Temperatur-Ohm/ Quadrat koeffizient (ppm/ C)
-81 C 150 C
keiner 0 54,0 42 136
MnO2 0,10 48,6 198 - 186
1,1 25,8 43 206
8,4 24,6 -1334 -589
NiO 0,07 45,1 246 201
0,73 13,7 t 44 315
5,0 13,7 -493 -32β
Co3O4 0,06 44,2 207 193
5,3 10,3 182 505
10,5 50,8 -130 -108
ZnO 0,33 44,4 . 56 122
9,4 4,97 187 .. 704
18,5 ««£1*2,, , n η ., j-2576 -2704
· i-
Beispiel II
Ein Widerstandsmaterial wurde in der gleichen Weise wie beim Beispiel I hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Zinnoxyd— ··' teilchen nicht wärmebehandelt und als Zusatz 9,44 Vol.% Zinkoxyd (ZnO) verwendet wurde. Das Widerstandsmaterial wurde in der gleichen Weise wie beim Beispiel I zu Widerständen weiterverarbeitet. Tabelle II zeigt die Widerstandswerte und die Widerstands-Temperaturkoeffizienten der fertigen Widerstände ohne und mit wärmebehandelten Zinnoxydteilchen (SnO2).
TABELLE II
Wärmebehandlung von SnO„
Volumen %
ZnO als Zusatz
Quadrat
Widerstands-Temperaturkoeffizient (ppm/ Cl - 81 C + 150 C
575UC 1/2
h in 95 ? N2/5 % H2
9,44
4,97
187
704
keine
9,44
5,70
103
638
Beispiel
Ein Widerstandsmaterial wurde in der gleichen Weise wie beim Beispiel I hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Zusammensetzung A der Glaspartikel aus 48 Gew.% Bariumoxyd (BaO), 8 Gew.% Kalziumoxyd (CaO), 23 Gew.% Boroxyd (B2O3) und 21 Gew.% des Siliziumdioxyd (SiO2) und die Zusammensetzung B 42 Gew.%
90 9 8 LO
Bariumoxyd (BaO), 23 Gew.% Boroxyd (B 0„) und 29 Gew.% Siliziumdioxyd (SiO-) enthielt. Die Widerstandsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie beim Beispiel I zu Widerständen verarbeitet. Tabelle III zeigt die Widerstandswerte und Widerstands-Temperaturkoeffizienten der gemäß Beispiel III hergestellten Widerstände.
TABELLE III
Widerstandswert Widerstands-Temperatur-
Zusammen- Vol.% k.SL/ koeffizient (ppm/ C)
Setzung Zusatz Quadrat -81 C +150 C
A 9,44 5,83 -214 323 ZnO
B 0,89 7,87 -440 ±38
Co3O4
Beispiel IV
Ein Widerstandsmaterial wurde in der gleichen Weise wie beim Beispiel I hergestellt und zu Widerständen verarbeitet. Tabelle IV zeigt Widerstandswerte und Widerstands-Temperaturkoef fizienten der Widerstände, die bei verschiedenen Temperaturen gebrannt wurden.
909840/0824
- ad -
TABELLE
IV
Volumen % Spitzen-
brenn-
temp. C		 Widerstands
wert Jc-TL/
Quadrat		 Widerstands
koeffizient
-81		 •Temp
(ppm
+ 150
Zusatz 1,1 9500C
1050°C		 79,0
11,8		 -36
175		 40
226
MnO2 0,73 950°C
1050°C		 37,5
5,2		 ±21
196		 91
443
NiO 5,3 9500C
1000°C
1050°C		 18,2
6,8
5,0		 166
68
224		 337
541
541
Co3O4 9,4 950°C
10000C		 6,5
18, 9
432
448		 714
124
ZnO • gebrannt über 1
Stunde
Beispiel
Widerstandsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie beim Beispiel I unter Verwendung verschiedener primärer und weiterer Zusätze hergestellt, und die Widerstandsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie beim Beispiel I zu Widerständen verarbeitet. Tabelle V zeigt die Widerstandswerte und Wider-
909840/0824
stands-Temperaturkoeffizienten der Widerstände mit verschiedenen Zusammensetzungen.
TABELLE V
Volumen
% 		Weiterer
Zusatz		 Vol.% Widerstands
wert kil/
Quadrat		 Widerstands-
Temp, koef f.
(ppm/°C)
-81 + 150		 206
Primärer
Zusatz		 1,1 keiner _ 25,8 43 -97
MnO2 1,07 Ta2°5 0,33 40,7 -142 16
1,4 NiO 1,9 9,99 -120 315
0,73 keiner _ 13,7 1 44 -139
NiO 0,73 Ta2O5 0,33 9,09 -147 505
5,32 keiner _ 10,3 182 -63
Co3O4 5,32 Ta2O5 0,23 6,88 -65 43
1,78 NiO 1,91 7,93 268 704
9,4 keiner _ 4,97 187 57
ZnO 9,45 Ta2°5 0,16 1,86 54 42
9,44 Nb2O5 0,07 2,23 -131 164
9,45 WO3 3,7 2,86 96 40
1,07/ NiO 1,43 6,47 143
MnO2/ 1,33
Co3O4
SO 9840/0824
Beispiel
Widerstandsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie beim Beispiel I hergestellt, wobei der Glasanteil von 10 bis 80 Vol.% und die Anteil Zinnoxyd und Zusatzteilchen entsprechend Tabelle VI variiert wurden. Die Widerstandsmaterialien wurden in der gleichen Weise wie beim Beispiel I zu Widerständen verarbeitet. Tabelle VI zeigt die Widerstandswerte der so hergestellten Widerstände.
TABELLE
VI
Zinnoxyd
SnO2 		Zusatz Zusatz
Vol.%		 Widerstandswert
kA/ Quadrat
Glas
Vol.%		 Vol.%
20,0 keiner _ 356
80,0 19,55 NiO 0,45 7066
19,25 MnO2 0,75 3917
18,0 CO3O4 2,00 255
17,0 ZnO 3,00 2255
40,0 keiner _ 470
60,0 39,25 MnO2 0,75 479
38,0 Co3O4 2,00 120,4
37,0 ZnO 3,00 122,4
59,23
40,32
NiO
0,45
369
55, 0 keiner - 73
54, 27 NiO o, 10
53, 9 MnO2 32
49, ,68 Co3O4 5, 40
45, ,6 ZnO 9,
54,9 13,7 28,5 10,3 4,97
909840/0824
FORTSE - VS TZUNG - 2912402 LLE VI
Λ
Zinnoxyd
SnO2 		Zusatz TABE Widerstandswert
kil/Quadrat
Vol.%
Glas
Vol.%		 65,0 keiner Zusatz
Vol.%		 11,8
64,55 NiO 5,70
35,0 64,25 MnO2 _ 8,26
63,0 Co3O4 0,45 2,88
62,0 ZnO 0,75 2,39
70,0 keiner 2,00 9,31
69,55 NiO 3,00 5,67
30,0 69,25 MnO2 _ 5,92
68,0 CO3O4 0,45 2,42
67,0 ZnO 0,75 2,07
80,0 keiner 2,00 10,3
79,55 NiO 3,00 5,07
20,0 79,25 MnO2 - 2,54
78,0 Co3O4 0,45 1,41
77,0 ZnO 0,75 2,69
85,0 keiner 2,00 10,6
84,55 NiO 3,00 5,71
15 84,25 MnO2 - 2,97
83,00 CO3O4 0,45 1,49
82,00 ZnO 0,75 10,5
90,0 keiner 2,00 19,9
89,55 NiO 3,00 11,2
10 89,25 MnO2 — 7,7
88,00 CO3O4 0,45 1,63
87,00 ZnO 0,75 27,7
2,00
3,00
§09840/0824
Aus den oben angeführten Beispielen ergeben sich die Wirkungen von Variationen der Zusammensetzung des Widerstands— materials und des Verfahrens zur Herstellung des Widerstandsmaterials bzw. der elektrischen Widerstände auf die elektrischen Eigenschaften des Widerstands. Die Beispiele I, IIIι V und VI zeigen die Einflüsse einer sich ändernden Zusammensetzung oder eines geänderten Verhältnisses der Oxyd— teilchen. Beispiel II zeigt den Einfluß einer Wärmebehandlung der Zinnoxydteilchen, während Beispiel III den Einfluß einer geänderten Zusammensetzung der Glasfritte veranschaulicht. Beispiel IV zeigt den Einfluß einer Variation der Brenntemperatur der Widerstände, und Beispiel VI zeigt den Einfluß einer Änderung der Zusammensetzung und des Anteils der GIasteilchen zu den Zinnoxyd- und Additivteilchen. Die Erfindung stellt daher einen glasartigen elektrischen Widerstand unter Verwendung von Zinnoxyd und Additiven zur Verfügung, der eine relativ hohe Stabilität bei Temperaturschwankungen hat und aus relativ billigen Ausgangsstoffen besteht.
Die beschriebenen Widerstände wurden mit Dickfilm-Nickel-Glasuranschlüssen abgeschlossen, um die Testergebnisse zu erhalten. Widerstandsglasuren mit Edelmetallen werden in typischer Ausführung mit teueren Edelmetallmaterialien, z.B. Platin, Palladium oder Gold abgeschlossen. Dieser Widerstand ist jedoch mit Anschlüssen aus unedel en Metallen, z.B. Kupfer und Nickel, kompatibel. Hieraus ergeben sich die Vorteile einer beachtlichen Kostensenkung bei der Wider— Standsherstellung und der Verbesserung der Lötfähigkeit an den Anschlußstellen.
909840/.Q824

Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D «3ΟΠ ESSEN 1 · AM RüHRS>TETn "1 · TEL.: (02O1) 4126
    - ar- τ 92
    Patentansprüche
    p Glasartiges Widerstandsmaterial, enthaltend eine Mischung aus einer Glasfritte und fein verteilten leitenden Teilchen, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischung fein verteilte Teilchen aus Zinnoxyd und einem Zusatz enthält und der Zusatz aus der aus Oxyden von Mangan,Nickel, Kobalt und Zink bestehenden Gruppe gewählt ist.
    2« Glasartiges Widerstandsmaterial nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfritte in einem Anteil von 10 bis 80 Vol.% in der Mischung enthalten ist.
    3. Glasartiges Widerstandsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfritte in einem Anteil von 35 bis 60 Vol.% in der Mischung enthalten ist.
    4. Glasartiges Widerstandsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz in einem Anteil von 0,07 bis 18,5 Vol.% in der Mischung enthalten ist.
    5. Glasartiges Widerstandsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz in einem Anteil von 1 bis 10 Vol.% in der Mischung enthalten ist.
    6. Glasartiges Widerstandsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material einen weiteren Zusatz von Tantaloxyd in einem Anteil bis zu 1 Vol.% der Mischung enthält.
    7. Glasartiges Widerstandsmaterial nach einem der Anspöche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material einen weiteren Zusatz aus Nioboxyd in einem Anteil bis zu 4 Vol.% enthält.
    8. Glasartiges Widerstandsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material einen weiteren Zusatz aus Wolframtrioxyd bis zu einem Anteil von 7 Vol.% enthält.
    9. Glasartiges Widerstandsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material einen weiteren Zusatz aus Nickeloxyd bis zu einem Anteil von 5 Vol.% enthält.
    10. Glasartiges Widerstandsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfritte eine Borsilikatglasfritte ist.
    11. Glasartiges Widerstandsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfritte eine Erdalkalid-Borsilikatglasfritte ist.
    12. Elektrischer Widerstand mit einem isolierenden Substrat und einer auf einer Oberfläche des Substrats angeordneten Glasschicht, dadurch gekennzeichnet, daß feine Teilchen aus Zinnoxyd und einem Zusatz (18) in der Glasschicht (16) eingebettet und fein verteilt sind und daß die Teilchen des Zusatzes aus der aus Oxyden von Mangan, Nickel, Kobalt und Zink bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
    13. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinnoxyd- und Zusatzteilchen (18) in der Glasschicht in einem Anteil von 20 bis 90 Vol.% enthalten sind.
    840/0824
    14. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinnoxyd— und Zusatzteilchen (18) in der Glasschicht (16) in einem Anteil von 40 bis Vol.% vorhanden sind.
    15« Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzteilchen (18) in der Glasschicht (16) in einem Anteil von 0,07 bis 18,5 Vol.% enthalten sind.
    16. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzteilchen in der Glasschicht (16) in einem Anteil von 1 bis 10 Vol.% enthalten sind.
    17. Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzteilchen ein weiteres Additiv aus bis zu einem Vol.% Tantaloxyd enthalten.
    18. Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet,· daß die Zusatzteilchen (18) ein weiteres Additiv aus Nioboxyd bis zu einem Anteil von 4 Vol.% enthalten.
    19» Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzteilchen ein weiteres Additiv aus Wolframtrioxyd bis zu einem Anteil von 7 Vol.% enthalten.
    20. Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzteilchen ein weiteres Additiv aus Nickeloxyd bis zu einem Anteil von 5 VoI«,% enthalten»
    21. Elektrischer Widerstand nach einem der Ansprüche 12
    9 0 9 H /. ti /0R?4
    bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Glasschicht (16) enthaltene Glas ein Borsilikatglas ist.
    22. Elektrischer Widerstand nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas der Glasschicht ein Erdalkalid-Borsilikatglas ist.
    23. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Widerstandes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Glasfritte und feine Teilchen aus Zinnoxyd und einem Zusatz, der aus der aus Oxyden von Mangan, Nickel, Kobalt und Zink ausgewählt wird, vermischt werden, daß die Mischung auf eine Oberfläche eines Substrats aufgebracht und das beschichtete ' Substrat in einer im wesentlichen inerten Atmosphäre bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Glasfritte gebrannt wird und daß das beschichtete Substrat zur Bildung einer Widerstandsschicht abgekühlt wird.
    24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfritte und die Zinnoxyd- und Zusatzteilchen mit einem zum Aufbringen der Mischung auf dem Substrat geeigneten Träger vermengt und nach dem Aufbringen des Gemenges auf dem Substrat getrocknet wird.
    25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ·■' das beschichtete Substrat ,vor dem Brennen zum Abbrennen des Trägers in dem Gemenge erhitzt wird.
    26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Zinnoxyd vor dem Mischen mit der Glasfritte einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
    27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung des Zinnoxyds in einer Formiergasatmosphäre bei einer Spitzentemperatur von <
    von einer halben Stunde erfolgt·
    90984η/0824
    bei einer Spitzentemperatur von etwa 575°C über einen Zyklus
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