DE3013395C2 - Verfahren zum Abgleich eines flächenhaften Schichtwiderstandes - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Abgleich eines flächenhaften Schichtwiderstandes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 aus.

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.

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.

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.

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.

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.

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 wird

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.

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.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte der Erfindung sind dem Unteranspruch zu entnehmen.

Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden nachfolgend für zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Schichtwiderstandselement,

F i g. 2 eine Draufsicht auf dieses Schichtwiderstandselement, nachdem es mit einer Abdeckschicht versehen wurde, -to

F i g. 3 eine Draufsicht auf ein anderes Schichtwiderstandselement,

F i g. 4 eine grafische Darstellung des Dämpfungsverlaufes.

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.

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 unterliegt

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 bewegt

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.

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.

In Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestf-'it. bei dem die abgetrennte Teilwiderstandsfläche völlig entfernt ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abgleich eines flächenhaften Schichtwiderstandes für einen einstellbaren Widerstand mit einem vorgegebenen nichtlinearen Spannungsverlauf längs der Schleiferbahn und einem vorgegebenen Eingangswiderstand, und mit einer annähernd homogenen Widerstandsschicht mit einer diese kontaktierenden Einspeisungselektrode und einer sich annähernd parallel zur Schleifenbahn erstreckenden Ableitungselektrode, bei dem der Spannungsverlauf insbesondere im Anfangsbereich durch Gestaltung der Randkurve zwischen dem der Einspeisungselektrode zugewandten Ende der Ableitungselektrode und der Einspeisungselektrode bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst von dem der Ableitungselektrode (3) nächstliegenden Bereich der Einspeisungselektrode (2) ausgehend zur Ableitungselektrode (3) entlang einer gedachten Stromlinie ein erster Trenuungsschlitz (.■?/ durch die Widerstandsschicht geführt wird, bevor die kleinere der so gebildeten beiden Widerstandsflächen (9) über ihre volle Breite durch mindestens einen quer zu der Stromlinie verlaufenden zweiten Trennungsschlitz (8) stromlos gemacht wird.

2. Verfahren zum Abgleich eines Schichtwiderstandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines logarithmischen Dämpfungsverlaufs vor Beginn des Abgleichs die Wider-Standsschicht (5) rechteckförmig mit Quer- und Längsseite·- gestaltet wird und die Einspeisungselektrode (2) am Anfang des Einstellbereiches in einer Ecke und die Ableitungselektrode (3) entlang der gegenüberliegenden Längsseite der Widerstandsschicht angeordnet werden.