DE807634C

DE807634C - Verfahren zum Anbringen von Stromzufuehrungsleitern an einem aus einer gesinterten halbleitenden Masse bestehenden Widerstandskoerper

Info

Publication number: DE807634C
Application number: DEN206A
Authority: DE
Inventors: Arie Bol
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1948-11-29
Filing date: 1949-11-27
Publication date: 1951-07-02
Also published as: FR1000399A

Description

Verfahren zum Anbringen von Stromzuführungsleitern an einem aus einer gesinterten halbleitenden Masse bestehenden Widerstandskörper Die Erfindung bezieht sich auf die Anbringung von Stromzuführungsleitungen an Widerständen, die aus einer gesinterten halbleitenden Masse bestehen.
Es ist bekannt, zu diesem Zweck zunächst eine Metallschicht z. B. durch Aufdampfen oder durch Aufbrennen einer sich bei Heizung zersetzenden Metallverbindung auf die Verbindungsstelle der Stromzuführungsleiter aufzutragen und darauf die Stromzuführungsleiter an dieser Stelle festzuklemmen oder zu löten. In mechanischer Hinsicht und häufig auch in elektrischer Hinsicht lassen solche Verbindungen zu wünschen übrig.
Es ist auch bekannt, Verbindungen zwischen Stromzuführungsleitern und Widerstandskörpern mittels einer gesinterten Metallmasse zu bewerkstelligen. Die Stromzuführungsleiter werden dabei vor dem Sintervorgang in diese Masse eingebettet oder auch nach dem Sintervorgang durch Festklemmen oder Löten verbunden. Dabei kann in der Grenzschicht ein hoher Übergangswiderstand entstehen. Das Verfahren wird weiter dadurch erschwert, daß der Sintervorgang in einer reduzierenden oder indifferenten Atmosphäre durchgeführtwerden muß.
Gemäß der Erfindung wird ein Gemisch aus Silberoxyd und Metallpulver benutzt, das bei Temperaturerhöhung eine exotherme Reaktion ergibt. Das Gemisch wird örtlich auf den Widerstandskörper aufgebracht, vorzugsweise nach Verarbeitung in Form einer Paste unter Zuhilfenahme einer indifferenten Flüssigkeit, und der Zuführungsleiter wird in das Gemisch eingebettet. Darauf wird die Reaktion durch kurzzeitige Heizung auf einer Temperatur von annähernd 4oo bis 6oo° eingeleitet.
Zur Bildung einer möglichst gut leitenden Zwischenschicht wird im Gemisch vorzugsweise Metall verwendet, das bei der Reaktion halbleitendes Oxyd bildet. Solche Metalle sind z. B. Eisen und Titan, die Fe304 bzw. ein Titanoxyd der Formel TiOX (x gelegen zwischen etwa 1,6 und 1,7) bilden können.
Es ist vorteilhaft, das Gemisch zu etwa der Hälfte aus Silberoxyd zusammenzusetzen, da dies zur Bildung einer infolge eines hohen Silbergehalts vorzüglich leitenden Kontaktschicht führt.
Es ist weiter besonders vorteilhaft, in dem Gemisch ein Metall zu verwenden, das.bei der Reaktion das gleiche halbleitende Oxyd, wie das im Widerstandskörper enthaltene, bilden kann. Es wird z. B. bei einem Widerstand, dessen Leitfähigkeit auf das Vorhandensein von Fei 04 zurückzufü-hren ist, vorzugsweise Eisen als Metall im Gemisch gewählt. Auf diese Weise kann das Auftreten eines hinderlichen Übergangswiderstands in der Grenzschicht verhütet werden.
Zur Erzielung einer entsprechenden Haftung ist es erwünscht, daß das zum Verbinden verwendete Gemisch bei der Reaktion möglichst wenig schwindet. Da beim Übergang des Silberoxyds in Silber eine Volumenverringerung stattfindet und andererseits die Reaktion des Metallpulvers mit dem freiwerdenden Sauerstoff eine Volumenvergrößerung ergibt, ist der auftretende Schwund im allgemeinen nicht groß. Es ist z. B. der Schwund bei einem Gewichtsverhältnis Ag2 O/Fe = 29/7i, 45/55 und 80/20 oder o °/o, o,8 % und io %.
Da für die Leitfähigkeit, wie vorstehend angegeben, ein hoher Silbergehalt in der Zwischenschicht erwünscht ist, lassen sich mit einem Gemisch aus etwa 45 Gewichtsprozent Silberoxyd und 55 Gewichtsprozent Eisenpulver sowohl in mechanischer als auch in elektrischer Hinsicht die besten Ergebnisse erzielen.
Soll der Stromzuführungsleiter an einer besonders glatten Oberfläche angebracht werden, so kann es vorteilhaft sein, einige vom Hundert tiefschmelzenden Glases als Flußmittel im Gemisch zu verwenden.
Zur Erzeugung einer in mechanischer Hinsicht besonders guten Verbindung kann an der Stelle, an welcher der Stromzuführungsleiter angebracht werden soll, der Widerstandskörper mit einer Vertiefung versehen werden, in welcher der vorzugsweise am Ende breitgedrückte oder auf aridere Weise deformierte Stromzuführungsleiter samt dem Gemisch angebracht wird.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ist der, daß in gewissen Fällen, wie bei einem Gemisch aus Silberoxyd und Eisen, nicht in einer reduzierenden oder indifferenten Atmosphäre gearbeitet zu werden braucht, sondern, daß sich die Heizung in Luft vollziehen kann. Es ist weiter von Belang, daß nur sehr örtlich eine starke Temperaturerhöhung stattfindet, wodurch die Gefahr des Auftretens unerwünschter Änderung der Widerstandseigenschaften auf ein Mindestmaß gebracht ist. Im allgemeinen ergibt sich eine Verbindung zwischen Stromzuführungsleiter und Widerstandskörper, die in mechanischer und in elektrischer Hinsicht hohen Anforderungen entspricht. Dies dürfte mit dem Umstand zusammenhängen, daß die bei der Reaktion entstehende Zwischenschicht aus Silber und Metalloxyd einen guten Übergang vom Metall des Stromzuführungsleiters zu der halbleitenden Metalloxydmasse des Widerstandskörpers bildet. Beispiel Ein zylindrischer, aus einer gesinterten, homogenen Spinellphase von Fei 04 und Zn2 Ti 04 im Verhältnis i : i bestehender Widerstandskörper mit einem Durchmesser von 4 mm, wie dieser in der Figur mit i bezeichnet ist, wird an den Enden mit Bohrungen 2 versehen (Tiefe 2 mm, Durchmesser i mm). In den Bohrungen werden Stromzuführungsleiter 3 mit einem Durchmesser von 0,5 mm, die am Ende 4 etwas breitgedrückt sind, und ein mit Wasser in Form einer Paste gearbeitetes Gemisch aus 45 Gewichtsprozent Silberoxyd und 55 Gewichtsprozent Eisenpulver angebracht. Zur Einleitung der Reaktion wird darauf während etwa 2 Minuten auf 6oo° geheizt. Bei der Reaktion entsteht ein Gemisch aus Fe304 und Silber, das wegen der infolge der Reaktion auftretenden hohen Temperatur fließt. Die erzeugte Zwischenschicht 5 bildet eine besonders starke Verbindung zwischen dem Stromzuführungsleiter 3 und dem Widerstandskörper i mit einem besonders geringen Übergangswiderstand.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Anbringen von Stromzuführungsleitern an einem aus einer gesinterten halbleitenden Masse bestehenden Widerstandskörper, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus Silberoxyd und einem mit ihm in der Hitze eine exotherme Reaktion ergebenden Metall örtlich auf den Widerstandskörper aufgebracht wird und die Stromzuführungsleiter in das Gemisch eingebettet werden, worauf die Reaktion durch Heizung eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch verwendet wird, das Metall enthält, das bei der Reaktion halbleitendes Oxyd bildet.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch verwendet wird, das zu etwa der Hälfte aus Silberoxyd besteht.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch verwendet wird, das ein Metall enthält, das bei der Reaktion das gleiche halbleitende Oxyd, wie das im Widerstandskörper enthaltene, bilden kann,
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daB bei einem Fei O enthaltenden Widerstand die Verbindung unter uhilfenhme eines Gemisches aus Silberoxyd und Eisenpulver hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus 45 Gewichtsprozent Silberoxyd und 55 Gewichtsprozent Eisenpulver verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daB ein Gemisch verwendet wird, das tiefschmelzendes Glas enthält. B.
Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper mit einer Vertiefung versehen wird, in welcher der Stromzuführungsleiter und das Gemisch angebracht werden.
9. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB der Stromzuführungsleiter an der Verbindungsstelle deformiert ist.