NL8800853A - Chipweerstand en werkwijze voor het vervaardigen van een chipweerstand. - Google Patents

Description

PHN 12.501 1 ( j! H.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven “Chipweerstand en werkwijze voor het vervaardigen van een chipweerstand."

De uitvinding heeft betrekking op een chipweerstand, die een blokvormig weerstandslichaam uit keramisch materiaal omvat en voor de toevoer van elektrische stroom dienende soldeerbaare metaalstroken bezit aan een eerste paar tegenover elkaar liggende zijvlakken van het 5 weerstandslichaam.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een chipweerstand, waarbij een blokvormig weerstandslichaam aan twee tegenover elkaar liggende zijvlakken wordt voorzien van voor de toevoer van elektrische stroom dienende 10 metaalstroken.

De uitvinding is in het bijzonder geschikt om te worden toegepast bij aansluitdraadloze weerstanden, waarbij als weerstands-materiaal een halfgeleidend keramisch materiaal wordt toegepast, in het bijzonder materialen met een negatieve (NTC) of een hoge positieve 15 (PTC) temperatuurscoêfficient van de elektrische weerstand.

In het Amerikaanse octrooischrift US-A-3027529 is een PTC weerstand beschreven waarbij een weerstandslichaam in de vorm van een cylinder of een schijf wordt toegepast. De elektrische aansluitingen bestaan daarbij uit kapjes welke om de uiteinden van de cylinder zijn 20 geplaatst of uit aansluitdraden welke op de vlakke zijden van de schijf zijn gesoldeerd.

Bij het vervaardigen van aansluitdraadloze elektrische componenten, welke zo klein mogelijke afmetingen dienen te hebben en met geringe kosten in grote aantallen moeten worden vervaardigd, is de 25 toepassing van kapjes in vele gevallen ongewenst. Volgens een alternatieve methode worden aansluitvlakken voor de toevoer van elektrische stroom vervaardigd door middel van sputteren, metaalspuiten of opdampen, maar daarbij is het niet eenvoudig om aansluitvlakken te vervaardigen die om de randen van de component heen liggen.

30 Aansluitdraadloze componenten, welke bij voorkeur blokvormig zijn, dienen aan elk uiteinde te zijn voorzien van elektrische aansluitpunten op drie vlakken in verband met de .880 0853 4 PHN 12.501 2 verschillende toegepaste soldeertechnieken voor het monteren op een gedrukte bedradingspaneel. Bij het golfsolderen wordt een component tijdelijk op een gedrukte bedradingspaneel gelijmd, waarna een soldeergolf over het oppervlak van het paneel wordt geleid. Voor deze 5 techniek is het nodig dat er aansluitpunten zijn aan de zijvlakken van de elektrische component. In een dampsoldeerproces worden druppels van een soldeerpasta op het gedrukte bedradingspaneel geplaatst, waarna de elektrische componenten worden aangebracht en het geheel wordt verwarmd in een damp, waarbij de soldeerpasta wordt omgezet in geleidend 10 contactmateriaal. Voor deze techniek is het nodig dat er aansluitpunten zijn aan de onderzijde van de elektrische component, die aanligt tegen het gedrukte bedradingspaneel. Vanwege de symmetrie is er bij voorkeur ook een aansluitpunt aan de bovenzijde, om een extra controle bij het plaatsen van de elektrische component op het gedrukte bedradingspaneel 15 overbodig te maken.

De niet vóórgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage NL-A-8800156 op naara van Aanvraagster betreft een chipweerstand zoals in de aanhef is beschreven, waarbij een tweede paar tegenover elkaar liggende zijvlakken volledig is bedekt met elektrisch isolerende lagen 20 en waarbij de soldeerbare metaalstroken in directe mechanische en elektrisch geleidende verbinding staan met het weerstandslichaam. De chipweerstand wordt vervaardigd uit een plaat uit keramisch weerstands-materiaal welke in repen wordt verdeeld en welke repen vervolgens in blokken worden verdeeld.

25 De aansluitvlakken worden bij chipweerstanden bij voorkeur zo ver mogelijk uit elkaar geplaatst in verband met de plaatsingsnauwkeurigheid op een gedrukte bedradingspaneel. In zo'n geval gaat de elektrische stroom bij toepassing van de chipweerstand door de kleinste doorsnede en over de grootste lengte door het blok 30 weerstandsmateriaal. Deze opbouw is daarom in het bijzonder geschikt voor het vervaardigen van een chipweerstand met een grote weerstandswaarde. Het is niet eenvoudig om een chipweerstand met een verhoudingsgewijs kleine weerstandswaarde met voldoende nauwkeurigheid te vervaardigen. Weliswaar kunnen de weerstanden na productie worden 35 gemeten en gesorteerd, maar als een tolerantie van bijvoorbeeld minder dan 1 % wordt toegelaten is er veel uitval bij de productie.

De uitvinding beoogt een chipweerstand en een werkwijze ,8800853 9 PHN 12.501 3 voor de vervaardiging daarvan te verschaffen, met de mogelijkheid om een chipweerstand met een kleine weerstandswaarde met grote nauwkeurigheid te vervaardigen. Daarbij wordt beoogd om een eenvoudige werkwijze met een hoge opbrengst voor het vervaardigen van dergelijke chipweerstanden 5 te verschaffen.

Aan deze opgave wordt volgens de uitvinding voldaan door een chipweerstand zoals in de aanhef is beschreven, welke chipweerstand is gekenmerkt, doordat zich tussen de soldeerbare metaalstroken en het weerstandslichaam elektrisch isolerende stroken bevinden en doordat een 10 tweede paar tegenover elkaar liggende zijvlakken van het weerstands-lichaam is bedekt met elektrisch geleidende lagen, welke lagen gedeeltelijk zijn bedekt met elektrisch isolerende lagen, zodanig dat elk van de soldeerbare metaalstroken in elektrisch geleidende verbinding staat met één van de elektrisch geleidende lagen.

15 De elektrisch isolerende laag kan bijvoorbeeld bestaan uit een glassamenstelling of uit een kunststof. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de chipweerstand volgens de uitvinding zijn de elektrisch isolerende lagen gevormd uit een keramisch materiaal.

Een bijkomend voordeel van de chipweerstand volgens de 20 uitvinding is gelegen in de aanwezigheid van isolerende lagen op de buitenvlakken. Ook als er geen aanvullende omhulling wordt aangebracht kan er geen elektrisch geleidende verbinding ontstaan met onderdoor lopende geleidersporen als de chipweerstand op een gedrukte bedradingspaneel is geplaatst.

25 Aan de opgave om een eenvoudige en doelmatige werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van een chipweerstand, wordt volgens de uitvinding voldaan door een werkwijze welke de volgende stappen omvat: - een plaat uit keramisch weerstandsmateriaal wordt aan 30 beide zijden voorzien van elektrisch geleidende lagen, - beide zijden van de plaat worden patroonmatig voorzien van elektrisch isolerende lagen, - de plaat wordt verdeeld in repen, - de repen worden voorzien van elektrisch isolerende 35 stroken aan de lange niet geïsoleerde zijden van de repen, - de repen worden voorzien van soldeerbare metaalstroken over de elektrisch isolerende stroken, waarbij elk van de metaalstroken .8800853 f PHN 12.501 4 in elektrisch geleidende verbinding staat met één van de elektrisch geleidende lagen, - de repen worden verdeeld in blokken.

In het Amerikaanse octrooischrift US-A-4529960 is een 5 chipweerstand beschreven welke bestaat uit een dunne weerstandslaag op een substraat. Aan twee tegenover elkaar liggende randen van de weerstandslaag zijn metaallagen daarop aangebracht. Op de zijvlakken van het substraat bevinden zich metaalstroken, die om de randen gaan om contact te maken met de metaallagen en die geschikt zijn om aan 10 verschillende zijden te worden gesoldeerd. De chipweerstand wordt vervaardigd uit een niet-geleidende keramische plaat welke in repen wordt verdeeld en welke repen vervolgens in blokken worden verdeeld.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een tekening, waarin 15 Figuur 1 a tot f in doorsnede een aantal stappen in de werkwijze volgens de uitvinding weergeeft.

Uitvoeringsvoorbeeld.

Volgens het voorbeeld wordt een keramische plaat 1, zie 20 Figuur 1a, toegepast uit een NTC weerstandsmateriaal. De dikte van de plaat komt overeen met de dikte van de te vervaardigen chipweerstanden en bedraagt bijvoorbeeld 0.5 tot 0.8 mm.

De keramische plaat wordt aan beide zijden bedekt met geleidende metaallagen 2 en 3, bijvoorbeeld door middel van dompelen in 25 een zilver-palladiumpasta bestaande uit een mengsel van fijn verdeeld Ag en Pd (gewichtsverhouding 70/30) in een bindmiddel uit cellulose-acetaat. De metaalpasta wordt gestookt onder vorming van de geleidende metaallagen 2 en 3, zie Figuur 1b.

De keramische plaat wordt aan beide zijden door middel 30 van een masker patroonmatig voorzien van lagen uit een zirkoonoxyde-

O

pasta, welke 425 g Zr02 per dm water bevat. De plaat wordt gedroogd in lucht gedurende 30 minuten bij 125°C. Door middel van stoken in lucht gedurende 1 uur bij 900°C worden vervolgens witte emaillagen 4 en 5 gevormd op beide oppervlakken van de keramische plaat, zie Figuur 35 1c.

De keramische plaat wordt in repen gezaagd, zie de zaaglijnen I-I en II-II in Figuur 1c, waarbij de breedte van de repen 8800853 PHN 12.501 5 overeenkomt iet de lengte van de te vervaardigen chipweerstanden, zie Figuur 1d. De breedte van de repen bedraagt bijvoorbeeld 1.0 tot 3.2 mm.

Daarna worden elektrisch isolerende lagen 6 en 7 aangebracht door de repen te dompelen in een zirkoonoxydepasta met de 5 hiervoor aangegeven samenstelling, welke op dezelfde wijze wordt gedroogd en gestookt als voor het vervaardigen van de lagen 4 en 5, zie Figuur 1e.

Vervolgens worden metaalstroken 8 en 9 aangebracht met behulp van een zilver-palladiumpasta met de hiervoor aangegeven 10 samenstelling, zie Figuur 1f.

Tenslotte worden de repen in blokken gezaagd, waarbij de breedte van de gevormde chipweerstand mede bepalend is voor de verkregen weerstandswaarde en bijvoorbeeld 0.8 tot 1.6 mm bedraagt. Desgewenst kunnen de metaalstroken 8 en 9 nog worden voorzien van soldeerbestendige 15 metaallagen, bijvoorbeeld uit galvanisch aangebrachte lagen nikkel en lood-tin. De chipweerstand kan bovendien nog van een afschermlaag of omhulling worden voorzien, bijvoorbeeld uit kunststof.

In plaats van door middel van zagen kunnen de repen en blokken ook worden vervaardigd door middel van krassen en breken of met 20 behulp van een laser-snijinrichting. Bij de toepassing van krassen dient ervoor te worden gezorgd dat de gevormde gleuven niet worden opgevuld bij het aanbrengen van een pasta. De pasta kan daartoe bijvoorbeeld via een rol worden aangebracht.

Met de beschreven werkwijze is het mogelijk om 25 nauwkeurige weerstanden te vervaardigen, waarbij vooral ook lage weerstandswaardes mogelijk zijn.

8800853

Claims (3)

1. Chipweerstand, die een blokvormig weerstandslichaam 1 uit keramisch materiaal omvat en voor de toevoer van elektrische stroom dienende soldeerbare metaalstroken 8 en 9 bezit aan een eerste paar tegenover elkaar liggende zijvlakken van het weerstandslichaam, met het 5 kenmerk, dat zich tussen de soldeerbare metaalstroken en het weerstandslichaam elektrisch isolerende stroken 6 en 7 bevinden en dat een tweede paar tegenover elkaar liggende zijvlakken van het weerstandslichaam is bedekt met elektrisch geleidende lagen 2 en 3, welke lagen gedeeltelijk zijn bedekt met elektrisch isolerende lagen 4 10 en 5, zodanig dat elk van de soldeerbare metaalstroken 8 en 9 in elektrisch geleidende verbinding staat met één van de elektrisch geleidende lagen 2 en 3.

2. Chipweerstand volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 de elektrisch isolerende lagen zijn gevormd uit een keramisch materiaal.

3. Werkwijze voor het vervaardigen van een chipweerstand, waarbij een blokvormig weerstandslichaam aan twee tegenover elkaar liggende zijvlakken wordt voorzien van voor de toevoer van elektrische 20 stroom dienende metaalstroken, met het kenmerk, dat de werkwijze de volgende stappen omvat: - een plaat 1 uit keramisch weerstandsmateriaal wordt aan beide zijden voorzien van elektrisch geleidende lagen 2 en 3, - beide zijden van de plaat worden patroonmatig voorzien 25 van elektrisch isolerende lagen 4 en 5, - de plaat wordt verdeeld in repen, - de repen worden voorzien van elektrisch isolerende stroken 6 en 7 aan de lange niet geïsoleerde zijden van de repen, - de repen worden voorzien van soldeerbare metaalstroken 30 8 en 9 over de elektrisch isolerende stroken, waarbij elk van de metaalstroken in elektrisch geleidende verbinding staat met één van de elektrisch geleidende lagen 2 en 3, - de repen worden verdeeld in blokken. 8800853