Brevet FR2217778A1 — publié le 19740906

La présente invention concerne, & titre de produit indus- triel nouveau, une résistance de précision ainiature comprenant au moins deux éléments résistants montés dans un boîtier et deux connexions de sortie fixées au boîtier. L'invention a également pour objet un procédé de réglage de la valeux de cette résistance. Plus particulièrement, l'invention vise une résistance bobinée destinée à être montée dans des circuits électroniques, tels que les circuits imprimés ou les circuits hybrides. On connaît des résistances de précision miniatures constituées par exemple par des bobines de fil fin ou des rubans métalliques enroulés autour de plaquettes, ces résistances se présentant généralement sous la forme de cylindres à connexions axiales ou de parallélépipèdes à connexions radiales. L'ajustage de la valeur chmique de ces résistances est réalisé en général par modification de la longueur utile de fil ou de ruban résistant. Cet ajustage est effectué assez difficilement, en particulier lorsqu'on veut réaliser une résistance de basse valeur, par exemple de l'ordre de 1 ohm, avec une tolérance serrée, telle que 0,1 @. En effet, si les fils fins utilisés ont une faible valeur chmique par métre, ils sont constitués par un alliage dont la va nation de valeur ohiique en fonction de la température est élevés, par exemple un alliage cuivre-nickel tel que le constantan, ce qui représente un inconvénient majeur. Si les fils utilisés ont une forte valeur chmique par mètre, comme c'est le cas par exemple pour un alliage nickel-chroms, leur valeur chmique reste stable avec la température, mais l'@jus- tage devient extrêmement difficile. Si par exemple on veut réaliser une résistance de 10 ohms avec une précision de 0,1 @ au au noyen d'un fil de nickel-chrome diamètre de 100 microns et de @00 ohms par mètre, on voit que la longueur de fil doit Btre de z mm. Or, dans ces conditions, une variation de I mm seulement de la longueur utile du fil résistant entraîne une variation de valeur ohmique de plus de 2%. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant une résistance miniature de précision dont l'ajustage est aisé, même pour de très basses valeurs ohmiques associées à des tolérances très faibles. la resistance de précision visde par l'invention B. titre de produit industriel nouveau comprend au moins deux éléments résistants montés dans un boîtier et deux connexions de sortie fixées an bei- tier. Suivant l'invention, la résistance est caractérisée en ce que l'un des éléments résistants est une résistance bobinée, l'autre étant une plaquette isolante rerGtue d1au moins une couche élec- triquement résistante. Dans la suite de l'exposé, et les revendications ci-après, on désignera par "couche électriquement résistante" une couche dont la résistance est supérieure à environ 0,5 ohm-et par "couche électriquement conductrice" une couche dont la résistance est de l'ordre do quelques millièmes d'ohms environ-. La résistance bobinée constitue l'élément principal de la ré distance, et peut être montée soit en parallèle, soit on rêne sur la plaquette qui joue le rôle d'élément d'appoint. Suivant le precédé conforme à l'invention, on règle la résistance de l'ensemble à la valeur ohaique voulue en ajustant la valeur ohmique de la couche électriquement résistante de l'élément d'appoint. La valeur ohmique de ce dernier n'intervenant que pour une part très faible dans la valeur ohmique de la résistance finale, son ajustage permet d'obtenir facilement une très haute précision sur la valeur ohmique de celle-ci. D'autres pêrticularités et avantages de l'invention apparaîtrent au cours de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - les Figures 1 Et 2 sont des vues en perspective éclatée d'une première réalisation de la résistance conforme à l'invention, dans laquelle les éléments résistants sont montés en parallèle. - La Figure 3 est une coupe longitudinale montrant la résistance des Figures 1-2 montée dans son boîtier. - La Figure 4 est une vu en perspective éclatés analogue à la Figure 1 montrant les éléments résistants disposés en série. - Les Figures 5 et 6 sont des vues en perspective de deux autres réalisations de la résistance conforme & l'invention. - La Figure 7 est une vue partielle montrant une Variante de réalisation de la résistance bobinée faisant partie de la résistance prevue par l'invention. La résistance conforme â l'invention et illustrée aux @igures 1-3 est une résistance miniature de précision destinée à équiper des circuits électroniques tels que des circuits hyorides ou imprimée. Elle comprend deux éléments résistants (10, 20) constitués respectivement par une résistance bobinée 10 et une plaquette isolante 2 revêtue sur l'une de ses faces de couches électriquement résistante et conductrices. Ces éléments résistants (10,@0) sont montés en parallèle sur deux connexions de sortie 3, et disposés à l'intérieur d'un boîtier parallèlépipèdique 4 de protection ouvert sur l'une de ses faces latérales 4 a. La résistance 10 est constituée par une bobine de fil ré- sistant d'un type connu. La plaquette isolante 2 est revêtue d'une couche résistante 5 en forme de T. Les extrémités des branches la- térales de ce T ainsi que,les bords de la plaquette 2 adjacents à ces branches sont recouvertes par deux plages conductrices 6. Les plages 6 sont réalisées par dépôt de matière électri quernt conductrice tandis que la résistance en t 5 est obtenue par dépôt d'un film résistant, par exemple du type cermet. Les sommets de la plaquette @, les extrémités do la branche transversale de la résistance 5 et les plages 6 Sont percés de quatre trous 7. Deux de ces trous 7 reçoivent les extrémités coudées à angle droit 3 a des connexions de sortie 3. Ces dernières sont relièes par une barrette 8 de maintien obturant en m&num;iee temps le boîtier 4 quand la résistance y est introduite (Fig. 3). Les dex autres trous 7 reçoivent des plots de contact 9 semblables et en forme de clous. Chaque plot 9 porte un ruban 11 soudé électriquement de façon à former un V avec la tête du clou. Ces plots 9 permettant de réaliser la connexion électrique entre le film résistant 5 et la résistance bobinée 10 par soudage électrique des deux extrémités 1 a de cette dernière à l'intérieur des V. Les plots de contact 9 sont fixée au film résistant 5 et uuc plages conductrices 6 par des cordons de des soudure 12 à l'étain (Fig. 3). Les parties terminales 3 des connexions de sortie 3 sont également soudées à l'étain sur les plages 6 grâce à des cordons 13. Le mode de montage et le procédé de réglage de cette rôsistance sont les suivants I On introduit tout d'abord les plots 9 et les parties terminales 3 a des connexione 3 dans leurs trous de fixation 7 respectifs. On soude ensuite électriquement les rubans 11 sur les plots 9. Puis la résistance bobinée 10 étant fixée par exemple par collage sur la face de la plaqutte 2 opposée aux plages 6, on soude électriquement ses deux extrémités 1 a dans les V formés par les rubans 11 et les têtes des plots 9. On règle la résistance de l'ensemble ainsi constitué en ajustant la valeur ohmique du film résistant 5 par un procédé connu en lui-même tel que l'abrasion par sablage ou moulage, ou encore par attaque au rayon laser. Au cours de cette opération d'ajustage on prend soin bien entendu de protéger les connexions et la résistance bobinée 10 de façon à écarter tout risque de dommages à la résistance. Cette protection est d'ailleurs assurée en grande partie par le fait que le film résistant 5 est disposé sur la face de la plaquette 2 opposée à la résistance bobinée 10. La résistance ainsi ajustée est introduite dans le boîtier 4 et acellée par exemple au moyen d'un couche de résine époxy 30. (Fig. 3). Le procédé de réglage de cette résistance de précision est le suivant t boit une valeur globale R A atteindre avec une précision de 0,01 % par exemple. La résistance bobinée 10 qui représente l'élément principal de la résistance est réalisée à une valeur R' obtenue directement par bobinage d'une longueur approximative a. fil résistant telle que R' soit légèrement supérieur à R, par exempie environ L'association en parallèle, comme représenté aux Figures 1-3, de cette résistance 10 et de l'élément d'appoint 20 a pour effet de faire baisser la valeur ohmique de l'ensemble et de l'ame- ner à une valeur R" légèrement inférieur à R. Cette association réalisée, on fait augmenter la valeur ohmique de l'ensemble jusqu'à R # 0,01 % par attaque du film résistant 5 au jet abrasif ou par l'une des autres méthodes cidessus. Ces procédés de réglage du film résistant 5 permettent d'ajuster sa valeur ohmique avec une précision de 0,1 %. Comme l'incidence de la valeur ohmique du film résistant 5 sur la valeur globale à atteindre n'est que de l'ordre de 2 %, son ajustage à 0,1 % permet d'obtenir une précision de 0,01 % sur la valeur globale de la résistance. Le montage en parallèle décrit en référence aux Figures 1-3 est intéressant uniquement dans le cas de basses valeurs ohmiques globales de 1 ohm à 100 ohms par exemple. Par contre, lorsqu'on veut obtenir une haute valeur ohmique globale, par exemple 10 kilohms, il est nécessaire d'utiliser le montage série comme celui illustré & la figure 4. Pour cette réalisation, le film résistant en T 14 est tour nO dans son plan de 90 degrès par rapport au film 5 do la tion précédente. De plus seules les extrémités des branches latérales de ce T sont recouvertes par des éléments conducteurs 15, et une plage conductrice 16 est fixée sur la plaquette 2 le long du côté opposé aux éléments conducteurs 15. Des trous de fixation 17 sont ménagés comme dans l'exemple précédent aux quatre sommets de l'élément résistant 40 ainsi réalisé. L'un des plots de contact 9 assure la connexion entre le T 14 et la résistance bobinée 10, le second plot 9 reliant cette dernière à la plage conductrice 16. Dans cette réalisation ou bobine la résistance 10 de telle façon qu'elle ait une valeur R' légèrement inférieur à R, (d'environ 2 %). L'association en série de cette résistance et de la résistance d'appoint a pour effet de faire augmenter la valeur ohmique de l'ensemble et de l'amener à une valeur R" supérieure à R' mais inférieure à R. Cette association réalisée, on fait augmenter la valeur de l'ensemble vers R # 0,01 % par attaque du film résistant 5 au jet abrasif ou par l'une des auters méthodes mentionnées cidessus. Le Figures 5 et 6 représentent deux variantes de réalisation de la résistance conforme à l'invention. La Figure 5 montre un montage en parallèle qui diffère de celui des Figures 1-3 par le mode de connexion entre la résistance bobinée 18 et le film résistant 19, ainsi que par le mode d'@@é@@- tion des connexions de sortie 21. Celles-ci comprennent des tiges sensiblement parallèles, treaversant en leur milieu les plages conductrices 22 auxquelles elles sont soudées. Ces tiges sont connectées par des têtes de contact 23 à rubens soudés semblables sur plots 9 des Figures 1-4. Ces têts 33 mesurent la liaison électrique entre la résistance bobinée 18 et le film résistant 19 de la même façon que dans les exemples précédents. De plus la résistance 18 est positionnée de façon que @@@ plan médian soit sensiblement explanaire avec le plan défini par les axes des tiges des connexions 21. La résistance prévue par l'invention étant de très petites dimensions, le maintien de la résistance bobinée 18 entre les tiges des connexions 21 ne pose pas de problème particulier. Dans les réalisations de la résistance qui viennent d'être décrites, on peut remplacer la résistance bobinée (1,18) par exemple par un ruben métallique tel que le ruban 24 (Fig. 7) enroulé autour d'un support plat 25. dans la réalisation de l'invention illustrée à la Fig. 6 la résistance bobinée 36 est enroulée autour d'un support cylindrique :7 portant deux flasques latéraux 28 formant plaquettes. Ceux-ci servent de substrat- isolant à des couches résistantes annu. laires @9 qui peuvent être par exemple du genre cermet. L'une des bornes de chaque. couche résistante 29 est reliée à une connexion de sortie 31 par l'intermédiaire d'une plage conductrice 32. La seconde borne de cette couche 29 est reliée â l'une des extrémités de la résistance bobinée 26 par une plage conductrice 33 à laquelle est soude électriquement ladite extrémité de la résistance bobinée 26. Les flasques d'extrémité 28 présentent des encoches 34 pour le passage des extréiltés de la résistance bobinée 26, L'ajustage de la valeur ohmique de ces trois éléments résistants (26, 29) montés en série s'exécute dans les mêmes conditions que précédemment, par ajustage de la valeur ohmique des couches annulaires résistantes 29. Le procédé selon l'invention permet de réaliser de façon rapide et économique des résistances d'un ordre de grandeur de 1 ohms à 10 kil/ par exemple avec une précision de 0,01 %. t l'on utilise pour la résistance bobinée (10, 18, 26) un fil de haut valeur ohmique (?ar exemple ayant une résistivité de 130 microhms/cm), on obtient une résistance très s table dans le temps et dans une gamme de températures comprises entre - 50 C et + 150 C environ. Cette résistance est donc capable d'assurer un service de grande fiabilité. Les fils résistants de faible valeur ohmique tels qu'un fil en constantan dont la résistivité est d'environ 50 microhms/cm pos- sèdent une moindre stabilité en fonction de la température comme on l'a mentionné précédemment. La résistance réalisée conformément à l'invention avec des fils de ce genre est très stable dans une gamme ce températures s'étendant de 0 C à 80 C. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et peut comporter des variantes d'exécution dans le cadre des revendications ci-après. R E V E N D I C A T I O N S 1. A titre de produit industriel nouveau, une résistance de précision comprenant au moins deux éléments résistants montés dans un bottier et deux connexions de sortie fixées au boîtier, caractérisée en ce que l'un des éléments résistants est une résistance bobinée, l'autre (ou les autres) étant une (ou des) plaquette(s) isolante(s) revêtue(s) d'au moins une couche électriquement résistante. 2. Produit conforme & la revendication 1, caractérisé en ce que plaquette est revêtue d'un film résistant du genre cermet monté avec la résistance bobinée soit en parallèle soit en série. 3. Produit confor- â l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ïa résistance bobinée est un ruban métalli- que enroulé sur un support. 4. Produit conforte & A l'une dos revendications X à 3, caractérisé en ce que les connexions entre la résistance bobinée et la couche électriquement résistante sont constituées par des plots & rubans, les rubans étant soudés sur ces plots de façon a former des V avec la tOt des plots et les bornes de la résistance bobinée étant soudées à l'intérieur des V. 5. Produit conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un support autour duquel est enroulée la résistance bobinée et aux extrémités duquel sont fixées deux flasques formant plaquettes isolantes et revêtus de couches électriquement résistantes. 6. Procédé de réglage de la résistance d'un produit industriel conforme à l'une des revendications 1 à 5 et dans lequel la résistance bobinée a une valeur ohaique voisine de la valeur glo- bale visée, caractérisé on ce qu'on ajuste la valeur ohaique de la couche électriquement résistante de la plaquette pour obtenir la valeur ohmique globale visée. 7. Procédé conforae à la revendication 6 caractérisé en ce qu'on ajuste la valeur ohmique de la couche électriquement rFsis- tante par sablage abrasif ou par meulage avec une précision de 0,1 % sur ladite valeur ohmique. 8. Procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'on ajuste la valeur ohmique de la couche électriquement résistante par attaque au rayon laser avec une précision de 0,1 @ sur ladite valeur ohmique.