Technologien
Unsere Präzisions- und Leistungswiderstände unterscheiden sich im Wesentlichen durch Ihre Fertigungstechnologien: ISA-PLAN® (Folienwiderstände in Ätztechnik) und ISA-WELD® (elektronenstrahl-geschweißtes Verbundmaterial aus Cu-MANGANIN®-Cu). Diese beiden Technologien ermöglichen es uns, höchste an Präzisionswiderstände gestellte Anforderungen zu erfüllen: hohe Langzeitstabilität, Dauer- sowie Pulsbelastbarkeit, minimierte Verlustleistungen bei Hochstrommessungen, niedrige Induktivitäts- und TK-Werte und Thermospannung gegen Kupfer sowie Widerstandswerte, die von der Umgebungstemperatur nahezu unabhängig sind. Die beiden Technologien ergänzen sich und ermöglichen so die umfangreiche Produktion von Präzisionswiderständen im Wertebereich von 2 µOhm bis 470 Ohm.
Unsere Präzisionswiderstände garantieren
- Hohe Dauerleistung bei kleiner Bauform
- Extrem niedrige TK-Werte
- Sehr gute Langzeitstabilität
- Niederohmige Widerstandswerte ab 2 µOhm
- Hohe Dauer- und Pulsbelastbarkeit
- Eine standardmäßige Lieferung engster Toleranzen
- Thermospannung gegen Kupfer weitestgehend eliminiert
ISA-PLAN® - TECHNOLOGIE
Bei unserer ISA-PLAN®-Technologie werden die Präzisionswiderstandselemente ätztechnisch aus Folien unserer Widerstandslegierungen (MANGANIN®, ZERANIN®) hergestellt, welche elektrisch isoliert auf einem gut wärmeleitfähigen Metallsubstrat aufgebracht werden. Die planaren Strukturen erlauben niederinduktive Bauformen und sehr geringe thermische Innenwiderstände. Eine optimierte Stromdichteverteilung vermeidet dabei die Gefahr von Hot Spots.
Neben den konventionellen 2- und 4-Leiter-Strommesswiderständen sind derzeit sieben ISA-PLAN®-SMD-Produktreihen verfügbar. Die Einsatzmöglichkeiten sind hierbei sehr vielfältig. Unsere ISA-PLAN®-Widerstände werden u. a. in den Bereichen Automotive, Leistungselektronik, Antriebstechnik. Energiemessung, Medizintechnik und auch in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.
Der Fertigungsprozess von ISA-PLAN®-Widerständen beginnt mit der Verklebung der MANGANIN®- oder ZERANIN®-Folie mit einem Metall-Substrat aus Kupfer oder eloxiertem Aluminium. Diese hochtemperaturbeständige Verbindung ist bezüglich Haftung, Isolation und vor allem niedrigem Wärmewiderstand zwischen Widerstandsfolie und Substrat optimiert. Die Widerstandsfolie und das Substrat sind im Anschluss an eine Vorbehandlung bei hohem Druck und hoher Temperatur in Vakuum laminiert. Dies garantiert eine gleichbleibende Verklebung ohne Lufteinschlüsse.
Nach der Reinigung, der Markierung und dem Passlochstanzen durchlaufen die Nutzen einen Photolithographie-Prozess, bei dem bereits einzelne Widerstandsstrukturen definiert werden. Der gesamte Aufbau in Verbindung mit der Ätztechnik ermöglicht die Herstellung von idealen Vierleiter-SMD-Widerständen im niederohmigen Bereich.
Der Vierleiter(Kelvin)-Anschluss eliminiert den Einfluss des Kupfer-Anschluss-Widerstandes auf den Widerstandswert und den TK der Bauteile und garantiert höchste Reproduzierbarkeit. Einflüsse der Lötstellenqualität auf den Widerstandswert werden hierbei ausgeschlossen. Bei den 2-Leiter-Ausführungen kann zusammen mit dem Layout der Leiterplatte ein quasi 4-Leiter-Anschluss realisiert werden. Dieser Anschluss kommt dem idealen 4-Leiter-Widerstand sehr nahe.
Nach dem Ätzprozess folgen weitere chemische Behandlungen sowie weitgehend automatisierte Prozesse wie Laserbearbeitung und Abgleich. Um Schwachstellen in der Ätzstruktur zu erkennen, wird jeder Widerstand unter elektrischer Pulsbelastung mit anschließender Auswertung des IR-Bildes getestet. Die Trennung der Widerstände aus dem Substrat erfolgt durch Lasern, Stanzen oder Sägen.
Die abschließenden Arbeiten wie Reinigung, Widerstandsmessung, Beschriftung und Verpackung werden vollautomatisch durchgeführt. Die Widerstände werden im Gurtband für die automatische SMD-Bestückung verpackt. Die fertigen Spulen werden zur Erhaltung der Lötbarkeit in Folie eingeschweißt und mit Stickstoff rückbegast. Jede Spule wird mit einem Barcode gekennzeichnet, um die Rückverfolgbarkeit auf sämtliche produkt- und fertigungsrelevanten Daten zu ermöglichen. Auf Wunsch ist eine zusätzliche Kennzeichnung mit einer kundenspezifischen Teilenummer selbstverständlich möglich.
ISA-WELD® - TECHNOLOGIE
Die Widerstände des patentierten ISA-WELD®-Verfahrens bestehen aus massivem, elektronenstrahlverschweißtem Verbundmaterial aus Kupfer und einer unserer Widerstandslegierungen (MANGANIN®, ZERANIN®, ISAOHM®, Aluchrom). Dieses Verbundmaterial kann stanz- und biegetechnisch an nahezu jede beliebige Form oder Applikation angepasst werden und ermöglicht daher eine höchste Flexibilität innerhalb Ihres Applikations-Designs. Diese Shunts werden in Hochstromanwendungen der Automobilindustrie, Batterieladetechnik, Antriebstechnik und in elektronischen Energiezählern eingesetzt.
Die Widerstände werden aus drei längsnahtgeschweißten Bändern gestanzt, wobei das Verfahren sehr flexibel ist: Dicke und Breite der Bänder sind ebenso variabel wie die eingesetzten Widerstandsmaterialien. Die nahezu freie Formgebung im Stanz-, Biege- und Prägeprozess erhöht die Gestaltungsoptionen des Applikationsdesigns.
Das Verbundmaterial wird im Vakuum mittels Elektronenstrahl und ohne Materialzugabe kontinuierlich am Band verschweißt, wobei die Bänder beim Einlauf in die Maschine gereinigt und die Flanken frisch bearbeitet werden. So werden Verunreinigungen oder Oxide in der Schweißnaht vermieden und physikalisch bzw. metallurgisch stark unterschiedliche Materialien fehlerfrei und kostenoptimiert verschweißt. Ein besonderer Vorteil ist die schmale Schweißzone mit etwa einem Drittel der Materialdicke. Der Übergang erfolgt dadurch abrupt, was den Einfluss der Legierungszone auf den Widerstandswert und die elektrischen Eigenschaften des Messwiderstandes minimiert. Ihr Vorteil als Anwender: bei der Bauteilmontage auf die Leiterplatte oder in die Stromschiene muss die Verbindung von Widerstandsmaterial und Kupfer nicht mehr selbst hergestellt werden.
Der vergleichsweise niedrige Zuleitungswiderstand der Kupferanschlüsse sorgt dafür, dass der Gesamtwiderstandswert nur unwesentlich höher ist als der eigentliche Messwiderstand. Die Gesamtbelastung wird somit auf ein Minimum reduziert. Zusätzlich wird die im Widerstandsmaterial erzeugte Wärme sehr effizient im angrenzenden Kupferanschluss mit seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und -kapazität abgeführt bzw. gespeichert.
Durch ihre extrem hohe elektrische Leitfähigkeit sorgen die massiven Kupferanschlüsse zusätzlich für eine gleichmäßige Stromdichte und Wärmeverteilung im Widerstand. So werden Hot Spots vermieden und eine hohe Puls- und Dauerbelastbarkeit erreicht.