AT238338B - Verfahren zur Herstellung eines gepolten Sperrschichtkondensators erhöhter Kapazität - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung eines gepolten Sperrschichtkondensators erhöhter Kapazität 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gepolter keramischer Sperrschichtkondensatoren. 



   Bei keramischenSperrschichtkondensatoren üblicher Bauart, bei denen beispielsweise aufeiner ausim wesentlich reduziertes Bariumtitanat enthaltenden Keramikscheibe beim Einbrennen von Silberbelegungen zwischen   den Belägen   und dem keramischenKörper kapazitiv wirksame Schichten aufoxydieren Bariumtitanats vorhanden sind, ist die jeweils in Durchlassrichtung gepolte Schicht noch kapazitiv wirksam und vermindert als in Serie geschaltete Kapazität die Gesamtkapazität des Kondensators. Eine Möglichkeit, nach der diese unerwünschte Kapazitätsverminderung für gewisse Anwendungszwecke nur zum Teil auftritt, ist die, dass eine Sperrschicht kurzgeschlossen wird, d. h., dass die Silberbelegung durch geeignete Massnahmen elektrisch leitend mit dem   halbleitenden Material des Grundkörpers   verbunden wird.

   Ein derartig   gepoltersperrschichtkondensator   ist bereits bekannt. Um bei diesem bekannten Sperrschichtkondensator eine Sperrschicht kurzzuschliessen, wurde vorgeschlagen, eine Schicht niedrig schmelzenden Lotes auf eine Silberbelegung aufzubringen. Dieses Lot, so wurde angenommen, zerstört die Verbindung zwischen der Elektrode und dem Halbleiterkörper, indem die Sperrschicht in der Nähe der Elektroden kurzgeschlossen wird. Ein derartiger Vorschlag hat den Nachteil, dass die unerwünschte Sperrschicht trotzdem vorhanden ist, so dass es nur durch sehr exakt durchzuführende Massnahmen gelingt, die Sperrschicht zu überbrücken. 



   Aufgabe der Erfindung ist es daher, die unerwünschte Sperrschicht von vornherein zu vermeiden,   d. h.   den   halbleitendenKeramikkörper   einseitig niederohmig zu kontaktieren. Hiezu ist es notwendig, den beim Einbrennen der Silberschicht in   derKeramikoberfläche stattfindendenAufoxydationsprozess   des halbleitenden Materials in einem gewissen Oberflächenbereich zu verhindern. 



   In Fig. 1 ist ein vereinfachtes Ersatzschaltbild für   einen Sperrschichtkondensator   der üblichen Art dar-   gestellt. Die Sperrschichten bilden die in Serie geschaltenen Kapazitäten C und C. Parallel zu diesen Kapazitäten liegen die Sperr-bzw. Durchlasswiderstände Rl und R. Wenn es gelingt, den halbleitenden   Keramikkörper einseitig niederohmig zu kontaktieren, d. h. im vereinfachten Ersatzschaltbild beispiels- 
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 Kondensators zu vermeiden, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass derKörper aus reduziertem Bariumtitanat nur auf einerseite direkt mit einer einbrennbaren Silberschicht versehen wird, während auf die gegenüberliegende Seite bei den Einbrenntemperaturen gut oxydationshemmend und bzw. oder reduzierend wirkende Metalle eingerieben werden. Hierauf wird der Einbrennvorgang der Silberschicht vorgenommen. 



   Bekanntlich wirkt Silber auf reduziertes Bariumtitanat oxydierend bzw. gut sauerstoffübertragend. Es bildet sich also zwischen dem halbleitenden Keramikmaterial und der Silberschicht eine aufoxydierte, kapazitiv wirksame Zwischenlage. Auf der gegenüberliegenden Seite wirkt das eingeriebene Metall bei den Einbrenntemperaturen oxydationsverhindernd oder reduzierend auf das Halbleitermaterial, so dass es nicht zur Ausbildung einer kapazitiv wirksamen Zwischenlage kommt. Als gut oxydationshemmend oder reduzierend wirkende Metalle kommen in ihrer Wirkungsweise abgestuft Aluminium, Titan und Magnesium-Aluminium-Legierungen in Frage. Nach dem Abkühlen des so bereitgestellten Körpers wird die 

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 Kontaktierung vorgenommen, beispielsweise, indem an die Silberbelegung ein Stromzuführungselement angelötet wird.

   Die Kontaktierung auf der der Silberbelegung gegenüberliegenden Seite kann auf ver- 
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 tionshemmend oder reduzierend wirkende Metallschicht eine einbrennbare Silberschicht beispielsweise in Form einerTinktur aufgetragen wird. Nach dem Einbrennprozess kann auf dieser Silberschicht ebenso ein Stromzuführungselement angelötet werden wie auf der Silberschicht, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft zur kapazitiv wirksamen Schicht befindet. Es ist aber auch möglich, nach dem Einbrennprozess auf die Schicht aus gut reduzierend wirkendem Metall zum Zwecke der Kontaktierung erneut das gleiche Metall einzureiben und darauf   lötfähiges Leitmaterial   aufzutragen, an   welchem die Stromzuführungselememe   angelötet werden können. Es kann auch nach dem Einbrennprozess das Aluminium mit dem Leitmaterial, z. B.

   Silber oder Kupfer, gemeinsam aufgedampft werden. 



   Die Herstellung der Schicht aus gut oxydationshemmend und bzw. oder reduzierend wirkendem Me- 
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 festgestellt, wenn das Metall aufgedampft oder in Form einer Bronze aufgebracht wurde. Ein besonders günstiger Effekt wurde erzielt, wenn das oxydationshemmend oder reduzierend wirkende Metall auf der Oberfläche des halbleitenden Keramikkörpers aufgerieben wurde. Dies hängt wahrscheinlich damit zusammen, dass dann besonders viel oxydationshemmend oder reduzierend wirkendes Metall in sehr innigem Kontakt mit dem Halbleitermaterial steht, so dass bei der Einbrenntemperatur jede Oxydation, die die Bildung von Sperrzwischenlagen bewirken würde, ausgeschlossen wird. 



   An Hand   eines Ausführungsbeispiels   soll die Wirkung der erfindungsgem. ässen Massnahme gezeigt werden. 



   Scheiben aus Bariumtitanat wurden in   üblicher Weise   bei 1200 C in Wasserstoff-Stickstoff - Gemisch 
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 brennsilber bedruckt, während eine zweite Gruppe nur einseitig mit Silber bedruckt wurde, wobei aber auf die andere Seite der Scheiben Aluminium aufgerieben wurde. Die Silberschichten wurden in der bei der Herstellung von 10 V-Kondensatoren üblichen Weise eingebrannt. Nach dem Einbrand wurde die mit Aluminium abgedeckte Seite erneut durch Einreiben von Aluminium und nachfolgendes Bestreichen mit Leitsilber sperrfrei kontaktiert.

   Es ergaben sich folgende   Kapazitätswerte :  
Mittelwert der Flächenkapazität bei ungepolten   Bariumtitanat-Sperrschicht-Kondensatoren =   150   nF/cm : Mittelwert   der Flächenkapazität bei gepolten Bariumtitanat-Sperrschicht-Kondensatoren nach der Erfindung = 300   nF/cm2.   



   Der Isolationswiderstand bei 10 V betrug in beiden Fällen mehr als 2 000 MObm. 



   Fig. 2 zeigt einen Sperrschichtkondensator nach der Erfindung. Mit 1 ist der halbleitende, z. B. aus im wesentlichen reduziertem Bariumtitanat bestehende Keramikkörper bezeichnet. Die Schicht 2 besteht aus Silber, ebenso die Schicht 3. Es ist aber nicht nötig, dass zur Kontaktierung hier eine Silberschicht vorliegen muss ; es ist vielmehr auch möglich, durch nachträgliches Aufdampfen von Aluminium sperrfrei niederohmig zu kontaktieren.   DieSperrschicht   4 liegt zwischen dem   halbleitendenKeramikkörper   und der Silberschicht 2.

   Ihr gegenüber ist auf der andern Seite des Keramikkörpers eine Aluminiumschicht 5, d. h. also eine Schicht aus bei den Einbrenntemperaturen gut oxydationshemmend bzw. reduzierend wirkendemMetall, aufgebracht.   DieStromzuführungsdrähte   6 und 61 sind bei 7 und   71 nach   an sich bekannten Verfahren angelötet. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung eines gepolten keramischen Sperrschichtkondensators, der aus einem Körper aus   z. B.   im wesentlichen teilweise reduziertem Bariumtitanat, und darauf aufgebrachtem Silberbelag besteht und bei dem zwischen Körper und Silberbelag beim Einbrennendesselben einekapazitiv 
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 per aus halbleitendem Material nur auf einer Seite direkt mit einer einbrennbaren Silberschicht versehen wird, während auf der gegenüberliegenden Seite bei den Einbrenntemperaturen gut oxydationshemmende und bzw. oder reduzierend wirkende Metalle eingerieben werden, worauf der Einbrennvorgang und die nachträgliche Kontaktierung mit Stromzuführungen folgen.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als gut oxydationshemmend und bzw. oder reduzierend wirkendes Metall Aluminium und bzw. oder Titan und bzw. oder Magnesium-AluminiumLegierung eingerieben wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 und bzw. oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der <Desc/Clms Page number 3> nachträglichen sperrfreien Kontaktierung vor dem Einbrennprozess auf die Schicht aus gut oxydationshemmend und bzw. oder reduzierend wirkendem Metall eine einbrennbareSilberschicht aufgetragen wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 und bzw. oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbrennprozess auf die Schicht aus gut oxydationshemmend und bzw. oder reduzierend wirkendem Metall zum Zwecke der sperrfreien Kontaktierung erneut dieses Metall und darauf Leitmaterial aufgetragen wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminium aufgedampft und das Leitmaterial, z. B. Leitsilber, aufgestrichen wird.

   6. Verfahren nachAnspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminium und Kupfer gemeinsam aufgedampft werden.