DE1037011B

DE1037011B - Process for the production of capacitors composed of ceramic discs provided with a silver coating

Info

Publication number: DE1037011B
Application number: DE1951P0008178
Authority: DE
Inventors: Edith M Gulton Geb Monath
Original assignee: Quartz and Silice SA
Current assignee: Saint Gobain Quartz SAS
Priority date: 1951-08-13
Filing date: 1951-08-13
Publication date: 1958-08-21

Description

Verfahren zur Herstellung von aus mit einem Silberbelag versehenen keramischen Scheiben zusammengesetzten Kondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf aus mit einem Silberbelag versehenen keramischen Scheiben zusammengesetzte Kondensatoren und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Kondensatoren, nämlich die Art des Abgratens der Scheiben mit dem Ziel, den in den Kantenbereichen von solchen Kondensatoren auftretenden Corönaeffekt zu beseitigen.Process for the production of provided with a silver coating Ceramic Disc Composite Capacitors The invention relates to on capacitors composed of ceramic disks provided with a silver coating and in particular to a method for manufacturing such capacitors, viz the type of trimming of the discs with the aim of removing the in the edge areas of to eliminate the corona effect occurring in such capacitors.

Die versilberten keramischen Kondensatoren sind verhältnismäßig zerbrechlich. Sie weisen auf den Flächen des keramischen Dielektrikums sehr dünne Schichten oder Überzüge aus Silber auf. Die Kanten dieser Silberüberzüge sind in der Regel unregelmäßig und bilden Vorsprünge, die sich über die Kanten des scheibenförmigen keramischen Dielektrikums erstrecken. Diese unregelmäßigen und vorspringenden Kanten der Silberbezüge führen häufig zur Bildung von Coronaentladungen um die Kanten des kernmischen Dielektrikums, sobald der Kondensator aufgeladen wird. Gewöhnlich werden die Kanten solcher Kondensatoren dadurch vergleichmäßigt oder abge--ratet, daß man sie in einem Schleifmittel hin und her dreht. Hierbei ergeben sich wegen der Zerbrechlichkeit der Körper große Verluste durch Bruch, und ferner erfolgt in ebenfalls nachteiliger Weise ein erliebliches Abschleifen der versilberten Oberflächen. Bei dieser Arbeitsweise mußten deshalb bisher zunächst dickere Silberüberzüge aufgebracht werden, um diese -Ahschleifverluste auszugleichen und demzufolge hohe Kosten für das Abgraten wie überhaupt die Herstellung der Kondensatoren in Kauf genommen werden, ohne daß trotzdem einvollkommener Erfolg im Sinne einer Unterdrückung des Coronaeffektes erzielt wurde.The silver plated ceramic capacitors are relatively fragile. They have very thin layers or on the surfaces of the ceramic dielectric Coatings made of silver. The edges of these silver coatings are usually irregular and form protrusions that extend over the edges of the disc-shaped ceramic Dielectric extend. These irregular and protruding edges of the silver covers often lead to the formation of corona discharges around the edges of the core dielectric, as soon as the capacitor is charged. Usually the edges of such capacitors leveled out or advised against by putting them in an abrasive and turns. Here, because of the fragility of the bodies, large ones result Losses due to breakage, and there is also a deleterious effect in a likewise disadvantageous manner Sanding off the silver-plated surfaces. In this way of working, therefore, had to So far, thicker silver coatings have been applied to avoid these abrasive losses to compensate and consequently high costs for the trimming as well as the production in general of the capacitors are accepted without being a complete success in the sense of suppressing the corona effect was achieved.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von aus mit einem Silberbelag versehenen keramischen Scheiben zusammengesetzten Kondensatoren geschaffen, durch welches diese Schwierigkeiten und Nachteile völlig vermieden werden, insbesondere die Herstellungskosten sowie der Bruch erheblich verringert wird, weil das Abschleifen der Silberüberzüge in Fortfall kommt, .-so daß man dünnere Silberschichten aufbringen kann, ferner glattere Kanten der Silberüberzüge wie auch des keramischen Dielektrikums erzielt werden und der Coronaeffekt ausgeschaltet wird.The invention provides a method for producing from with silver coated ceramic disks composed of capacitors created by which these difficulties and disadvantages are completely avoided, in particular, the manufacturing costs and the breakage is significantly reduced because there is no need to grind off the silver coatings, so that one can have thinner layers of silver can apply, also smoother edges of the silver coatings as well as the ceramic Dielectric can be achieved and the corona effect is switched off.

Bei dem neuen Verfahren wird zunächst aus einem Stapel von versilberten keramischen Scheiben ein Block ausgeschnitten und von dessen Kanten der Silberbelag entfernt.The new process is made from a stack of silver-plated Ceramic disks cut out a block and from its edges the silver coating removed.

Das neue Verfahren besteht darin, daß anschließend der -Block zunächst in ein Bad aus einem geschmolzenen, gegen Säure widerstandsfähigen Stoff, wie Paraffin, der den gesamten Block überzieht und zusammenhält, eingetaucht, hierauf zerschnitten, die säurewiderstandsfähige Substanz an den Kanten der Elemente entfernt wird und nunmehr die frei liegenden Kanten durch die Säure weggeätzt werden, worauf der Block in Einzelscheiben . oder Gruppen von solchen, die je aus einer der Kapazität des herzustellenden Kondensators entsprechenden Anzahl von versilberten Scheiben bestehen, zerlegt wird.The new method is that then the block first in a bath made of a molten acid-resistant substance such as paraffin, which covers the entire block and holds it together, dipped, then cut up, the acid-resistant substance is removed from the edges of the elements and now the exposed edges are etched away by the acid, whereupon the block in single slices. or groups of those, each from one of the capacity of the the capacitor to be produced consist of the corresponding number of silver-plated disks, is dismantled.

Dieses Verfahren unterscheidet sich grundsätzlich vom an sich bekannten Verfahren zum Abgraten der Kanten von metallisierten Dielektrikumscheiben, und zwar einzelner Scheiben durch eine elektrolytische oder Säurebehandlung. Durch die Vereinigung der versilberten keramischen Scheiben zu einem Block und das Umkleiden des derart gebildeten Gesamtkörpers mit einer Paraffinaußenschicht wird im Gegensatz zum bekannten Verfahren die Möglichkeit geschaffen, nach dem Zerschneiden des Blockes und Entfernung der Paraffinschicht ausschließlich an den Kanten Jedes Elementes die Säurebehandlung so vorzunehmen, daß durch die Säure lediglich die Kanten der Silberbekleidung der Scheiben und allenfalls ein geringfügiger anschließender Bereich zwischen diesen angegriffen wird, d. h., die Silberbeläge als solche bleiben unbeeinflußt erhalten.This method differs fundamentally from the one known per se Method for trimming the edges of metallized dielectric disks, namely individual panes by electrolytic or acid treatment. Through the union the silver-plated ceramic disks into a block and the casing of the such formed total body with a paraffin outer layer is in contrast to the known Procedure created the possibility after cutting up the block and removing it the paraffin layer only on the edges of each element the acid treatment make so that only the edges of the silver cladding by the acid Slices and possibly a minor adjoining area between them attacked will, d. That is, the silver coatings as such remain unaffected.

Da ihre Kanten gleichmäßig in ganz kurzem M-stand, von denen der keramischen Platten enden, wird der Coronaeffekt, der ; sonst in den .Kanten-Bereichen eintritt, mit Sicherheit ausgeschaltet.-Die Erfindung wird im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben, von denen Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines scheibenförmigen keramischen Dielektrikums, dessen große Flächen mit einem Silberüberzug versehen sind, ist; Fig.2 ist ein Schnitt im größeren Maßstabe im wesentlichen gemäß Linie 2-2 der Fig. 1; Fig.3 ist eine perspektivische Darstellung eines aus versilberten keramischen Scheiben gemäß Fig. 1 zusammengesetzten Stapels; Fig. 4 zeigt den Stapel von Scheiben gemäß Fig. 3 während des Vorganges des Überziehens bzw. der Imprägnierung mit einem säurebeständigen Stoff, um einen Block von solchen Scheiben zu bilden; Fig.5 ist eine perspektivische Darstellung eines aus diesem Block ausgestanzten Elements; Fig. 6 ist ein Schnitt in größerem Maßstabe gemäß Linie 6-6 der Fig. 5; Fig. 7 läßt in Ansicht die Art des Angriffs der Kanten der Silberüberzüge auf den das betrachtende Element bildenden Scheiben durch eine Säure erkennen; Fig.8 ist eine perspektivische Darstellung eines fertigen versilberten keramischen Kondensators nach dem Abgraten; Fig. 9 ist ein Schnitt gemäß Linie 9-9 der Fig. 8 in größerem Maßstabe.Since their edges evenly in a very short M-stand, of those of the ceramic Plates end, the corona effect, the; otherwise occurs in the edge areas, switched off with certainty.-The invention is illustrated in detail with reference to the drawing described, of which Fig. 1 is a perspective view of a disk-shaped ceramic dielectric, the large areas of which are provided with a silver coating are, is; Fig. 2 is a section on a larger scale substantially along the line 2-2 of Figure 1; Fig.3 is a perspective view of a silver-plated ceramic disks according to FIG. 1 assembled stack; Fig. 4 shows the stack of disks according to FIG. 3 during the coating or impregnation process with an acid resistant material to form a block of such disks; Figure 5 is a perspective view of one stamped from this block Elements; Fig. 6 is an enlarged section taken on line 6-6 of Fig. 5; Fig. 7 shows the type of attack of the edges of the silver coatings on the recognize disks constituting the viewing element by an acid; Fig.8 is a perspective view of a finished silver-plated ceramic capacitor after trimming; FIG. 9 is a section along line 9-9 of FIG. 8 on a larger scale Scale.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 allgemein eine mit einer Silberschicht überzogene Scheibe eines keramischen Dielektrikums bezeichnet, welches aus einer Scheibe 11 aus nichtleitendem keramischem Werkstoff, wie einem solchen auf Basis von Barium-Titanat, oder einem analogen Stoff besteht. Die einander entgegengesetzten Flächen dieser Scheibe sind mit Silberüberzügen 12 versehen, die in der üblichen Weise aufgebracht werden, z. B. indem die Flächen mit Silber bemalt und anschließend erhitzt werden. Wie aus Fig.2 ersichtlich, sind die Kanten dieser Silberüberzüge 12 unregelmäßig und grob. Sie bilden Vorsprünge, die sich über die Kanten der Scheibe 11 selbst erstrecken. Wenn eine solche versilberte Scheibe elektrisch aufgeladen wird, so ergibt sich ein Coronaeffekt.In FIGS. 1 and 2, 10 generally denotes a disk of a ceramic dielectric coated with a silver layer, which disk consists of a disk 11 of non-conductive ceramic material, such as one based on barium titanate, or an analogous material. The opposite surfaces of this disc are provided with silver coatings 12, which are applied in the usual way, e.g. B. by painting the surfaces with silver and then heating them. As can be seen from Figure 2, the edges of these silver coatings 12 are irregular and coarse. They form projections which extend over the edges of the disc 11 itself. When such a silver-plated disc is electrically charged, a corona effect results.

Diese versilberten Scheiben 10 aus nichtleitendem keramischem Werkstoff werden dann zu einem Block gestapelt, der allgemein mit 15 (Fig.3) bezeichnet ist. Die den Block 15 bildenden Scheiben werden in einen geeigneten Behälter (Fig.4) eingetaucht, der einen säurebeständigen Stoff 17, wie Paraffin, enthält, welches durch Erhitzung in den flüssigen Zustand übergeführt worden ist, so daß sich die versilberten Oberflächen der. Scheiben 10 und der gesamte Block mit Paraffin bedecken. Sobald der Scheibenstapel 15 aus dem Paraffinbad herausgenommen wird, verfestigt sich das Paraffin, und es ergibt sich derart ein massiver Block, der aus einer Vielzahl von versilberten keramischen. Scheiben, die durch die Paraffinhülle miteinander verbunden sind, besteht.These silver-plated disks 10 made of non-conductive ceramic material are then stacked to form a block which is generally designated 15 (FIG. 3). The discs forming the block 15 are immersed in a suitable container (FIG. 4) which contains an acid-resistant substance 17, such as paraffin, which has been converted into the liquid state by heating so that the silver-plated surfaces of the. Cover slices 10 and the entire block with paraffin. As soon as the disk stack 15 is removed from the paraffin bath, the paraffin solidifies, and this results in a massive block made up of a large number of silver-plated ceramic. Discs, which are connected to one another by the paraffin shell, consists.

Dieser Block wird anschließend entsprechend den Linien 19, wie in Fig. 3 in gestrichelten Linien dargestellt, zerschnitten, um derart die allgemein mit 20 (Fig.5) bezeichneten Elemente zu bilden, die dann aus versilberten keramischen. Scheiben von den zur Herstellung von Kondensatoren erwünschten Abmessungen bestehen. Die Silberüberzüge dieser abgeschnittenen Scheiben weisen noch unregelmäßige oder ungleichmäßige Kanten auf, die, wenn die Scheiben elektrisch aufgeladen werden, Coronaeffekte hervorrufen.This block is then cut according to the lines 19, as shown in broken lines in FIG. 3, in order to form the elements generally designated 20 (FIG. 5), which are then made of silver-plated ceramic. Discs consist of the dimensions desired for the manufacture of capacitors. The silver coatings on these cut disks still have irregular or uneven edges which, when the disks are electrically charged, cause corona effects.

Nunmehr werden die Kanten des Elementes 20 mechanisch gereinigt, um derart das Paraffin völlig von ihnen zu entfernen, und das Element, wie in Fig. 7 dargestellt, anschließend in einen eine Säure 23, wie Salpetersäure, die die Kanten der Silberüberzüge angreift, enthaltenden Bottich 22 eingelegt. Die Wirkung dieses Säureangriffs ist bei 24 dargestellt. Es werden lediglich die Kanten der Silberüberzüge 12 durch die Säure angegriffen, weil die Flächen dieser Überzüge durch den säurebeständigen Stoff, mit dem sie überdeckt sind, geschützt sind. Infolge dieses Säureangriffs werden die Kanten dieser Überzüge glatt und enden gleichmäßig in kurzen Abständen vor den Kanten des keramischen Dielektrikums 11. Eine zweckentsprechende Einwirkung der Säure erfolgt, wenn die Elemente 20 der Einwirkung einer Salpetersäure von einer Konzentration von 20 bis 70% während einer Zeitdauer von 8 Stunden bis zu einer halben .Stunde bei Zimmertemperatur ausgesetzt werden. Selbstverständlich können diese Konzentrationsgrenzen sowie die Dauer der Behandlung und die Temperatur, bei welcher diese durchgeführt werden, geändert werden, um einen gewünschten Grad der Säureeinwirkung zu erzielen.Now the edges of the element 20 are mechanically cleaned to thus completely removing the paraffin from them, and removing the element as shown in Fig. 7, then in an acid 23, such as nitric acid, which the edges which attacks silver coatings, containing tub 22 is inserted. The effect of this Acid attack is shown at 24. Only the edges of the silver coatings will be there 12 attacked by the acid because the surfaces of these coatings are resistant to acid Material with which they are covered are protected. As a result of this acid attack the edges of these coatings become smooth and end uniformly at short intervals in front of the edges of the ceramic dielectric 11. An appropriate action The acid takes place when the elements 20 of the action of a nitric acid of a Concentration from 20 to 70% for a period of 8 hours to one half an hour at room temperature. Of course you can these concentration limits as well as the duration of the treatment and the temperature whichever these are performed can be changed to a desired degree of To achieve acid exposure.

Nachdem das Element oder die Säule 20 derart dem Säureangriff unterworfen worden ist, kann das Paraffin durch Auflösen in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Benzin, entfernt werden: Hierdurch wird das Element oder die Säule 20 in völlig abgegratete versilberte keramische Kondensatoren unterteilt (wie diese in den Fig. 8 und 9 dargestellt sind), deren Silberüberzüge 12 ihre Anfangsdicke beibehalten und glatte und gleichmäßige Kanten besitzen, die in kurzem Abstand von den Kanten der Scheibe aus nichtleitendem - keramischem Werkstoff enden, wie dies bei 24 dargestellt ist. Hieraus ergibt sich, daß der Coronaeffekt, wenn der Kondensator aufgeladen ist, praktisch völlig ausgeschaltet ist. Es wurde durch Vergleichsversuche festgestellt, daß die Anlegung einer Ladespannung von 500 Volt bei einem versilberten keramischen Kondensator, der nicht abgegratet worden ist, Coronaentladungen hervorruft, während ein gemäß der Erfindung abgegrateter versilberter keramischer Kondensator gegenüber einer Spannung von 1700 Volt widerstandsfähig ist.After the element or column 20 has been so subjected to the acid attack the paraffin can be removed by dissolving it in a suitable solvent, such as gasoline: this renders the element or column 20 in completely trimmed silver-plated ceramic capacitors (like these in Fig. 8 and 9), the silver coatings 12 of which retain their initial thickness and have smooth and even edges that are a short distance from the edges the disk made of non-conductive ceramic material ends, as shown at 24 is. It follows that the corona effect when the capacitor is charged is practically completely switched off. It was determined by comparative tests that the application of a charging voltage of 500 volts in a silver-plated ceramic Capacitor that has not been trimmed causes corona discharges while a silver-plated ceramic capacitor trimmed according to the invention opposite a voltage of 1700 volts is resistant.

Selbstverständlich sind die vorstehend im einzelnen beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der Erfindung nur als beispielsweise anzusehen, und es können demgegenüber zahlreiche Änderungen getroffen werden, ohne ihren Grundgedanken zu verlassen.It goes without saying that they are described in detail above and embodiments of the invention shown in the drawing only as an example and numerous changes can be made without to leave their basic idea.

Claims

Claim: A process for the production of capacitors composed of ceramic disks provided with a silver coating by cutting out a block from a stack of such silver-coated ceramic disks and removing the silver coating from its edges, characterized in that the block is made of a molten bath before it is divided into a bath , acid-resistant substance, such as paraffin, which covers the entire block and holds it together, dipped, then cut, the acid-resistant substance at the edges of the elements is removed and the exposed covering edges are etched away by the acid and finally, preferably, the block in individual disks or Groups of those, which consist of a number of silver-plated disks corresponding to the capacity of the capacitor to be manufactured, is dismantled. Publications considered: Swiss Patent No. 229055; French patent specification No. 977587.