DE1128565B

DE1128565B - Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren, gedruckten Schaltungen, Hochfrequenzspulen und aehnlichen elektrischen Bauelementen mit einem keramischen Dielektrikum-Koerper und nach diesem Verfahren hergestellter Kondensator

Info

Publication number: DE1128565B
Application number: DET15647A
Authority: DE
Inventors: Jaromir Mracek
Original assignee: Tesla AS
Current assignee: Tesla AS
Priority date: 1958-09-18
Filing date: 1958-09-18
Publication date: 1962-04-26

Description

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren, gedruckten Schaltungen, Hochfrequenzspulen und ähnlichen elektrischen Bauelementen mit einem keramischen Dielektrikum-Körper und nach diesem Verfahren hergestellter Knn r1Pn ca tnr Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zui Herstellung von elektrischen Kondensatoren, gedruckten Schaltungen, Hochfrequenzspulen oder ähnlichen elektrischen Bauelementen, die aus einem keramischen Dielektrikum-Körper mit einem Edelmetallbelag, an dem Zuleitungen befestigt sind, bestehen und mit einet isolierenden Glasur versehen sind.- Der Metallbelag hat je nach dem Verwendungszweck des Bauelementes die verschiedenste Gestaltung. Zur Herstellung solcher Bauelemente wird auf den keramischen Körper eine metallische Suspension aufgetragen und eingebrannt. Als Material für den Metallbelag kommen nur Edelmetalle in Betracht; praktisch wird des Preises wegen fast nur Silber verwendet. An die Metallbeläge sind die erforderlichen Zuleitungen mittels Löten angeschlossen. Für diese braucht je nach der Herstellungsart nicht unbedingt ein Edelmetall verwendet zu werden.
Die mit einem Metallbelag versehenen keramischen Körper müssen vor atmosphärischen Einflüssen geschützt werden, da einmal bei der geringen Stärke der Silberschicht die Bildung von Silberverbindungen an der Oberfläche durch den immer in der Luft vorhandenen Schwefelwasserstoff und andererseits der Niederschlag von Feuchtigkeit auf dem keramischen Körper und den Metallbelägen die elektrischen Eigenschaften sehr ungünstig beeinflussen würden. Einfache Lackanstriche als Schutz gegen atmosphärische Einflüsse entsprechen nicht den großen Ansprüchen, welche unter Umständen an die klimatische Wider-:standsfähigkeit solcher Körper gestellt werden müssen, insbesondere wenn sie für die Tropen bestimmt sind. Außerdem besteht die Gefahr, daß der Lack mit dem dünnen Metallüberzug chemisch unvorteilhaft reagiert, wodurch eine Verschlechterung des ganzen Erzeugnisses eintritt. Man ist deshalb gezwungen; als Oberflächenschutz eine Glasur anzubringen, wofür z. B. Blei- und Bor-Fritten verwendet werden.
Nach einem bekannten Verfahren wird der ganze keramische Körper mit den Metallbelägen mit einer Schicht aus kristallisierter Borsäure oder einer gesättigten Borlösung versehen, die nach dem Auftragen erhitzt wird, gerade so hoch, daß die Borsäure durch Abgabe von Wasser in Boroxyd umgesetzt wird, aber niedrig genug, daß die aus Silber bestehenden Metallbeläge des keramischen Körpers darunter nicht leiden. Das hier verwendete Schutzmittel soll gleichzeitig als Flußmittel für das spätere Anlöten der Zuleitungen an die Metallbeläge dienen.
Eine solche Schutzschicht, die naturgemäß nur dünn sein kann, ist aber gegen Feuchtigkeit nicht genügend widerstandsfähig, da der Überzug aus Boroxyd hygroskopisch und in Wasser auflösbar ist. Die Verwendung eines solchen Überzuges, der gleichzeitig als Flußmittel zur Lötung dienen soll, ist aber auch aus einem anderen Grunde problematisch. Die Befestigung der Zuleitung an dem Metallbelag erfolgt bei Kondensatoren mit einem Lot, dessen Schmelzpunkt maximal 400° C ist. Eine solche Temperatur genügt aber nicht zum Erweichen der zuvor bei etwa 800° gebrannten Glasur, um sie als Flußmittel für das Anlöten der Zuleitungen benutzen zu können.
Es ist bekannt, von dem Schmelzüberzug Stellen des Metallbelages frei zu lassen, an welchen eine Stromzuführung durch Kontakt erfolgen soll. Diese vom Schutzüberzug frei bleibenden Stellen sind natürlich den atmosphärischen Einflüssen ausgesetzt, zumal es sich kaum erreichen läßt, daß diese vom Schutzüberzug freie Stelle von dem Gegenkontakt vollkommen abgedeckt und damit der Atmosphäre gegenüber abgeschlossen wird.
Schließlich ist ein Verfahren bekannt, bei welchem der ganze keramische Körper mit seinen Metallbelägen, an welchen bereits die Zuleitungen befestigt sind, in die glühende Schmelze einer Glasur aus Blei-und Bor-Fritten getaucht wird, wobei allerdings die Zuleitungen zum größeren Teil vor dem überziehen mit Glasur geschützt werden müssen. Um zu verhüten, daß durch das Eintauchen des keramischen Körpers mit den Metallbelägen Risse oder Sprünge entstehen, müssen die keramischen Körper vordem auf eine dem Bad entsprechende Temperatur gebracht werden. Das ist aber umständlich und zeitraubend. Bei dem aus dem Bad wieder herausgenommenen und abgekühlten Gegenstand ist die Sicherung der Verbindungsstelle des Zuleitungsdrahtes mit dem Metallbelag durch die an ihr sitzende Glasur gegen atmosphärische Einflüsse recht unsicher. Der Ausdehnungskoeffizient der für die Zuleitungsdrähte in Betracht kommenden Metalle ist von dem Ausdehnungskoeffizienten der für diese Zwecke brauchbaren Glasur erheblich verschieden. Dadurch entstehen an dieser Stelle Sprünge in der Glasur oberhalb der Anschlußstelle der Zuleitungsdrähte an die Metallbeläge, durch welche Feuchtigkeit an den Metallbelag gelangen kann. In verhältnismäßig kurzer Zeit muß sogar mit dem Abbröckeln von Glasur gerechnet werden.
Die Erfindung bezweckt, die erwähnten Schwierigkeiten zu beheben. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf den Dielektrikum-Körper mit dem Edelmetallbelag mit Ausnahme derjenigen Stellen, an denen die Zuleitungen anzubringen sind, eine Glasurschicht aus Blei- öder Blei-Bor-Fritten aufgetragen und diese Glasurschicht in bekannter Weise bei einer hinsichtlich des Schmelzpunktes des leitenden Metallbelages niedrigeren Temperatur, jedoch von minimal 700° C, gebrannt wird, daß darauf die von der Glasur nicht bedeckten Stellen mit einer metallischen Schicht in Form einer Suspension versehen werden und diese bei einer unter der Brenntemperatur, jedoch oberhalb des Erweichungspunktes der zuerst aufgetragenen Glasur liegenden Temperatur gebrannt wird und schließlich an diesen Stellen die Zuleitungen durch Lot befestigt werden. Verschiedene der genannten Maßnahmen sind für sich oder in anderem Zusammenhang bekannt. Das Erfinderische liegt in der Kombination der einzelnen Maßnahmen.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellender röhrenförmiger Kondensator wird zweckmäßig so gestaltet, daß der äußere Metallbelag am einen Ende des keramischen Körpers beginnt, jedoch in einiger Entfernung vor dessen anderem Ende endet, der innere Metallbelag das von dem äußeren Metallbelag frei gelassene Ende auf der Außenseite des Körpers unter Belassung eines Zwischenraumes zwischen den beiden Belägen überfaßt, die zuerst aufgetragene Fritte die Innenwandung des rohrförmigen Körpers auf dessen ganzer Länge bedeckt, die Außenseite des Körpers jedoch an den Enden jeweils auf eine solche Strecke frei läßt, die der Länge entspricht, auf welcher der innere Metallbelag auf die Außenseite des Körpers übergreift, und daß die metallische Brennschicht für die Anbringung der Zuleitungen nur auf die frei gelassenen Stellen des Körpers an seinen beiden Enden aufgetragen ist.
In den Zeichnungen ist ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellter röhrenförmiger Kondensator dargestellt. Es zeigt Fig.1 einen Längsschnitt und Fig. 2 das eine Ende des Kondensators in wesentlich vergrößertem Maßstabe gleichfalls im Schnitt.
Auf einem keramischen Körper 1 ist innen und außen je ein dünner Metallbelag 2 bzw. 3 aus Edelmetall, insbesondere Silber, nach bekannten Verfahren aufgetragen. Der äußere Metallbelag 2 beginnt an einem Ende des keramischen Rohres, endet aber in einiger Entfernung vor dem anderen Ende, wie aus Fig.1 links ersichtlich ist. Auf dieses vom Metall-. belag 2 frei gelassene Stück des Außenmantels des keramischen Rohres 1 greift der auf der Innenseite des Rohres angebrachte Metallbelag 3 über. Dieser innere Metallbelag 3 reicht im dargestellten Beispiel auch nicht bis zum anderen Ende des Rohres 1. Das ist jedoch für die Erfindung ohne Bedeutung. Das nach der Außenseite des Rohres umgeschlagene Ende des auf die Innenwandung des Rohres aufgebrachten Metallbelages sowie am anderen Ende des Körpers ein gleich langes Stück des äußeren Metallbelages 2 sind zum Anbringen je einer Zuleitung 5 für den Metallbelag 2 bzw. den Metallbelag 3 bestimmt. Diese Zuleitungen 5 bestehen zweckmäßig aus einer Schelle mit einseitig vorstehender Fahne. Diese Zuleitungen 5 müssen nicht aus Edelmetall hergestellt sein.
Auf die gesamte Innenwandung des Körpers und auf dessen Außenwandung, jedoch nur soweit sie zwischen den anzubringenden Zuleitungen 5 gelegen ist, ist eine alkalifreie Glasurschicht 4 aufgetragen, welche aus Blei- oder Blei-Bor-Fritten von einer Brenntemperatur von mindestens 700° C besteht. An den von der Glasurschicht 4 freien Stellen der Metallbeläge 2 und 3 ist nach dem Einbrennen dieser Glasur ein weiteres Metall (Fig. 2) in Form einer metallischen Suspension aufgetragen, die bei einer um höchstens 200° C niedrigeren Temperatur als die Brenntemperatur der Glasur 4 gebrannt werden kann. Nach dem Brennen der metallischen Suspension 6, durch welche die Metallbeläge 2, 3 verstärkt werden, wird auf dieser zuletzt angebrachten metallischen Schicht 6 je eine Zuleitung 5 befestigt, zweckmäßig mittels eines leicht schmelzbaren Lotes 7.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren, gedruckten Schaltungen, Hochfrequenzspulen oder ähnlichen elektrischen Bauelementen, die aus einem keramischen Dielektrikum-Körper mit einem Edelmetallbelag, an dem Zuleitungen befestigt sind, bestehen und mit einer isolierenden Glasur versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Dielektrikum-Körper mit dem Edehnetallbelag mit Ausnahme derjenigen Stellen, an denen die Zuleitungen anzubringen sind, eine Glasurschicht aus Blei- oder Blei-Bor-Fritten aufgetragen und diese Schicht in bekannter Weise bei einer hinsichtlich des Schmelzpunktes des leitenden Metallbelages niedrigeren Temperatur, jedoch von minimal 700° C gebrannt wird, daß darauf die von der Glasur nicht bedeckten Stellen mit einer metallischen Schicht in Form einer Suspension versehen werden und diese bei einer unter der Brenntemperatur jedoch oberhalb des Erweichungspunktes der zuerst aufgetragenen Glasur liegenden Temperatur gebrannt wird und schließlich an diesen Stellen die Zuleitungen durch Lot befestigt werden.
2. Röhrenförmiger Kondensator, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Metallbelag (2) am einen Ende des keramischen Körpers (1) beginnt, jedoch in einiger Entfernung vor dessen anderem Ende endet, der innere Metallbelag (3) das von dem äußeren Metallbelag (2) frei gelassene Ende auf der Außenseite des Körpers (1) unter Belassung eines Zwischenraumes zwischen den beiden Belägen (2 und 3) überfaßt, die zuerst aufgetragene Fritte die Innenwandung des rohrförmigen Körpers (1) auf dessen ganzer Länge bedeckt, die Außenseite des Körpers (1) jedoch an den Enden jeweils auf eine solche Strecke frei läßt, die der Länge der Befestigung der Zuleitungen (5) entspricht, und daß die beiden Metallbeläge (2, 3) auf den frei gelassenen Stellen des Körpers (1) für die Anbringung der Zuleitungen (5) mit einer eingebrannten metallischen Schicht (6) versehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 723 327, 850 023, 933 464; französische Patentschrift Nr. 1051940; Schätzer, »Keramik«, 1954, S. 231e.