DE1181822B - Verfahren zur Herstellung von Selen-gleichrichtern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: HOIl

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche KL: 21g-11/02

St 11781 VIII c/21g
11. Oktober 1956
19. November 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern mit künstlicher Schellacksperrschicht.

Es sind Verfahren bekannt, bei denen zur Verbesserung der Eigenschaften von Selengleichrichtern, wie beispielsweise ihrer Spannungsfestigkeit, dem Selen Halogene oder Halogenverbindungen zugesetzt werden.

Es ist weiterhin bekannt, die Sperrfähigkeit von Selengleichrichterplatten dadurch zu erhöhen, daß ίο auf das Selen vor dem Aufbringen der Deckelektrode eine dünne Lackschicht aufgetragen wird. Derartige Isolierschichten zwischen dem Selen und der Deckelektrode bezeichnet man als künstliche Sperrschichten. Sie bewirken, daß die zulässige Spannung der Gleichrichterplatte in Sperrichtung erhöht wird. Gleichzeitig ist damit eine geringe Zunahme des Widerstandes in Durchlaßrichtung verbunden.

Es wurden bisher zahlreiche verschiedene Substanzen, insbesondere Lacklösungen, zur Herstellung dieser künstlichen Sperrschichten vorgeschlagen. So ist es beispielsweise bekannt, zwischen der Selenschicht und der Deckelektrode eine Zwischenschicht aus einer Nitrozelluloselösung aufzubringen. Die nach diesem Verfahren hergestellten Gleichrichter besitzen jedoch eine ungenügende Spannungsfestigkeit infolge verminderter Selbstausheilungsfähigkeit durch Zunahme der Deckelektrodenstärke.

Weiterhin ist die Verwendung einer Zwischenschicht bekannt, die gegebenenfalls neben anderen Stoffen auch Schellack enthält. Bei den üblichen Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten sind solche Sperrschichtlacke geeignet. Schwierigkeiten treten jedoch auf, wenn die Selengleichrichterplatten in der Weise hergestellt werden, daß die Deckelektrode auf die amorphe Selenschicht aufgebracht und erst danach die Selenschicht durch eine Wärmebehandlung in den gut leitenden Zustand übergeführt wird. Die bisher bekannten Lacksperrschichten können bei diesem Verfahren nicht ohne weiteres verwendet werden, da sie den auftretenden thermischen Belastungen nicht gewachsen sind.

Weitere Schwierigkeiten werden dadurch hervorgerufen, daß der Sperrschichtlack mit der noch amorphen Selenoberfläche in Berührung kommt. Hierdurch wird die Kristallisationsneigung des Selens in positivem oder negativem Sinne beeinflußt, so daß auch in dieser Hinsicht eine sorgfältige Auswahl der Lackkomponenten getroffen werden muß. Es ist bekannt, daß manche Stoffe die Kristallisationsneigung des amorphen Selens beeinflussen. Mat hat deshalb schon Lösungen von Chinolin und ähnlichen Stoffen Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern

Anmelder:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:

Dr. Otto Klein,

Otto Engelbrecht, Nürnberg

auf die amorphe Selenoberfläche aufgebracht. Diese bekannten kristallisationsfördernden Stoffe bewirken jedoch keine Erhöhung der zulässigen Sperrspannung und lassen keine Wärmebehandlung bei aufgebrachter Deckelektrode zu. Auch verhalten sich durch Aufdampfen aufgebrachte Selenschichten anders als aufgepreßte.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung behoben. Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern mit künstlicher Schellacksperrschicht vorgeschlagen, bei dem auf eine durch Aufdampfen im Vakuum erzeugte amorphe Selenschicht eine Lösung mit 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Schellack aufgebracht und nach dem Aufbringen der Deckelektrode die Selenschicht durch eine Wärmebehandlung in den gut leitenden Zustand übergeführt wird.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß eine so hergestellte künstliche Sperrschicht nicht nur die bei der Umwandlung der Selenschicht auftretenden Temperaturen ohne weiteres verträgt, sondern daß diese Schicht auch eine vorteilhafte Einwirkung auf die Kristallisation des Selens ausübt. Bei der Umwandlung des Selens in den gut leitenden Zustand werden Temperaturen erreicht, bei denen in vielen Fällen das Deckelektrodenmetall schmilzt. Es hat sich gezeigt, daß dadurch die dünne Schellackschicht in keiner Weise beeinflußt wird. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gleichrichterplatten können daher auch im Betriebe höher belastet werden, da sie eine höhere Betriebstemperatur vertragen.

Durch Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden Selengleichrichterplatten erhalten, deren Sperrspannung bis zu 10 V höher ist als diejenige solcher Platten, die nach den bekannten Verfahren hergestellt sind. Die Kristallisation des Selens wird gleichzeitig so günstig beeinflußt, daß eine Erhöhung des Durchlaßwiderstandes nicht eintritt.

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Die Umwandlung des Selens nach dem Aufbringen der Deckelektrode kann in der bekannten Weise durch eine einstufige oder mehrstufige Wärmebehandlung erfolgen. Die Temperatur kann dabei so gewählt werden, daß das Deckelektrodenmetall in einer oder mehreren Stufen zum Schmelzen kommt.

Besonders wichtig ist die Konzentration der zur Verwendung kommenden Schellacklösung. Es sind nur Lösungen geeignet, die 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Schellack enthalten. Es ist daraus zu ersehen, daß die beim Verfahren gemäß der Erfindung zur Anwendung kommende Lösung wesentlich verdünnter ist, als die üblichen Lösungen zur Erzeugung von Lacksperrschichten. Die Lacklösung kann durch jedes bekannte Verfahren, wie Aufsprühen, Tauchen usw. aufgebracht werden.

Es soll noch betont werden, daß zwar die Verwendung von Schellack für künstliche Sperrschichten von Selengleichrichtern bekannt ist, die beschriebenen Vorteile jedoch nur auftreten, wenn die beschriebene Konzentration eingehalten wird und gleichzeitig die anderen Verfahrensschritte damit kombiniert werden.

Als Lösungsmittel zur Herstellung der Schellacklösung haben sich Äther, Ketone und Ester allein oder in Mischung bewährt. Die Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels ist ebenfalls wichtig, da die Selenoberfläche vom Lösungsmittel ebenfalls beeinflußt wird.

Eine weitere Verbesserung wird erzielt, wenn der Schellacklösung Nitrozellulose zugesetzt wird. Der Zusatz an Nitrozellulose kann bis zu 0,1 Gewichtsprozent betragen.

Eine besonders zweckmäßig zusammengesetzte Lösung enthält folgende Bestandteile:

0,3 g Nitrozellulose,

0,2 g Schellack,
250 cm³ Butylacetat,

250 cm³ Aceton, 500 cm³ Äther.

Zweckmäßig werden die so hergestellten Selengleichrichterplatten in der bekannten Weise mit einer Selenidzwischenschicht zwischen der Grundplatte und dem Selen versehen, sowie mit leitfähigkeitserhöhenden Zusätzen zum Selen, insbesondere einer Kombination von Halogen und Elementen der Gruppe III b des Periodischen Systems.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern mit künstlicher Schellacksperrschicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine durch Aufdampfen im Vakuum erzeugte amorphe Selenschicht eine Lösung mit 0,02 bis 0,1 Gewichtsprozent Schellack aufgebracht und nach dem Aufbringen der Deckelektrode die Selenschicht durch eine Wärmebehandlung in den gut leitenden Zustand übergeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schellacklösung bis zu 0,1 Gewichtsprozent Nitrozellulose enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Äther, Ketone und Ester allein oder in Mischung verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösung eine Mischung von 0,3 g Nitrozellulose, 0,2 g Schellack, 250 ecm Butylacetat, 250 ecm Aceton und 500 ecm Äther verwendet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Selen Halogen und ein Stoff der Gruppe HIb des Periodischen Systems zugesetzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 820 318, 948 275;
USA.-Patentschrift Nr. 2137428.

409 728/317 11.64 © Bundesdruckerei Berlin