DE1205195B - Process for the production of semiconductor tablets, in particular selenium rectifier tablets, with an active area which is small in relation to their total area - Google Patents

Process for the production of semiconductor tablets, in particular selenium rectifier tablets, with an active area which is small in relation to their total area

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DE1205195B DES81378A DES0081378A DE1205195B DE 1205195 B DE1205195 B DE 1205195B DE S81378 A DES81378 A DE S81378A DE S0081378 A DES0081378 A DE S0081378A DE 1205195 B DE1205195 B DE 1205195B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

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Auslegetag:Number:
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HOIlHOIl

Deutsche KL: 21g-11/02 German KL: 21g-11/02

S81378Vmc/21-g
10. September 1962
18. November 1965S81378Vmc / 21-g
September 10, 1962
November 18, 1965

Für Selen-Kleinstgleichrichter werden bisher tablettenförmige Gleichrichterelemente verwendet, die einen Durchmesser von nur wenigen Millimetern, beispielsweise 1 oder 2 mm, haben können. Derartig kleine Elemente sind nur schwer zu handhaben; Gleichrichter dieser Art erfordern daher einen unverhältnismäßig hohen Montageaufwand. Auch für eine Automatisierung der Montage ist das kleine Format der Tabletten hinderlich. Es ist in den meisten Anwendungsfällen nicht ohne weiteres möglieh, die extrem kleinen Tabletten durch größere zu ersetzen; je größer die Tablettenfläche ist, desto größer sind auch die Sperrschichtkapazität und der Sperrstrom. Beides ist meist unerwünscht.For selenium miniature rectifiers, tablet-shaped rectifier elements have so far been used which can have a diameter of only a few millimeters, for example 1 or 2 mm. Such small items are difficult to handle; Rectifiers of this type therefore require a disproportionate high installation effort. The small format of the tablets is also a hindrance to automating the assembly. It's in the In most cases it is not possible to replace the extremely small tablets with larger ones substitute; the larger the tablet area, the greater the barrier capacity and the Reverse current. Both are usually undesirable.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Selen-Gleichrichterscheiben durch Ausstanzen aus einer größeren Ausgangsplatte zwischen Halbleiterschicht und Deckelelektrode dieser Platte eine Isolierschicht vorzusehen, durch die die Stanzschnitte geführt werden. Hierbei ist unter anderem die Verwendung einer Lackschicht vorgesehen, die auf die Halbleiterschicht aufgespritzt wird, wobei zur Abgrenzung der Lackschicht eine Schablone erforderlich ist. Die Verwendung einer Schablone hat den Nachteil, daß sich ihre öffnungen sehr bald mit Lack zusetzen und daß daher eine häufige Reinigung notwendig ist.It is known in the manufacture of selenium rectifier disks by punching out an insulating layer from a larger starting plate between the semiconductor layer and the cover electrode of this plate provide through which the die cuts are made. Among other things, the use of a Lacquer layer provided, which is sprayed onto the semiconductor layer, with the delimitation of the lacquer layer a stencil is required. Using a stencil has the disadvantage that its Cover openings with varnish very soon and that therefore frequent cleaning is necessary.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-, insbesondere Selen-Gleichrichtertabletten mit einer im Verhältnis zu ihrer Gesamtfläche kleinen aktiven Fläche, wobei die einzelnen Tabletten durch Zerteilen einer größeren, fertig beschichteten Ausgangsplatte gewonnen werden, die aus einer auf einer Trägerplatte aufgebrachten Halbleiterschicht mit einer darüber befindlichen Deckelektrode besteht und bei der sich zwischen der Halbleiterschicht und der Deckelektrode eine isolierende Lackschicht mit einer Vielzahl kleiner, gleichmäßig über die Ausgangsplatte verteilter Durchbrüche befindet. Die Erfindung besteht darin, daß die Lackschicht unter Verwendung eines Kunstharzlackes mit einem trocknenden Öl als Lösungs- oder Bindemittel und einem Zusatz von thixotropen Mitteln und pulverförmigen Füllstoffen auf die Halbleiteroberfläche aufgedruckt wird. Nach Trocknung der Lackschicht wird auf diese eine durchgehende Deckelektrodenschicht, z. B. durch das übliche Aufspritzen, aufgebracht. Die Platte wird dann als Ganzes thermisch und/oder elektrisch formiert und schließlich in eine Vielzahl von Tabletten unterteilt, z. B. durch Ausstanzen der Tabletten.
Es ist an sich bekannt, auf die Halbleiterschicht Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-,
insbesondere Selengleichrichter-Tabletten, mit
einer im Verhältnis zu ihrer Gesamtfläche
kleinen aktiven FlächeThe present invention relates to a method for the production of semiconductor, in particular selenium rectifier tablets with a small active area in relation to their total area, the individual tablets being obtained by dividing a larger, fully coated starting plate, which is made of a on a carrier plate applied semiconductor layer with a cover electrode located above and in which there is an insulating lacquer layer with a large number of small, evenly distributed over the starting plate perforations between the semiconductor layer and the cover electrode. The invention consists in that the lacquer layer is printed onto the semiconductor surface using a synthetic resin lacquer with a drying oil as a solvent or binder and an addition of thixotropic agents and powdery fillers. After the lacquer layer has dried, a continuous cover electrode layer, e.g. B. by the usual spraying applied. The plate is then thermally and / or electrically formed as a whole and finally divided into a plurality of tablets, e.g. B. by punching out the tablets.
It is known per se to apply methods for the production of semiconductor,
especially selenium rectifier tablets, with
one in proportion to its total area
small active area

Anmelder:Applicant:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:
Georg Hoppe,
Werner Götze, BerlinNamed as inventor:
Georg Hoppe,
Werner Götze, Berlin

eines Selen-Gleichrichters zur Verbesserung des Gleichrichtungsverhältnisses einen Lackraster aufzudrucken, wobei eine Wirkungsweise analog zum Spitzendetektor erzielt werden soll. Abgesehen davon, daß hier die Aufgabenstellung eine andere ist als bei der Erfindung, besteht beim Auf drucken einer Lackschicht die grundsätzliche Schwierigkeit, daß übliche Lacke nach dem Aufbringen auf die Unterlage noch fließen, so daß die gewünschten Bedekkungsgrenzen der Lackschicht nicht eingehalten werden können. Das Druckverfahren nach der Erfindung ermöglicht eine präzise Aufbringung der Lackschicht; der Lack der angegebenen Zusammensetzung hat eine pastenartige Konsistenz, die ein Fließen des Lackes nach dem Aufbringen verhindert, was bei einem Durchmesser der ausgesparten Bereiche von 1 bis 2 mm, der hier in Betracht kommt, von besonderer Bedeutung ist. Die Verwendung einer Schablone mit den oben genannten Nachteilen entfällt.a selenium rectifier to print a lacquer grid to improve the rectification ratio, whereby a mode of operation analogous to the peak detector is to be achieved. Apart from this, that here the task is different from the invention, there is a print on Lacquer layer the fundamental difficulty that conventional lacquers after application to the substrate still flow, so that the desired coverage limits of the paint layer are not adhered to can. The printing method according to the invention enables precise application of the lacquer layer; the varnish of the specified composition has a paste-like consistency that allows flow of the paint after application prevents what with a diameter of the recessed areas of 1 to 2 mm, which is considered here, is of particular importance. The usage a template with the disadvantages mentioned above is not applicable.

Als Kunstharzlack für die Zwecke der Erfindung hat sich insbesondere ein Alkylharzlack als geeignet erwiesen. Als Lösungs- oder Bindemittel sind niedrigviskose, trocknende öle, z. B. Leinöl oder Sojaöl geeignet; die Verwendung derartiger Öle statt der üblichen Lacklösungsmittel hat den Vorteil, daß das Lösungsmittel selbst zur Filmbildung beiträgt, so daß der Lack bei seiner Trocknung nur auf etwa 90% seines Volumens einschrumpft. Die thixotropen Mittel sind an sich bekannte Quellstoffe, die dem Lack im Zusammenwirken mit den pulverförmigen Füllstoffen eine pastenartige Konsistenz verleihen, so daß die Lackschicht auch in ungetrocknetem Zustand weitgehend formbeständig ist. Geeignete thixo-An alkyl resin lacquer has proven particularly suitable as a synthetic resin lacquer for the purposes of the invention proven. The solvents or binders used are low-viscosity, drying oils, e.g. B. linseed oil or soybean oil suitable; the use of such oils instead of the usual paint solvents has the advantage that the Solvent itself contributes to the film formation, so that the paint is only about when it dries 90% of its volume shrinks. The thixotropic agents are known swelling substances that the In conjunction with the powdery fillers, give paint a paste-like consistency, so that the lacquer layer is largely dimensionally stable even in the undried state. Suitable thixo-

,. „ ,.. ......;.,,,.-, 509 738/299,. ", .. ...... ; . ,,, .-, 509 738/299

trope Mittel sind ζ. B. organische Ammoniumbasen mit speziellen Montmorillonitverbindungen. Diese Stoffe sind zunächst pulverförmig; man verrührt sie z. B. in Testbenzin oder Xylol und fügt dieser Aufschwemmung polare Mittel, z.B. einen Alkohol oder Azeton, hinzu, worauf eine Quellung bzw. Gelierung eintritt. Diese Masse wird dann mit dem Lack, dem Bindemittel und den pulverförmigen Füllstoffen innig durchmischt. Als pulverförmige Füllstoffe kommen z. B. Glimmer- oder Quarzmehl in Frage; bevorzugt wird Titandioxyd, das der übrigen Masse im Verhältnis von etwa 2:1 zugesetzt werden kann.tropic means are ζ. B. organic ammonium bases with special montmorillonite compounds. These substances are initially in powder form; you stir them up z. B. in white spirit or xylene and adds polar agents, e.g. an alcohol or to this suspension Acetone, whereupon swelling or gelation occurs. This mass is then with the paint, the The binder and the powdery fillers are intimately mixed. As powder fillers come z. B. mica or quartz powder in question; Titanium dioxide is preferred, that of the rest of the mass in a ratio of about 2: 1 can be added.

Die Erfindung sei an Hand der Fig. 1 bis 6 erläutert. The invention will be explained with reference to FIGS.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Ausgangsplatte bezeichnet, die aus einer Trägerplatte, z.B. aus Aluminium, und einer aufgedampften Selenschicht besteht. Die Selenschicht ist zum Betrachter hin gerichtet. Neben der zu bedruckenden Ausgangsplatte ist eine Druckform 2 angeordnet, die mit einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten Löchern 3 versehen ist. Auf die Druckform 2 wird aus einem nicht dargestellten Vorrat durch eine hin- und herlaufende Gummiwalze 4 eine Lackschicht übertragen. Diese Lackschicht wird von einer weiteren Gummiwalze 5 aufgenommen und auf die Halbleiterschicht der Ausgangsplatte 1 umgedruckt. Der Druckvorgang wird so lange wiederholt, bis die Lackschicht auf der Ausgangsplatte 1 eine ausreichende Dicke von etwa 5 μ erreicht hat. Bei Verwendung eines pastenartigen Lackes der obengenannten Art können diese Druckvorgänge unmittelbar nacheinander durchgeführt werden. Die Gummiwalze 5 ist in gleicher Weise wie bei bekannten Papierdruckmaschinen so genau geführt, daß die Löcher der Lackschicht bei wiederholten Druckvorgängen immer an die gleichen Stellen der Ausgangsplatte 1 gelangen.In Fig. 1, 1 denotes an output plate, which consists of a carrier plate, e.g. made of aluminum, and a vapor-deposited selenium layer. The selenium layer is directed towards the viewer. Next to the base plate to be printed a printing forme 2 is arranged, which is provided with a plurality of regularly arranged holes 3 is. On the printing forme 2 is from a supply, not shown, by a reciprocating Rubber roller 4 transferred a layer of lacquer. This lacquer layer is covered by a further rubber roller 5 recorded and printed onto the semiconductor layer of the starting plate 1. The printing process is repeated until the layer of lacquer on the starting plate 1 has a sufficient thickness of about Has reached 5 μ. When using a paste-like varnish of the type mentioned above, these printing processes be carried out immediately one after the other. The rubber roller 5 is in the same way as so precisely performed in known paper printing machines that the holes in the lacquer layer were repeated Printing processes always arrive at the same points on the output plate 1.

Die Lackschicht wird nunmehr getrocknet; bei einem Lack der angegebenen Zusammensetzung genügt hierfür eine Lufttrocknung bei Zimmertemperatur, die etwa einen Tag dauert. Ein Schnitt durch eine Lochreihe der mit Lack bedruckten Ausgangsplatte 1 hat dann das in Fig. 2 dargestellte Aussehen. Hier ist mit la die Trägerplatte, mit 16 die Selenschicht bezeichnet; 6 ist die Lackschicht, 7 sind die von der Lackschicht unbedeckten Bereiche der Halbleiteroberfläche.The lacquer layer is now dried; In the case of a lacquer of the specified composition, air drying at room temperature, which takes about a day, is sufficient. A section through a row of holes in the starting plate 1 printed with lacquer then has the appearance shown in FIG. Here, the carrier plate is designated by la and the selenium layer by 16; 6 is the lacquer layer, 7 are the areas of the semiconductor surface that are not covered by the lacquer layer.

Auf die Lackschicht 6 wird dann eine Deckelektrodenschicht 8 (Fig. 3) aufgebracht; sie kann in bekannter Weise aus einer Zinn-Kadmium-Legierung bestehen und aufgespritzt werden. Die Deckelektrode 8 bildet mit der Selenschicht 16 nur an den Stellen 7 Kontakt. In diesem Zustand wird die Ausgangsplatte 1 als Ganzes den üblichen thermischen und/oder elektrischen Formiervorgängen unterworfen. A cover electrode layer 8 (FIG. 3) is then applied to the lacquer layer 6; she can in known way consist of a tin-cadmium alloy and are sprayed on. The top electrode 8 forms contact with the selenium layer 16 only at the points 7. In this state, the source disk becomes 1 subjected as a whole to the usual thermal and / or electrical forming processes.

Aus der so fertiggestellten großen Gleichrichterplatte werden nunmehr gemäß F i g. 4 Tabletten 9 ausgestanzt, die jeweils einen Kontaktbereich 7 enthalten. Ein Querschnitt durch eine solche Tablette ist in der Fig. 6 dargestellt. In dieser Figur ist mit la wieder die Trägerplatte, mit Ib die Selenschicht, mit 6 die Lackschicht und mit 8 die Deckelektrode bezeichnet. Die Deckelektrode 8 bildet mit der Selenschicht 16 nur über die kleine Fläche 7 Kontakt, während sie im übrigen gegen die Selenschicht durch die Lackschicht 6 elektrisch isoliert ist. Für die Gleichrichterwirkung der Tablette ist lediglich die Berührungsfläche 7 maßgebend.From the large rectifier plate completed in this way, according to FIG. 4 tablets 9 punched out, each containing a contact area 7. A cross section through such a tablet is shown in FIG. In this figure, the carrier plate is again denoted by la , the selenium layer with Ib , the lacquer layer with 6 and the cover electrode with 8. The cover electrode 8 forms contact with the selenium layer 16 only via the small area 7, while it is otherwise electrically insulated from the selenium layer by the lacquer layer 6. Only the contact surface 7 is decisive for the rectifying effect of the tablet.

Bisher wurde das Aufdrucken einer Lackschicht geschildert, die kreisförmige Löcher enthält. Stattdessen ist es auch möglich, Lackschichten aufzudrucken, die streifenförmige Flächen 10 der Selenschicht 16 frei lassen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Durch Ausstanzen aus einer derartigen Ausgangsplatte ergeben sich dann Tabletten 11 mit streifenförmigen aktiven Bereichen. Ein Schnitt durch eine derartige Tablette senkrecht zur Streifenrichtung hat dann ebenfalls das in Fig. 6 dargestellte Aussehen.So far, the printing of a lacquer layer containing circular holes has been described. Instead of this it is also possible to print layers of lacquer, the strip-shaped surfaces 10 of the selenium layer Leave 16 free, as shown in FIG. By punching out of such a starting plate tablets 11 then result with strip-shaped active areas. A cut through one Such a tablet perpendicular to the direction of the strip then also has the appearance shown in FIG.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-, insbesondere Selengleichrichter-Tabletten mit einer im Verhältnis zu ihrer Gesamtfläche kleinen aktiven Fläche, wobei die einzelnen Tabletten durch Zerteilen einer größeren, fertig beschichteten Ausgangsplatte gewonnen werden, die aus einer auf einer Trägerplatte aufgebrachten Halbleiterschicht mit einer darüber befindlichen Deckelektrode besteht und bei der sich zwischen der Halbleiterschicht und der Deckelektrode eine isolierende Lackschicht mit einer Vielzahl kleinerer, gleichmäßig über die Ausgangsplatte verteilter Durchbrüche befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschicht unter Verwendung eines Kunstharzlackes mit einem trocknenden Öl als Lösungs- oder Bindemittel und einem Zusatz von thixotropen Mitteln und pulverförmigen Füllstoffen auf die Halbleiteroberfläche aufgedruckt wird.1. Process for the production of semiconductor, in particular selenium rectifier tablets with an active area small in relation to its total area, with the individual tablets can be obtained by dividing a larger, finished coated starting plate, which from a semiconductor layer applied to a carrier plate with a cover electrode located above it exists and in which there is a insulating lacquer layer with a large number of smaller ones, evenly distributed over the starting plate Breakthroughs is, characterized in that the lacquer layer using a synthetic resin lacquer with a drying oil as a solvent or binder and an addition of thixotropic agents and powdery fillers is printed on the semiconductor surface. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff Titandioxyd verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that titanium dioxide is used as filler. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Aufdrucken der Lackschicht ein indirekter Druck nach Art des Offset-Druckes verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that that an indirect printing of the type of offset printing for printing the varnish layer is used. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 847 466, 886178;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1108331.Considered publications:
German Patent Nos. 847 466, 886178;
German interpretative document No. 1108331. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 509 738/299 11.65 © Bundesdruckerei Berlin509 738/299 11.65 © Bundesdruckerei Berlin
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