DE1298629B

DE1298629B - Elektrischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1298629B
Application number: DEST23264A
Authority: DE
Inventors: Hellicar Norman Joseph
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1964-01-31
Filing date: 1965-01-27
Publication date: 1969-07-03
Also published as: NL6501284A; GB1044444A; BE659093A; US3325699A; CH424991A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen körpers ist aber umständlich und zudem mit hohem Kondensator mit einem porösen, den einen Belag Verlust an Raumkapazität verbunden, bildenden, elektrisch leitenden Körper, dessen innere Gemäß der Erfindung werden alle diese Mängel

und äußere Oberfläche bis auf einen Bereich an bei einem elektrischen Kondensator der eingangs ereinem Ende des Körpers, an dem eine Stromzufüh- 5 wähnten Art dadurch vermieden, daß der poröse rung angelötet ist, mit einem Dielektrikum über- Belagkörper an dem nicht mit dem Dielektrikum bezogen ist, und einem auf dem Dielektrikum befind- deckten Ende mit einer elektrisch leitenden Anlichen Gegenbelag aus festem Material, der ebenfalls schlußschicht bedeckt ist, an der die Stromzuführung mit einer Stromzuführung in Verbindung steht. Fer- angelötet ist und daß der das Dielektrikum bener betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Her- io deckende Gegenbelag und die Anschlußschicht durch stellung eines solchen elektrischen Kondensators. eine dazwischenliegende elektrisch isolierende Imprä-

Bei einem elektrischen Kondensator dieser Bauart gnierschicht voneinander getrennt sind, ist der poröse, den einen Belag bildende Körper aus Durch die Erfindung wird ein einwandfreier elek-

miteinander verpreßten oder zusammengesinterten irischer Kontakt zwischen Belagkörper und Strom-Metallkörpern oder dadurch hergestellt, daß aus einer 15 zuführung gebildet, da die Kontaktierung nicht verzu einem Körper geformten Metallegierung ein Legie- mittels Metallbrücken zwischen den Teilchen des rungsbestandteil herausgelöst ist, während der auf Belagkörpers und der Stromzuführung, sondern dem Dielektrikum befindliche Gegenbelag aus einem durch eine elektrisch leitende Schicht bewerkstelligt die Poren des porösen Belagkörpers ausfüllenden ist. Eine Verminderung der Porosität des Belagkör-Metall besteht (USA.-Patentschrift 2 299 228). Die- ao pers und der Raumkapazität des Kondensators tritt ser das Dielektrikum bedeckende Gegenbelag ist bei hierbei nicht ein. Die Herstellung der Kontaktierung einer anderen Ausführungsform eines elektrischen ist zudem besonders einfach durchzuführen, wie nun-Kondensators von einer halbleitenden Verbindung, mehr an Hand der Zeichnung erläutert werden soll, z. B. einem Oxyd, gebildet, das mit dem Dielektri- in der ein elektrischer Kondensator gemäß der Erfinkum in der Weise zusammenwirkt, daß elektrische 25 dung in teilweise geschnittener Ansicht schematisch Durchschläge im Dielektrikum beim Betrieb des Kon- dargestellt ist. Die Zeichnung betrifft ein bevorzugtes densators mit Gleichspannung von selbst ausheilen Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es auch in (französische Patentschrift 1214 984). Als besonders den Unteransprüchen gekennzeichnet ist. geeignet haben sich elektrische Kondensatoren mit Der Belagkörper 1 enthält einen elektrisch leiten-

einem Belagkörper aus einer halbleitend gemachten 30 den Kern 2, der aus kugelförmigen Körnern so her-Keramik erwiesen, die dadurch hergestellt sind, daß gestellt ist, daß Poren 3 zwischen den Körnern entern Körnerpräparat aus keramischem Material hoher stehen. Die inneren und äußeren Oberflächen des Dielektrizitätskonstante zu einem porösen Körper ge- Kernes 2 sind mit einem zusammenhängenden, einsintert und dann chemisch reduziert wird, um das heitlichen, dielektrischen Überzug 4 versehen. An keramische Material elektrisch leitfähig zu machen 35 einem Teil 5 des porösen Kernes 2 ist die Oberflä- und daraufhin der so erhaltene Körper durch Re- chenschicht mit festem Isoliermaterial 6 imprägniert, Oxydation seiner Oberflächenschicht einen dielektri- beispielsweise mit Siliconkautschuk. Die übrige Oberschen Überzug erhält (deutsche Auslegeschrift fläche weist auf der dielektrischen Schicht 4 einen 1127 478). Überzug aus elektrisch leitendem Material 7 auf. Der

Bei den bekannten Kondensatoren der vorerwähn- 40 Teil 5 der Oberflächenschicht wurde an der Stirnten Art besteht das Problem, auf möglichst einfache seite des Körpers 1 so abgeschliffen, daß der elek- und billige Weise den porösen Belagkörper mit einem irisch leitende Kern 2 des Körpers freiliegt. Dieser elektrischen Anschluß zu versehen, der in einwand- Kern ist mit einer Anschlußschicht 8 kontaktiert, die freiem Kontakt mit dem Belagkörper steht. Die be- durch das Isoliermaterial 6 von dem elektrisch leitenkannte Lösung, die Stromzuführung in den Belag- 45 den Material 7 elektrisch isoliert ist. Die Materialkörper einzubetten (USA.-Patentschrift 2 299 228, schicht 7 dient als Gegenbelag des Kondensators. Es französische Patentschrift 1 214 984), hat gezeigt, daß ist zweckmäßig, zur Herstellung einer äußeren elekein auf diesem Weg hergestellter Anschluß häufig irischen Verbindung auf diesen Gegenbelag eine weikeinen einwandfreien elektrischen Kontakt zwischen tere elektrisch leitende Schicht 9 aufzubringen. Mit dem Belagkörper und dem Anschluß gewährleistet. 50 dieser Schicht9 und der leitenden Schichte sind Die Ursache hierfür ist wahrscheinlich in Auswir- elektrische Stromzuführungen 10, 11 durch Löten kungen der Formierung zu sehen. Es wird vermutet, verbunden. Der gesamte Körper ist schließlich mit daß hierbei die nur in geringer Zahl und Stärke vor- dem Material 12 dicht umhüllt, handenen Metallbrücken zwischen den Teilchen des Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Ver-

Belagkörpers und der Stromzuführung größtenteils 55 fahrens zur Herstellung eines Kondensators nach der oder vollkommen oxydiert werden. Zwar ist es auch Erfindung wird ein Körnerpräparat aus keramischem bekannt, die Stromzuführung an dem fertigen Belag- Material hoher Dielektrizitätskonstante zu dem porökörper nachträglich durch Löten oder Schweißen zu sen Kern 2 gesintert und dann chemisch reduziert, befestigen (USA.-Patentschrift 2 299 228), jedoch um das keramische Material elektrisch leitfähig zu wird hierbei die Porosität des Elektrodenkörpers un- 60 machen. Der dielektrische Überzug 4 wird durch Renötig vermindert. Ferner ist es bekannt, zur Kon- Oxydation der Oberflächenschicht des keramischen taktierung des Belagkörpers den oberen Teil dieses Materials gebildet. Zur Imprägnierung des Teils 5 Körpers mit einer nicht sperrenden Metallschicht zu der Oberflächenschicht mit isolierendem Material überziehen (deutsche Auslegeschrift 1127 478). Hier- wird der Körper 1 mit einem Ende bis zur erforderzu darf jedoch nur ein Belagkörper verwendet wer- 65 liehen Tiefe in ein Bad eingetaucht, das Siliconden, der lediglich in seinem unteren Teil porös ge- kautschuk und einen Katalysator enthält, und dann staltet ist, um Kurzschlüsse zwischen den Belägen auf sein nichtimprägniertes Ende gestellt, damit das zu vermeiden. Die Herstellung eines solchen Belag- Imprägniermittel an Luft bei Zimmertemperatur aus-

härten kann. Nach dem Aushärten wird der Körper 1 nach einem Verfahren imprägniert, das bei der Herstellung von Tantalfestkondensatoren angewendet wird. Hiernach wird der Körper 1 mit halbleitendem Mangandioxyd überzogen, das als Gegenbelag 7 und zum Ausheilen elektrischer Durchschläge im Dielektrikum dient, wenn der Kondensator gepolt ist.

Die elektrisch leitenden Schichten 8 und 9 werden durch gleichzeitiges Aufdampfen von Chrom und Silber in einer Vakuumapparatur hergestellt. Erforderlichenfalls wird auf die aufgedampften Chrom-Silber-Schichten 8,9 ein Überzug von kolloidalem Silber aufgebracht. An Stelle der Chrom-Silber-Überzüge können aber auch solche aus Aluminium, Nickel, Kupfer oder Gold durch Aufdampfen oder Aufstäuben hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche: 20

1. Elektrischer Kondensator mit einem porösen, den einen Belag bildenden, elektrisch leitenden Körper, dessen innere und äußere Oberfläche bis auf einen Bereich an einem Ende des Körpers, an dem eine Stromzuführung angelötet ist, mit einem Dielektrikum überzogen ist, und einem auf dem Dielektrikum befindlichen Gegenbelag aus festem Material, der ebenfalls mit einer Stromzuführung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Belagkörper (1) an dem nicht mit dem Dielektrikum (4) bedeckten Ende (5) mit einer elektrisch leitenden Anschlußschicht (8) bedeckt ist, an der die Stromzuführung (10) angelötet ist, und daß der das Dielektrikum bedeckende Gegenbelag (7) und die Anschlußschicht (8) durch eine dazwischenliegende, elektrisch isolierende Imprägnierschicht (6) voneinander getrennt sind.

2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Belagkörper (1) aus kugelförmigen Körnern aufgebaut ist, das Dielektrikum (4) auf den Körnern aus einem Oxyd und die das Dielektrikum teilweise bedeckende elektrisch leitende Schicht (7) aus einem halbleitenden Oxyd besteht, das mit dem Dielektrikum in der bekannten Weise zusammenwirkt, daß elektrische Durchschläge im Dielektrikum beim Betrieb des Kondensators mit Gleichspannung von selbst ausheilen.

3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Imprägnierschicht (6) aus Siliconkautschuk besteht.

4. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Herstellen der Imprägnierschicht (6) ein Teil der Oberflächenschicht des Belagkörpers (1) bis zum Freilegen seines elektrisch leitenden Kernes (2) entfernt wird und daß dann der freigelegte Teil mit einer Metallschicht (8) versehen wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körnerpräparat aus keramischem Material hoher Dielektrizitätskonstante zu einem porösen Körper (1) gesintert und dann chemisch reduziert wird, um das keramische Material elektrisch leitfähig zu machen, daß dann der so erhaltene Körper durch Reoxydation seiner Oberflächenschichten einen dielektrischen Überzug (4) erhält, daß der Körper (1) hierauf bis zur erforderlichen Tiefe in eih Imprägnierbad eingetaucht wird, das Siliconkautschuk und einen Katalysator enthält, daß nach dem Aushärten des Imprägniermittels an Luft bei Zimmertemperatur der nichtimprägnierte Teil des Körpers mit halbleitendem Mangandioxyd (7) nach einem bekannten Verfahren überzogen wird, daß ein Teil (5) der imprägnierten Oberflächenschicht (6) des porösen Körpers so weit abgeschliffen wird, bis der elektrisch leitende Kern (2) des porösen Körpers freigelegt ist, daß dieser Kern mit einer Chorm-Silber-Schicht (8) durch Aufdampfen und gegebenenfalls mit einer weiteren Schicht (9) aus kolloidalem Silber versehen wird, daß die halbleitende Mangandioxydschicht, die durch den stehen gebliebenen Teil der Imprägnierschicht von der Chrom-Silber-Schicht bzw. Silberschicht elektrisch isoliert ist, mit ebensolchen Schichten überzogen wird, daß an diese Schichten elektrische Stromzuführungen (10, 11) angelötet werden und daß schließlich der gesamte Kondensatorkörper mit einer Umhüllung (12) versehen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen