DE2307388A1

DE2307388A1 - Verfahren zur herstellung keramischer kondensatoren

Info

Publication number: DE2307388A1
Application number: DE19732307388
Authority: DE
Inventors: Hans Winkler
Original assignee: Stettner and Co
Current assignee: Stettner and Co
Priority date: 1973-02-15
Filing date: 1973-02-15
Publication date: 1974-08-29
Also published as: FR2217781A1; NL7401895A; ES423222A1; JPS49113152A; DD109764A5; IT1003389B; BE811066A; FR2217781B1

Description

Verfahren zur Herstellung keramischer Kondensatoren

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Kondensatoren, insbesondere Kleinkondensatoren, mit keramischen Grundkörpern als Elektrodenträgern. Die Fertigung solcher Kondensatoren mit ihren verschiedenen Schritten der Formung und des Brennens des keramischen Dielektrikums, der Aufbringung der Elektroden-Belebungen und der Anbringung der Anschlußelemente erfordert erhebliche Aufmerksamkeit und ziemlich umständliche Arbeitsschritte ο Die Schwierigkeiten werden umso größer, je kleiner die Abmessungen der Kondensatoren werden und je genauer infolgedessen die Bearbeitung dieser kleinen Teile zu erfolgen hat, um bestimmte geforderte Eigenschaften der Erzeugnisse zu erreichen. Hinzu kommt der Wunsch, nach Möglichkeit den Fertigungsvorgang weitgehend automatisch in Massenproduktion durchführen zu können, ohne daß eine wesentliche Ausschußrate entsteht β

409835/0435

_ 2 —

So ist es ζ.Bο aus der deutschen Patentschrift Kahla Fr. 588 bekannt, dünnwandige keramische Rohre im Strangpreßverfahren herzustellen, "bei der Anbringung der Belegungen aber nur die Anschlußstellen bis zum Ende durchzuführen und dort Kappenelektroden aufzusetzen; ein Verfahren, welches erhebliche Aufmerksamkeit erfordert und sich für automatische Massenfertigung nicht eignet«.

Es ist weiter aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift TeIefunken Nr₀ 1 996 588 bekannt, kleine Kondensatoren großer Kapazität in der Weise herzustellen, daß keramische Röhrchen, die im Tauchverfahren auf ihrer gesamten Oberfläche mit Einbausilber überzogen wurden, in die einzelnen kleinen Dielektriken aufgetrennt werden, wobei recht komplizierte Trennmethoden mit Sägegattern und dergleichen angewendet werden mußten. Denn es war dabei wichtig, daß beim Trennen die Schnittflächen nicht mit Leitsilber verschmiert wurden. Auch diese Methode war somit für automatische Fertigung kleiner Einzelkondensatoren nicht geeignet«

Schließlich hat man bereits in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung Stettner P 22 38 594.0 vorgeschlagen, bei der Herstellung von Mehrfach-Durchführungskondensatoren, die fertig

O/ O · /

/.09835/0435

geformten gebrannten keramischen Dielektrikumskörper auf ihrer ganzen Oberfläche mit einer Metallbelegung zu versehen und diese dann durch teilweises Abschleifen in die Innen- und Außenbeläge aufzutrennen. Ein Hinweis auf Verwertbarkeit dieses Vorschlages auf andere Kondensatoren als die dort behandelten Mehrfach-Durchführungskondensatoren war.aber nicht gegeben.

Ziel der Erfindung ist es, unter Vermeidung der bei den vorstehend genannten bekannten Verfahren auftretenden Schwierigkeiten und unter Erweiterung des Anwendungsgebietes des aufgeführten Vorschlages aus der nicht vorveröffentlichten eigenen Voranmeldung, die Herstellung keramischer Kondensatoren so zu vereinfachen und zu verbessern, daß mit einem Mindestmaß an menschlicher Arbeit und an Ausschuß die Kondensatorteile in der jeweils gewünschten Größe und den geforderten elektrischen Werten mit den Methoden moderner Massenfertigung ohne Nacharbeiten billig einwandfrei montagefertig hergestellt werden.

Zu diesem Zweck wird für die Herstellung von Kondensatoren, insbesondere Kleinkondensatoren, mit keramischen Grundkörpern als Elektrodenträger - mit Ausnahme von Mehrfaeh-Durchführungskondensatoren nach der Patentanmeldung P 22 38 594-ο0 - erfindungsgemäß der gesamte Grundkörper sowohl an den für die Elektroden vorgesehenen Stellen, als auch an den dem Punkt ions zweck des

409835/0435

Kondensators nicht dienenden, ohnehin vorhandenen oder zusätzlich an äußeren, dem Angriff von Schleifmitteln leicht zugänglichen Stellen seiner Oberfläche bei der keramischen Formgebung angebrachten JOrmelementen, mit einem chemisch erzeugten, gegebenenfalls galvanisch und/oder durch Tauchverzinnung verstärkten Metallbelag versehen, der dann durch Abschleifen an den genannten, dem Bmkti ons zweck des Kondensators nicht dienenden Stellen in zwei voneinander isolierte Teilbeläge aufgetrennt wird, welche den kapazitätsbestimmenden Teil des G-esamtbelages bilden.

Auf diese Weise ist es möglich, mit den bei automatischer Massenfertigung angewandten Mitteln des Auftrennens des Gesamtbelages in die beiden Teilelektrodenteile ohne wesentliche Handarbeit durchzuführen. Das geschilderte Verfahren kann auf die Herstellung der verschiedensten Arten von Kondensatoren angewandt werden, z«B. für Einzel-Rohrkondensatoren, bei denen die Belagtrennung durch Abschleifen der beiden Stirnseiten erfolgt} bei Mehrrohrkondensatoren, bei denen die Innen- und Außenelektroden ebenfalls durch Abschleifen der Stirnfläche getrennt werden, so daß sich eine Anordnung von Einzelkondensatoren mit gemeinsamer Außenelektrode ergibt; bei Plattenkondensatoren mit versenkten Elektrodenbelägen, bei denen ein Ab-

409835/043S

schleifen der Randwülste zur Trennung des Gesamtbelages erfolgt j bei flachen glatten Scheibenkondensatoren, bei denen die Trennung des Gesamtbelages durch spitzenloses Abschleifen an der gemeinsamen Mantelfläche der zu mehreren zusammengespannten Einzelplättchen erfolgt; bei Scheibenkondensatoren mit ein- oder zweiseitigen Randwülsten, an denen die Belagtrennung vorgenommen wird; an Schichtrotoren für Trimmerkondensatoren usf₀

Demgemäß dienen also gegebenenfalls als für die Belagtrennung abzuschleifende zusätzliche Formelemente eines plattenförmigen keramischen Grundkörpers Randwülste, die auf beiden Plattenseiten den Elektrodenbelag überragen und entweder an beiden oder an einer der Plattenseiten oder an der Kantelseite abgeschliffen werden. Diese Randwülste können dabei Trapezgestalt haben.

Einige Ausführungsbeispiele der Belagauftrennung durch Schleifen nach der Erfindung werden anhand der Zeichnungen beschrieben, welche jeweils die verschiedenen Arbeitsphasen des Verfahrens veranschaulichen. Es zeigen

Figo 1 bis 6 Achsschnitte und Aufsichten eines Durchführungskondensators, scheibenförmig er Gesxalt,

409835/0435

Figo 7 "bis 32 entsprechende Darstellungen weiterer Arten von

Kleinkondensatoren,

Fig. 33 "bis 38 entsprechende Darstellungen der Rotorscheibe

eines Trimmerkondensators,

Pig. 39 der zugehörige vollständige Trimmerkondensator

im Achsschnitt,

Fig₀ 40 Aufsicht des Keramikkörpers eines Ziui'ach-Rohr-

kondensators mit Anschlußrilie, unnerallisiert,

pig. 41 Achsschnitt desselben Kondensators, fertig montiert,

Figo 42 bis 48 mehrere Arten von liehrrohr-kondensat-ren. mit

Anschluiisrillen ir. verschiedenen Stauen der Fertigung, teils in Aufsicht, teils in Acasschnitto

Der scheibenförmige Durc^funruni/skorLäensaTor nac^ den figuren

1 bis 6 besteht aus einen Keramikkörper 1 :.;it einer ;:it;telbohrui.j 6, -.eiche ar. der Oberseire ir. zwei s/ogcsvafte ,--rsenkungen

2 '^.no. 5 mündet ο Diese Versenkungen dienen dazu, oeiu _i:"-iilüten des Z3-irchführuni;sleiters der Lö-verbindung bessere ..^.itbarkeit

ο/ ο ο

409835/0435

BAD ORIGINAL

zu geben: Die Figuren 1 und 2 zeigen den nicht-metallisierten Keramikkörper. Die Figuren 3 und 4 zeigen den auf seiner gesamten inneren und äußeren Oberfläche mit einem Metallüberzug versehenen Keramikkörper. Die Figuren 5 und 6 schließlich zeigen, wie die Metallisierung oben und unten abgeschliffen ist, so daß der vorherige Gesamtmetallbelag durch dies Schleifen in zwei Elektrodenbeläge aufgeteilt ist: Einmal in den inneren Belag in den Versenkungen 2 und 3 sowie in der Mittelbohrung 6, und außerdem in den äußeren Restbelag 5ο Getrennt sind diese beiden Elektrodenteile durch die obere metallfrei geschliffene Ringfläche 7 und durch die untere metallfrei geschliffene Keramikfläche 8 *

Entsprechende Darstellungen der verschiedenen Phasen der Fertigung zeigt für einen rohrförmigen Durchführungskondensator die nächste Bildergruppe: Die Figuren 7 und 8 stellen den Keramikkörper 9 mit den versenkten Mündungen 10 und 11 der Mittelbohrung dar. Die Figuren 9 und 10 zeigen denselben Körper, der vollständig innen und außen mit einem Metallbelag 12 versehen ist. Die Figuren 11 und 12 zeigen den fertig geschliffenen Durchführungskondensator-Körper, von welchem oben und unten der Metallbelag abgeschliffen ist» Verblieben ist der äußere Belag 13 und der innere Belag 14c Diese beiden Elektrodenteile sind

40983B/0435

voneinander getrennt durch die freigeschliffenen Flächen 15 oben und 16 unten»

Der scheibenförmige Trapezkondensator nach den Figuren 13 bis 18 besitzt Randwülste, bei denen die Belagtrennung durch. Abschleifen auf beiden Seiten erfolgt, ohne daß der kapazitätsbestimniende Belag auf den inneren Flächen entfernt wird« Die Figuren 13 und 14 zeigen den zunächst unbelegten Keramikkörper 17 mit einer oberen Einsenkung 18 und einer unteren Einsenkung 19e Die Figuren 15 und 16 zeigen denselben Körper mit einem vollständigen Metallbelag 20 überzogen, und die Figuren 17 und 18 zeigen, wie nach dem Abschleifen oben und unten an den Randwülsten bei 24 und 25 belagfreie Ringflächen entstanden sind, durch welche die kapazitätsbestimmenden Beläge auf den versenkten Flächen bei 22 und 23 erhalten geblieben sind, während der gemeinsame Außenbelag 21 auf der nicht-geschliffenen Zylindermantelfläche stehen geblieben ist«

Die Figuren 19 bis 24 zeigen einen Perlkondensator, dessen Keramikkörper 26 in den Figuren 19 und 20 noch unbelegt ist, während er in den Figuren 21 und 22 vollkommen mit dem Metallbelag 27 eingehüllt ist„ Schleift man nun die Zylinderflächen 28 ab, so bleiben die beiden Beläge an den Stirnseiten 27, die in den Figuren 23 und 24 zu sehen sindο

409835/0435

— Q —

V/eitere Ausführungsformen zeigen die rundscheibenförmigen Kondensatoren der Figuren 25 und 26, die einen Keramikkörper 29 haben, welcher oben und unten mit Einsenkungen 30 und 31 ausgerüstet ist. Zunächst wird der gesamte Keramikkörper metallisiert und dann werden entweder oben und unten, wie in Figo 25 gezeigt, oder nur an einer Seite, wie in Fig. 26 gezeigt, die Stirnflächen abgeschliffen. Dabei werden in Fig. 25 die Metallbelegungen 33 und 34 in den beiderseitigen Einsenkungen und aui3erdem die rings auf der zylindrischen Fläche verlaufende äußere Metallisierung 32 unbeschädigt gelassen. Die Kondensatorbelaggruppen sind getrennt durch die äußeren abgeschliffenen Ringflächen 35 und 36. Die Fig. 26 zeigt eine ähnliche Darstellung, bei der jedoch nur oben das Abschleifen tier zunächst vollständigen Metallisierung erfolgt ist, sodaß in diesem Falle die eine Elektrodengruppe aus dem zylindrischen Metallisierungsteil 37 und dem Belag in der unteren Einsenkung 31 besteht, während die einzige Gegenelektrode 33 in der oberen Versenkung liegt„ Getrennt werden diese beiden Gruppen durch den abgeschliffenen Ringrand 35 ο

Der würfelförmige Kondensator nach den Figuren 27 tois 32 besteht aus einem Keramikkörper 38, welcher auf drei Flächen Sinsenkunfi;en oaer Rillen enthält: _)ie Rille 39 zum Anlöten eines An-

A09835/0435

Schlusses und die Rillen 40 und 41 zum Anbringen von Halterungen, vergleiche Figuren 27 und 28, Die Figuren 29 und 30 zeigen -die vollständige Metallisierung dieses Körpers durch einen Metallb'elag 42, und die Figuren 31 und 32 zeig"en diesen zunächst gemeinsamen Belag 42 aufgetrennt in Elektrode und Gegenelektrode 43 und 44. Die Auftrennung erfolgt durch Abschleifen des Metalles an den Grundflächen 45 und 46 sowie durch Abschleifen der Schrägflächen 47 und 48„

Die bisher gezeigten Kleinkondensatoren können sehr einfach in geringsten Abmessungen hergestellt werden, z.B. der scheibenförmige Durchführungskondensator nach den Figuren 1 bis 6 als Scheibchen von 5 mm Durchmesser und die Perlkondensatoren nach den Figuren 19 bis 24 als kleine Zylinder mit einem Durchmesser von 2

Die Figuren 33 bis 39 zeigen einen Trimmerkondensator, und zwar zunächst die Rotorscheibe mit dem Dielektrikum 49, der keramischen Stützscheibe 50 und der halbkreisförmigen, metallischen Zwischenschicht 51« Diese in den Figuren 33 und 34 noch belagfreie Scheibe wird dann auf ihrer gesamten Oberfläche einschließlich der Mittelbohrung allseitig mit einem Metallbelag 52 versehen, wie in Figuren 35 und 36 gezeigt ist» Dann wird die Ober-

O J O O

409835/0435

seite des Scheibchens metallfrei abgeschliffen, und es verbleibt dort die nackte Dielektrikumsscheibe 54, deren Wandstärke zur Erhöhung der Kapazität gegenüber der ursprünglichen Abmessung der Scheibe 49 noch vermindert worden ist. Auch die äußeren Zylinderflächen 55 werden abgeschliffen, sodaß der Metallbelag dann nur auf der Unterseite bei 53 verbleibt»

Eine solche Rotorscheibe wird in dem Trimmer nach Pig» 39 verwendet. Dort ist der Stator 57 von der Rotorachse 56 durchsetzte Der Statoranschluß erfolgt bei 58, und eine Tellerfeder 59 mit Beilegscheibe 60 sichert den festen Sitz des Rotoranschlusses 61.

Die Figuren 40 bis 41 zeigen einen Einfach-Rohrkondensator in verschiedenen Stadien der Fertigung: Während die Fig. 40 den uhmetallisierten Keramikkörper mit linker Anschlußrille zeigt, stellt die Fig. 41 im Achsschnitt den fertigen Kondensator dar„ Der Keramikkörper wurde dabei zunächst wiederum allseitig metallisiert und dann durch Abschleifen der oberen und unteren Fläche in zwei Elektroden aufgeteilt. Die Anschlüsse sind einerseits im inneren Durchführungsloch und andererseits in der äußeren Anschlußrille eingelötet«, Die Figuren 42 bis 45 zeigen einen Doppeltrohrkondensator mit zwei Anschlußrillen, zunächst

409835/0435

im Achsschnitt, Figo 42,und in Aufsicht, Pig. 43, vollständig metallisiert, und anschließend dann in den nächsten Fertigungsstadien mit durch Abschleifen der oberen und unteren Grundfläche aufgetrennten Elektroden, Fig. 44_fund mit angelöteten Anschlusses, Fig. 45ο

Die Figo 46 zeigt einen 8-Rohrkondensator mit vier Anschlußrillen, zunächst noch ohne Metallisierung_o

Die Figuren 47 und 48 zeigen einen 4-Rohrkondensator mit zwei Anschlußrillen, "bei dem die Innenbeläge durch Wanddurchbrüche miteinander verbunden sind: Figo 47 zeigt in Aufsicht den Kondensator mit den beiden angelöteten Anschlüssen und die Fig. denselben Kondensator im Achsschnitt, ebenfalls mit einem Anschluß an dem gemeinsamen Innenbelag und einem Anschluß am
Außenbelag.

Patentansprüche;

409835/0435

Claims

-13-Patentansprüche

erfahren zur Herstellung von Kondensatoren, insbesondere Kleinkondensatoren, mit keramischen Grundkörpern als Elektrodenträger - mit Ausnahme von Mehrfach-Durchführungskondensatoren nach Patentanmeldung P 22 38 594«0 - , dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Grundkörper sowohl an den für die Elektroden vorgesehenen Stellen, als auch an den, dem Funktionszweck des Kondensators nicht dienenden, ohnehin vorhandenen oder zusätzlich an äußeren, dem Angriff von Schleifmitteln leicht zugänglichen Stellen seiner Oberfläche "bei der keramischen Formgebung angebrachten Formelementen, mit einem chemisch erzeugten, gegebenenfalls galvanisch und/oder durch Tauchverzinnung verstärkten Metallbelag versehen wird, der dann durch Abschleifen an den genannten, dem Funktionszweck des Kondensators nicht dienenden Stellen in zwei voneinander isolierte Teilbeläge aufgetrennt wird, welche den kapazitätsbestimmenden Teil des Gesamtbelages bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als für die Belagtrennung abzuschleifende zusätzliche Formelemente eines plattenförmigen keramischen Grundkörpers Rand—

a/ · ο

409835/0435

-.14-

wülste dienen, die auf beiden Plattenseiten den Elektrodenbelag überragen und entweder an beiden oder an einer der Plattenseiten oder an der Mantelseite abgeschliffen werden,,

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Belagtrennung eines plattenförmigen Grundkörpers abzuschleifenden Randwülste Trapezgestalt haben.

4ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Belagtrennung abzuschleifenden Stellen eines glatten Scheibenkondensators die Mantelflächen darstellen,,

5· Verfahren nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß ein ganzes Paket der mit dem Metallbelag versehenen •Kondensatoracheiben in zusammengespanntem Zustand spitzenlos an ihren Mantelflächen gemeinsam abgeschliffen werden»

409835/0435