DE3224959A1 - IMPROVED CERAMIC CAPACITOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
IMPROVED CERAMIC CAPACITOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOFInfo
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Description
Verbesserter Keramikkondensator und Verfahren zu seiner HerstellungImproved Ceramic Capacitor and Process for Its Manufacture
Die Erfindung bezieht sich auf Keramikkondensatoren und betrifft insbesondere einen verbesserten Keramikkondensator und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf ein neuartiges Verfahren zum Abschluß eines gebrannten Keramikkondensators und auf den sich daraus ergebenden verbesserten Kondensator.The invention relates to ceramic capacitors and, more particularly, relates to an improved ceramic capacitor and a method for its production. The invention relates in particular to a novel one Method for completing a ceramic fired capacitor and on those resulting therefrom improved capacitor.
Die Herstellung von Keramikkondensatoren wird allgemein in den US-Patentschriften 3,ooA,197 und 3,235,939 beschrieben.The manufacture of ceramic capacitors is generally described in U.S. Patents 3, 00A, 197 and 3,235,939 described.
Im allgemeinen umfaßt ein solches Verfahren die Herstellung mindestens einer Lage ungebrannter Keramik, die im wesentlichen Keramikpulver in einem organischen Bindemittel enthält. Auf die Lagen wird durch Siebdruck oder ein ähnliches Verfahren Tinte aufgedruckt, die gegen Zerfall bei hohen Temperaturen widerstandsfähige Metallpartikel enthält. Eine Vielzahl dieser Lagen wird aufeinandergestapelt, wobei sich die bedruckten oder die Elektroden bildenden Bereiche in bedingter Gleichzeiligkeit befinden. Die übereinandergestapelten Lagen werden dann so in unstetige Stufen entlang von Trennungslinien geschnitten, daß die Stufen gegeneinander versetzte Elektrodenlagen an entgegengesetzten Kantenrändern freilegen.In general, such a process comprises the manufacture of at least one layer of unfired ceramic, which essentially contains ceramic powder in an organic binder. The layers are screen printed or a similar process is printed with ink that is resistant to decay at high temperatures Contains metal particles. A large number of these layers are stacked on top of one another, the printed ones or the areas forming the electrodes are in conditional simultaneity. The stacked ones Layers are then cut in discontinuous steps along parting lines so that the steps expose mutually offset electrode layers on opposite edge edges.
Die Stufen werden als nächstes eine Zeitlang auf eine erste Temperatur erhitzt, die ausreicht, um die organischen Bindemittel abzubrennen. Die Erhitzung wird dann bei höherer Temperatur fortgesetzt, um die Keramik zu brennen und damit die Elektrodendruckbereiche leitende Metallelektroden zwischen den Keramiklagen bilden.The stages are next heated for a period of time to a first temperature sufficient to keep the organic Burn off binder. Heating is then continued at a higher temperature around the ceramic to burn and thus form the electrode pressure areas conductive metal electrodes between the ceramic layers.
Die sich daraus ergebenden Keramikkondensatorsubkomponenten müssen jetzt abgeschlossen werden, d. h. eine leitende Verbindung muß zwischen den Kanten der verschiedenen Elektrodenlagen, die an den entgegengesetzten Rändern der Kondensatorvorform freiliegen, bewirkt werden.The resulting ceramic capacitor subcomponents need to be completed now, d. H. A conductive connection must be made between the edges of the different electrode layers exposed on the opposite edges of the capacitor preform, be effected.
Bisher wurden solche Verbindungen dadurch bewirkt, daß eine Silber enthaltende Paste auf die entsprechenden Ränder aufgetragen und der Kondensator erhitzt wurde, damit das Silber sinterte, wobei die Elektroden an den entsprechenden Rändern miteinander verbunden wurden.Heretofore, such compounds were effected by applying a paste containing silver to the corresponding Edges were applied and the capacitor was heated so that the silver sintered, leaving the electrodes have been connected to each other at the corresponding edges.
In einigen Fällen werden Zuleitungen an die Silberabschlüsse angelötet. Es ist jedoch typischer, besonders bei Kondensatoren geringen Werts, die Kondensatoren mit einer schützenden Isolierschicht in allen Bereichen, mit Ausnahme des Abschlusses, zu umgeben und sie zur Verwendung in diesem Zustand zu versenden.In some cases leads are soldered to the silver terminations. However, it is more typical, special in the case of capacitors of low value, the capacitors with a protective insulating layer in all Areas other than the termination and ship them for use in this state.
Unverkennbar sind die Kosten für solche zuleitungslosen Kondensatoren mit Silberabschluß wesentlichThe cost of such leadless capacitors with silver termination is unmistakable
höher geworden, weil beträchtliche Mengen von Silber für den Abschluß verwendet werden müssen. Die ίincreased because of the need to use significant amounts of silver for the completion. The ί
Kondensatoren mit Silberabschluß sind weiterhin jSilver-terminated capacitors are still j
dadurch unvorteilhaft, daß, wenn eine gelötete Ver- :disadvantageous in that, if a soldered connection:
bindung zum Silberabschluß hergestellt wird, dasbond to the silver termination is established, the
Silber sich leicht auflöst und in die Blei-Zinn- !Silver dissolves easily and in the lead-tin!
Legierung des Lötmittels fließt. Wenn das Löten ιAlloy of solder flows. When the soldering ι
nicht sorgfältig durchgeführt wird, kann das Silber der Abschlußverbindung so vollständig in das Lötmittel fließen, daß es teilweise oder vollständig den elektrischen Kontakt mit den Elektrodenlagen verliert.If not done carefully, the silver of the termination connection can so completely sink into the solder flow that it partially or completely loses electrical contact with the electrode layers.
Ein weiterer Nachteil von konventionell abgeschlossenen Keramikkondensatoren besteht darin, daß der Silberabschluß von geringem konstruktiven Wert für die Verstärkung des Kondensators gegen Schichtspaltung ist, da das Silber nur oder im wesentlichen an den Elektrodenmaterialien selbst und nicht an der Keramik haftet.Another disadvantage of conventionally terminated ceramic capacitors is that the silver termination of little constructive value for the reinforcement of the capacitor against delamination is because the silver is only or essentially on the electrode materials themselves and not on the Ceramic sticks.
Um ein Maß an Verstärkungswirkung zu schaffen, können bestimmte Silberabschlußpasten Material aus Glasfritten enthalten, die eine gewisse Verbindung zur Keramik schaffen. Die Verwendung von Glasfritten verursacht jedoch andere Schwierigkeiten und Herstellungskomplikationen einschließlich des Erfordernisses, die Einheiten auf eine Temperatur zu erhitzen, die genügend hoch ist, um die Frittkomponente der Silberpaste zu schmelzen. Zusätzlich zu dem hohen Energieverbrauch erhöhen die hohen TemperaturerfordernisseTo create a level of reinforcement, you can Certain silver finishing pastes contain glass frit material that has a certain connection to the Create ceramics. The use of glass frits, however, creates other difficulties and manufacturing complications including the need to heat the units to a temperature high enough to cause the frying component of the silver paste to melt. In addition to the high energy consumption, the high temperature requirements increase
des Verfahrens auch die Möglichkeit, daß die Kondensatoren während der Wiedererhitzung beschädigt werden. Schließlich ist die Leitfähigkeit der Silberfrittenabschlußpaste schlechter als die eines rein metallischen Leitmaterials.of the process also increases the possibility of the capacitors being damaged during reheating. Finally, the conductivity of the silver frit finishing paste is worse than that of a purely metallic one Guiding material.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Keramikkondensatoren und einen gemäß diesem Verfahren hergestellten verbesserten Kondensator vorzuschlagen.The invention is based on the object of an improved method for producing ceramic capacitors and to propose an improved capacitor made according to this method.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen konventionell gebrannten Plättchenkondensator in eine Spannvorrichtung oder eine ähnliche Abdeckvorrichtung einzubringen, die nur die Kantenrandbereiche des Kondensators freiläßt, der die Kantenteile der Elektroden enthält. Die abgedeckten Kondensatoren werden in ein an sich bekanntes Sprühgerät eingebracht, worin schwere Gasionen gegen ein Targetmaterial prallen, wodurch Atome des Targetmaterials gegen die freiliegende Oberfläche des Kondensators geschossen werden. Wahlweise, jedoch vorzugsweise, wird die freiliegende Oberfläche des Kondensators vor dem Sprühen selbst durch HF-Sprühen geätzt, d. h. die schweren Gasionen werden direkt gegen die freiliegende Oberfläche des Kondensators geschleudert.To solve the problem, it is proposed according to the invention that a conventionally fired plate capacitor into a jig or similar covering device to be introduced, which leaves only the edge regions of the capacitor exposed, which the edge parts of the electrodes contains. The covered capacitors are placed in a spray device known per se, wherein heavy gas ions collide against a target material, causing atoms of the target material against the exposed surface of the capacitor are shot. Optionally, but preferably, the exposed surface is the capacitor itself etched by RF spraying prior to spraying, d. H. the heavy gas ions become hurled directly against the exposed surface of the condenser.
Zusätzlich zur Entfernung der Oxide oder Unreinheiten auf der Oberfläche ergibt eine solche Sprühätzung eine runzelige oder gewellte Oberfläche für die nachfolgend durch Sprühen aufgebrachte Metallschicht.In addition to removing the oxides or impurities on the surface, such a spray etch results a wrinkled or corrugated surface for the subsequently applied metal layer by spraying.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann mehr als eine Metallschicht durch Sprühen auf der Kondensatoroberfläche entsprechend dem Verwendungszweck des Kondensators aufgebracht werden. Beispielsweise kann ein zufriedenstellender Kondensatorabschluß bewirkt werden, indem durch Sprühen eine Nickellage, eine Nickel-Vanadium-Legierung, eine Kupferschicht usw. aufgebracht werden. Wahlweise kann zuerst eine Chromschicht aufgebracht werden, um die Haftfähigkeit zu verbessern, gefolgt von einer durch Sprühen aufgebrachten Nickel- oder Nickel-Vanadium-Schicht. Um das anschließende Löten zu vereinfachen, kann eine sehr dünne Silberschicht, z.B. in der Größenordnung von o,1 u, auf der Nickelschicht angebracht werden.According to the method according to the invention, more than one metal layer can be sprayed onto the capacitor surface be applied according to the intended use of the capacitor. For example a satisfactory capacitor termination can be achieved by spraying a Nickel layer, a nickel-vanadium alloy, a copper layer, etc. can be applied. Optional a layer of chrome can be applied first to improve adhesion, followed by a nickel or nickel-vanadium layer applied by spraying. About the subsequent soldering To simplify matters, a very thin layer of silver, e.g. on the order of 0.1 µ, can be placed on top of the nickel layer be attached.
Der erfindungsgemäße Kondensator sorgt dadurch für eine äußerst wünschenswerte Struktur, daß das Fehlen von Silber an der Lötverbindung mit den Kondensatorelektroden die Möglichkeit ausschaltet, daß der Elektrodenkontakt während des Lötens verlorengeht. Wesentliche Kostensenkungen werden durch die Nichtverwendung von Silberabschlüssen erreicht. Als zusätzlichen und wichtigen Vorteil bewirkt die durch Sprühen aufgebrachte Schicht,insbesondere wenn der Randteil des Kondensators vorher durch Sprühen geätzt worden ist, einen Belag, der sowohl an den Elektroden als auch an den dazwischenliegenden Keramikzwischenräumen fest haftet, wodurch jede Neigung des Kondensators, sich entlang der durch die Keramik-The capacitor of the invention thereby provides an extremely desirable structure that the lack of silver at the soldered connection with the capacitor electrodes eliminates the possibility that the Electrode contact is lost during soldering. Significant cost savings are achieved by not using Achieved by silver degrees. As an additional and important benefit, the through Spray applied layer, especially if the edge part of the capacitor is previously etched by spraying has been, a deposit that is on both the electrodes and the intervening ceramic spaces firmly adheres, eliminating any tendency for the capacitor to move along the
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Elektroden-Grenzflächen bestimmten Spaltlinien aufzuspalten, wesentlich verringert oder ausgeschaltet wird. Der mechanische Verstärkungseffekt der durch Sprühen aufgebrachten Abschlüsse erlaubt es der Endisolierung oder dem eventuell verwendeten Einkapselungsüberzug, nur als elektrische Isolierung und nicht als mechanische Verstärkung des Kondensators zu wirken. Die Gesamtgröße oder der Gesamtumfang des Kondensators kann so verringert werden.Electrode interfaces split certain cleavage lines, significantly reduced or eliminated will. The mechanical reinforcement effect of the finishes applied by spraying allows the final insulation or any encapsulation coating used, only as electrical insulation and not as mechanical reinforcement of the capacitor to act. The total size or circumference of the capacitor can thus be reduced.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Keramikkondensators und insbesondere ein verbessertes Verfahren zum Abschluß eines konventionellen Keramikkondensators vorzuschlagen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Abschlußverfahrens für Keramikkondensatoren, das die Verwendung von Silber oder anderen Edelmetallen auf der Grenzfläche zu den Kondensatorelektroden ausschaltet. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Keramikkondensatoren vorzuschlagen, das den Verfahrensschritt des Sprühätzens des die Elektrode enthaltenden Kondensatorrandes einschließt, um diesen zu säubern und danach durch Sprühen einen dünnen Belag leitenden Metalls aufzubringen, der gleichzeitig die freiliegenden Elektroden elektrisch verbindet und eine vereinheitlichende oder mechanisch verstärkende Wirkung auf den Kondensatorrand hat.The invention accordingly provides an improved method for manufacturing a ceramic capacitor and in particular, an improved method of terminating a conventional ceramic capacitor to propose. Another object of the invention is to provide a new closure method for ceramic capacitors that require the use of silver or other precious metals on the interface to the capacitor electrodes. Another object of the invention is to propose a process for the production of ceramic capacitors that includes the process step includes spray etching the edge of the capacitor containing the electrode to clean it and then to apply a thin layer of conductive metal by spraying that simultaneously covers the exposed Electrode connects electrically and unifying or mechanically reinforcing Has an effect on the edge of the capacitor.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, einen Keramikkondensator mit Abschlüssen vorzuschlagen, die an den Grenzflächen zu den Elektroden frei von Silber sind. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, einen Kondensator des beschriebenen Typs vorzuschlagen, bei dem die Abschlußschicht als mechanische Verstärkung gegen die Aufspaltung des Kondensators wirkt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Darin zeigen:Another object of the invention is to propose a ceramic capacitor with terminations at the interfaces with the electrodes are free of silver. Another object of the invention is to provide a capacitor of the described To propose type in which the final layer acts as a mechanical reinforcement against the splitting of the capacitor works. Further refinements of the invention emerge from the following Description of an embodiment shown in the drawing. Show in it:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt in scheraatischer Darstellung eines für den Abschluß vorbereiteten Keramikkondensators ;Fig. 1 is a vertical section in a schematic representation of one for the Completion of prepared ceramic capacitor;
Fig. 2 eine Ansicht, ähnlich der in Fig. 1, die den Kondensator in einer Abdeckvorrichtung zeigt;FIG. 2 is a view, similar to that in FIG. 1, showing the capacitor in a covering device shows;
Fig. 3 eine schematische Ansicht des abgedeckten Kondensators während des Sprühauftrags;Fig. 3 is a schematic view of the capped capacitor during Spray application;
Fig. 4A, 4B und 4C Figures 4A, 4B and 4C
schematische Folgeansichten eines unbehandelten Kondensators, eines Kondensators, der auf seiner oberen Außenfläche durch Sprühen geätzt wird,schematic subsequent views of an untreated capacitor, a Capacitor, which is etched on its upper outer surface by spraying,
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bzw. eines Kondensators, der eine durch Sprühen aufgebrachte Schicht aufweist, die die durch Sprühen geätzte Oberfläche bedeckt.or a capacitor, which is a layer applied by spraying covering the spray-etched surface.
Die Ausdrücke "Sprühbeschichtung", "Sprühauftrag" oder "Sprühen" bezeichnen die Zerstäubung eines Kathodentargets durch Gasionen und den nachfolgenden Niederschlag von aus dem Targetmaterial herausgelösten Atomen als Schicht auf dem Kondensatorrand mit freiliegenden Elektrodenkanten.The terms “spray coating”, “spray application” or “spraying” denote the atomization of a cathode target by gas ions and the subsequent precipitation of atoms leached out of the target material as a layer on the capacitor edge with exposed Electrode edges.
Der Ausdruck "Sprühätzen" oder "durch Sprühen geätzt" steht für ein Verfahren, bei dem Kathode und Gasionen gegen die Kondensatorränder gerichtet sind, die in einem Hochfrequenzfeld abgeschlossen werden sollen.The term "spray etching" or "spray etched" means a process in which the cathode and gas ions are directed against the capacitor edges, which are to be terminated in a high-frequency field.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen konventionellen Keramikkondensator, der nach der Lehre der US-PS 3,235,939 hergestellt wird. Der Kondensator 1o enthält eine Vielzahl von Keramikschichten 11, die die dielektrischen Komponenten des Kondensators bilden, wobei die Schichten 11 durch dazwischenliegende Elektrodenschichten 12 und 13 getrennt sind.Fig. 1 shows a schematic representation of a conventional one Ceramic capacitor made according to the teaching of US Pat. No. 3,235,939. The condenser 1o contains a plurality of ceramic layers 11 which form the dielectric components of the capacitor form, the layers 11 by intervening Electrode layers 12 and 13 are separated.
Die Elektrodenschichten 12 und 13 erstrecken sich wie üblich über weniger als die Gesamtlänge des Kondensators, überlappen sich jedoch ganz über den größten Teil ihrer Ausdehnung. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weisen die Elektrodenschichten 12 Kantenteile auf,The electrode layers 12 and 13 extend as usual over less than the total length of the capacitor, but overlap completely over the largest Part of their expansion. As can be seen from Fig. 1, the electrode layers have 12 edge parts,
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die am Rand 14 des Kondensators 1o freiliegen, wohingegen die Elektroden 13 Kantenteile aufweisen, die am Rand 15 des Kondensators freiliegen.which are exposed at the edge 14 of the capacitor 1o, whereas the electrodes 13 have edge parts that are located on the Edge 15 of the capacitor is exposed.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Vielzahl von Kondensatoren 1o in ein Gesenk oder eine Spannvorrichtung 16 (Fig. 2) eingebracht, deren Funktion es ist, alle Außenflächen des Kondensators, ausgenommen die oberste, d. h. eine der beiden Randflächen 14 oder 15, abzudecken. Wie in Fig. 2 dargestellt, liegt die Randfläche 14 des Kondensators zuoberst in der Maske der Spannvorrichtung 16. Folglich wird klar, daß die Randteile der Elektroden nach oben freiliegen.According to the method according to the invention, a plurality of capacitors 1o is in a die or a Tensioning device 16 (FIG. 2) introduced, the function of which is to remove all outer surfaces of the capacitor the top one, d. H. one of the two edge surfaces 14 or 15 to cover. As shown in Fig. 2, the edge surface 14 of the capacitor lies at the top in the mask of the clamping device 16. Consequently it becomes clear that the edge parts of the electrodes are exposed upward.
Obwohl in den schematischen Darstellungen der Fig.1 bis 3 die Kondensatoren 1o dargestellt sind, als seien sie durch individuelle Taschen 17 der Abdeckeinrichtung 16 geschützt, kann wohlverstanden ein gemeinsamer Abdeckeffekt dadurch erreicht werden, daß eine Vielzahl von Kondensatoren nebeneinandergestapelt werden.Although in the schematic representations of FIGS 3 the capacitors 1o are shown as if they were through individual pockets 17 of the cover device 16 protected, a common covering effect can be achieved that a multitude of capacitors can be stacked next to each other.
Die abgedeckten Kondensatoren werden als nächstes einem Verfahren unterzogen, bei dem die oberste Außenfläche oder der Rand 14 durch Sprühen geätzt wird. Obwohl der Verfahrensschritt des Sprühätzens wahlweise ist, wird dieser Schritt vorgezogen, weil er - zusätzlich zum üblichen Effekt des Reinigens der freiliegenden Fläche - ebenfalls eine runzelige oder ge-The covered capacitors are next subjected to a process in which the top outer surface or the edge 14 is etched by spraying. Although the spray etching step is optional this step is preferred because it - in addition to the usual effect of cleaning the exposed Surface - also a wrinkled or
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riefte oder körnige Auftragsfläche für die nachfolgend aufgebrachte Metallschicht bildet. Der Effekt des Sprühätzens wird durch einen Vergleich von Fig. AA (ungeätzt) mit Fig. AB (mittels Sprühen geätzt) veranschaulicht. grooved or granular application surface for the following applied metal layer forms. The effect of spray etching is illustrated by comparing Fig. AA (unetched) with Fig. AB (etched by spraying) illustrated.
Die durch Sprühen geätzte Oberfläche 14 wird als nächstes durch Sprühen beschichtet, indem sie unter dem Target einer Sprüheinrichtung durchgeführt wird. Wahlweise, jedoch vorzugsweise, wird eine Reihensprühvorrichtung wie die mit SERIES 9oo SPUTTERING DEVICE bezeichnete Vorrichtung, welche durch Materials Research Corporation of Orangeburgh, New York, hergestellt wird, verwendet. Eine Reihensprühvorrichtung ist dadurch vorteilhaft, daß die Kondensatoren fortlaufend unterhalb von Targetbereichen verschiedener Zusammensetzung durchgeführt werden können, wodurch eine Schicht eines ersten durch Sprühen aufgebrachten Materials direkt über der Oberfläche 14 und danach eine zweite durch Sprühen aufgebrachte Schicht über der ersten Schicht gebildet werden kann. Beispielsweise kann zuerst eine Schicht aus einer Nickel-Vanadium-Legierung durch Sprühen aufgebracht werden, indem der Kondensator unterhalb eines geeigneten Targetmaterials durchgeführt wird, wonach die Nickel- oder Nickel-Vanadium-Schicht mit einer dünnen Silberschicht überzogen wird, während sie unter einem Silbertarget durchgeführt wird. Unter gewissen Umständen, d. h. zur Verbesserung der Adhäsion, ist es auch wünschenswert, zuerst die Aufbringung einer dünnenThe spray-etched surface 14 is next spray-coated by placing it underneath the target of a spray device is carried out. Optionally, but preferably, an in-line sprayer is used like the device labeled SERIES 9oo SPUTTERING DEVICE, which by Materials Research Corporation of Orangeburgh, New York, is used. A row sprayer is advantageous in that the capacitors continuously below target areas of different Composition can be carried out, making a layer of a first applied by spraying Material directly over surface 14 and then a second spray applied layer over the first layer can be formed. For example, a layer of a nickel-vanadium alloy can first be used be applied by spraying by passing the capacitor below a suitable target material, after which the nickel or Nickel-vanadium layer is coated with a thin layer of silver while it is under a silver target is carried out. In certain circumstances, i. H. to improve adhesion, it is too desirable first to apply a thin
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Chromschicht zu bewirken und danach auf die Chromschicht durch Sprühen eine Nickel- oder Nickel-Vanadium-Schicht aufzutragen, wobei solche Verfahren leicht in einer Reihensprühvorrichtung durchgeführt werden können, indem die Kondensatoren fortlaufend unter entsprechend ausgewählten Targetmaterialien durchgeführt werden.To bring about a chromium layer and then onto the chromium layer by spraying a nickel or nickel-vanadium layer to be applied, such procedures can easily be carried out in a row sprayer, by continuously running the capacitors under appropriately selected target materials.
Der Sprühauftrag wird in an sich bekannter Weise fortgesetzt, bis der gewünschte Schichtaufbau erreicht ist. Aus Fig. 4C ist zu ersehen, daß die durch Sprühen aufgebrachten Schichten 18 eine fest zusammenhängende Schichtmasse bilden, deren unterste Schicht fest an den durch das Sprühätzverfahren gebildeten Vertiefungen, Spalten oder Poren 19 anhaftet. Die Schicht 18 bewirkt eine wirksame elektrische und mechanische Verbindung zu den Elektroden 12 und eine mechanische Verbindung zu den freiliegenden Keramikkomponenten der Oberfläche 14. Die Schicht 18 schafft so einen Abschluß und eine mechanische Verstärkung der Kante 14, wobei sie die Möglichkeit des Aufspaltens des Kondensators entlang der Grenzflächenlinien zwischen Keramik und Elektroden auf ein Mindestmaß verringert.The spray application is continued in a manner known per se until the desired layer structure is achieved is. It can be seen from FIG. 4C that the layers 18 applied by spraying are firmly connected Form layer mass, the bottom layer of which firmly adheres to the depressions formed by the spray etching process, Gaps or pores 19 adhered. The layer 18 creates an effective electrical and mechanical connection to it the electrodes 12 and a mechanical connection to the exposed ceramic components of the surface 14. The Layer 18 thus creates a closure and a mechanical reinforcement of the edge 14, whereby they the possibility of Splitting the capacitor along the interface lines between ceramic and electrodes reduced to a minimum.
Es wird einzusehen sein, daß die beschriebenen fitz- und Sprühverfahren mit dem Kantenteil 15 des dem Target ausgesetzten Kondensators wiederholt werden, wobei eine zweite Abschlußschicht 2o über der Kante 15 gebildet wird.It will be appreciated that the described spraying and spraying processes would involve the edge portion 15 of the target exposed Capacitor are repeated, with a second finishing layer 2o is formed over the edge 15.
Der abgeschlossene Kondensator ist nun verwendungsfähig. Wahlweise kann eine Isolierschicht über allenThe closed capacitor is now ready for use. Optionally, an insulating layer can be placed over all
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Teilen des Kondensators, die Abschlüsse ausgenommen, angebracht werden.Parts of the condenser, excluding the terminations, are attached.
Beispielsweise werden nachfolgend die Verfahrensparameter einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung beschrieben, wobei wohlverstanden weder die Materialien noch die besonderen Einzelheiten der Beschreibung als einschränkend anzusehen sind.For example, the following are the process parameters a particular embodiment of the invention described, understood neither the materials nor are the particular details of the description to be regarded as restrictive.
Erfindungsgemäß wird eine Vielzahl von Plättchen in eine Spannvorrichtung eingebracht, wobei die Abschlußenden nach oben freiliegen. Die beladene Spannvorrichtung wird in eine Vakuumlastschleuse gebracht, die auf einen Druck von weniger als 5o χ 1o~ Torr gepumpt wird, bevor die Spannvorrichtung in die Hauptvakuumsprühkammer eingeführt wird. Die beladene Spannvorrichtung wird zu einer Hochfrequenz-Sprühätzstelle bewegt, in der der Druck weniger als 5 χ 1o~ Torr beträgt. Ein hochreines Argongas wird in die Ä'tzkammer eingeführt, um einen Druck von ca. 1o χ 1o~ Torr zu erreichen. Die Teile, deren Ober-According to the invention, a large number of platelets are placed in a jig, the terminating ends exposed at the top. The loaded clamping device is brought into a vacuum load lock, which is pumped to a pressure of less than 5o χ 1o ~ Torr before the jig is in the Main vacuum spray chamber is introduced. The loaded fixture becomes a high frequency spray etch moves in which the pressure is less than 5 χ 1o ~ Torr. A high purity argon gas becomes Introduced into the etching chamber in order to achieve a pressure of approx. 1o χ 1o ~ Torr. The parts whose upper
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fläche etwa 311 mm groß ist, werden während 3o Sekunden bei einem Energiepegel von 1,4 kW
durch Sprühen geätzt.2
area is about 311 mm, are etched for 30 seconds at an energy level of 1.4 kW by spraying.
Die die geätzten Kondensatoren tragende Spannvorrichtung wird dann zu einer Stelle überführt, wo ein o,12 μ. dicker Film über dem Abschlußende aufgebracht wird. Der Film kann aus reinem Nickel oder einer Legierung bestehen, die gewichtsmäßig 93 % NickelThe jig carrying the etched capacitors is then transferred to a point where a 0.12 μ. thick film is applied over the terminal end. The film can be made of pure nickel or an alloy that is 93% nickel by weight
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und 7 % Vanadium enthält. Das Sprühen erfolgt bei einem Leistungspegel von 4,2 kW und einer Abtastgeschwindigkeit von 1o,2 mm/s über den Targetbereich. Das Sprühen wird in einer Argongas-Umgebung bei einem Druck von Io χ Io ' Torr durchgeführt. Das Verfahren wird wiederholt, um das Ätzen und Beschichten der gegenüberliegenden Abschlußoberfläche der Kondensatoren zu bewirken.and contains 7% vanadium. Spraying occurs at a power level of 4.2 kW and a scanning speed of 1o, 2 mm / s over the target area. The spraying is done in an argon gas environment performed at a pressure of Io χ Io 'Torr. The process is repeated to etch and coat the opposite finish surface to effect the capacitors.
Wenn direkte Nickel- oder Nickel-Vanadium-Schichten aufgebracht werden, wird eine Beschichtungsdicke in der Größenordnung von o.,12 bis o,5 JX als optimal betrachtet. Wenn ein Chromsubstrat für eine hohe Haftfähigkeit verwendet wird, werden Schichtdicken in der Größenordnung von o,o2 - o,o5 u vorgezogen. Wie vorstehend angemerkt, wird eine sehr dünne Silberbeschichtung, d. h. in der Größenordnung von vorzugsweise ca. o,1 u, hinzugefügt, wenn eine Direktlötung an den Abschluß beabsichtigt ist. Es ist zu bemerken, daß eine solche Menge Silber nur ein kleiner Teil der Menge ist, die normalerweise verwendet wird, um einen Kondensator nach konventionellen Verfahren abzuschließen.If direct nickel or nickel-vanadium layers are applied, a coating thickness in the order of magnitude of 0.12 to 0.5 JX is considered optimal. If a chrome substrate for a high Adhesion is used, layer thicknesses in the order of magnitude of o, o2 - o, o5 u are preferred. As noted above, a very thin coating of silver, e.g. H. on the order of preferably about 0.1 u, added if direct soldering to the termination is intended. It note that such an amount of silver is only a small fraction of what it is normally is used to terminate a capacitor by conventional methods.
Aus dem Vorgesagten geht hervor, daß nach der vorliegenden Erfindung dadurch ein neues und neuartiges Verfahren zur Herstellung von Keramikkondensatoren geschaffen wird, daß der Abschlußverfahrensschritt durch ein Aufbringen mittels Sprühen, vorzugsweise nach einem Ätzen mittels Sprühen, er-From the foregoing it is apparent that according to the present invention thereby a new and novel Process for making ceramic capacitors is provided that the final process step by applying by means of spraying, preferably after etching by means of spraying,
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folgt. Es ist weiterhin ersichtlich, daß der sich daraus ergebende einmalige Kondensator wirtschaftlich hergestellt werden kann und einmalig stark und frei von der Neigung ist, daß Silber während des Lötvorgangs herausgelöst wird, was für konventionelle Kondensatoren mit Silberabschluß charakteristisch ist.follows. It can also be seen that the resulting one-time capacitor is economical can be manufactured and is uniquely strong and free from the tendency of silver during the soldering process is extracted, which is characteristic of conventional capacitors with a silver termination.
Wie es für den Fachmann offenkundig ist, können zahlreiche Änderungen, insbesondere in der Wahl der · Materialien, der Schichtstärken und Behandlungsparameter, zur Durchführung des Ätzens und des Beschichtens vorgenommen werden. Demzufolge ist die Erfindung im Rahmen des Umfangs der beigefügten Ansprüche weit auszulegen.As is obvious to the person skilled in the art, numerous changes, in particular in the choice of Materials, the layer thicknesses and treatment parameters for carrying out the etching and coating be made. Accordingly, the invention is within the scope of the appended claims to be interpreted broadly.
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Claims (1)
Metallschicht aufgebracht wird, wobei die Silberschicht eine Dicke in der Größenordnung von etwa
o, 1 u besitzt.13. The method according to claim 9, characterized in that a silver layer by spraying over the
Metal layer is applied, the silver layer having a thickness on the order of about
o, 1 u owns.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US30548881A | 1981-09-25 | 1981-09-25 |
Publications (1)
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