DE878984C - Electrical capacitance element - Google Patents
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- DE878984C DE878984C DEI3989A DEI0003989A DE878984C DE 878984 C DE878984 C DE 878984C DE I3989 A DEI3989 A DE I3989A DE I0003989 A DEI0003989 A DE I0003989A DE 878984 C DE878984 C DE 878984C
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Description
Elektrisches Kapazitätselement Die Erfindung bezieht sich auf flache elektrische Kondensatoren und auf Verfahren zur Herstellung solcher. Diese Kondensatoren sind vorzugsweise in gedruckten Stromkreisen verwendbar.Electrical capacitance element The invention relates to flat electrical capacitors and methods of making them. These capacitors are preferably used in printed circuits.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines flächenhaften ausgedehnten, also in einer Richtung sehr dünnen Kondensators. Die Verfahrensschritte bestehen darin, zwei flache Elektroden mit einem dazwischen angeordneten Blech oder Folie od. dgl. von anodisch oxydiertem und mit Polystyrol imprägniertem Aluminium zu einer Einheit zusammenzufassen und diese Einheit in einer Vertiefung oder Ausbruch od. dgl. in einer Aufschichtung oder Zusammenschichtung von verformbaren Schichten von Isoliermaterial unterzubringen und daß in dieser Zusammenschichtung elektrische Verbindungen vorgesehen sind, welche den elektrischen leitenden Zugang zu den Kondensatorelektroden ermöglichen. Als weiterer Schritt des Verfahrens wird die so zusammengeschichtete Einheit einer kombinierten. Hitze- und Druckbehandlung unterworfen, wodurch die Isolierstofflagen und die eingeschlossene Kondensatoreinheit zu einem einheitlichen Ganzen miteinander verbunden werden.The invention relates to a method of making a two-dimensional extensive, i.e. very thin capacitor in one direction. the Process steps consist of two flat electrodes with one in between Sheet metal or foil or the like of anodically oxidized and impregnated with polystyrene Combine aluminum into one unit and place this unit in a recess or breakout or the like in a stratification or stacking of deformable To accommodate layers of insulating material and that in this layering electrical connections are provided which provide electrical conductive access to allow the capacitor electrodes. The next step in the process is the so layered unit of a combined. Heat and pressure treatment subjected, whereby the insulating material and the enclosed capacitor unit be connected to one another to form a unified whole.
In ähnlicher Weise können zwei dünne Kondensatorelektroden unter Zwischenlage eines Blattes von mit Polystyrol imprägniertem Papier zu einem Kondensator vereinigt werden, indem diese Einheit in einer Vertiefung oder Aussparung in einer Aufschichtung von mehreren verformbaren Blättern oder Schichten von isolierendem Material eingesetzt werden, wobei in dieser Zusammenschichtung elektrisch leitende Vorrichtungen vorgesehen sind, welche den elektrisch leitenden Zugriff zu diesen Elektroden von außen her ermöglichen und daß danach die zusammengeschichteten Teile einer kombinierten Hitze- und Druckbehandlung unterworfen werden, wodurch die Isolierstoffschichten und die eingebaute Kondensatoreinheit zu einem einheitlichen Ganzen zusammengefaßt werden.Similarly, two thin capacitor electrodes can be placed between them of a sheet of polystyrene-impregnated paper to form a capacitor be by placing this unit in a depression or recess in a stack used by several deformable sheets or layers of insulating material are provided, electrically conductive devices being provided in this layering are, which enable electrically conductive access to these electrodes from the outside and that thereafter the laminated parts of a combined heat and pressure treatment are subjected, creating the layers of insulating material and the built-in capacitor unit can be combined into a unified whole.
Auch elektrolytische Kondensatoren können auf diese Weise erstellt werden, indem zwei flache (dünne) Elektrodenfolien mit einem dazwischen eingefügten saugfähigen Abstandhalter, der sich mit einem viskosen Elektrolyt vollgesogen hat, zu einer Kondensatoreinheit zusammengefaßt werden und daß diese Einheit in einer Vertiefung oder Aussparung innerhalb einer Zusammenschichtung von verformbaren Schichten aus Isoliermaterial eingebrannt wird, wobei innerhalb dieser Schichten aus Isoliermaterial elektrische Leitungen vorgesehen sind, welche von außen her denelelctrischen Anschluß der Kondensatorelektroden ermöglichen und daß zum Schluß wiederum die zusammengeschichteten Einzelteile einer kombinierten Hitze-und Wärmebehandlung unterworfen werden und zu einem einheitlichen Garnzen zusammengefügt werden.Electrolytic capacitors can also be created this way by placing two flat (thin) electrode foils with one in between absorbent spacer that is soaked with a viscous electrolyte, to be combined into a condenser unit and that this unit in one Depression or recess within a stack of deformable layers of insulating material is burned in, with layers of insulating material within these electrical lines are provided, which the electrical connection from the outside enable the capacitor electrodes and that in the end again the stacked Individual parts are subjected to a combined heat and heat treatment and can be joined together to form a uniform thread.
Die Erfindung soll nunmehr an drei Beispielen erläutert.- werden, die in den Zeichnungen _ dargestellt sind. Während sich die Beispiele nach Fig. i und 2 auf trockene elektrische Kondensatoren beziehen, betrifft die Anordnung nach Fig. 3 einen elektrolytischen Kondensator.The invention will now be explained using three examples. which are shown in the drawings. While the examples according to Fig. i and 2 refer to dry electrical capacitors relates to the arrangement according to Fig. 3, an electrolytic capacitor.
Die Erfindung geht von einem Vorschlag aus, wonach in aus Schichten aufgebauten Anordnungen elektrische Stromkreise und elektrische Elemente, wie Kondensatoren, enthalten sein können. Eine Schichtung von harzimprägniertem Papier oder ähnlichen Papier- oder Gewebelagen; welche verformbar sind, sind kombiniert mit einem elektrischen Element oder Stromkreis, der auf mindestens einer der verwendeten Lagen vorgesehen ist. Das geschichtete Gebilde wird unter einer kombinierten Wärme- und Druckbehandlung zu einem einheitlichen Ganzen zusammengefügt. Diese Verformungsbehandlung benötigt eine Temperatur von i20 bis i70° C und einen Drucke von i bis 2 t pro Quadratzoll für die Dauer von etwa 5 bis io Minuten.. Der Auf- bzw. Einbau eines Kondensators in dies Gebilde erfolgt, indem metallische Filme auf gegenüberliegenden Oberflächen von zwei benachbarten Schichten von Isoliermaterial niedergeschlagen werden. Eine Glimmerschicht wird auf den einen Film aufgelegt, und die beiden mit Metallfilm bedeckten Schichten werden dann zusammengefügt, indem die Glimmerschicht als Dielektrikum die Belegungen auf Abstand hält.The invention is based on a proposal according to which in from layers built-up arrangements electrical circuits and electrical elements, such as capacitors, may be included. A layer of resin impregnated paper or the like Paper or fabric layers; which are deformable are combined with an electric Element or circuit that is provided on at least one of the layers used is. The layered structure is subjected to a combined heat and pressure treatment put together to form a unified whole. This deformation treatment is needed a temperature of 120 to 170 ° C and a pressure of 1 to 2 tons per square inch for a period of about 5 to 10 minutes .. The assembly or installation of a capacitor This formation is done by placing metallic films on opposite surfaces deposited by two adjacent layers of insulating material. One A layer of mica is placed on top of one film, and the two with a metal film Covered layers are then joined together using the mica layer as the dielectric keeps the occupancy at a distance.
Ferner ist bei diesen Anordnungen zu beachten, daß durch Öffnungen, Durchbrüche und Nuten in der einen oder anderen Lage das Zusammenfügen der Schichten in einer solchen Weise gesichert ist, daß kein Ausbauchen an denjenigen Stellen erfolgt, wo besondere Elemente in das Aggregat eingesetzt werden. In Fig. i ist nun ein rechteckiges Stück einer Aluminiumfolie oder Scheibe oder Blatt mit einem vorspringenden Lappen vorgesehen, welches auf der ganzen Oberfläche durch anodische Behandlung mit einem Überzug versehen worden ist. Nur der Anschlußlappen wird nicht mitbehandelt. Für die Behandlung kommt eine übliche anodische Lösung in Frage, z. B. eine wäßrige Oxalsäurelösung, welche 8o g pro Liter enthält. Die Formierzeit muß kontrolliert werden, da diese für die Endkapazität des Kondensators entscheidend ist. Eine Behandlungsdauer von 1/2 Stunde gibt einen Endwert der Kapazität von o,oo2,uF pro Quadratzoll, während eine Behandlungsdauer von i Stunde den Endwert o,ooi ,uF pro Quadratzoll ergibt. Bis zu einer Behandlungsdauer von 2 Stunden ist die Kapazität umgekehrt proportional der Behandlungsdauer, während die Maximalspannung direkt proportional der Behandlungsdauer ist. Die anodische Schicht wird dann mit Polystyrol imprägniert, durch Eintauchen in eine 5o/oige Lösung von Polystyren. Als Lösungsmittel kann z. B. Chloroform verwendet werden. Nach dem Eintauchen erfolgt eine Wärmebehandlung bei 105" C für die Dauer von i Stunde, um einen dichten Überzug zu erhalten. Bei einer Temperatur von i20° C genügt eine Behandlungsdauer von 1/4 Stunde. Ein anderer Grenzwert ist die Behandlung bei einer Temperatur von, ioo° C für die Zeit von etwas mehr als i Stunde. Jedoch sind die zuerst erwähnten Behandlungsbedingungen erfahrungsgemäß vorzuziehen. Eine weitere anodische Behandlung wird nunmehr bei der gleichen Spannung und für die gleiche Zeitdauer wie bei der ersten Formierung durchgeführt. Der Zweck dieser zweiten Behandlung ist, nunmehr die Ränder der Folie mit einem zuverlässigen Oxydfilm bei der richtigen Stromdichte zu versehen. Die Folie wird dann in fließendem, kochendem Wasser io Minuten lang gespült, bis das Spülwasser frei von dem Elektrolyt. ist. Weiterhin wird eine Trocknung bei i05° C für die Dauer von i Stunde durchgeführt. Danach erfolgt wieder ein Eintauchen in die Polystyrenlösung für die gleiche Zeitdauer wie vorher. Das auf diese Weise behandelte Aluminiumblatt ist in Fig. i mit io bezeichnet. Mit ii ist der Anschlußlappen oder Vorsprung dargestellt, an welchem der elektrische Anschluß erfolgt.Furthermore, it should be noted with these arrangements that through openings, Breakthroughs and grooves in one position or the other enable the layers to be joined together is secured in such a way that no bulging at those places takes place where special elements are inserted into the unit. In Fig. I is now a rectangular piece of aluminum foil or disc or sheet with a protruding lobes provided, which on the whole surface by anodic Treatment has been provided with a coating. Only the connecting tab will not treated as well. A customary anodic solution can be used for the treatment, e.g. B. an aqueous oxalic acid solution which contains 8o g per liter. The formation time must be checked, as this is crucial for the final capacitance of the capacitor is. A treatment duration of 1/2 hour gives a final value of the capacity of o, oo2, uF per square inch, during a treatment period of 1 hour the final value o, ooi, uF per square inch. The capacity is up to a treatment duration of 2 hours inversely proportional to the duration of treatment, while the maximum voltage is direct is proportional to the duration of treatment. The anodic layer is then made with polystyrene impregnated by immersion in a 50% solution of polystyrene. As a solvent can e.g. B. chloroform can be used. After immersion, a heat treatment is carried out at 105 "C for a period of 1 hour in order to obtain a tight coating. At A treatment time of 1/4 hour is sufficient at a temperature of 20 ° C. Another The limit value is the treatment at a temperature of, 100 ° C for the time of something more than an hour. However, the first-mentioned treatment conditions are based on experience preferable. Another anodic treatment is now performed at the same voltage and performed for the same period of time as the first formation. The purpose this second treatment is now the edges of the slide with a reliable To provide oxide film at the correct current density. The foil is then in flowing, Rinsed boiling water for 10 minutes until the rinse water is free of the electrolyte. is. Furthermore, drying is carried out at 105 ° C. for a period of 1 hour. This is followed by immersion in the polystyrene solution again for the same period of time as previously. The aluminum sheet treated in this way is denoted by io in FIG. With ii the connecting tab or projection is shown on which the electrical Connection takes place.
Die so anodisch behandelte und imprägnierte Folie wird zwischen zwei polystyrolimprägnierte Papierlagen 12 und 13 eingebracht, auf welchen sich auf gegenüberliegenden Flächen aufgedruckte oder auf andere Weise niedergeschlagene Silberelektroden 14 und 15 befinden und ferner leitende Anschlußbahnen 16 und 17.The so anodized and impregnated film is between two Polystyrene-impregnated paper layers 12 and 13 introduced, on which on opposite sides Silver electrodes 14 printed on or otherwise deposited on surfaces and 15 and also conductive connection tracks 16 and 17.
Die nicht anodisch behandelte Anschlußfahne der Folie io ermöglicht die leitende Verbindung zur Aluminiumelektrode und den aufgedruckten leitenden Silberstreifen. Der Kontakt wird hergestellt durch dickere Silberauflagen 18 und i9, welche die zweite Belegung der Kapazität darstellen. Der imprägnierte Oxydfilm dient als Dielektriküm. Zwischen die beiden Schichten i- und 13 wird zwecks Abstandhaltung eine weitere Isolierschicht 2o eingefügt, welche an den dafür vorgesehenen Stellen Durchbrüche und Nuten hat, in welche die Kondensatoreinheit und etwaige Anschlußelemente eingebracht werden. Die Messungsergebnisse sind vergleichbar mit den üblichen Trockenkondensatoren: Kapazität o,ooi /sF pro Quadratzoll, Arbeitsspannung 5o Volt bei 3o Kc pro Sekunde, Leistungsfaktor o,oo4.The non-anodized connection lug of the foil makes it possible the conductive connection to the aluminum electrode and the printed conductive silver stripe. The contact is made by thicker silver layers 18 and i9, which the represent second occupancy of the capacity. The impregnated oxide film serves as a dielectric. Between the two layers i- and 13 is used for the purpose Keeping a distance another insulating layer 2o inserted, which at the designated places Has openings and grooves in which the capacitor unit and any connection elements be introduced. The measurement results are comparable with the usual dry condensers: Capacity o, ooi / sF per square inch, working voltage 5o volts at 3o Kc per second, Power factor o, oo4.
Ebenso wurden vergleichbare Werte erzielt, wenn Aluminiumfolie statt der gedruckten Elektroden verwendet wurden.Likewise, comparable values were achieved when aluminum foil was used of the printed electrodes were used.
In Fig. 2 sind zwei Silberschichten 21 und 22 auf Schichten von polystyrolimprägniertem Papier 23 und 24. aufgedruckt oder auf andere Weise niedergeschlagen worden. Die beiden Schichten werden durch ein Dielektrikum getrennt, das wiederum aus einer Schicht 25 aus gleichem Papier besteht. Dieses Dielektrikum findet seinen Platz in einer Öffnung einer Isolierschicht 26, welche zwischen die Schichten 23 und 24. eingefügt wird. Das Ganze wird entsprechend den Angaben zu Fig. i zusammengefügt. Mit Anschlußösen versehene Fahnen 27 ergeben elektrischen Kontakt mit den Silberstreifen, um den elektrischen Anschluß an die Elektroden zu ermöglichen. Die folgenden Werte wurden erhalten: Kapazität 6oo ,uF pro Quadratzoll, Betriebsspannung 5oo Volt Gleichspannung, Leistungsfaktor o,oi.In Fig. 2 two layers of silver 21 and 22 are on layers of polystyrene impregnated Paper 23 and 24 have been printed or otherwise deposited. the both layers are separated by a dielectric, which in turn consists of a Layer 25 consists of the same paper. This dielectric finds its place in an opening of an insulating layer 26, which between the layers 23 and 24. is inserted. The whole is put together as shown in FIG. Lugs 27 provided with connection eyelets result in electrical contact with the silver stripes, to enable electrical connection to the electrodes. The following values were obtained: capacity 600 uF per square inch, operating voltage 500 volts direct voltage, Power factor o, oi.
Ein drittes Beispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Es handelt sich um einen gepreßten Elektrolytkondensator. Ein rechtwinkliges Stück Aluminiumfolie 29 als positive Belegung wird in einem geeigneten Elektrolyt anodisch behandelt. Ein Abstandhalter aus Papier oder einem anderen saugfähigen Material 30 wird mit Elektrolyt vollgesogen und bedeckt die positive Folie mit Ausnahme jenes Bereiches, wo die Anschlußfahne 31 vorgesehen ist, mittels welcher der elektrische Anschluß des fertigen Kondensators erfolgt. Die kathodische Elektrode wird gleichfalls aus Aluminiumfolie hergestellt und erhält die Form einer Tasche, die vollständig abgeschlossen ist, indem an drei Seiten und zum Teil auch an der vierten Seite die Ränder umgefaltet oder verkräuselt werden, so daß längs dieser Randteile ein dichter Abschluß entsteht. In Fig.3 ist eine Anordnung der Teile dargestellt, und zwar in einem Zustand, bevor die Faltoperation zu Ende gebracht ist. Die kathodische Folie wird längs der Ränder 32 und 33 verkräuselt. Längs des Randes 34. kann die Verbindung der Ränder nur so weit erfolgen, als keine Anschlußfahnen 31 und 35 vorliegen. Diese Anschlußfahnen müssen natürlich voneinander isoliert sein. Auf diese `'eise wird die positive Belegung vollständig von dem mit Elektrolyt imprägnierten Abstandhalter aus Papier oder Gewebe eingehüllt und in der - Kathodenfolientasche eingeschlossen. Die äußere Oberfläche der kathodischen Folie wird vorab in der Weise anodisch behandelt, daß sich ein poröser Oberflächenfilm ergibt, der sich vorteilhaft gegenüber dem die Schichten darstellenden Harzpapier, in welchem der Kondensator eingepreßt wird, verhält. Dieses Einpressen erfolgt in einer ähnlichen Weise, wie bei den früheren Beispielen ausgeführt. Der Preßdruck und die Temperatur sind so, daß ein viskoser Elektrolyt für den Einschluß in den Kondensator erforderlich ist. Vorzugsweise sollte dieser Elektrolyt dem folgenden Rezept entsprechen: 5 1 Äthylenglykol, 5,5 kg Borsäure, i 1 28o/oiger Ammoniak.A third example is shown in FIG. It is a matter of a pressed electrolytic capacitor. A rectangular piece of aluminum foil 29 a positive coating is treated anodically in a suitable electrolyte. A Spacer made of paper or other absorbent material 30 is filled with electrolyte soaked and covers the positive foil with the exception of the area where the Terminal lug 31 is provided, by means of which the electrical connection of the finished Capacitor takes place. The cathodic electrode is also made of aluminum foil manufactured and given the shape of a pocket that is completely closed, by folding the edges on three sides and partly also on the fourth side or curled so that a tight seal is created along these edge portions. In Figure 3 an arrangement of the parts is shown, in a state before the folding operation is completed. The cathodic foil is along the edges 32 and 33 curled. Along the edge 34 the connection of the edges can only be so take place far when there are no connecting lugs 31 and 35. These connecting flags must of course be isolated from each other. In this way, the positive occupancy completely from the electrolyte impregnated paper or fabric spacer encased and enclosed in the - cathode foil pouch. The outer surface the cathodic foil is anodically treated in advance in such a way that a porous surface film results, which is advantageous over the layers resin paper, in which the capacitor is pressed, behaves. This Press-in is carried out in a manner similar to that carried out in the previous examples. The pressing pressure and temperature are such that a viscous electrolyte is suitable for inclusion in the condenser is required. Preferably this electrolyte should be the following The recipe corresponds to: 5 1 ethylene glycol, 5.5 kg boric acid, 1 28% ammonia.
Diese Mischung wird 1/2 Stunde lang auf 16o bis i8o° C erhitzt, bis ein beträchtlicher Anstieg der Viskosität zu beobachten ist. Eine weitere Erhöhung der Viskosität würde auf Kosten des Leistungsfaktors vor sich gehen.This mixture is heated to 16o to 18o ° C for 1/2 hour until a considerable increase in viscosity is observed. Another increase the viscosity would be at the expense of the power factor.
Bei einer Gleichspannung von q. Volt besitzt ein solcher Kondensator eine Kapazität von 2 ,uF pro Quadratzoll.With a DC voltage of q. Such a capacitor has volts a capacitance of 2.0 uF per square inch.
Es erscheint vorteilhaft, Aluminiumfolie statt gedruckter Elektroden für den elektrolytischen Kondensator zu verwenden, so daß diese miteinander verbunden werden können, z. B. durch Verkräuseln ihrer Ränder, wobei der mit Elektrolyt vollgesogene Abstandhalter mit eingeschlossen wird. Die Umhüllung des Elektrolyts verhindert jedes Auslaufen des Elektrolyts.It seems advantageous to use aluminum foil instead of printed electrodes to use for the electrolytic capacitor so that they are connected to each other can be, e.g. B. by curling their edges, the soaked with electrolyte Spacer is included. The coating of the electrolyte prevents any electrolyte leakage.
Wie bereits bemerkt, können Verbindungsleiter als bedruckte oder sonstwie niedergeschlagene leitende Bahnen auf den isolierenden Schichten angebracht sein, um den elektrischen Anschluß an die Kondensatorelektroden zu ermöglichen. Sie können aber auch .als kompakte Elemente in die Schichten vor dem Preßvorgang eingelegt werden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß keinerlei Schwierigkeiten eintreten, wenn der elektrische Kontakt lediglich durch die Pressung hergestellt wird.As noted, connecting conductors can be printed or otherwise deposited conductive tracks are attached to the insulating layers, to enable the electrical connection to the capacitor electrodes. You can but also .as compact elements placed in the layers before the pressing process will. However, experience has shown that no difficulties arise if the electrical contact is only made by pressing.
Wenn gedruckte oder auf andere Weise niedergeschlagene Silberpaste für die leitenden Bahnen verwendet wird, dann ist dieser Niederschlag zunächst nur von geringer Leitfähigkeit. Erst durch die Anwendung von Hitze und Druck während des Pressens der geschichteten Einheit wird die brauchbare elektrische Leitfähigkeit hergestellt.When printed or otherwise deposited silver paste is used for the conductive tracks, then this precipitation is initially only of low conductivity. Only by applying heat and pressure during pressing the layered unit becomes useful electrical conductivity manufactured.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEI3989A DE878984C (en) | 1951-04-01 | 1951-04-01 | Electrical capacitance element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEI3989A DE878984C (en) | 1951-04-01 | 1951-04-01 | Electrical capacitance element |
Publications (1)
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DE878984C true DE878984C (en) | 1953-10-05 |
Family
ID=7184733
Family Applications (1)
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DEI3989A Expired DE878984C (en) | 1951-04-01 | 1951-04-01 | Electrical capacitance element |
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1951
- 1951-04-01 DE DEI3989A patent/DE878984C/en not_active Expired
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