DE936585C - Verfahren zum elektrolytischen Zuspitzen eines Drahtes und Elektrodensystem mit einer Punktelektrode - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. DEZEMBER 1955

N 4598 VIII c j 21g

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrolytischen Zuspitzen von Drähten und insbesondere auf das Zuspitzen besonders dünner Drähte, welche im Elektrodensystem als Punktelektrode verwendet werden. Solche Elektrodensysteme werden in den meisten Fällen als Kristalldetektoren oder Kristalldioden, wenn sie eine einzige Punktelektrode besitzen, und als Kristallverstärker oder Transistoren bezeichnet, wenn zwei oder mehr solcher Elektroden vorhanden sind.

Nach einem bekannten Verfahren werden die Drähte senkrecht als Anode in einem Bad mit Ätzflüssigkeit aufgehängt, und der Strom wird so lange zugeführt, bis der Draht in der Nähe des Meniskus der Flüssigkeit punktförmig wird. Diese Erscheinung wird dadurch erklärt, daß die Stromdichte und die Konzentration der ÄtzfLüssigkeit in Richtung der Grenze zwischen Luft und Flüssigkeit an der Stelle des Drahtes abnehmen. Die tief im Bad befindlichen Drahtteile gehen völlig in Lösung.

Zur Erhaltung gleichförmiger Ergebnisse ist es erforderlich, daß die Flüssigkeit den Draht gut befeuchtet, so daß der gebildete Meniskus stabil ist. Zu diesem Zweck wurde beim elektrolytischen Ätzen von Wolframdrähten in einer Kaliumhydroxydlösung bereits Kupferchlorid zugesetzt. Dies hat aber verschiedene Nachteile. Das erhaltene Bad ist nicht stabil, da Kupferhydroxyd ausflockt,

und die Flüssigkeit muß daher dauernd korrigiert werden.

Dieser Nachteil wird durch Anwendung der Erfindung vermieden. - ■ =

Nach der Erfindung wird dem zu ätzenden Draht ein feinverteilter, unlöslicher Isolierstoff zugesetzt. Unter »feinverteilt« wird hier verstanden, daß die Korngröße weniger als io Mikron beträgt, d. h. kleiner als der Radius des zu bildenden Punktes -ίο ist. Diese Bedingung muß erfüllt werden, um eine gleichmäßige Stromdichte während der Ätzbehandlung zu gewährleisten.

Der Stoff muß ferner verteilt sein und darf nicht eine homogene dichte Schicht bilden, da er von der Ätzflüssigkeit durchtränkt werden muß.

Der Stoff muß auch isolierend sein, da er den Strom nicht von der zu ätzenden Oberfläche ableiten darf. Der Stoff kann auch als eine Umhüllung um den Draht angebracht, jedoch auch in ' das Metall des Drahtes selbst aufgenommen werden. Im letzteren Falle beträgt die Isolierstoffmenge vorzugsweise o,i bis 3% des Metalls.

Bei Anwendung der Erfindung wird das Metall weggeätzt, wobei der Isolierstoff die ursprüngliche Form behält. Falls der Stoff mit dem Metall vermischt ist, nimmt er die Form eines sehr feinen Skeletts an. Wenn der Isolierstoff als Umhüllung angebracht wird, bleibt er als ein dünnes Röhrchen bestehen. In den beiden Fällen bewirkt der Überrest des Isolierstoffs eine gute und stabile Haftung der Flüssigkeit. Der Überrest bricht sehr leicht vom Draht ab, in den meisten Fällen bereits sobald der Draht aus dem Bad gezogen wird.

Der Isolierstoff muß daher derart gewählt werden, daß er- sich in der verwendeten Ätzflüssigkeit nicht, oder wenigstens weniger schnell als das Metall löst.

Besonders gute Ergebnisse wurden mit Wolframdraht erzielt, dem 0,15 bis 0,5% Thoriumoxyd zugesetzt ist.

Die Erfindung wird an Hand eines durch Figuren verdeutlichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. ι stellt schematisch eine Vorrichtung zum elektrolytischen Anspitzen dar.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in stark vergrößertem Maßstab einen Teil eines Drahtes an der Stelle, an welcher der Punkt entsteht, bei zwei verschiedenen Formen des zu ätzenden Drahtes.

Die Vorrichtung besteht aus einem Behälter 1, in dem mittels einer Klemme 2 mehrere Wolframdrähte 3 aufgehängt sind. Die Stärke dieser Drähte beträgt z. B. 120 Mikron! Das Wolfram enthält 0,25 °/o Thoriumoxyd in äußerst feinverteiltem Zustand. Der Behälter enthält ferner eine Kathode 4. Als Ätzflüssigkeit ist eine 400/oige KQH-Lösung gewählt.

Durch das Bad wird sodann ein Strom geführt, der etwa 20 Milliamp. per Draht beträgt. Die Spannung beträgt etwa 2 Volt.

Nach Verlauf kurzer Zeit wird der Strom abnehmen, was darauf hindeutet, daß die in der Flüssigkeit befindlichen Drähte größtenteils gelöst sind. Die Drähte haben dann die in Fig. 2 dargestellte Form. Jeder Wolframdraht 3 hat in der Nähe des Meniskus 5 eine Spitze 6 bekommen, und unten am Draht ist ein sehr lose zusammenhängendes Skelett 7 aus Thoriumoxyd entstanden. Dieses Skelett besitzt hinreichenden Zusammenhang, um eine konstante Form des Meniskus 5 zu gewährleisten, bricht aber bei der geringsten Berührung ab.

Der Augenblick, in dem der Strom ausgeschaltet wird, ist für die Form der Spitze 6 von Bedeutung. Es darf naturgemäß nicht ausgeschaltet werden, bevor der untere Teil des Drahtes völlig gelöst ist, während zu langes Warten zur Folge hat, daß die Spitze 6 zu stumpf wird. Der richtige Augenblick kann dadurch bestimmt werden, daß man dem Vorgang mittels eines Mikroskops folgt, oder an Hand mehrerer Versuche. Wenn der richtige Augenblick einmal bekannt ist, kann die Vorrichtung in einfacher Weise mittels Strom- und Zeitrelais automatisiert werden.

Ein weiteres Verfahren zur Erhaltung solcher zugespitzten Drähte besteht darin, daß ein Draht dadurch mit einer Isolierumhüllung 8 (s. Fig. 3) versehen wird, daß auf kataphoretischem Wege eine dünne Aluminium- oder Magnesiumoxydschicht auf ihn niedergeschlagen wird. Die Ätzbehandlung kann dann auf die oben beschriebene Weise stattfinden. Es bildet sich dann unten am Wolframdraht 3 ein dünnes Röhrchen 9 aus der Oxydschicht 8. Die Oxydschicht ist auch eine Garantie dafür, daß der Meniskus während der Ätzbehandlung keine Formänderung erfährt.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum elektrolytischen Zuspitzen eines Drahtes, wobei dieser Draht als Anode in einem Bad aufgehängt und ein Strom so lange zugeführt wird, daß der Draht in der Nähe des Meniskus punktförmig wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Draht ein feinverteilter, in der Flüssigkeit unlöslicher Isolierstoff zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht mit einer Umhüllung des Isolierstoffs versehen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff mit dem Metall des Drahtes vermischt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Isolierstoffs zwischen 0,1 und 3% liegt. •

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wolframdraht mit 0,15 bis 0,5% Thoriumoxyd verwendet wird.

6. Anwendung der Verfahren nach Anspruch 1

bis 5 auf ein Elektrodensystem mit einer aus Draht bestehenden Punktelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß dem Draht ein feinverteilter Isolierstoff zugesetzt ist.

7. Elektrodensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff als eine Umhüllung den Draht umgibt.

8. Elektrodensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff mit dem Metall des Drahtes vermischt ist.

9. Elektrodensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Stoffs zwischen 0,1 und 3% liegt.

10. Elektrodensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wolframdraht mit 0,15 bis 0,5% Thoriumoxyd verwendet ist.

Angezogene Druckschriften:
Torrey und Whitme.r, »Crystal Rectifiers«, 1948, S. 317.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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