DE976861C

DE976861C - Verfahren zur Herstellung stirnkontaktierter elektrischer Kondensatoren

Info

Publication number: DE976861C
Application number: DES30001A
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Lochmann; Ernst Steiner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-08-30
Filing date: 1952-08-30
Publication date: 1964-06-18

Description

Verfahren zur Herstellung stirnkontaktierter elektrischer Kondensatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Kondensatoren aus einer Trägermetallfolie mit darauf aufgebrachter dielektrischer Schicht, welche ihrerseits die Gegenbelegung in Form einer eine Selbstheilung zulassenden dünnen Metallisierung trägt, mit stirnseitig auf dem Kondensatorkörper aufgebrachten stromzuführenden Kontaktschichten und mit unterhalb der mit der aufmetallisierten Belegung verbundenen Kontaktschicht angeordneter durchschlagssicherer Isolierschicht auf der Trägerfolie, mit Ausnahme solcher Kondensatoren, bei denen die dielektrische Schicht aus Emaille oder Glasur besteht, die auf eine an der Oberfläche aufgerauhte oder mit einer aus einem Umsetzungsprodukt des Metalls bestehenden Schicht bedeckte metallische Trägerfolie aufgebracht ist. Es ist bekannt, daß die Kontaktierung der dünnen auf die Dielektrikurnschicht aufgebrachten Gegenbelegung Schwierigkeiten bereitet, weil unterhalb der Kontaktierungsstelle auftretende Durchschläge nicht mehr ausgeheilt werden können. Man hat daher versucht, die Stromzuführungen an solchen Stellen des dünnen Beleges anzubringen, denen keine Gegenbelegung gegenübersteht oder an denen das Dielektrikum verstärkt ist. Beide Arten der Kontaktierung sind jedoch bei einem Kondensator der oben angeführten Kategorie nur schwer durchführbar. Es ist auch schon bekannt, bei der Herstellung eines Lackkondensators nach Auftrag der Lackschichten auf eine metallische Trägerfolie das Metall der Trägerfolie im Bereich einer Randzone herauszuätzen und hierdurch einen breiten, überstehenden Lackrand herzustellen, so daß die auf die Lackschicht aufgebrachte Gegenbelegung ohne Gefahr eines bleibenden Durchschlags kontaktiert werden kann.
Die vorliegende Erfindung geht einen anderen Weg und schlägt vor, daß erfindungsgemäß zunächst der der für die eine Selbstheilung zulassende Schicht bestimmten Kontaktschicht zugewandte Randstreifen einer die Trägerfolie und eine Belegung des Kondensators bildenden Aluminiumfolie in einem Oxydierungsbad durchgehend oxydiert und danach erst die Folie, einschließlich ihres oxydierten Randstreifens, in an sich bekannter Weise durch Auf lackieren oder Auf dampfen mit einer dünnen, das Dielektrikurn bildenden Isolierstoffschicht versehen und schließlich, wie bekannt, auf diese Isolierschicht die Gegenbelegung aufgebracht wird.
Es sei erwähnt, daß eine solche Maßnahme für Kondensatoren, bei denen die dielektrische Schicht aus Ernaille oder Glasur besteht, die auf eine an der Oberfläche aufgerauhte oder mit einer aus einem Umsetzungsprodukt des Metalls bestehenden Schicht bedeckte metallische Trägerfolie aufgebracht ist, bereits an anderer Stelle vorgeschlagen worden ist.
Die Gegenbelegung besteht insbesondere aus einer fest auf dem Dielektrikum haftenden, eine Selbstheilung zulassenden dünnen Metallschicht, welche in bekannter Weise »eine Selbstheilung zulassend« ist, d. h. an Kurzschlußstellen örtlich ausbrennt oder verdampft, ohne die Isolation nachhaltig zu verschlechtern.
Bei der einen Ausführungsform der Erfindung besteht die Dielektrikumschicht aus Al.0. oder anderen isolierenden Oxyden, insbesondere aus S'02, und wird durch Aufdampfen des Metalloxyds hergestellt oder, was sich als sehr vorteilhaft erwiesen hat, durch Aufdampfen einer Komponente des Metalloxyds, z. B. SIO oder die niederen Aluminiumoxyde AIO bzw. A120 bzw. AI.O.. In diesem Falle führt erst eine nachfolgende Oxydation zu den gewünschten gut isolierenden Oxyden Si02 bzw. Al.,O.; man erzielt sie durch Behandlung mit oxydierend wirkenden Gasen, z. B. im Falle des SiO besonders vorteilhaft mit Wasserdampf bei Temperaturen von 25o bis 6oo' C. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Dielektrikumschicht auch durch Aufbringen einer lackartigen Schicht eines Kunststoffes gebildet werden.
Als besonders geeignete Elektrolyte zur durchgehenden Oxydierung des Randes mittels Tauchens haben sich Schmelzen von Nitraten der Alkalien in reiner Form oder als Gemisch der Nitrate erwiesen. Zur Bindung der bei solchem anodischen Oxydieren kathodisch entstehenden Nebenprodukte Alkali-Oxyd, Alkaliorthonitrat und/oder -orthonitrit können der Badschmelze saure oder oxydierende Bestandteile, vorzugsweise allmählich, zugesetzt werden, z. B. Kohlendioxyd, Alkalichromat oder Al- kalibichromat. Die Aluminiumfolie kann dabei laufend durch das Bad gezogen werden. Auch Titansäure oder Verbindungen von Titansäure kommen hierfür in Frage. Zur Bindung und Entfernung des gebildeten Alkalioxydes in Form von Alkalialuminat kann die Kathode des elektrolytischen Oxydierungsbades auch als laufend durchgezogene Aluminiumfolie, insbesondere ein endloses Aluminiumfolienband ausgebildet werden, wobei dann die störenden Stoffe außerhalb des Oxydierungsbades von der Kathode entfernt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Beispiele hervor.
In Fig. i a ist zunächst eine nicht oxydierte Aluminiumfolie i im Querschnitt gezeigt. Diese Folie wird gemäß der Erfindung in einer für die Stirnkontaktierung des Kondensators notwendigen Breite B an beiden Rändern 2 und 3 durchoxydiert. Danach wird auf dieser randoxydierten Folie, wie bei i c gezeigt, ihre Oberfläche, insbesondere beidseitig, durch Auflackieren oder Aufdampfen mit einer Isolierstoff schicht versehen, die später im Kondensator das Dielektrikum des Kondensators bildet. Die Dielektrikumschicht ist in der Fig. i c mit 4 bezeichnet. Auf diese Dielektrikumschicht werden dann die Gegenbelegungen 5, 6 in der gezeigten Weise unter Freilassung eines mittleren Streifens 7 aufgebracht, insbesondere aufgedampft. Danach erfolgt zunächst das Wickeln des Kondensators, indem die in Fig. i c gezeigte Folie zu einem Kondensatorwickel aufgewickelt wird. Dieser wird längs der Linie A-A (Fig. 2) etwa in der Mitte des metallfreien Streifens 7 (Fig. i c) durchgeschnitten, so daß die beiden Wickel 8', 8" entstehen. Es ist jedoch auch möglich, erst die Folie (s. Fig. i c) längs der Mitte des metallfreien Streifens 7 zu schneiden und danach die beiden Folien zum Kondensator aufzuwickeln. Auf die Stirnseiten dieser Wickel werden dann, wie in Fig. 3 für den Wikkel 8' gezeigt, die Stirnkontaktschichten 9, io aufgebracht, an die die Stromzuführungen i 1, 1.2 z. B. angelötet sind. Die Stirnkontaktschicht 9 dient zur Stirnkontaktierung der Belegungen 5 (s. Fig. i c). Ein Kurzschluß zwischen dieser Stirnkontaktschicht 9 und der Trägerbelegung i ist durch den genügend tief oxydierten Rand 2 vermieden. Die Kontaktierung der Belegung i erfolgt durch die Stirnkontaktschicht io, die den längs der Linie A-A geschnittenen Rand der Trägerbelegung i kurzschließt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung elektrischer Kondensatoren aus einer Trägermetallfolie mit darauf aufgebrachter dielektrischer Schicht, welche ihrerseits die Gegenbelegung in Form einer eine Selbstheilung zulassenden dünnen Metallisierung trägt, mit stirnseitig auf dem Kondensatorkörper aufgebrachten strornzuführenden Kontaktschichten und mit unterhalb der mit der aufmetallisierten Belegung verbundenen Kontaktschicht angeordneter durchschlagssicherer Isolierschicht auf der Trägerfolie, mit Ausnahme solcher Kondensatoren, bei denen die dielektrische Schicht aus Emaille oder Glasur besteht, die auf eine an der Oberfläche aufgerauhte oder mit einer aus einem Umsetzungsprodukt des Metalls bestehenden Schicht bedeckte metallische Trägerfolie aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der der für die eine Selbstheilung zulassende Schicht bestimmten Kontaktschicht zugewandte Randstreifen einer die Trägerfolie und eine Belegung des Kondensators bildenden Aluminiumfolie in einem Oxydierungsbad durchgehend oxydiert und danach erst die Folie, einschließlich ihres oxydierten Randstreifens, in an sich bekannter Weise durch Auflackieren oder Aufdampfen mit einer dünnen, das Dielektrikum bildenden Isolierstoffschicht versehen und schließlich, wie bekannt, auf diese Isolierstoffschicht die Gegenbelegung aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffschicht durch Aufdampfen eines Metalloxyds, insbesondere von Si02 oder von Komponenten des Oxyds gebildet wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rand durchoxydierte Aluminiumfolie auf ihrer Oberfläche mit einer lackartigen Schicht eines Kunststoffes versehen wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumfolie, deren Rand durchoxydiert werden soll, mit diesem Rand in ausreichender Breite in geschmolzene Nitrate der Alkalien oder in Mischungen solcher Nitrate eingetaucht wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Badschmelze saure oder oxydierende Bestandteile, insbesondere Kohlendioxyd, Alkalichromat oder Alkalibichromat, Titansäure oder Verbindungen der Titansäure, vorzugsweise allmählich, zugesetzt werden. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumfolie laufend durch das Bad gezogen wird. 7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumfolie an eine Formierspannung, insbesondere an den positiven Pol einer Gleichstromquelle gelegt wird, deren negativer Pol mit dem Bad des Elektrolyten verbunden ist. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Kathode eine laufend durch das Bad gezogene Aluminiumfolie, insbesondere ein endloses Aluminiumfolienband, verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 523 094, 746 584; schweizerische Patentschriften Nr. 224 292, 231 787, 236 117; USA.-Patentschriften Nr. 1 950 352, 2 509 117, 2 59o 650, 2 607 825. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 891 170, 898 478, 898 479, 974 911, 975 545.