DEP0009741DA - Verfahren zur Herstellung von Selen-Trockengleichrichtern - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstelltmg von Selen-Trookengleiohriohtern.

Selen-Trockengleichrichter bestehen aus einer Metallplatte, die als Grundelektrode dient, ferner einer dünnen Selenschicht und aus einer Gegenelektrode, d.h. aus einer weiteren Metallschicht, die zur Erzeugung der Sperrwirkung dient* Bei den bisher bekannten Verfahren geschieht das Aufbringen der sperrschichtbildenden Metallschicht entweder erst dann, wenn die Selenschicht durch Temperaturbehandlungen bereits vollkommen in den kristallinen Zustand umgewandelt ist, oder nach einer Zwische nS/andlung, die vornehmlich bei IlO⁰ erfolgt, oder auch unmittelbar auf die ursprünglich amorphe Selenschicht. In" den beiden letzteren Fällen wird durch eine nachträgliche Temperbehandlung das Selen in die leitende metallische Modifikation überführt, diese nachträgliche Temperung muß zweckmäßig bei Temperaturen erfolge^ die möglichst dicht am Schmelzpunkt des Selens liegen. EFaoh dem bisherigen Stand der Teohnik mußte jedoch in dem Fall, wo die sperrschichtbildende Metallschicht auf das amorphe Selen aufgebracht wurde, die ümwandlungstemperatur unter dem Schmelzpunkt dieses Metalls oder dieser Metallegierung bleiben, um brauchbare Gleichrichter zu erzielen* Der Vorteil des unmittelbaren Aufbringens dieser Ma tall -Legie rung auf das amorphe Sen liegt außer der eintretenden Arbeitsersparnis darin, daß die für die Sperrsehicht bestimmte Selenoberfläche unmittelbar nach dem Aufbringen des Selens von der Gegenelektrode bedeckt wird und damit eine Verschmutzung und Veränderung dieser Fläche mit Sicherheit vermieden wird. Der Nachteil besteht darin, daß die TJmwandlungstempe^ ratur aus den oben erwähnten Gründen niedrig gehalten werden muß und daß dieses Verfahren auf Erwärmungsgeschwindigkeit und Temperatureffel? te sehr stark raagiert.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das einerseits die Vorteile des unmittelbaren Aufbringens der Gegenelektrode auf die noch im amorphen Zustand befindliche Selenschicht aufweist, zum anderen aber auch hohe Umwandlungstemperaturen zuläßt, die unmittelbar unter dem SchEmelzpunkt des SiLens liegen können. Das neue Verfalaren besteht darin, daß die .,vorzugsweise aufgespritzte^ h

Gegenelektrode son on auf die amorphe Selenschicht, also noch vor der ersten Semperungsstufe, aufgebracht wird und daß die so gebildete Einheit alsdann der ersten Temperungsstufe (etwa bei 110° C) und darauf gegebenenfalls unmittelbar anschließend - der zweiten Temperungsstufe (etwa bei 218° 0) unterworfen wird»

Bei den zunächst niedrigen Temperaturen werden dabei schädliche Reaktionen der Gegenelektrode mit dem zunächst fast flüssigen Selen vermieden, während gleichzeitig die Verfestigung des Selens duroh Übergehen in den kristallinen Zustand ohne Aufrauhung und Veränderung der Oberfläche erfolgt. Sobald nun die notwendige Verfestigung des Selens eingetreten ist, kann die Temperatursteigerung auf Temperaturen oberhalb des Lotsohmelzpunktes ohne Nachteil erfolgen.

Das beschriebenes Verfahren bietet vor allem fertigungstechnisch besondere Vorteile« Außer der schon erwähnten Vermeidung einer Verunreinigung der Selsnoberflache kann die gesamte LTDerführung der Selenschicht Toavamorphen in den leitenden kristallinen Zustand» z.B. in einem einzigen Durchlaufofen, erfolgen, dessen erster Teil sich auf einer Temperatur unterhalb des Lotschmelzpunktes, z.B. IlO⁰ C, befindet, während der anschließende Teil des Ofens suf hohe$ Temperaturen, z. B.218°C aufgeheizt wird. Die Durchlaufaeiten können auf Grund einer entsprechenden Bandgeschwindigkeit zusammen mit der Länge der einseinen Ofenteile auf die als gunstig erkannten Temperungszeiten abgestimmt werden. Bs kommen z.B. für die Temperung bei IlO⁰ O eine Temperungsdauer von e,J;wa 30 Minuten und für die anschließende -Temperung bei 218° G etwa 10 Minuten in Betracht.

Wir die Gegenelektrode durch Aufspritzen aufgebracht, so empfiehlt es sich, ein Spritzlot zu verwenden, das eine geringe (O_lOljS bis 0,2?o) Beimengung von Thallium hat. Es hat sich gezeigt, daß durch eine solche Beimengung in dem Spritzlot gerade bei dem neuen Verfahren die Sperreigenschaften des fertigen Gleichrichters wesentlich verbessert v/erden.

Wenn in der obigen Darstellung angegeben ist, daß die zweite Temperungsstufe unmittelbar auf die erste folgen kann, so ist das zwar im Interesse einer schnellen Fertigung von Vorteil, für die Ausführung des Erfindungsgedankens aber nicht notwendig; es besteht vielmehr die Möglichkeit, zwischen der einen und der zweiten Temperungsstufe einen kürzeren oder längeren zeitlichen Zwischenraum einzuschalten, gegebenenfalls verbunden mit einer Abkühlung der Zellen« Splche Zwischenstufen können sogar zu einer Verbesserung der Güte der Trockengleichrichter führen, da die erste Temperungsstufe sich gegebenenfalls so

"besser auswirken kann»

Yergleiciit man das neue Verfahren mit den o"ben angegebenen "bisherigen Verfahren, so erkennt man mehrere grundlegende Vorteile des neuen Verfahrens. Die meisten "bisher praktisoh angewendeten Verfahren haben als wesentliche Verfahrensstufe eine sogenannte Druckumwandlung des Selens, die darin "besteht, 4aß das amorphe Selen unter Druckanwendung getempert wird. Diese Verfahrensstuxe "bedeutet einen erheblichen Aufwand, da die das Selen tragenden Scheiben, einzeln oder in Stapeln zusammengefaßt, in Pressen eingesetzt und mit diesen erhitzt werden müssen* Das Einsetaen der Scheiben, das spätere Herausnelimen usw. erfordert einen verhältnismäßig hohen Zeit- und Arbeitsaufwand« Beim neuen Verfahren fällt die Druclaxmwandlungsstufe fort*, es ergibt sich infolgedessen eine wesentliche Vereinfachung* Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens liegt darin, daß die umzuwandelnde Selenschicht nooh vor der Umwandlung durch die Segenelektrode abgedeckt und somit vor dem Eindringen von Frem^toffen geschützt wird. Dieser Schutz wird schon nach dem unmittelbaren Aufbringen d es Selens auf die Grundelektrode herbeigeführt, wenn, was ohne weiteres möglich ist, die Gegenelektrode sofort nach dem Aufbringen der Selenschicht auf die Grundθlektrode aufgespritzt wird. Endlich aber haben die Versuche gezeigt, daß die nach dem neuen Verfchren hergestellten Trockengleichrichter besonders hochwertig sind und sehr gleichmäßig ausfallen»

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Claims (2)

1. Patent ans ρ rüohe

   1» Verfahren zur Herstellung von Selen-Trockengleichriolitern, "bei denen die Umwandlung des auf die Grundelelrfcrode auf ge "br acht en amorphe] Selens in den leitenden kristallinen Zustand duroh eine Temperaturbehandlung (Temperung) in zwei Stufen mit einer niederen Temperatur in der ersten und einer höheren Temperatur in der zweiten Stufe er— folgt, dadurch gekennzeichnet, daß die^. vorzugsweise 4c au%esprätzteji Sofoi aht■ ί a ΐ a hu mil ui^. C-e ge nele kt r ode schon auf die amorphe Selenschicht, also noch vor der ersten Temperungsstufe, aufgebracht wird und die so gebildete Einheit alsdann der ersten Temperungsstufe (etwa bei 110° ö) und darauf - gegebenenfalls unmittelbar anschließend - der zweiten Temperungsstufe (etwa bei 218° O) unterworfen wird ρ
2. 2. Verfahren nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gegenelektrode ein Spritzlot verwendet wird, in dem geringe (0,01?$ bis 0,2$) Beimengungen von Thallium enthalten sind»

   3«. Yerfahreaa nach Anspruoh 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Temperungsstuxen in einem zweiteiligen durchlaufofen vorgenommen werden, dessen erster Teil sich auf einer Temperatur unterhalb des Lotschmelzpunktes, dessen zweiter Teil sich auf einer Temperatur j; unterhalb des Selenschmelzpunktes befindet»