DEP0045946DA

DEP0045946DA - Method of manufacturing a selenium rectifier.

Info

Publication number: DEP0045946DA
Authority: DE
Inventors: Arnulf Dr.-Ing. Hoffmann
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1950-12-28

Description

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Siemens-Schuckertwerke Erlangen, den 14.6.1949Siemens-Schuckertwerke Erlangen, June 14, 1949

Aktiengesellschaft Bs/RdAktiengesellschaft Bs / Rd

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PA 9/160/34 PatentanmeldungPA 9/160/34 patent application

Verfahren zur Herstellung -von Selengleichrichter^A process for preparing -from selenium rectifier ^

Selen-iDrockengleichriehter umfassen bekanntlich eine Grundelektrode 5 eine von dieser getragenen Selenschicht und eine auf die Selenschicht aufgebrachte Deckelektrode oder,, in anderer Bezeichnungj Sperrelektrode. Pie Selenschicht ist mit der Grundelektrode sperrfrei kontaktiert, während die Deckelektrode aus einem sperrschichtbildenden Stoff (z.B. Zinn-Cadmium) hergestellt ist. Die Wirkungsweise..solcher Gleichrichter besteht darin, daß bei Anlogung einer Spannung in der einen Richtung, der Flußrichtung, der Widerstand klein ist, der Strom also durch den Gleichrichter bi.idurchfließen kann, während bei Anlegung einer Spannung in umgekehrter Richtung sich an der Grenzschicht zwischen der Selen- . 'schicht und der Deckelektrode eine Sperrschicht ausbildet ₉ die einen großen Widerstand ergibt und den Stromdurchtritt in dieser Richtung praktisch sperrt» .As is known, selenium dry straighteners comprise a base electrode 5, a selenium layer carried by this, and a cover electrode or, in other designation, blocking electrode applied to the selenium layer. The selenium layer is in non-blocking contact with the base electrode, while the top electrode is made of a material that forms a barrier layer (e.g. tin-cadmium). The way such rectifiers work is that when a voltage is applied in one direction, the flow direction, the resistance is small, so the current can flow through the rectifier, while when a voltage is applied in the opposite direction, it is at the boundary layer between the selenium. 'layer and the top electrode forms a barrier layer ₉ which results in a high resistance and practically blocks the passage of current in this direction ».

Es ist bekannt, daß die Sperrfähigkeit von Selengleichrichtern dadurch erhöht werden kann, daß man [Thallium oder ein ähnlich wirkendes Metall (z.B. Indium oder Silber) in die Selenschicht hineindiffundieren läßt. Ein Mittel hierzu ist die Beimengung von geringen Zusätzen eines derartigen Metalls zum Lot der Deckelektrode, falls j wie es bekannt und üblich ist, die Deckelektrode aufgespritzt wird. Mit der Zeit dringt jedoch Thallium o_edgl_e weiter in die Selenschicht ein und führt zu einer unerwünschten Erhöhung dee Flußwiderstandes? die betreffenden Gleichrichter zeigen somit eine nachteilige Alterung,It is known that the blocking capacity of selenium rectifiers can be increased by allowing thallium or a similarly acting metal (for example indium or silver) to diffuse into the selenium layer. One means for this is the admixture of small additions of such a metal to the solder of the cover electrode, if, as is known and customary, the cover electrode is sprayed on. Over time, however thallium o _e _e like penetrates further into the selenium layer and leads to an undesirable increase in flow resistance dee? the rectifiers in question thus show disadvantageous aging,

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, mit dem es gelingt, die gewünschte Erhöhung des Sperrwiderstandes zu erzielen* eineThe subject of the invention is a method with which it is possible to achieve the desired increase in the blocking resistance * a

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allnUihliolie Vergrößerung dea Flußwiderstandes aber zu verhindern bezw« eine solche Vergrößerung in annehmbaren Grenzen zu halten. Die Lösung besteht darin, daß nach dem neuen Verfahren die in die Selenschicht hineindiffundierende Stoffmenge dosiert wird und hierzu der Gleichrichter vor und/oder während der thermischen End umwandlung (Endtemperung) einem elektrischen Formierprozeß unterworfen wird. Ein elektrischer Formierprozeß besteht bekanntlich darin, daß der Gleichrichter, vorzugsweise in Sperrrichtung, für eine gewisse Zeitdauer an Spannung gelegt wird»But to prevent any increase in flow resistance or to keep such an increase within acceptable limits. The solution is that, according to the new process, the amount of substance diffusing into the selenium layer is dosed and for this purpose the rectifier before and / or during the final thermal conversion (final tempering) an electrical forming process is subjected. As is well known, an electrical forming process consists in that the rectifier, preferably in the reverse direction, voltage is applied for a certain period of time »

Zum besseren Verständnis des neuen Verfahrens ist noch nachzuholen, daß die bisher bekannten 'Verfahren zur Herstellung von Trockengleichrichtern die Überführung der amorphen oder halbamorphen Selenschicht in die bestleitende kristalline Modifikation durch eine als Temperung bezeichnete Wärmebehandlung (Erhitzung auf bestimmte Temperaturen für eine gewisse Zeit) herbc:>ij|!fuhren. Bei einigen der bekannton Verfahren wird das auf die Grundelektrode aufgebrachte Selen einer zweifachen Temperung unterworfen. Hierbei erfolgt die erste Temperung in der.Regel bei 110° 0, wahrend die zweite Temperung bei einer Temperatur durchgeführt wird, die etwas unter dem Schmelzpunkt des Selens liegt^ und demgemäß etwa 210° C beträgt. Bei diesem Verfahren wird bei der ersten Temporung das bis dahin amorphe Selen bereits ankristallisiert, so daß die zweite Temperung einen vorbereiteten Zustand vorfindet, der einmal zu einer vollen Kristallisation führt und ferner verhindert, daß hierbei die Selenschicht rissig wird und ihre glatte Oberfläche verlierti ÜFaoh einem anderen bekannten Verfahren wird das Selen auf die Grundelektrode aufgedampft» Hierbei erfährt bei Einstellung einer entsprechenden Temperatur das aufgedampfte Selen ohnehin eine Wärmebehandlung, so daß eine gesonderte Vorbehandlung bei 110° G nicht notwendig ist und die eigentliche Temperung in einer einzigen Stufe bei 210° C erfolgt. Wenn demgemäß hier und in den Patentansprüchen von einer Endtemperung gesprochen wird, so ist damit die das Herstellungsverfahren im wesentlichen abschließende Temperung ge~For a better understanding of the new process is to catch up that the previously known 'method for the production of Dry rectifiers convert the amorphous or semi-amorphous selenium layer into the most conductive crystalline modification by means of a heat treatment known as tempering (heating to certain temperatures for a certain time) herbc:> ij |! drive. In some of the well-known methods, this is applied to the Selenium applied to the base electrode is subjected to double tempering. The first tempering usually takes place here at 110 ° 0, while the second heat treatment is carried out at a temperature slightly below the melting point of selenium is ^ and is accordingly about 210 ° C. With this method, the selenium, which was amorphous up to that point, is already amorphous at the first timing crystallized, so that the second tempering finds a prepared state that leads to full crystallization leads and also prevents the selenium layer from cracking and losing its smooth surface. Another known method is the selenium on the base electrode vapor-deposited »Here, when the appropriate temperature is set, the vapor-deposited selenium undergoes a heat treatment anyway, so that a separate pretreatment at 110 ° G is not necessary and the actual tempering in a single stage 210 ° C takes place. Accordingly, when one speaks of final tempering here and in the claims, this is the manufacturing process essentially final tempering

Bs/kd 14*6.194 9Bs / kd 14 * 6,194 9

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meisrfc, glgi-ofagültig, ob insgesamt nur eine einzig« 2amp«rung -oder ob zwei oder mehr Temperangen vorgenommen werden« Die Ξηα-temperung kann auch als thermische Endumwandlung bezeichnet wer« den.meisrfc, glgi-ofa valid, whether a total of only a single "2amp" or whether two or more temperings are carried out "The Ξηα-tempering can also be referred to as final thermal conversion.

Wird die Deckelektrode aufgespritzt, so besteht die -Möglichkeit das neue Verfahren in der Weise auszuführen, daß dem Spritzlot für die Deckelektrode ein Zusatz von Thallium oder von einem äha** lioh wirk-enden Metall beigegeben wird* Der elektrische Formier« prozeß wird hierbei nach dem Aufbringen der Deckelektrode, aber vor der thermischen End umwandlung durchgeführt, und zwar in der Weise, daß an den Gleichrichter in Sperrichtung Spannung angelegt wird, vorzugsweise für die Dauer von einigen Minuten (etwa bis au 15 Minuten).-If the top electrode is sprayed on, it is possible to carry out the new method in such a way that the spray solder for the top electrode an addition of thallium or an äha ** lioh metal is added * The electrical forming « The process is carried out after the top electrode has been applied, but before the final thermal conversion, namely in the Way that voltage is applied to the rectifier in the reverse direction, preferably for a period of a few minutes (about up to 15 minutes).

Der elektrische Formierprozeß führt zusammen mit der thermischen Endumwandlung eine Stabilisierung herbei, d.h., er verhindert, da,' nach der Durchführung noch ein weiteres Hineindiffundieren des Thalliums o#dgl. in die Selenschicht hinein erfolgt.,, Diese Stabilisierung wird besonders gut erreicht, wenn die thermische End- . umwandlung in zwei oder mehreren Stufen mit Zwischenpausen unterteilt und in diesen Zwischenpausen die elektrische Formierung durchgeführt wird, die elektrische Formierung also gegebenenfalls auoh. in mehrere Stufen zerlegt wird. Es besteht auch die Möglichkeit, den elektrischen Formier pro ζ cjß mit der thermischen End umwandlung zu kombinieren, d.h. den Gleichrichter in Sperrichtung an Spannung zu legen und ihn hierbei zugleich, einer. Wärmebehandlung zu unterziehen. In diesem Falle wird die Wärmebehandlung bei einer Temperatur durchgeführt, die etwas unter dem Schmelzpunkt des Spritzlotes liegt,The electrical forming process, together with the final thermal conversion, brings about a stabilization, that is, it prevents, because 'after the implementation, a further diffusion of the thallium or the like. takes place into the selenium layer. ,, This stabilization is achieved particularly well when the thermal end. conversion is divided into two or more stages with intermediate pauses and the electrical formation is carried out in these intermediate pauses, i.e. the electrical formation, if necessary, auoh. is broken down into several stages. It is also possible to combine the electrical forming pro ζ cjß with the thermal end conversion, ie to apply voltage to the rectifier in the reverse direction and at the same time, one. To undergo heat treatment. In this case, the heat treatment is carried out at a temperature that is slightly below the melting point of the solder

5 Patentansprüche
0 Figuren5 claims
0 figures

Claims

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i.A. 1on behalf of 1

PA 9/160/34 patent claims «

! «Process for the production of a selenium rectifier, at dom duroh diffusing in thallium or something similar to us> k.:., .- 4§ä S» tft | .l «. ^ # · Β * I »4 ^, um eiä« ^ silver) in aio §ßissnaohi «kt the blocking maturity is increased, characterized in that the amount of substance diffusing into it is dosed and for this purpose the rectifier VOT and / or during the final thermal conversion ( Final heat treatment) is subjected to an electrical forming process

The method according to claim 1, characterized in that it is used in rectifiers in which the cover electrode is on a®sS3Mia * * & * & + and that <3as used SpffiliÄlot in per se bokanntear M & Lse the Susatz made of thallium or of a similar w '. .. · - kendon metal contains ..

3 «The method according to claim 1 or 2, characterized in that: i; .ß naoh dea application of the deodorant electrode, but vpr the" thermis ^ ..: ^ Final conversion of the electrical forming process is carried out in such a way that the rectifier in blocking direction? Voltage is applied, preferably for a period of a few minutes (approximately up to 15 minutes).

4e ^ experience according to claim 1, 2 or 3, characterized in that dLafi with the final thermal conversion in two or more stages Intermediate pauses are subdivided and in these intermediate pauses the electrical one used to meter the amount of substance diffusing into it Formation is carried out «

5. The method claim 4 nacfe _S _f gekennseichnet characterized in that the electric FormierproKeß is combined with the thermal final conversion, however, such that the thermal formierprczeß is carried out at a temperature which lies somewhat "below the melting temperature of the spray solder ..