DE1083935B

DE1083935B - Method and device for sampling the metallized coverings of capacitors

Info

Publication number: DE1083935B
Application number: DES59769A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Hermann Heywang
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1958-09-10
Filing date: 1958-09-10
Publication date: 1960-06-23

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bemusterung der aufmetallisierten Belegungen von Kondensatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bemusterung der aufmetallisierten Belegungen von Kondensatoren mit auf dielektrischen Folien aufgebrachten dünnen Metallbelägen, bei dem ein Teil der Metallbeläge so von dem Dielektrikum entfernt wird, daß elektrische Umwege für die zu einem beliebigen Durchschlagspunkt fließende elektrische Energie entstehen.Method and device for sampling the metallized coverings of capacitors The invention relates to a method for patterning the metallized Allocations of capacitors with thin layers applied to dielectric foils Metal coatings, in which part of the metal coatings are removed from the dielectric becomes that electrical detours for flowing to any breakdown point electrical energy arise.

Bei den in der Technik unter der Bezeichnung »selbstheilender oder regenerierender Kondensator« bekanntgewordenen Kondensatoren sind die dielektrischen Folien so bemessen und hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften so ausgewählt, daß bei einem Durchschlag des Dielektrikums der Metallbelag so weit ausbrennt, daß genügend große Ausbrennhöfe um den Durchschlagskanal herum entstehen. Für diesen Ausbrennvorgang des Kondensators wird eine ganz bestimmte elektrische Energiemenge gebraucht. Handelt es sich um einen Kondensator mit großer Kapazität, der zudem noch für sehr hohe Spannungen vorgesehen ist, so ist die plötzlich an der Durchschlagstelle auftretende Energiemenge zu groß, um eine selbstausheilende Wirkung zu erreichen; vielmehr ist der Ausbrennvorgang so intensiv, daß benachbarte Schichten beschädigt, z. B. verkohlt und/oder geschmolzen werden und an Stelle des Durchschlagkanals ein großes Ausbrennloch entsteht. Die zu große Ausbrennwirkung, die die selbstausheilende Wirkung übertrifft, kann eine Beschädigung bzw. Zerstörung des gesamten Kondensators bewirken und muß daher vermieden werden.In the technology under the designation »self-healing or regenerating capacitor «capacitors that have become known are the dielectric ones Foils dimensioned and selected with regard to their electrical properties so that that in the event of a breakdown of the dielectric, the metal coating burns out so far that Sufficiently large burnout zones are created around the breakthrough canal. For this The process of burning out the capacitor generates a very specific amount of electrical energy second hand. If it is a capacitor with a large capacity, the moreover is still intended for very high voltages, then suddenly it is at the breakdown point occurring amount of energy too large to achieve a self-healing effect; rather, the burn-out process is so intense that neighboring layers are damaged, z. B. charred and / or melted and instead of a breakdown channel large burnout hole is created. The excessive burnout effect, the self-healing one If the effect exceeds this, the entire capacitor can be damaged or destroyed cause and must therefore be avoided.

Dazu sind Verfahren bekanntgeworden, bei denen eine Bemusterung des Metallbelages des Dielektrikums für regenerierende Kondensatoren vorgenominen wird.For this purpose, methods have become known in which a sampling of the Metal coating of the dielectric for regenerating capacitors is vorgenominen.

Ein bekanntes Verfahren besteht darin, daß unmittelbar vor der Bedampfung (mit Zink) bestimmte Öle auf das Dielektrikum in den gewünschten Mustern aufgebracht werden. Die mit Öl vorbehandelten Flächenteile nehmen - während des Metallisierungsverfahrens kein Metall auf, so daß je nach Beinusterung für den zur Durchschlagsstelle fließenden Strom Umwege entstehen.A known method is that immediately before the vapor deposition (with zinc) certain oils are applied to the dielectric in the desired patterns will. Take the parts of the surface that have been pretreated with oil - during the metallization process no metal on, so that depending on the leg pattern for the flowing to the breakdown point Electricity detours arise.

Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Bemusterung besteht darin, daß zum Abdecken der vom Metallbelag freizuhaltenden Streifen des Dielektrikums während des Auftrags-, insbesondere des Aufdampfverfahrens z. B. rotierende Schablonen auf das Dielektrikum aufgelegt werden.Another known method for sampling is that for covering the strips of the dielectric that are to be kept free from the metal coating during the order, in particular the vapor deposition z. B. rotating stencils the dielectric are applied.

Ein drittes bekanntes Verfahren besteht darin, daß Teile der Metallbeläge, insbesondere streifenförmig, durch elektrisches Abbrennen mittels Elektroden vom Dielektrikuin entfernt werden.A third known method is that parts of the metal coverings, in particular in the form of strips, by electrical burning off by means of electrodes from Dielectric must be removed.

Bei den bekannten Verfahren hat sich herausgestellt, daß der Kapazitätsverlust wegen der notwendigen Mindestbreite des isolierenden Streifens pro Volumeinheit 5°/o und größer ist. Darum mußten die nach dem bekannten Verfahren bemusterten Kondensatoren bei gleichem Kapazitätswert größer bemessen werden als die ohne Beinusterung.In the known method it has been found that the loss of capacity because of the necessary minimum width of the insulating strip per unit volume 5 ° / o and larger. That is why the capacitors patterned according to the known method had to be used with the same capacity value are dimensioned larger than those without partial sampling.

Deshalb bestand die Aufgabe der Erfindung darin, das Bemusterungsverfahren so abzuwandeln, daß der verhältnismäßig große Kapazitätsverlust pro Volumeinheit wesentlich herabgesetzt wird.Therefore, the object of the invention was the sampling process to be modified so that the relatively large loss of capacity per unit volume is significantly reduced.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Bemusterung der aufmetallisierten Belegungen von Kondensatoren mit auf dem Dielektrikum insbesondere dielektrischen Folien aufgebrachten dünnen Metallbelägen, bei dem ein Teil der Metallbeläge so vom Dielektrikum entfernt wird, daß elektrische Umwege für die zu einem beliebig gelegenen Durchschlagspunkt fließende elektrische Energie entstehen, besteht darin, daß im Durchlaufv erfahren eine oder mehrere zu einer oder mehreren Gruppen vereinigte Nadeln mit definiertem Druck in bestimmtem Rhythmus auf den Metallbelag des Dielektrikums mit ihren Spitzen aufgesetzt und von ihm abgehoben werden.The method according to the invention for patterning the metallized Allocations of capacitors with in particular dielectric on the dielectric Foils applied thin metal coverings, in which part of the metal coverings so from the dielectric is removed that electrical detours for the to any electrical energy flowing through the breakdown point, consists in that in the pass-through process one or more united to one or more groups Needles with a defined pressure in a certain rhythm on the metal coating of the dielectric put on with their tips and lifted off from him.

Es hat sich gezeigt, daß damit für den gewünschten Zweck völlig ausreichende Isolationsstreifen geschaffen werden können, ohne den dielektrischen Träger z u schädigen. Bei geeignetem Auflagedruck und geeigneter - Formgebung der Spitzen entstehen belagfreie Streifen von einigen hundertstel bis einige zehntel Millimeter Breite, durch die die benachbarten Belagteile einerseits einwandfrei isoliert werden und andererseits das Dielektrikum nicht oder nicht merkbar geschädigt wird. Neben der erheblichen Herabsetzung des Kapazitätsverlustes pro V olumeinheit des Kondensators besteht ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die Verwendung von im Laufe der Zeit sich abnutzenden und hohe Spannung erfordernden Elektroden in Wegfall kommt und daß die Spitzen der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Nadeln verhältnismäßig stumpf werden können, ohne den Bemusterungsvorgang zu beeinträchtigen.It has been shown that this is completely sufficient for the desired purpose Isolation strips can be created without the dielectric carrier z u damage. With a suitable contact pressure and a suitable shape of the tips coating-free strips a few hundredths to a few tenths of a millimeter wide, through which the adjacent facing parts are on the one hand properly insulated and on the other hand, the dielectric is not damaged or not noticeably damaged. Next to the considerable reduction in the capacity loss per unit volume of the capacitor is a major advantage of the method according to the invention is that the Use of wear-and-tear over time and requiring high tension Electrodes are omitted and that the tips of the method according to the invention The needles used can be relatively blunt without the sampling process to affect.

Die Gruppen können so aufgebaut sein, daß zwei aus Nadeln kammartig aufgebaute Vorrichtungen entstehen. Vorteilhafterweise werden dann diese Vorrichtungen zeitlich und seitlich versetzt zueinander in solchem Rhythmus auf das laufende metallisierte Band aufgesetzt und abgehoben, daß unmetallisierte Längsstreifen entstehen, die annähernd die gleiche Länge besitzen und in Querrichtung des Dielektrikums abwechselnd auf Lücken angeordnet sind. Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf mit Aluminium bedampfte Kunststoffolien herausgestellt.The groups can be constructed so that two of needles are comb-like built-up devices arise. These devices are then advantageously temporally and laterally offset to each other in such a rhythm on the running metallized Tape put on and lifted off that unmetallized longitudinal strips arise have approximately the same length and alternate in the transverse direction of the dielectric are arranged on gaps. The application of the Method according to the invention highlighted on plastic films vaporized with aluminum.

Weitere Merkmale sollen an Hand der Figuren näher erläutert werden. Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Fig. 2 dargestellt. Alle Teile, die nicht unbedingt zur Erläuterung der Erfindung beitragen, sind weggelassen worden. In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus dem Band des Dielektrikums 1 mit dem aufgedampften dünnen Metallbelag 2 dargestellt. An dem oberen Rand ist ein belagfreier Randstreifen 3 zur Isolation gegenüber dem benachbarten anderen Dielektrikum und dessen Metallbelag vorgesehen. Die in dem Metallbelag 2 eingezeichneten Striche 4 und 5 stellen die eingeritzten isolierenden Streifen dar. Die Streifen 4 sind z. B. von der einen aus Nadeln zusammengesetzten Gruppe und die Streifen 5 von der anderen Gruppe Nadeln eingeritzt. Der sternförmig gezeichnete Punkt 6 gibt eine Durchschlagsstelle an, zu der im Augenblick des Durchschlags die elektrische Energie auf den durch die Pfeile 7 eingezeichneten Umwegen fließt. 'Würden die isolierenden Streifen 4 und 5 nicht in der in der Fig. 1 dargestellten Weise vorgesehen sein, so würde die im Kondensator befindliche elektrische Energie plötzlich in ihrer Gesamtheit an der Durchschlagsstelle 6 auftreten. Durch die Umwege 7 wird das Zufließen der im Kondensator gespeicherten elektrischen Energie über eine längere Zeitdauer verteilt und somit während des Regeneriereffektes in Punkt 6 ein zu großer Energieumsatz vermieden. Dadurch wird erreicht, daß der Regeneriereffekt normal verläuft und keine Nebenwirkungen, wie die Schädigung benachbarter dielektrischer Schichten, eintreten.Further features are to be explained in more detail with reference to the figures. An apparatus for carrying out the method according to the invention is shown in FIG. 2 shown. All parts that do not necessarily contribute to the explanation of the invention, have been left out. In Fig. 1 is a section from the tape of the dielectric 1 shown with the vapor-deposited thin metal coating 2. At the top is a coating-free edge strip 3 for isolation from the adjacent other Dielectric and its metal coating provided. The ones drawn in the metal covering 2 Lines 4 and 5 represent the scribed insulating strips. The strips 4 are e.g. B. from the one group composed of needles and the strips 5 needles scratched from the other group. The star-shaped point 6 indicates a point of breakdown to which the electrical Energy flows on the detours indicated by the arrows 7. 'Would the insulating Strips 4 and 5 should not be provided in the manner shown in FIG. 1, so the electrical energy in the capacitor would suddenly be in its entirety occur at the breakdown point 6. Through the detours 7 is the inflow of the The electrical energy stored in the capacitor is distributed over a longer period of time and thus too much energy consumption during the regeneration effect in point 6 avoided. This ensures that the regeneration effect runs normally and none Side effects such as damage to adjacent dielectric layers occur.

In der Fig. 2 ist schematisch eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. über die Laufrolle 9, die sich in der Richtung des Pfeiles 10 dreht, läuft die metallisierte dielektrische Folie 1 in Richtung des Pfeiles 8 ab. An der Stelle der Laufrolle 9, an der diese der dielektrischen Folie 1 während des Durchlaufverfahrens als Unterlage dient, sind eine oder mehrere Nadeln 12 mit zu der Laufrolle 9 gerichteten Spitzen an einer Haltervorrichtung 11 vorgesehen. Die Haltervorrichtung 11 ist in Richtung der Nadelspitzen mittels der Nockenwelle 13 periodisch hin- und herbewegbar. Die Nadelspitzen der Nadeln 12 müssen unter einstellbarem und definiertem Druck durch nicht in der Fig. 2 dargestellte Federn oder Gewichte auf die metallisierte Folie 1 aufgesetzt werden.In Fig. 2, an arrangement for performing the is schematically Shown method according to the invention. on the roller 9, which is located in the Rotates in the direction of arrow 10, the metallized dielectric film 1 runs in Direction of arrow 8. At the point of the roller 9 at which this dielectric Foil 1 used as a base during the continuous process are one or more Needles 12 with tips directed towards the roller 9 on a holder device 11 provided. The holder device 11 is in the direction of the needle tips by means of the camshaft 13 can be reciprocated periodically. The needle tips of the needles 12 must under adjustable and defined pressure by not shown in FIG Springs or weights are placed on the metallized film 1.

Für die in der F ig. 1 dargestellte Bemusterung ist eine Vorrichtung ähnlich der in der Fig. 2 gezeigten anwendbar; jedoch müssen zur Halterung der die Striche 4 und 5 ritzenden Nadelgruppen zwei Haltervorrichtungen vorgesehen sein.For those in fig. The sampling shown in FIG. 1 is a device similar to that shown in Figure 2 applicable; however, to hold the Strokes 4 and 5 scratching needle groups two holder devices can be provided.

Das Verfahren ist nicht nur vorteilhaft bei aluminiumbedampften Kunststoffolien, sondern auch bei metallbedampften lackierten Papieren verwendbar. Außerdem ist dasVerfahren nicht nur fürAluminiumbelag, sondern auch ohne weiteres für andere Belagmetalle anwendbar.The process is not only advantageous for aluminum-coated plastic films, but can also be used with metal-coated, varnished papers. In addition, the procedure is not only for aluminum covering, but also easily for other covering metals applicable.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Procedure for demoing metallized coverings of capacitors with applied to dielectric, in particular dielectric foils thin metal coverings, in which part of the metal coverings so from the dielectric is removed that electrical detours for the to any point of breakdown flowing electrical energy arise, characterized in that in the continuous process one or more needles combined into one or more groups with a defined Pressure and in a certain rhythm on the metal covering of the dielectric with their Tips are put on and lifted from it.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that two comb-like groups formed from needles temporally and laterally offset to each other in such a rhythm that they are placed and lifted off that unmetallized Longitudinal stripes are created that have approximately the same length and in the transverse direction of the spacer are arranged alternately on the gap.

3. Application of the procedure according to claim 1 or 2 on plastic films vapor-deposited with aluminum.

4. Device for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that a roller is provided over which the metallized Dielectric is performed, and that at the point of the roller on which this dem Dielectric serves as a base during the continuous process, one or more Needles with point (s) directed towards the roller are provided on a holder device are and the holder device in the direction of the needle tips z. B. by means of a Camshaft is periodically reciprocable, the on the holder device attached needle points under adjustable by springs or weights and a defined pressure can be placed on the dielectric. Considered Publications: Swiss Patent No. 234 244; 2. Additional patent specification No. 53 185 for French patent specification No. 832 257.