DE655567C

DE655567C - Etching process to enlarge the effective surface of electrodes for capacitors, blocking cells, rectifiers and other electrical purposes

Info

Publication number: DE655567C
Application number: DEN38526D
Authority: DE
Original assignee: NUERNBERGER SCHRAUBENFABRIK
Current assignee: NUERNBERGER SCHRAUBENFABRIK
Priority date: 1934-12-31
Filing date: 1935-08-23
Publication date: 1938-01-19

Description

Ätzverfahren zur Vergrößerung der wirksamen Oberfläche von Elektroden für Kondensatoren, Sperrzellen, Gleichrichter sowie für sonstige elektrische Zwecke Es ist bekannt, daß man die Oberfläche von metallischen Elektroden durch Ätzen mit Säuren vergrößern kann. Die bisher verwendeten Methoden haben jedoch den Nachteil, daß die :Uzung keine genügende Tiefenwirkung hat und infolgedessen die Oberflächenvergrößerung durch die Ätzung verhältnismäßig nur sehr gering ist, und außerdem erfolgt sie ungleichmäßig.Etching process to increase the effective surface of electrodes for capacitors, blocking cells, rectifiers and for other electrical purposes It is known that the surface of metallic electrodes by etching with Acids can enlarge. However, the methods used so far have the disadvantage that the: Uzung does not have a sufficient depth effect and consequently the surface enlargement due to the etching is relatively very small and, moreover, it is uneven.

Erstrebenswert ist jedoch, insbesondere wenn die Elektroden für Kondensatoren verwendet werden, die Oberfläche weitestgehend zu vergrößern, um eine entsprechend größere Kapazität zu erhalten, weil dadurch die Kondensatoren bei gleicher Kapazität wesentlich kleiner gemacht werden können und damit eine bedeutende Werkstoffersparnis, eintritt, so daß sich ein solches :3tzverfahren gleichzeitig wirtschaftlich sehr günstig auswirkt.It is worth striving for, however, especially when the electrodes are for capacitors be used to enlarge the surface as much as possible, in order to achieve a corresponding to get larger capacitance, because this way the capacitors have the same capacitance can be made much smaller and thus significant material savings, occurs, so that such an etching process is very economical at the same time has a beneficial effect.

.Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß man die bekannte Wirkung verschiedener Metalle, in der Anwesenheit von Säuren ein Element zu bilden, benützt, um eine Tiefenwirkung während des Ätzverfahrens zu erzielen, d. h. das Ätzverfahren besteht nach der Erfindung in einer Kombination eines chemischen und elektrolytischen Verfahrens, wie es im folgenden dargestellt wird. Die zu ätzenden Folien werden beiderseitig in enge Berührung mit einem Metallgewebe, das ganz feinmaschig ist, gebracht, welches zweckmäßig vorher noch gepreßt wird, damit möglichst viel Punkte des Metallgewebes auf dem zu ätzenden Metall aufliegen. Das Metall des Gewebes soll edler sein als das zu ätzende Metall, um bei Anwesenheit der Ätzsäure ein galvanisches Gefälle von ungefähr einem halben Volt hervorzurufen. Zum Beispiel hat sich erwiesen, daß es zweckmäßig ist, sofern man Aluminium ätzen will, Kupfergewebe zu benützen. Die Ätzflüssigkeit soll so beschaffen sein, daß sie in der Hauptsache die zu ätzende Elektrode angreift, nicht aber die erwähnte Hilfselektrode. Durch die elektrochemische Wirkung wird der elektrolytische Angriff auf die zu ätzende Metalloberfläche beschleunigt und an den Aufliegepunkten des Gewebes eine Tiefenwirkung erreicht. Die Zusammensetzung der Ätzflüssigkeit sowie die Ätzdauer usw. hängt von der Art und Weise des zu ätzenden Metalls ab. Das Ätzverfahren ist insbesondere gedacht für Elektroden, auf welchen nachher ein Sperrfilm erzeugt wird, zwecks Verwendung in elektrolytischen Zellen, Kondensatoren, Gleichrichtern usw., ohne sich hierauf zu beschränken. Zum Beispiel kann man für Aluminium als Ätzflüssigkeit eine Salzsäure-, Schwefelsäure-, Flußsäure-oder \ atriumliv droxy dlösung verwenden, vorzugsweise solche Lösungen, deren Anionen eine lösliche Verbindung mit dem Metall gehen. Bei langen Bändern geschieht das Xt;=, verfahren zweckmäßig selbsttätig, wie in der'-'beiliegenden Zeichnung dargestellt wird.According to the invention, this is achieved by using the known Action of various metals to form an element in the presence of acids, used to achieve a depth effect during the etching process, i.e. H. the Etching process consists according to the invention in a combination of a chemical and electrolytic process as shown below. The ones to be corrosive Foils are on both sides in close contact with a metal mesh that is very fine-meshed is brought, which is expediently pressed beforehand, so as much as possible Points of the metal mesh rest on the metal to be etched. The metal of the fabric should be more noble than the metal to be etched in order to produce a galvanic in the presence of the etching acid Cause a gradient of about half a volt. For example, it has been shown that it is advisable to use copper mesh if you want to etch aluminum. The etching liquid should be such that it is mainly the one to be etched Electrode attacks, but not the mentioned auxiliary electrode. Through the electrochemical Effect accelerates the electrolytic attack on the metal surface to be etched and achieves a depth effect at the points of contact of the tissue. The composition the etching liquid as well as the etching time etc. depends on the type and manner of the to be etched Metal. The etching process is particularly intended for electrodes on which afterwards a barrier film is created for use in electrolytic cells, Capacitors, rectifiers, etc., without being limited to these. For example can be used as an etching liquid for aluminum a hydrochloric acid, sulfuric acid, Use hydrofluoric acid or hydroxide solution, preferably solutions whose anions form a soluble bond with the metal. With long ribbons if the Xt; =, proceed appropriately automatically, as in the '-' enclosed Drawing is shown.

In dem Behälter io befindet sich die Ätzflüssigkeit i i und darin drehbar aufgehängt ein Rad i--, welches mit dem Metallgewebe 13 als Hilfselektrode umgeben ist. Ferner sind die Räder 14, 15 und 16 vorhanden, auf welchen das Metallgewebe 18 als zweite Hilfselektrode aufgehängt und wobei das Rad 15 durch Eigengewicht oder Federzug so angeordnet ist, daß die Hilfselektrode 18 ständig unter Spannung gehalten und gleichmäßig gegen das zu ätzende Band angedrückt wird. Zwischen den Geweben 13 und 18 wird die zu ätzende Folie 9 hindurchgeführt. Während das zu ätzende Band 9 durchgeführt wird, dreht sich das Rad 12- mit seiner Elektrode 13 und ebenso die Räder 14, 15 und i6, so daß die Hilfselektroden sich mit dem Band 9 endlos abrollen. Die Folie geht dann über die Rollen 2o durch einen Wasserbehälter i9, wobei das Wasser zur Reinigung dient, und wird dann auf der Rolle 23 mit Hilfe des Griffes 24. aufgehaspelt. Wie die Drahthilfselektroden gegen das zu ätzende Metallangedrückt werden, geht aus der Abb. 2 und 3 hervor.The etching liquid ii is located in the container io and a wheel i-- is rotatably suspended therein and is surrounded by the metal mesh 13 as an auxiliary electrode. There are also wheels 14, 15 and 16, on which the metal fabric 18 is suspended as a second auxiliary electrode and the wheel 15 is arranged by its own weight or spring tension so that the auxiliary electrode 18 is constantly kept under tension and pressed evenly against the tape to be etched . The foil 9 to be etched is passed between the fabrics 13 and 18. While the belt 9 to be etched is being passed through, the wheel 12 rotates with its electrode 13, as do the wheels 14, 15 and i6, so that the auxiliary electrodes with the belt 9 roll endlessly. The film then goes over the rollers 20 through a water container 19, the water being used for cleaning, and is then reeled onto the roller 23 with the aid of the handle 24. How the auxiliary wire electrodes are pressed against the metal to be etched can be seen in Figs. 2 and 3.

Betrachtet man die Folien, welche nach dem beschriebenen Verfahren geätzt und behandelt wurden, unter dem Mikroskop im Vergleich mit Folien, welche in der bereits früher bekannten Weise geätzt wurden, so zeigt sich sofort, daß die nach früher bekannten Ätzverfahren behandelten Folien ungleichmäßige, fleckenartige Gebilde aufweisen, wie dies in Abb. q. dargestellt ist, während die nach dem neuen, zur Erfindung angemeldeten Verfahren behandelten Folien gleichmäßige quadrat- und waffelartige Flächen haben, wie dies Abb. 5 zeigt.Looking at the slides made after the method described etched and treated under the microscope compared with foils which were etched in the manner already known, it is immediately apparent that the foils treated by previously known etching processes were uneven, speckled Have structures as shown in Fig. Q. is shown, while the one after the new, For the invention pending process treated films uniform square and have waffle-like surfaces, as shown in Fig. 5.

In der Patentzeichnung ist in Abb. 3 eine Anordnung gezeigt, die dazu dienen soll, das unmittelbare Benetzen der zu ätzenden Elektroden nur in begrenztem Maße zuzulassen. Es geschieht dies dadurch, daß auf dein zu ätzenden Band 9 die beiden Hilfselektroden 13 und i 8 aufliegen, daß jedoch die Elektrolytflüssigkeit ii durch die beiden porigen Schutzbänder 25 und 26 nicht unmittelbar und frei spielend an das Ätzband herantreten kann, sondern nur durch die Poren tierzweckmäßig aus Filz, Gaze usw. bestehenden Deckbänder beschränkt Zutritt hat, wodurch erfahrungsgemäß eine weitere Verbesserung der geätzten Oberfläche erzielt werden kann.In the patent drawing, an arrangement is shown in Fig. 3, which for this purpose should serve, the direct wetting of the electrodes to be etched only to a limited extent Allow dimensions. It does this by the fact that on your band 9 to be etched both auxiliary electrodes 13 and i 8 rest, but that the electrolyte liquid ii through the two porous protective strips 25 and 26 not directly and freely playing can approach the etching tape, but only through the pores in an animal-appropriate manner Felt, gauze, etc. has limited access to existing shrouds, which experience has shown a further improvement of the etched surface can be achieved.

Verwendet man für L#lelttrolv tli:ondensatoren Aluminiumelektroden, welche vor Erzeugung des Sperrfilms erfindungsgemäß geätzt wurden, so ergibt sich eine ganz bedeutende Erhöhung der Kapazität. Messungen zeigten, daß z. B. Kondensatoren, welche mit erfindungsgemäß geätzten Folien hergestellt wurden, eine Kapazität von 8,78 mfd aufwiesen, während gleiche Kondensatoren mit ungefähr derselben Bandlänge und -breite der Elektroden ohne die Ätzung nach der Erfindung nur eine Kapazität von 2,5 5 infd zeigten.If aluminum electrodes, which were etched according to the invention prior to the production of the barrier film, are used for L # lelttrolv tli: ondensatoren, then there is a very significant increase in the capacitance. Measurements showed that z. B. capacitors which were produced with foils etched according to the invention had a capacitance of 8.78 mfd, while the same capacitors with approximately the same band length and width of the electrodes without the etching according to the invention only showed a capacitance of 2.5 5 infd.

Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht allein auf die Verwendung der geätzten Folie für Kondensatoren, sondern erstreckt sich auf alle möglichen Verwendungsarten, z. B. elektrolv_tische Zellen, Gleichrichter usw. sowie auf alle sonstigen elektrischen Zwecke, bei welchen eine große Oberfläche der Elektroden und gleichzeitig kleine Ausmaße erwünscht sind.However, the invention is not limited to the use alone the etched foil for capacitors but extends to all possible Usage types, e.g. B. elektrolv_tische cells, rectifiers, etc. as well as on all other electrical purposes in which a large surface area of the electrodes and at the same time small dimensions are desired.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Etching process to enlarge the effective surface of electrodes for capacitors, blocking cells, rectifiers and others electrical purposes, characterized in that during the treatment in the etching solution on the electrodes a wire mesh or a similar structure made of such a metal is applied, which is nobler than the metal to be etched, and by electrochemical Effect: increased etching of the parts of the not covered by the wire mesh Causes electrode surface.

2. Device for carrying out the method according to claim i. characterized by a partially immersed in the etching bath rotatable drum (i2), around which the foil to be etched, intended as an electrode (9) is guided through the bath, a guide roller (2o), which feeds the film to the drum, furthermore by tensioning rollers (1d., 15, i6), one of which (i4, 16) on each side of the Drum (i2) and the third (i5) are arranged below the drum in such a way that a self-contained band made of a wire mesh around the tensioning rollers or a similar structure is placed under pressure on the one resting on the drum wall Part of the foil to be etched. _ = __