DE665278C

DE665278C - Process for the production of an electrical capacitor with a ceramic dielectric and metal layers adhering to it

Info

Publication number: DE665278C
Application number: DEST54137D
Authority: DE
Original assignee: Steatit Magnesia AG
Current assignee: Steatit Magnesia AG
Priority date: 1935-11-22
Filing date: 1935-11-22
Publication date: 1938-09-22

Description

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators mit keramischem Dielektrikum und darauf haftenden Metallschichten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators mit keramischem Dielektrikum und darauf haftenden Metallschichten. Es sind eine Reihe von Verfahren bekanntgeworden, Metallschichten, insbesondere Edelmetallschichten, auf die Oberfläche keramischer Körper aufzutragen. Folgende Metallisierungsverfahren werden im einzelnen angewandt. Das Schoopsche Metallspritzverfahren, die Kathodenzerstäubung, das Abscheiden durch Reduktion wässeriger Metallsalzlösungen und das Einbrennen der bekannten Edelmetallpräparate. Das an letzter Stelle genannte Metallisierungsverfahren wird häufig als das keramische Einbrennverfahren bezeichnet, da es schon seit langem bei der Herstellung metallverzierter Porzellanwaren benutzt worden ist.Method of manufacturing an electrical capacitor with ceramic Dielectric and Adhering Metal Layers The invention relates to a method for manufacturing an electrical capacitor with ceramic dielectric and metal layers adhering to it. A number of procedures have become known Metal layers, in particular noble metal layers, on the surface of ceramic Body to apply. The following metallization processes are used in detail. Schoop's metal spraying process, cathode sputtering, deposition through Reduction of aqueous metal salt solutions and the stoving of the known precious metal preparations. The metallization process mentioned last is often called the ceramic Branding process referred to as it has long been used in the manufacture of metal-ornamented Chinaware has been used.

Bei der Anwendung des Einbrennverfahrens begegnet man in vielen Fällen folgender Schwierigkeit. Da die Metallbelegungen von elektrischen Kondensatoren in der Regel sehr gut leitend sein müssen und ihr Ohmscher Widerstand nur 1/1o oder 1/10o Ohm betragen darf, ist ein bei verhältnismäßig hoher Temperatur verlaufendes und gegebenenfalls mehrfach zu wiederholendes Aufbrennen des Metalles, vorzugsweise Edelmetalles, erforderlich. Auch wenn das keramische Dielektrikum als solches vollkommen verdichtet ist, beobachtet man bei solchen Einbrennvorgängen, daß eine geringe Einwanderung von Metallteilchen in das keramische Dielektrikum hinein erfolgt. Dieser Vorgang ist infolge der Minderung der dielektrischen Güte, die das Dielektrikum dabei erfährt, durchaus unerwünscht.When using the stoving process one comes across in many cases following difficulty. As the metal coatings of electrical capacitors usually have to be very conductive and their ohmic resistance only 1 / 1o or 1 / 10o ohm is a temperature that occurs at a relatively high temperature and, if necessary, repeatedly firing on the metal to be repeated, preferably Precious metal, required. Even if the ceramic dielectric as such is perfect is compacted, one observes in such stoving processes that little immigration of metal particles into the ceramic dielectric takes place. This process is due to the reduction in the dielectric quality that the dielectric experiences, absolutely undesirable.

Es ist an sich bekannt, daß die Auftragung von Metallschichten statt unmittelbar auf den nackten Scherben des Stoffes auch auf eine vorher aufgebrachte Glasurschicht erfolgen kann. Man hat dies beispielsweise schon bei Hochspannungskondensatoren, die mit niedrigen Frequenzen arbeiten und bei denen die dielektrischen Verluste eine ganz untergeordnete Rolle spielen, getan. Bei den bekannten Kondensatoren dient die Glasurschicht lediglich dem Zwecke, das Abblättern der Metallbelegungen zu verhindern. Auch bei Hochspannungsisolatoren hat man zur besseren Haftung der aufgebrachten Metallschicht eine Glasur verwandt.It is known per se that the application of metal layers takes place directly on the bare shards of the fabric also on a previously applied one Glaze layer can be done. This is already the case with high-voltage capacitors, for example, which work with low frequencies and where the dielectric losses play a very subordinate role, done. With the known capacitors it is used The only purpose of the glaze layer is to prevent the metal deposits from peeling off. In the case of high-voltage insulators, too, the applied Metal layer related to a glaze.

Bei dielektrisch hochwertigen Kondensatoren stehen einer Glasurauftragung erhebliche technische Bedenken entgegen, da die Glasur als eine mit dielektrischern Verlust behaftete Zwischenschicht das dielektrische Gesamtverhalten des betreffenden Kondensators nachteilig beeinflußt, insbesondere bei Verwendung keramischer Stoffe mit sehr geringem dielektrischem Verlust. Man hat daher bisher von derVerwendung einerUnterglasur bei Kondensatoren mit einem keramischen, dielektrisch hochwertigen Dielektrikuin Abstand genommen. Die Erfindung besteht nun darin, daß die Anbringung der Glasurschicht durch Aufsprühen eines fein verteilten Glasurnebels auf den keramischen Körper erfolgt, so daß eine lediglich die Poren des keramischen Körpers abschließende, aber nicht die Rauhigkeit der' Oberfläche des keramischen Körpers ausgleichende, dünne Glasurschicht entsteht. Eine eingehende Untersuchung des Einflusses derartiger Unterglasuren hat nämlich zu dem überraschenden Ergebnis- geführt, dali es lediglich darauf ankommt, diese Schichten ganz dünn auszuführen. Sobald diese Bedingung erfüllt ist, erhält man statt einer Minderung der dielektrischen Güte des Kondensators eine in jeder Beziehung verbesserte Wirkung als Folge der Glasierung. Die Glasur darf nur als eben erkennbarer blanker Beschlag aufgetragen werden.With high-quality dielectric capacitors, there is a glaze application Considerable technical concerns, since the glaze as one with dielectric Loss-prone intermediate layer affects the overall dielectric behavior of the relevant Adversely affected capacitor, especially when using ceramic materials with very low dielectric loss. One has therefore hitherto of the use an underglaze for capacitors with a ceramic, dielectric high quality Dielectric removed. The invention now consists in that the application of the glaze layer by spraying a finely divided glaze mist takes place on the ceramic body, so that only the pores of the ceramic Body final, but not the roughness of the 'surface of the ceramic A thin layer of glaze that balances the body is created. An in-depth investigation the influence of such underglazes has led to the surprising result out that it is only important to make these layers very thin. As soon as this condition is met, the dielectric is reduced instead of Quality of the capacitor an improved effect in every respect as a result of the Glazing. The glaze may only be applied as a just recognizable blank fitting will.

@Ian erreicht dies durch Verwendung sehr verdünnter, mit einem gegenüber normalen Glasuren erheblich erhöhtem Wassergehalt versetzter Mischungen, beispielsweise durch sehr kurzzeitiges Besprühen der keramischen Stücke mit äußerst feinen Glasurnebeln nach den bekannten Glasurspritzverfahren. Bei Innehaltung dieser Arbeitsbedingungen entstehen Schichten von so geringer Dicke, daß sie gegenüber den sowieso unvermeidlichen Maßtoleranzen der keramischen Formstücke nicht ins Gewicht fallen.@Ian achieves this by using very dilute, with an opposite normal glazes significantly increased water content of mixed mixtures, for example by spraying the ceramic pieces very briefly with extremely fine glaze mist according to the known glaze spraying process. If these working conditions are observed layers of so small a thickness arise that they are compared to the inevitable Dimensional tolerances of the ceramic fittings do not matter.

Wird nun ein derartig vorbehandeltes Stück mit der Metallschicht überzogen, so zeigt sich, daß die Einwanderung von Metallteilchen ins Innere des Scherbens vollkommen unterbleibt, da die zwischen den einzelnen Kristalliten der meist selbst sehr glasarmen keramischen Isolierstoffe verbleibenden Einwanderungswege des Metalls offenbar durch die Auftragung des Glasurflusses verstopft werden. Wählt man den Glasfluß derart, daß seine Erweichung annähernd mit der Einbrenntemperatur des Metallpräparates übereinstimmt, so erzielt man überdies eine verbesserte Haftfestigkeit des Metallüberzuges. Diese Möglichkeit ist durch die Verwendung der auch dielektrisch verhältnismäßig guten Bleiglasuren durchaus gegeben.If a piece that has been pretreated in this way is coated with the metal layer, Thus it is shown that the immigration of metal particles into the interior of the body completely omitted, since the between the individual crystallites of mostly itself very low-glass ceramic insulating materials remaining immigration routes of the metal apparently clogged by the application of the glaze flux. If you choose the Glass flow in such a way that its softening approximates the stoving temperature of the metal preparation agrees, then one also achieves an improved adhesive strength of the metal coating. This possibility is also dielectrically proportionate through the use of the good lead glazes are definitely given.

Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung der beschriebenen sehr dünnen Unterglasuren auch bei den genannten andersartigen Metallisierungsvorgängen Vorteile erbringen. Gerade bei sehr dünnwandigen keramischen Formstücken ergeben sich auch bei an sich dicht gesintertem Scherben in der laufenden Fabrikation gelegentlich kleine nicht sichtbare Fehlerstellen, die beispielsweise beim Eintauchen des Körpers in Metallsalzlösungen einen Eintritt der Lösungen ins Innere des Scherbens gestatten. Auch derartige Fehlerstellen werden durch die Anbringung der feinen Glasurschicht abgedeckt.It has been shown that the use of the described very thin Underglazes also have advantages in the aforementioned different types of metallization provide. Particularly in the case of very thin-walled ceramic fittings, this also results occasionally in the ongoing production of cullet that is densely sintered small invisible imperfections, for example when the body is immersed in metal salt solutions allow the solutions to enter the interior of the body. Such defects are also eliminated by the application of the fine glaze layer covered.

Nebenhergehend läßt sich ein weiterer Vorteil mit der Anbringung der Unterglasur verbinden. Maßgebend für die elektrische Güte des keramischen Formstückes ist nicht nur die Eigenschaft des Scherbens selbst, sondern auch die seiner Oberfläche. Die nicht tnetallisierten Kriechstrecken sind oftmals entscheidend für die dielektrische Güte. _Nlan dehnt zweckmäßig den Glasurüberzug auch auf die nicht zu metallisierenden Flächen des Körpers aus und gewinnt damit an diesen Stellen eine V übesserung des Oberflächenwiderstandes. Es hat sich gezeigt, daß eine hauchdünne Glasurschichtin bezug auf diese Oberflächenvergütung bereits dasselbe leistet wie ein dünner vollständig deckender Überzug.As an aside, another advantage can be found with the attachment of the Connect underglaze. Decisive for the electrical quality of the ceramic fitting is not only the property of the body itself, but also that of its surface. The non-metallized creepage distances are often decisive for the dielectric Quality. _Nlan expediently stretches the glaze coating even on those that are not to be metallized Areas of the body and thus gains an improvement in these areas Surface resistance. It has been shown that a wafer-thin layer of glaze in With regard to this surface finish, it already does the same thing as a thin one completely opaque coating.

Claims

PATRN TANSPRÜCHR: i. Method of making an electrical Capacitor with a ceramic dielectric and metal layers adhering to it, in which a glaze layer is provided between the dielectric and the metal layers is characterized in that the glaze layer is applied by spraying a finely distributed glaze mist takes place on the ceramic body, so that a only closing the pores of the ceramic body, but not the roughness The surface of the ceramic body is balanced by a thin layer of glaze.

2. The method according to claim i, characterized by the use of a glass flow, its softening temperature is close to the baking temperature of the ceramic Metal layers lies.

3. The method according to claim i and 2, characterized by the use of a lead glass. q .. The method according to claim i to 3, characterized through the use of a thin-bodied glaze due to the addition of more water. procedure according to claims i to d., characterized in that the glaze layer over the edges the metal coverings also affect the creepage distances and edges of the dielectric is applied.