DE1149461B

DE1149461B - Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern

Info

Publication number: DE1149461B
Application number: DES75480A
Authority: DE
Inventors: Hermann Forster
Original assignee: ELEKTRONIK MBH; Semikron GmbH and Co KG
Current assignee: ELEKTRONIK MBH; Semikron GmbH and Co KG
Priority date: 1961-08-28
Filing date: 1961-08-28
Publication date: 1963-05-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern Trockengleichrichterelemente mit Selen werden heute im wesentlichen in Form einer Trägerplatte aus Eisen oder Aluminium, einer einseitig aufgebrachten dünnen Selenschicht und einer auf die Selenschicht aufgebrachten, meist aus einer eutektischen Zinn-Cadmium-Legierung bestehenden Deckelektrode hergestellt. Auf die zur besseren Haftung des Selens. z. B. durch Sandstrahlen, aufgerauhte Trägerelektrode wird das Selen durch Aufstreichen, oder auch durch Aufdampfen im Vakuum aufgebracht. Die Deckelektrode kann beispielsweise durch Aufdampfen, durch Eintauchen in flüssiges Metall oder auch durch Aufspritzen des flüssigen Metalls aufgebracht werden. Beim Aufspritzen mittels Spritzpistole werden kleinste Metalltröpfchen mit hoher Geschwindigkeit gegen die Halbleiteroberfläche geschleudert, die bei ihrem Auftreffen infolge ihrer starken Unterkühlung sofort erstarren. Es bildet sich also an der Selenoberfläche eine stark poröse Metallschicht aus Deckelektrodenmaterial, die entweder gleichzeitig mit der thermischen Formierung des Selens oder auch nachträglich verflüssigt und dadurch verdichtet wird. Hierbei bildet sich auch die für die Gleichrichterwirkung wesentliche Grenzschicht im Grenzbereich zwischen dem Selen und der Deckelektrode.
Mit dem Aufspritzen und nachträglichen Schmelzen der Deckelektrode sind aber auch gewisse Nachteile verbunden, deren Beseitigung Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist. Durch das Schmelzen der Deckelektrode können in der Ebene der Deckelektrode Kristall- und Kapillarkräfte wirksam werden, durch die die anfängliche gleichmäßige Verteilung des Deckelektrodenmaterials gestört wird. Diese Tropfenbildung der geschmolzenen Deckelektrode wird durch auftretende Vibrationen, durch eine leichte Verformung der Trägerplatten oder durch eine geringe Schräglage des Transportbandes in dem Temperofen verstärkt und führt dazu, daß sich relativ dicke und dünne Stellen innerhalb der Deckelektrode ausbilden. Wegen des erhöhten Widerstandes an den dünnen Stellen kommt es aber dort zu einer erhöhten Erwärmung des Gleichrichters. Diese nachteilige Wirkung wird noch verstärkt, wenn der meist aus einer Zinn-Legierung bestehenden Deckelektrode die Sperrschichtbildung fördernde Stoffe, z. B. Thallium, beigegeben werden. Diese Stoffe liegen dann an einer dicken Stelle der Deckelektrode in einer überkonzentration vor und fehlen an den dünnen Stellen. Durch die dadurch entstehenden örtlichen überhitzungen werden die Gleichrichter schnell zerstört.
Hier schafft die Erfindung Abhilfe. Diese besteht darin, daß beim Herstellen eines Selengleichrichters der beschriebenen Art vor dem Schmelzen der Deckelektrode auf diese zusätzlich eine dünne Schicht aus einem Weichmetall aufgebracht wird, dessen Schmelzpunkt höher als der der Deckelektrode und der des Selens liegt.
Diese dünne Schicht aus Weichmetall kann entweder durch Aufspritzen oder durch Aufdampfen auf die Deckelektrode aufgebracht werden. Diese zusätzliche Schicht kann eine verschiedene Zusammen setzung haben. Wesentlich ist hierbei, daß ihr Schmelzpunkt höher als der Schmelzpunkt des Selens liegt, so daß sie bei der nachträglich durchgeführten thermischen Formierung, die etwa bei 218' C erfolgt, noch nicht flüssig wird. Es eignet sich hierfür beispielsweise reines Zinn oder auch eine Zinn-Cadmium-Legierung mit entsprechend höherem Schmelzpunkt. Die Deckelektrode selbst wird hierbei zweckmäßig aus einer eutektischen Zinn-Cadmium-Legierung, gegebenenfalls mit geringen Zusätzen von Thallium, hergestellt, deren Schmelzpunkt etwa bei 1801 C liegt.
Es hat sich gezeigt, daß bereits sehr dünne Schichten von etwa 0,05 mm genügen, um die eingangs erwähnte Tropfenbildung der Deckelektrode mit Sicherheit zu vermeiden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Figur dargestellt. Mit Ziffer 1 ist eine Trägerplatte aus Eisen oder Aluminium bezeichnet, auf der eine dünne Selenschicht 2 aufgebracht ist. Mit 3 ist die z. B. aufgespritzte Deckelektrode aus Zinn-Cadmiiim und mit 4 eine weitere dünne Metallschicht, z. B. aus Zinn, bezeichnet, die einen höheren Schmelzpunkt als die Deckelektrode 3 besitzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern, bei dem auf eine Trägerplatte eine Selenschicht und auf die Selenschicht eine Deckelektrode aufgebracht wird und bei dem die Deckelektrode geschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schmelzen der Deckelektrode auf diese zusätzlich eine dünne Schicht aus einem Weichmetall aufgebracht wird, dessen Schmelzpunkt höher als der der Deckelektrode und der des Selens liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit höherem Schmelzpunkt durchAufspritzen oderAufdampfen auf die Deckelektrode aufgebracht wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit höherem Schmelzpunkt aus einer Zinn-Cadmium-Legierung besteht, deren Schmelzpunkt über 221' C liegt. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit höherem Schmelzpunkt aus reinem Zinn besteht. 5. Verfahren nach Ansprach 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit höherem Schmelzpunkt eine Stärke von 0,05 mm hat. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1079 744; »Gmelins Handbuch« Selen Teil A, Syst. Nr. 10, 8. Auflage, 1953, S. 470/472.