DE1414281B1 - Verfahren zur Ausbildung geschlossener Schichten aus polymerem Material - Google Patents

Description

In der deutschen Patentschrift 829 224 ist ein Ver- extreme Brüchigkeit solcher dünnen dielektrischen fahren zur Herstellung vorzugsweise lackartiger bzw. Filme. Die Schichten sind nicht wirklich selbstisolierender Überzüge beschrieben, bei dem ein zu tragend. Die Erfindung setzt sich dementsprechend überziehender Körper der Wirkung einer elektrischen weiter die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, durch Entladung in Anwesenheit polymerisierbarer gas- 5 welches derart dünne hochwertige dielektrische oder dampfförmiger organischer Verbindungen aus- Schichten direkt auf den Oberflächen erzeugt werden gesetzt wird. Nach den Angaben der Patentschrift können, auf denen sie gebraucht werden,
sollen unter dem Einfluß der elektrischen Entladung Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet für

Polymerisationsprodukte gebildet werden, die unmit- diese Aufgabenstellungen der Erfindung ist dabei die telbar nach ihrer Bildung von der durch die elektri- io Verwertung der dünnen dielektrischen Filme im Rahsche Entladung erzeugten Strömung an den zu über- men der Kondensatorherstellung. Die Größe von ziehenden Körper herangeführt und dort abgeschie- Kondensatoren wird in entscheidender Weise durch den werden. Es bilden sich dabei auf der Oberfläche die Dicke der dielektrischen Schichten mitbestimmt, des zu überziehenden Körpers polymere oder höher- Je dünner diese Schichten sein können, um so gerinmolekulare Verbindungen lackartigen Charakters aus. 15 ger wird der Raumbedarf des Kondensators. Wenn Das Verfahren arbeitet in der Regel bei Normaldruck. man jedoch versucht, dielektrische Filme von 1 oder Es kann bei Überdruck oder Unterdruck gearbeitet 2 Mikron Dicke im konventionellen Verfahren zu werden. Die Angaben der deutschen Patentschrift verwenden, so entsteht eine Reihe von Problemen, 829 224 lassen erkennen, daß, vom Entladungstyp insbesondere der Ausfall von Kondensatoren infolge her gesehen, an das Arbeiten unter den Bedingungen ao elektrischer Durchschlage durch die extrem dünnen einer Coronaentladung gedacht ist. Zur Stabilisie- dielektrischen Schichten. Diese Durchschläge haben rung der Entladung, d. h. offenbar zur Verhinderung ihre Ursache zum großen Teil in porenartigen Lövon durchbrechenden Funkenentladungen, wird emp- ehern oder anderen Arten von Unregelmäßigkeiten fohlen, aus nichtleitendem Material zu überziehende in den Isolierschichten. Es ist dementsprechend wei-Körper als dielektrische Vorwiderstandsschichten in 25 terhin Zweck der vorliegenden Erfindung, dünne didie Entladungsstrecke einzuschalten. elektrische Filme zu schildern, die nach dem AufGegenstand der deutschen Patentschrift 759 477 bringen auf dünne leitende Flächen dort haftenbleiist die Anwendung des an sich bekannten Verfahrens ben, ohne zu springen oder abzublättern, so daß das der Ausrichtung von pulverförmigen Teilchen durch gebildete Verbundmaterial aus leitender Fläche und ein elektrisches Feld und deren anschließende Fest- 30 dielektrischer Schicht zum Rollen in eine kompakte legung auf die Herstellung von bandförmigen Kon- Kondensatoranordnung mit verringertem Raumbedarf densatordielektriken, z.B. Kunstfolien oder Papier geeignet ist. Hierbei ist es insbesondere Ziel der mit darin eingebrachten, eine Dielektrizitätskonstante- Erfindung, höchstwertige dielektrische Filme auszuerhöhung verursachenden Partikeln, z. B. feinverteil- bilden, die einen Widerstand in der Größenordnung tem Titandioxyd. Die diesem Vorschlag zugrunde 35 von 10¹* Ohm-cm oder besser besitzen,
liegende Idee ist, Dielektrika mit stets gleichbleiben- Über die Angaben der deutschen Patentschrift

den Dielektrizitätskonstanten dadurch zu schaffen, 829 224 hinausgehend wurde gefunden, daß die Herdaß man die Einzelpartikeln der folienartigen stellung von höchstwertigen polymeren Überzügen Schicht in räumlich bestimmter Anordnung ausrich- mit einer Reihe bestimmter einzigartiger Eigenschaftet. Aus dem Gebiet der Kondensatortechnik wird 40 ten in gezielter Weise störungsfrei erhalten werden weiterhin in der österreichischen Patentschrift 162504 kann, wenn man eine elektrische Entladung unter ein elektrischer Kondensator beschrieben, dessen Einhaltung ganz bestimmter Verfahrensbedingungen Dielektrikum durch eine übliche Lackschicht gebildet in einem Raum durchführt, der mit dem Dampf oder wird, die so zusammengesetzt ist, daß sie Dielektri- dem Gas einer unter dem Einfluß der elektrischen zitätskonstanten über 3, 2, meist über 6, aufweist. 45 Entladung polymerisierbaren Verbindung erfüllt ist, Kondensatoren mit in konventioneller Weise aufge- wobei der zu beschichtende Gegenstand in diesen tragenen Lackschichten als Dielektrika werden wei- Raum eingebracht ist.

terhin beschrieben in der britischen Patentschrift Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend

694995. Die Lackschichten werden dabei durch ein Verfahren zur Ausbildung geschlossener dielek-Aufstreichen aufgetragen. In der britischen Patent- 50 irischer Schichten aus polymerem Material auf Träschrift 562 821 wird schließlich eine besondere Form gerkörpern unter dem Einfluß einer elektrischen der Ausbildung solcher dielektrischen Isolierschich- Entladung aus einem Raum, der mit dem Dampf ten bei Kondensatoren geschildert. Es wird unter einer durch elektrische Entladung polymerisierbaren anderem vorgesehen, das die Isolierschicht bildende Verbindung erfüllt ist, wobei das Verfahren dadurch Material aus Lackemulsionen, also Flüssigphasen, 55 gekennzeichnet ist, daß man zur Herstellung sehr unter dem Einfluß des elektrischen Feldes niederzu- dünner Schichten Ionen des Dampfes aus einer in schlagen. diesem Raum erzeugten Glimmentladung zur PoIy-

Die Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe merisation auf die Trägeroberfläche niederschlägt, gestellt, dünne, insbesondere extrem dünne dielektri- Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einer Weitersche Filme aus polymerem Material auf der Ober- 60 bildung dadurch gekennzeichnet, daß man den Entfläche von Körpern auszubilden, die sich durch ver- ladungsstrom und den Dampfdruck im Entladungsbesserte Eigenschaften und insbesondere hervor- raum so reguliert, daß dielektrische Filme mit einem ragende dielektrische Eigenschaften auszeichnen. Widerstand wenigstens von der Größenordnung

So ist eine Aufgabe der Erfindung, dielektrische 10¹⁴ Ohm-cm bei einer Filmstärke von weniger als Filme mit einer Dicke von weniger als 2 Mikron her- 65 2 Mikron gebildet werden.

zustellen, die im wesentlichen frei von Unregelmäßig- Im erfindungsgemäßen Verfahren werden orga-

keiten sind, die einen Durchschlag zur Folge haben nische Stoffe im Plasma einer Glimmentladung ionikönnen. Ein hierbei auftretendes Problem ist die siert und teilweise in geladene Bruchstücke zerschla-

3 4

gen. Unter der Einwirkung des elektrischen Feldes druckes oder der Entladungsstromstärke. Der Hauptwerden sie in Form eines Filmes aus polymerisiertem einfluß von Änderungen der Stromstärke unterhalb Material kondensiert. Auf diese Weise können dünne des Grenzwertes der Verkohlung besteht in einer Filme auch auf einer nichtleitenden Oberfläche proportionalen Änderung der Menge der erzeugten niedergeschlagen werden, die in einem solchen Feld 5 polymerisierten Schicht.

oder auf einer leitenden Oberfläche einer Elektrode In der folgenden Beschreibung und in den Zeichangeordnet ist, welche den Entladungsstrom führt. nungen ist die Erfindung erläutert. Dabei zeigt

Für die Abscheidung höchstwertiger Schichten aus Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ein-

polymerisiertem Material gemäß der Erfindung ist richtung zur Herstellung von Elektroden, die mit zunächst wesentlich die Auswahl eines ganz be- ίο einem dielektrischen Film überzogen sind, teilweise stimmten Entladungstyps, nämlich der Glimmentla- im Querschnitt,

dung. Dabei ist im Rahmen der Erfindung weiterhin Fig. 2 einen Querschnitt durch einen teilweise

von wesentlicher Bedeutung die Kontrolle von Ent- fertiggestellten Kondensator, der einen erfindungsladungsstrom und Dampfdruck im Entladungsraum gemäß hergestellten dielektrischen Film enthält, und derart, daß die Bildung von Verkohlungen bzw. Un- 15 Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 2 darregelmäßigkeiten im Überzug ausgeschlossen wird. gestellten Schnittes. Hierauf wird noch im einzelnen eingegangen werden. In F i g. 1 ist eine Ausführungsform einer Einrich-

Es ist allgemein bekannt, daß ein elektrischer tung dargestellt, in welcher dielektrische Filme ge-Stromfluß in einer verdünnten gasförmigen Atmo- maß der Erfindung hergestellt werden können. Sie Sphäre unterhalten werden kann, wenn man die 20 besteht aus einer Grundplatte 10, die in üblicher Atmosphäre einem elektrischen Feld von genügender Weise aus Metall sein kann und mit einer ringförmi-Stärke aussetzt, so daß im Gas Ionen gebildet wer- gen Rille 12 zur Aufnahme eines O-förmigen Gummiden. Wenn die Gasatmosphäre einen Druck von etwa ringes 14 dient. In der Grundplatte 10 sind Öffnungen 5 Torr besitzt, hat die Entladung die Natur einer 16 und 18 vorgesehen, die zur Aufnahme der Saug-Glimmentladung, und der zwischen zwei in der 25 leitung 22 und der Dampfzuführungsleitung 24 die-Atmosphäre angeordneten Elektroden fließende Strom nen. Die Leitungen 22 und 24 sind mit Ventilen 26 wird von Ionen und Elektronen getragen. Solche und 28 versehen, die zur Absperrung der Vakuum-Glimmentladungen werden häufig als Lichtquellen anlage 30 und der Dampfvorratsflasche 32 dienen, verwendet, da das ionisierte Plasma der Entladung Auf dem Ring 14 liegt der Flansch 32 des Rezipien-Licht emittiert. Bei solchen Anwendungsgebieten 30 ten 34, der Ring 14 wurde dabei mit einem Überzug kann ein Edelgas oder Quecksilberdampf als den von Vakuumfett versehen, so daß eine hermetische Stromfluß tragende Atmosphäre verwendet werden. Abdichtung der Verbindung zwischen dem Rezipien-

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das ten 34 und der Grundplatte 10 gewährleistet ist. Eine erwähnte Edelgas durch den Dampf eines organi- dritte öffnung in der Grundplatte 10 erlaubt die sehen Stoffes ersetzt, wobei unter dem Einfluß der 35 Durchführung eines Leiters 36, der mittels eines IsoGlimmentladung die Moleküle des Dampfes ionisiert lators 38 hermetisch in der Grundplatte 10 in wohl- und teilweise in elektrisch geladene Bruchstücke zer- bekannter Weise angeordnet ist. Innerhalb des durch schlagen werden. Der Grad der Aufspaltung, den ein die Grundplatte 10 und den Rezipienten 34 gebildespezielles Molekül während des Ionisierungsvorgan- ten, evakuierten Raumes sind auf einem Sockel 40 ges erleidet, scheint vom molekularen Aufbau des 40 isolierende Halter 42 und 44 angebracht, auf wel-Ausgangsmaterials abzuhängen. Wenn also Styrol, chen ihrerseits die Elektroden 46 und 48 mittels beein Monomeres, das eine leicht reagierende Seiten- kannter Befestigungsvorrichtungen angebracht sind, kette besitzt, verwendet wird, ist das durch das Ver- Zwischen dem Einführungsleiter 36 und der Elekfahren gebildete Polymer im wesentlichen Polystyrol. trode 46 bzw. der Grundplatte 10 und der Elektrode Der Benzolring überlebt den Ionisierungsvorgang. 45 48 ist eine elektrische Verbindung durch die Leiter Wenn dagegen Benzol selber als Ausgangsmaterial 50 bzw. 52 hergestellt. Der Durchführungsleiter 36 verwendet wird, wird die Benzolringstruktur selbst und die Grundplatte 10 sind ihrerseits wieder über angegriffen. Das entstehende Polymer enthält einen die Zuführungsleitungen 54 bzw. 56 mit der Stromverhältnismäßig kleinen Prozentsatz an Benzolringen. quelle 58 verbunden. In die Zuführungsleitung 56 ist Es ist also offensichtlich, daß bei Ausgangsmateria- 50 ein Widerstand 55 eingeschaltet, der zur Erhöhung Iien bekannter Art, beispielsweise den obenstehenden des Innenwiderstandes der Stromquelle dient, wie es oder denjenigen, die im folgenden noch erwähnt wer- bei Gasentladungsstromkreisen üblich ist. Bei der beden, die sich im polymeren Aufbau wiederholenden vorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Strukturelemente nicht immer dem monomeren Aus- Stromquelle 58 mit 110 Volt, 60 Hertz Wechselstrom gangsmaterial gleichen. 55 über die elektrischen Leitungen 60 gespeist, die

Man kann im erfindungsgemäßen Verfahren die Stromzuführung kann dabei durch einen Schalter 62 gewünschten höchstwertigen Filme erfolgreich in gesteuert werden. Der Bequemlichkeit halber sollte einem Druckbereich polymerisieren, dessen obere die Ausgangsspannung der Stromquelle 58 variabel und untere Grenze des Betriebsdruckes einerseits sein und an die Elektroden 46 und 48 eine einstelldurch den Punkt bestimmt sind, bei welchem die 60 bare Spannung im Bereich von beispielsweise 300 bis Polymerisation in einer kontinuierlichen homogenen 800 Volt liefern können.

Schicht aufhört, und andererseits durch den Punkt, Als ein typisches Beispiel für die Herstellung von

bei welchem die Entladung erlischt. In entsprechen- dielektrischen Filmen nach dem erfindungsgemäßen der Weise ist der Strombereich in der Entladung Verfahren soll im folgenden die Herstellung eines im nach oben durch die Verkohlung des niedergeschla- 65 wesentlichen porenfreien Polystyrolfilmes auf den genen Filmes begrenzt. Innerhalb der Grenzwerte ist gegenüberliegenden Oberflächen der Elektroden 46 das erfindungsgemäße Verfahren verhältnismäßig un- und 48 beschrieben werden. Zuerst wird der Reziempfindlich gegenüber Änderungen des Dampf- pient 34 mittels der Vakuumpumpe 30 evakuiert und

5 6

das Ventil 26 geschlossen. Dann wird der Schalter den. So wurde beispielsweise Benzoldampf verwen-62 geschlossen und eine Spannung von etwa 450 Volt det. Obwohl der Benzolring offensichtlich durch die aus dem Netzgerät 58 den Elektroden 46 und 48 zu- Ionisation aufgebrochen wird, entstehen kontinuiergeführt. Anschließend wird das Ventil 28 geöffnet, liehe, homogene, vernetzte, organische Isolierfilme so daß aus dem Vorratsgefäß 32, das reines, ent- 5 mit einem Widerstand von annähernd 10¹⁵ Ohm-cm gastes Styrolmonomer in flüssiger Form enthält, (vor Nachlassen des Polarisationsstromes). Als Ausmonomerer Styroldampf in den evakuierten Rezi- gangsmaterialien wurden Styrol, Benzol, Toluol, pienten 34 strömen kann. Man läßt den Dampfdruck Äthylen, Vinylchlorid, Methylmethacrylat, Divinylim Rezipienten 34 auf etwa 5 Torr steigen bzw. so benzol und Mischungen von diesen Stoffen verwenweit, bis eine Ionisation des Dampfes eintritt, was io det, alle ergaben zusammenhängende, homogene, veraus der Emission von sichtbarem Licht aus dem netzte dielektrische Filme.

Plasma der elektrischen Entladung zwischen den Selbstverständlich kann die Polymerisation von

Elektroden ersichtlich ist. Der Dampfzufluß wird organischen Filmen auch mit anderen Einrichtungen durch das Ventil 22 so eingeregelt, daß der einge- als beschrieben ausgeführt werden. So kann beistellte Entladungszustand erhalten bleibt und Dampf 15 spielsweise der Film auch auf einen nichtleitenden in dem Maße nachgeführt wird, wie dieser bei der Gegenstand an Stelle der Elektroden 46 und 48 nie-Bildung von polymerem Film auf den Elektroden dergeschlagen werden, indem man den Gegenstand aufgebraucht wird. Das Verfahren wird fortgesetzt, in den Bereich des elektrischen Feldes vor die eine bis ein Film der gewünschten Dicke entstanden ist. oder andere der Elektroden bringt, so daß die in Rich-Die pro Zeiteinheit auf den Oberflächen der Elek- 20 tung auf die Elektroden geführten organischen Teiltroden 46 und 48 niedergeschlagene Polymermenge chen von dem zu überziehenden Gegenstand abist eine Funktion sowohl des Dampfdruckes im Ent- gefangen werden und auf ihm polymerisieren. In ladungsraum als auch der Flächenstromdichte. Bei gleicher Weise kann das 60-Hertz-Netzgerät durch einer gegebenen Elektrodenoberfläche bewirkt eine eine Hochfrequenzstromquelle oder eine Gleich-Erhöhung des Dampfdruckes also auch eine Er- 25 stromquelle zur Speisung der Elektroden für die Enthöhung der pro Zeiteinheit niedergeschlagenen Film- ladung Verwendung finden. Andererseits kann, als menge, was auch durch die Erhöhung des Ent- Beispiel für diese Möglichkeit, ein organischer Film ladungsstromes geschieht. Es existieren jedoch die auf der inneren Oberfläche der Rezipientenglocke, angegebenen oberen Grenzen, die nicht überschritten wie sie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, niederwerden dürfen, wenn die Qualität des Filmes keinen 30 geschlagen werden, indem man eine Teslaentladung Schaden erleiden soll. Ein zu hoher Dampfdruck be- durch eine an die Außenfläche des Glases gehaltene wirkt eine verfrühte Polymerisation des Dampfes in Elektrode anlegt und die Elektroden 46 und 48 nicht dem von den Elektroden entfernten Entladungs- verwendet.

bereich, wodurch ein Polymernebel zwischen den Mit dünnen, dielektrischen Filmen überzogene

Elektroden entsteht, der sich dann in einer pulver- 35 Elektroden können beispielsweise in Batterien, die förmigen, nicht haftenden, porösen Form auf den mit ^-emittierenden radioaktiven Substanzen aktiviert Elektrodenoberflächen niederschlägt und als Dielek- sind, Verwendung finden, wie sie beispielsweise in trikum wenig brauchbar ist. In ähnlicher Weise wird der USA.-Patentanmeldung Nr. 284 395 (John das Verfahren bei Verwendung der organischen H. Coleman) vom 25. 4. 1952 beschrieben sind. Stoffe, die verkohlen können, durch einen zu hohen 40 Wie aus dieser Patentanmeldung hervorgeht, muß die Entladungsstrom nachteilig beeinflußt, da hohe /3-Kollektorelektrode in Batterien, die ein ionisiertes Ströme dazu neigen, das auf den Elektroden nieder- Gas enthalten, mit einem dielektrischen Film übergeschlagene Material des Filmes zu verkohlen. Eine zogen sein, um Ladungsverluste von der Elektrode solche Verkohlung ist unerwünscht, da durch sie der über das leitende Gas zu vermeiden. Da der Nutz-Widerstand des fertigen Filmes verringert werden 45 effekt der Batterie von dem /J-Strom abhängt, der die kann. Kollektorelektrode erreicht, kann bei Verwendung

Aus diesen Gründen und weil Elektrodenabstand eines Filmes, der nach dem beschriebenen Verfahren und -fläche und das Volumen des Rezipienten von aus Styrolmonomer hergestellt wurde und eine Dicke der jeweils verwendeten Einrichtung abhängen, müs- von 1 Mikron besitzt, bei Verwendung von Tritium sen die Betriebsparameter für jede einzelne Anord- 50 als Strahlungsquelle eine Stromausbeute von 50% nung und für jedes zu polymerisierende Material erreicht werden. Ein derartiger Film ist, da er prakempirisch bestimmt werden. Es soll jedoch wieder- tisch porenfrei ist, für diesen Anwendungszweck holt werden, daß — solange die erfindungsgemäß be- ideal geeignet, da sich auch herausstellte, daß er eine stimmten Grenzen des Verfahrens nicht überschritten Durchbruchsspannung von mehr als 200 Volt besitzt, werden — die Bereiche des Druckes und des Stro- 55 Besondere Bedeutung hat das erfindungsgemäße mes, bei welchen das Verfahren ausgeübt werden Verfahren für die Herstellung von dielektrischen kann, nicht besonders kritisch erscheinen. Filmen in Kondensatoren. Beispiele dieser Ausgestal-

Untersuchungen der nach dem oben beschriebenen tung der Erfindung sind in F i g. 2 und 3 dargestellt. Verfahren niedergeschlagenen Filme haben gezeigt, Der in Fig. 2 dargestellte und im ganzen mit 134

daß im Falle von Styrolmonomer als Ausgangsmate- 60 bezeichnete Kondensator besteht aus Schichten auf rial bei dem niedergeschlagenen Material eine voll- einer Oberfläche eines biegsamen Trägerbandes 132, ständige Polymerisation stattgefunden hat unter BiI- beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat. Ein Ende dung eines praktisch unlöslichen vernetzten Filmes, der Bandanordnung des Kondensators ist an der der im wesentlichen aus Polystyrol besteht. Wider- Oberfläche eines Kernes oder Dornes 130 befestigt, stände der Größenordnung von 10¹⁷ Ohm-cm wur- 6g der zur Erleichterung eines elektrischen Anschlusses den erreicht. an den Kondensator 134 aus Metall besteht, wenn-

Für das Verfahren können auch andere Ausgangs- gleich auch andere Materialien Verwendung finden materialien als monomeres Styrol Verwendung fin- können. Wie besonders aus der Teilansicht nach

F i g. 3 ersichtlich, ist die innerste Schicht der Kondensatoranordnung 134 eine Metallelektrode 142, die sich in geeigneter Weise über den Kondensatorkörper hinaus erstreckt, so daß beim Rollen des Kondensators 134 auf den Kern 130 die herausragende Fläche 142 der Elektrode 138 an dem Kern 130 zu liegen kommt, so daß eine elektrische Verbindung mit ihr zustande kommt. In ähnlicher Weise erfolgt der Anschluß an die Elektrode 144 des Kondensators 134 mittels eines Streifens 136, der am anderen Ende des Unterlagestreifens 132 angeordnet ist. Die Kondensatoranordnung ist hier in einer teilweise entrollten Verfassung dargestellt, selbstverständlich sollen dann der Rest des Bandes 132 und der dazugehörige Kondensator 134 um den Kern 130 gewickelt und der Streifen und die Anordnung gegen ein Aufrollen in irgendeiner bekannten Weise gesichert werden. Falls gefordert, beispielsweise um den Kondensator gegen schädliche atmosphärische Einflüsse zu schützen, kann die Anordnung gekapselt oder anderweitig hermetisch abgeschlossen werden.

F i g. 3 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch

} das Band und die Kondensatoranordnung nach F i g. 2. Der Kondensator 134 wird durch nacheinanderfolgendes Niederschlagen von Materialschichten auf eine Oberfläche des Unterlagebandes 132 in der folgenden Weise gebildet. Zuerst wird die Elektrode 138 auf der Oberfläche der Folie 132 durch Niederschlagen aus der Dampfphase hergestellt. Es hat sich gezeigt, daß eine Aluminiumschicht von ungefähr 0,5 Mikron Dicke, die in üblicher Weise in einem Rezipienten durch Aufdampfen hergestellt wurde, eine zufriedenstellende Elektrode ergibt. Ein kleiner Teil des an der Seite des Streifens 136 befindlichen Endes der Folie 132 sollte während dieses Verfahrensschrittes abgedeckt werden, so daß eine unmetallisierte Folienoberfläche verbleibt, deren Zweck später noch genauer erläutert wird. Anschließend wird auf der Elektrode 138 eine dielektrische Schicht 140 in der oben beschriebenen Weise durch Polymerisation aufgebracht. Es soll erwähnt werden, daß bei der Ausführung dieser Polymerisation die Elektrode 138 als die eine Elektrode in dem Gasentladungskreis dient, wobei die wie oben beschrieben niedergeschlagene Elektrode 138 beispielsweise an die Stelle der Elektrode 46 der Einrichtung nach F i g. 1 tritt. Gewünschtenfalls können auch mehrere Folienstreifen 138 an dem Halter 42 befestigt werden, die dann elektrisch untereinander verbunden und über die Leitung 50 an die Spannungsquelle angeschlossen werden. In gleicher Weise können mehrere solche Folienstreifen an die Stelle der Elektrode 48 treten und mit der Leitung 52 verbunden werden. Anschließend kann darauf das oben beschriebene Verfahren durchgeführt werden, indem man dampfförmiges Styrolmonomer zuführt und durch die Gasentladung zwischen den Elektroden einen dielektrischen Film 140 auf den Elektroden 138 bildet. Dabei soll ein Teil 142 am Ende der bzw. jeder Elektrode 138 frei von einem Niederschlag des dielektrischen Filmes 138 gehalten werden, so daß ein Teil der Oberfläche der Elektrode 138 zum Anschluß an den Kern 130 frei bleibt. Dies kann durch ein Abdecken des Teiles 142 von der Entladung durch eine metallische oder isolierte Maske erfolgen, die während der Bildung des dielektrischen Filmes über das Ende der Folie gelegt wird.

Der letzte Schritt bei der Herstellung des Kondensators 134 besteht im Aufdampfen der Elektrode 144 auf die dielektrische Schicht 140. Dies kann auf dieselbe Weise geschehen wie bei der Elektrode 138, man muß dabei jedoch darauf achten, das kernseitige Ende des dielektrischen Filmes 140 von Metallniederschlägen frei zu halten, um einen Kurzschluß zwischen der unteren Elektrode 138 und der neu gebildeten Elektrode 144 zu vermeiden. Die fertiggestellte Kondensatoranordnung kann dann mit einem Anschlußstreifen 136 versehen werden, der das linke Ende 141 der Elektrode 144 berührt, welches das vorher beim Aufdampfen der Elektrode 138 frei gelassene linke Ende der Folie 132 bedeckt. Sodann wird der Kondensator in der beschriebenen Weise auf den Kern 130 aufgerollt.

Es wurden zylindrische Kondensatoren der beschriebenen Art hergestellt, die eine Kapazität von 0,05 Mikrofarad und einen Durchmesser (ohne den Anschlußstreifen) von weniger als 0,18 cm hatten. Die Unterlagefolie 132 bestand bei diesen Kondensatoren aus einem 6,5 Mikron dicken Polyäthylentere phthalatfilm mit einer Breite von 2,5 cm und einei Länge von 12,7 cm. Die Elektroden 138 und 144 bestanden aus aufgedampftem Aluminium von etwa 0,5 Mikron Dicke, der dielektrische Film 140 war aus Styrolmonomer, das an Ort und Stelle zu einer Dicke von ungefähr 1 Mikron polymerisiert wurde. Der Anschlußstreifen 136 wurde aus 6,5 Mikron starker Aluminiumfolie hergestellt, er war zur Vereinfachung der Anordnung 2,5 cm breit gewählt und erstreckte sich etwa 0,7 cm über das Ende des Bandes hinaus, so daß er nach Aufrollen auf die Oberfläche des zylindrischen Kondensators sowohl eine widerstandsfähige Hülle als auch eine Anschlußfläche für die eine Kondensatorelektrode bildete. Die mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Kern 130, der aus einem 1 mm dicken Draht bestand, und der Elektrode 138 einerseits sowie zwischen dem Anschlußstreifen 136 und der Elektrode 134 andererseits erfolgte mittels eines silberhaltigen Lackes.

Natürlich können an Stelle von Polyäthylenterephthalat auch andere Stoffe als Unterlagefolie Verwendung finden. Bei dem beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde Polyäthylenterephthalat wegen seiner Zähigkeit und Biegsamkeit in Folien Von 6,5 Mikron Dicke gewählt. Die Verwendung von noch dünneren Folien würde den Platzbedarf des Kondensators noch weiter verkleinern. An Stelle der Unterlagefolie 132 kann auch eine Metallfolie treten, die gleichzeitig als Elektrode 138 dient und somit einen Aufdampfschritt überflüssig macht. Die Isolierschicht 140 muß dann bis zum Anschlußende des Unterlagestreifens reichen, um Kurzschlüsse zwischen den Elektroden zu verhüten.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens auf Kondensatoren und radioaktive Batterien wurde nur als Beispiel angedeutet, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Bildung von Isolierschichten auf leitenden oder nichtleitenden Körpern mit anderer als ebener Gestalt dienen, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ausbildung geschlossener dielektrischer Schichten aus polymerem Material auf Trägerkörpern unter dem Einfluß einer elek-

909 543/85

irischen Entladung aus einem Raum, der mit dem Dampf einer durch elektrische Entladung polymerisierbaren Verbindung erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung sehr dünner Schichten Ionen des Dampfes aus einer in diesem Raum erzeugten Glimmentladung zur Polymerisation auf die Trägeroberfläche niederschlägt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Entladungsstrom und den Dampfdruck im Entladungsraum so reguliert, daß dielektrische Filme mit einem Widerstand wenigstens von der Größenordnung 10¹⁴ Ohm-cm bei einer Filmstärke von weniger als 2 Mikron gebildet werden.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man polymerisierbare Verbindungen von der Art des Styrols, Benzols, Toluols, Äthylens, Vinylchlorids, Methylmetacrylats oder Divinylbenzols einsetzt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Oberfläche stromleitend ist und als Elektrode geschaltet wird oder daß zur Oberflächenbeschichtung nichtleitende Gegenstände in den Bereich des elektrischen Feldes vor die Elektroden gebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Herstellung des Dielektrikums eines Kondensators dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen