DE2543079A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING SOLID STATE CAPACITORS - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING SOLID STATE CAPACITORSInfo
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Description
PHN.7770 FAES/WIJ/ΤΒPHN.7770 FAES / WIJ / ΤΒ
12-9-197512-9-1975
Dipl.-Ing. HORST AUER 2543079Dipl.-Ing. HORST AUER 2543079
Anmelder: IJ. Y. F;,.,..= s --_--L.UiUi-c.\rA3?ilEKEM
Akt«; PHN-7770Applicant: IJ. Y. F;,., .. = s --_-- L.UiUi-c. \ RA3? IlEKEM
Act"; PHN-7770
Anmeldung vomt 26. Sept. 1975 Registration dated Sept. 26, 1975
"Verfahren zum Herstellen von Festkörperkondensatoren""Process for the manufacture of solid-state capacitors"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Festkörperkondensators, dessen Anodenschicht dadurch gebildet wird, dass von einer plattenförmigen Metallbasis ausgegangen wird, auf der mindestens an einer Seite nacheinander eine dielektrische Schicht, ein sich wiederholendes Spurenrnuster aus elektrisch isolierendem Material, das die Basis in regelmässig gegliederte durch die Spuren begrenzte Oberflächen aufteilt, und eine elektrisch leitende Kathodenschicht angeordnet werden, wonach aus derThe invention relates to a method for producing an electrical solid-state capacitor, the Anode layer is formed by starting from a plate-shaped metal base on which at least one one side in succession a dielectric layer, a repeating trace pattern of electrically insulating Material that divides the base into regularly structured surfaces delimited by the tracks, and one electrical conductive cathode layer are arranged, after which from the
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der Basis mit den darauf befindlichen Schichten ein Kondensatorthe base with the layers on it is a capacitor
geschnitten wird entsprechend einem Muster, das den durch die isolierenden Spuren begrenzten Oberflächen entspricht.it is cut according to a pattern that corresponds to the surfaces delimited by the insulating tracks.
Unter dem im ersten Absatz genannten Kondensator wird ein Kondensator verstanden, dessen Kathodenschicht mindestens eine leitende Schicht, halbleitende Schicht oder Elektrolytschicht enthält.The capacitor mentioned in the first paragraph is understood to mean a capacitor whose cathode layer is at least a conductive layer, semiconductive layer or electrolyte layer contains.
Ein derartiges Verfahren ist aus der U.S. Patentschrift 3,k_69.29h bekannt. Bei dem in der Patentschrift erwähnten Verfahren werden beim Anordnen der Kathodenschicht auf der dielektrischen Schicht Masken verwendet, die die isolierenden Spuren und die Ränder der durch die Spuren begrenzten Oberflächen bedecken. Dadurch bleiben die von den Masken bedeckten Teile ohne leitende Kathodenschicht. Beim Ausschneiden der Kondensatoren über die isolierenden Spuren kann zwischen der Anoden- und Kathodenschicht durch Ausschmieren der Kathodenschicht kein elektrischer Kurzschluss entstehen, weil diese Kathodenschicnt nicht auf .den isolierenden Spuren oder in der unmittelbaren Nähe derselben vorhanden ist. Ein Nachteil des obenstehend beschriebenen Verfahrens ist jedoch, dass zum Anordnen der isolierenden Spuren sowie zum Bedecken mit der Leitenden Kathodenschicht Masken verwendet werden müssen.Such a method is known from US Pat. No. 3, k_69.29h. In the method mentioned in the patent specification, masks are used when arranging the cathode layer on the dielectric layer, which mask cover the insulating tracks and the edges of the surfaces delimited by the tracks. This leaves the parts covered by the masks without a conductive cathode layer. When the capacitors are cut out over the insulating traces, no electrical short-circuit can occur between the anode and cathode layers by smearing the cathode layer, because this cathode layer is not present on the insulating traces or in the immediate vicinity thereof. A disadvantage of the method described above is, however, that masks have to be used to arrange the insulating tracks and to cover them with the conductive cathode layer.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bereits durch die vorhandenen isolierenden Spuren an sich eine derartige Trennung zwischen der Anoden- und Kathodenschicht gebildet wird, dass beim Ausschneiden der Kondensatoren über die isolierenden Spuren ein etwaiges Ausschmieren der Kathoden-The invention is based on the knowledge that such a separation between the anode and cathode layers already through the existing insulating traces is formed so that when the capacitors are cut out over the insulating traces, any smearing of the cathode
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Schicht durch eine zum Ausschneiden verwendete Vorrichtung zwischen der Anoden- und Kathodenschicht keinen elektrischen Kurzschluss verursacht.Layer by a device used for cutting does not cause an electrical short circuit between the anode and cathode layers.
Die Erfindung bezweckt nun, die Verwendung von Masken auf ein Minimum zu beschränken.The invention now aims to limit the use of masks to a minimum.
Die Erfindung weist dazu das Kennzeichen auf, dass die von den Spuren aus isolierendem Material begrenzten Oberflächen, sowie die Spuren mit der Kathodenschicht bedeckt werden. Da bei Massenherstellung jede Bearbeitung und/oder jedes Hilfsmittel Kosten herbeiführt, bietet die Erfindung den Vorteil, dass beim Auftragen der Kathodenschicht keine Masken verwendet zu werden brauchen.To this end, the invention is characterized in that the surfaces delimited by the traces of insulating material, and the traces are covered with the cathode layer. As in mass production every processing and / or every aid If the costs are incurred, the invention offers the advantage that no masks are used when the cathode layer is applied to need.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is in Drawing shown and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1-, 2, 3j ^- und· 5 jeweilige Stufen einer bevorzugten Ausfülirungsform des erfindungsgemässen Verfahrens,Figures 1, 2, 3j ^ and x 5, respective stages of a preferred Ausfülirungsform of the inventive method,
Fig. 6 einen Schnitt durch einen bipolaren Festkörperkondensator, der mit Hilfe eines erfindungsgemässen Verfahrens nergestellt wurde.6 shows a section through a bipolar solid-state capacitor which, with the aid of a method according to the invention n was created.
In Fig. 1 ist eine plattenförmige elektrisch leitende Basis 1 - vorzugsweise aus Aluminium - "dargestellt zur simultanen Herstellung elektrischer Festkörperkondensatoren. Auf der Basis 1 ist eine Oxidschicht 3 aus Aluminiumoxid angeordnet, die die dielektrische Schicht des Kondensators bildet.In Fig. 1 is a plate-shaped electrically conductive Base 1 - preferably made of aluminum - "shown for simultaneous Manufacture of electrical solid state capacitors. An oxide layer 3 made of aluminum oxide is arranged on the base 1, which forms the dielectric layer of the capacitor.
In Fig. 2 ist auf der Basis 1 aus Fig. 1 auf der Oxidschicht 3 ein vorzugsweise Rechteckrauster (siehe Fig. 3) von Spuren 5 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Zelluloselack, angeordnet. Der Lack wird mit Hilfe eines Stempel-In Fig. 2 on the base 1 from Fig. 1 on the oxide layer 3 is a preferably rectangular pattern (see Fig. 3) of tracks 5 made of electrically insulating material, for example cellulose varnish, arranged. The paint is applied with the help of a stamp
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Verfahrens auf die Basis 1 gedruckt. Zwischen den Spuren 5 werden ohne Verwendung von Masken auf übliche Weise eine Halbleiterschicht 7> vorzugsweise Bleioxid, aufgetragen.Procedure printed on base 1. Between the tracks 5 a semiconductor layer 7> becomes in the usual way without the use of masks preferably lead oxide applied.
.Damit die Schicht 7 elektrisch kontaktierbar gemacht wird, ist die Bleioxidschicht 7> wie in Fig. 4 dargestellt ist, mit einer kolloidalen Graphitschicht 9 bedeckt. Die Graphitschicht 9 ist mit einer Silberschicht 11 bedeckt, mit der (in Fig. h nicht dargestellte) Anschlussdrähte verlötet werden können.So that the layer 7 can be made electrically contactable, the lead oxide layer 7 is covered with a colloidal graphite layer 9, as shown in FIG. The graphite layer 9 is covered with a silver layer 11 to which connecting wires (not shown in FIG. H ) can be soldered.
In Fig. 5 ist ein einzelner Kondensator 1Ό dargestellt, nachdem dieser mit üblichen Mitteln über die Spuren 5 aus der Basis nach Fig. k ausgeschnitten worden ist. Die elektrische . Isolierung zwischen der Anodenschicht, der Basischicht 1, einerseits und der Ka.thodenschj.cht, Bleioxidschicht 7> Graphitschicht 9 und Silberschicht 11 andererseits ist durch die vorhandene Lackspur 5 gewährleistet.,In Fig. 5 , a single capacitor 1Ό is shown after it has been cut by conventional means over the tracks 5 from the base of Fig. K. The electric. Insulation between the anode layer, the base layer 1, on the one hand, and the Ka.thodenschj.cht, lead oxide layer 7> graphite layer 9 and silver layer 11, on the other hand, is ensured by the lacquer trace 5 present.,
Der in Fig. 6 dargestellte bipolare Kondensator 20 enthält auf beiden Seiten der Basis 1 ein gleiches Schichtensystem und zwar der Art, die auf dem polaren Kondensator 10 nach Fig. 5 nur auf. einer Seite der Basis 1 angeordnet ist.The bipolar capacitor 20 shown in FIG. 6 contains an identical layer system on both sides of the base 1 namely of the kind that on the polar capacitor 10 of FIG. 5 only. one side of the base 1 is arranged.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform enthält statt des Bleioxids als Halbleiterschicht eine Manganoxidschicht. Die Manganoxidschicht wird durch Pyrolyse aus Mangannitrat gebildet. Der Pyrolyseprozess erfolgt bei einer Temperatur um 400° C. Die Spuren können die hohe Temperatur bestehen, wenn sie aus einer hitzenbeständigen Lackart, beispielsweise Silikonenlack, oder aus Glas gebildet werden.Another preferred embodiment contains instead of the lead oxide as a semiconductor layer, a manganese oxide layer. The manganese oxide layer is formed from manganese nitrate by pyrolysis. The pyrolysis process takes place at a temperature around 400 ° C. The traces can consist of the high temperature if they consist of a heat-resistant type of paint, for example silicone paint, or made of glass.
Glasspuren können wie folgt auf der Basis angeordnet · werden. Glaspulver wird mit Hilfe einer Siebdrucktechriik aufGlass traces can be arranged on the base as follows. Glass powder is applied using a screen printing technique
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der Basis angebracht. Nach Erhitzen und Schmelzen des Pulvers bildet das Glas elektrisch.isolieren Spuren auf der Basis. Vorzugsweise werden Glassorten verwendet, die eine niedrige Schmelztemperatur (beispielsweise um 400°C aufweisen). Statt des Aluminiums als Basis kann auch ein Metall aus der Gruppe Niob, Tantal, Titan und Hafnium verwendet werden. Es dürfte einleuchten, dass das durch die Spuren gebildete Muster ausser rechteckig auch rauten- oder kreisförmig sein kann. Zweifelsohne sind viele regelmässig gebildete Oberflächen, Vielecken, dazu geeignet.attached to the base. After the powder is heated and melted, the glass forms electrically isolating traces on the base. Preferably Glass types are used that have a low melting temperature (for example around 400 ° C). Instead of A metal from the group consisting of niobium, tantalum, titanium and hafnium can also be used as the basis of aluminum. It should It is clear that the pattern formed by the tracks can be diamond or circular in addition to rectangular. No doubt many regularly formed surfaces, polygons, are suitable for this.
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