DE946302C

DE946302C - Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen zwischen aeusserst duennen Metallbelegungen elektrischer Kondensatoren und ihren drahtfoermigen Stromzufuehrungen

Info

Publication number: DE946302C
Application number: DEB9516D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Eberhard Traub
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1941-12-11
Filing date: 1941-12-11
Publication date: 1956-07-26

Description

Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen zwischen äußerst dünnen Metallbelegungen elektrischer Kondensatoren und ihren drahtförmigen Stromzuführungen Sehr dünne Metallschichten finden hauptsächlich bei der Herstellung elektrischer Kondensatoren und Widerstände Verwendung. Schwierigkeiten macht im allgemeinen die Zuführung des Stromes zu den dünnen Schichten deshalb, weil die Stromdichte sehr leicht Werte erreicht, die zur Zerstörung der dünnen Schichten und damit zu Stromunterbrechung zwischen den Zuführungen und den Schichten führt. Meist ist man dazu mit der für den Anschluß vorgesehenen Fläche verhältnismäßig beschränkt, wie beispielsweise bei elektrischen Wickelkondensatoren, wo für den Anschluß lediglich die Stirnseiten des Kondensators in Frage kommen. Die Strombelastung solcher Anschlüsse kann daher durch Vergrößerung der Übergangsfläche nicht beliebig klein gemacht werden.
Es ist bereits bekanntgeworden, auf dünne Schichten eine Kontaktbrücke aus einem Metall aufzuspritzen und an. diese Brücke die Zuführungsdrähte anzulöten. Als Material für die Kontaktbrücke verwendet man dabei im allgemeinen ein niedrigschmelzendes Bleizinnlot. Die Zuführungsdrähte können dann an beliebiger Stelle einfach dadurch an der Kontaktbrücke befestigt werden, daß man den Zuführungsdraht in das zum Schmelzen gebrachte Brückenmetall hineindrückt. Praktisch wird dies so ausgeführt, da,ß man mit dem Lötkolben die aufgespritzte niederschmelzende Kontaktbrücke erhitzt und dann dem. Anschlußdraht in das geschmolzene Metall eintaucht. Die Verwendung von beim Anbringen der Zuführungsleitungen nicht selbst schmelzenden Metallen zur Herstellung der Kontaktbrücken verbot sich deswegen, weil solche Metalle infolge ihres höheren Schmelzpunktes beim Aufbringen auf die dünne Schicht zu .einer viel zu großen Erwärmung führen, so daß man nur außerordentlich geringe Mengen eines höherschmelz.enden Metalls aufbringen könnte, ohne daß die dünne Schicht beschädigt würde. Verbindungen mit sehr dünnen Anschlußschichten haben aber eine sehr geringe mechanische Haltbarkeit. .Außerdem ist es vielfach unmöglich, an dünne Schichten eines höherschmelzenden Materials Zuleitungen anzulöten, weil die elektrischen Geräte, an denen solche Anschlüsse erforderlich sind, meist vor dem Anlöten der Anschlußdrähte getränkt werden müssen und das einwandfreie Anlöten der Drähte nach dem Tränken infolge des auch an der Lötstelle vorhandenen Tränkmittels nur unter Verwendung schädlicher Flußmittel möglich ist. Dagegen ist es durchaus möglich, aus n.iedrigsch:nielzendem Material sowohl eine hinreichend dicke Anschbußschi.cht aufzubringen, ohne daß die zugeführte Wärmemenge unzulässig hoch wird, als auch an dieser Schicht einen Anschlußdraht in mechanisch und elektrisch einwandfreier Weise zu befestigen.
Die Verwendung niedrigschmelzender Metalle zur Herstellung von Kontaktbrücken hat aber einen Nachteil, der sich insbesondere bei hochbelasteten Anschlüssen sehr stark geltend macht. Durch das Flüssigwerden der Kontaktbrücke beim Löten entsteht nämlich unter der Lötstelle ein Hohlraum. Die Kontaktbrücke liegt also hier nicht mehr auf den anzuschließenden dünnen Metallschichten auf. Dieses Gebiet fällt daher nach dem Löten für den Stromübergang aus der Kontaktbrücke in die dünne Schicht weg. Dies führt natürlich überall da zu Schwierigkeiten, wo infolge des geringen für die Anschlüsse zur Verfügung stehenden Platzes die Stromdichte von vornherein verhältnismäßig groß gewählt werden muß.
Ein einwandfreies Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen äußerst dünnen Metallbelegungen elektrischer Kondensatoren und ihren drahtförmigen Stromzuführungen besteht gemäß der Erfindung darin, daß an den Stirnseiten der Kondensatoren auf die dünnen Kondensatorbelegungen eine ihnen den Strom flächenhaft zuführendie erste, auf diese dann eine zweite Kontaktbrücke aus einem Metall niedrigeren Schmelzpunktes als der des Metalls der ersten aufgebracht und an diese zweite der Stromzuführungsdraht ohne Zuhilfenahme eines besonderen Lötmetalls angelötet wird. Da die erste Schicht hier nicht zur Befestigung der Stromzuführungen dient, kann sie verhältnismäßig dünn sein. Die durch sie beim Aufbringen den dünnen Belegungen zugeführte Wärmemenge ist also verhältnismäßig gering, so daß diese Schichten nicht leiden. Werte von o,i mm und geringerer Dicke sind dabei durchaus brauchbar. Die zweite Schicht, die auf diese dünne erste Schicht aufgebracht ist, kann dagegen in der üblichen Dicke und mit den üblichen bekannten Stoffen., also beispielsweise aus einer Blei-Zinn-Legierung hergestellt sein. An ihr werden die Stromzuführungen in der bereits bekannten, bisher allgemein üblichen Weise befestigt. Die erste Metallschicht schmilzt beim Löten nicht, hebt sich also dabei auch nicht -von ihrer Unterlage ab. Daß die zweite Metallschicht dies tut, kann nun aber zu keinem Schaden mehr führen; denn durch die erste Metallschicht ist auch der Bereich :unmittelbar unter der Lötstelle noch immer am Stromübergang in die dünnen Schichten beteiligt.
Die beiden Metallschichten können aufgespritzt sein. Insbesondere die erste, dünnere von ihnen kann aber auch durch Aufdampfen im Vakuum oder durch Kathodenzerstäubung hergestellt werden. Die zweite Schicht kann sich vorzugsweise über die gesamte Ausdehnung der ersten Schicht erstrecken,. In Fällen, wo dies nicht erforderlich oder erwünscht ist, genügt es auch, sie kleiner zu machen. Sie muß aber immer so groß sein, daß sie den Stromübergang in die erste Anschlußschicht ermöglichen. kann, ohne daß die Stromdichte nunmehr beim Übergang von der einen zur anderen Anschlußschicht einen zu hohen Wert annimmt.
Besonders wichtig ist die Verwendung derartiger Kontaktbrücken bei Kondensatoren mit Metallbelegungen, die dünner sind als i ,u.
In der Zeichnung ist :eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindung als Beispiel dargestellt. Die' Schichtdicken sind dabei in ihrer absoluten Größe stark übertrieben gezeichnet. In Abb. i ist ein Querschnitt, in Abb.2 eine Draufsicht dieser Verbindung gezeichnet.
Es bedeutet in beiden Abbildungen i den Träger einer. außerordentlich dünnen Metallschicht 2. Auf die Schicht 2 ist eine Anschlußschicht 3 aus einem beim Löten nicht schmelzenden .Stoff aufgebracht. Auf diese verhältnismäßig dünne Anschlußschicht ist eine dickere zweite Anschlußschicht q. aufgebracht, die sich nach der Zeichnung nicht über die ganze Ausdehnung der Anschlußschicht 3 erstreckt. In die Anschlußschicht 4. ist ein Anschlußdraht,5 ,eingelötet. Unterhalb des Anschlußdrahts 5 hat sich durch das Löten ein Hohlraum 6 gebildet. Trotzdem ist die gesamte Fläche der Anschl.ußschicht 3 für den Stromübergang zwischen den Schichten 3 und 2 wirksam.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung elektrisch leitender Verbindungen zwischen äußerst dünnen Metallbelegungen elektrischer Kondensatoren und ihren drahtförmigen Stromzuführungen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten der Kondensatoren auf die dünnen Kondensatorbelegungen eine ihnen den Strom flächenhaft zuführende erste, auf diese dann eine zweite Kontaktbrücke aus einem Metall niedrigeren Schmelzpunktes als der des Metalls der ersten aufgebracht und an diese zweite der Stromzuführungsdraht ohne Zuhilfenahme eines besonderen Lötmetalls angelötet wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kontaktbrücken aufgespritzt werden. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die erste Kontaktbrücke im Vakuum aufgedampft wird. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die erste Kontaktbrücke durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste der Kontaktbrücken sehr dünn, vorzugsweise dünner als o,i mm gemacht wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite der Kontaktbrücken so groß gemacht wird, daß sie sich über die gesamte Ausdehnung der ersten Kontaktbrücke erstreckt. 7. Verbindung, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Stromanschluß für Kondensatoren mit Metallbelegungen, die dünner als i ,u sind, verwendet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. i 835 582; deutsche Patentschriften Nr. 8o8 52o, 695 341, 68o 080, 365 375, 410 599, 459 532; französische Patentschrift Nr. 696 9o3.