DE2263045B2 - Metallisierungsmasse zur herstellung von loetbaren metallschichten der belaege von scheibenkondensatoren - Google Patents
Metallisierungsmasse zur herstellung von loetbaren metallschichten der belaege von scheibenkondensatorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Metallisierungsmasse zur
Herstellung von lötbaren Metallschichten der Belage von .Scheibenkondensatoren, die feinverteilies .Silberpulver,
ßi:O) und Glasfritte enthält.
Beim Brennen der metallisierten Scheiben zu Kondensatoren,
welches gewöhnlich bei 750 bis 820 C erfolgt, sind Schwierigkeiten aufgetreten, wenn sich die
metallisierten Scheiben, welche regellos auf dem Band
eines Förderbandofen gestapelt sind, einander berühren und dabei nebeneinanderliegende Metallschichten
benachbarter Kondensatoren beim Brennen aneinander kleben bleiben. Es wird vermutet, daß ein derartiges
Aneinanderkleben von einer Silber/Silber-[Diffusion oder von der Wechselwirkung /wischen dem Silber'Bindemittelsystem
eines Belags mit demjenigen eines anderen Belags herrührt. Dabei kommt es häufig
vor. daß beim Auseinanderreißen von festklebenden Kondensatoren die Belage beschädigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metallisierungsmasse
der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Herstellung lötbarer Scheibenkondensatoren
ermöglicht, deren beim Brennen aneinau· derliegende Belüge nicht aneinander kleben bleiben.
Diese Aufgabe vird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallisierungsmasse, bezogen auf das Gewicht
des Silberpulveranteils, einen Zusatz von 0,01 bis 10,5% feinverteiltem Nickel oder 0.01 bis 4,1% feinvcrleiltem
Tantal oder 0,01 bis 10.5% einer Mischung von Nickel und Tantal, wobei der Tantalanteil 4.1% nicht
Übersteigt, enthalt
Die allgemeine Möglichkeit der Verwendung von Nickel und Tantal als Teil der Belagsmasse /ur Erzielung
besonderer elektrischer Widerstandswerte ist neben einer Vielzahl weiterer Metalle aus der HS-PS
34 84 284 bekannt.
Die vorausgehend genannten oberen Grenzen für den Nickel- oder Tantalanteil hängen von dem gewünschten
Grad an Lötbarkeil ab. Normalerweise ist für eine bestimmte Belagsmasse viel weniger Tantal zulässig.
Die Art, in welcher Nickel oder Tantal oder deren Mischungen in der erfindungsgemäßen Metallisierungsmasse
wirksam werden, ist nicht aufgeklärt. Es wird angenommen, daß die Zusatzstoffe, von denen jeder
in Silber unlöslich ist, während des Brennens unter Bildung einer Schicht oxidieren können, die die aneinanderliegende
Beläge trennt, andererseits kann es auch sein, daß der Zusatzstoff ein Brüchigwerden der Silbernietallisicrung
verursacht, das zu einer leichteren Trennung von aneinanderlicgeiiden Belägen führt (wenn
beispielsweise ein Stapel nach dem Brennen umgekippt
wird). Entweder Nickel oder Tantal können als Legierung',
beispielsweise 50/50 Ni/Al. 5(J'50 Ni/B. Ni. Ta
usw.. zugeführt werden.
Silbermassen, die für die Metallisierung \on Scheibenkondensatordielektrika
bei der Herstellung von zusammenhängenden ['linien auf ilen letztlich gebrannten
Gebilden nützlich sind, enthalten leinzerteiltes Silberpulver und ei'i fein/erteiltes, anorganisches Bindemittel
(Glasfritte und Wismuloud). Das Metall und das Bindemittel sind im allgemeinen jeweils genügend (ein zerteilt,
um durch ein Sieb .Nr. 100 (US-Standardsiebskala)
oder kleiner hindurch treten zu können. Oft sind -40 bis
70 Gewichtsprozent des Silbers und 5 bis Ϊ ">
(icw ichtsprozent
des anorganischen Bindemittels in einem inerten Träger dispergiert. Beliebige herkömmliche Koni
ponenien und Mengenanteile von Bestandteilen können, soweit sie mit dem Ziel der Herstellung von lötbaren
Kondensatoren vereinbar sind, den erfiruiungsgemäßen
Metallisierungsmassen zugesetzi werden.
Bei der Herstellung der Meiallisierungsmassen ist e^
wünschenswert, obgleich nicht notwendig, die I estMolfe
in einem Λ rager zu dispergieren. |ede beliebige inerte
Flüssigkeit kann als Träger verwendet werden. Wasser
oder irgendeine Reihe von verschiedenen organischen Flüssigkeiten ist mit oder ohne Verdickungsmittel
und/oder Stabilisierungsmittel und/oder andere übliche Zusätze verwendbar. Beispiele Hr organische Flüssigkeiten,
die Verwendung finden können, sind die aliphatischen
Alkohole; Ester solcher Alkohole, beispielsweise die Acetale und Propionate: die Terpene, wie
Kielernöl, \- und p-I erpineol u. dgl.: 1 larz.lösungen. w ie
Polymethacrylate von niederen Alkoholen, oder Losungen
von Äth>l?ellulose: und Lösungsmittel, wie Kiefernöl
und der Monobutviester des AihviengK kolmonoacetats.
Der Träger kann zur Förderung eines schnelleren Abbindens nach dem Auftragen fluchtige
Flüssigkeiten enthalten oder aus solchen bestehen: oder er kann Wachse, thermoplastische Harze oder
ähnliche Stoffe enthalten, die in der Warme fließlähig
sind, so daß die trägerhaltige Masse bei erhöhten Temperaluren auf einen verhältnismäßig kalten keramischen
Körper aufgebracht werden kann, woraul dann die Masse solort erhärtet.
Die Mengenverhältnisse von Träger zu Feststoffen in den Metallisierungsmassen können in Abhängigkeit
von der Art und Weise, in der die Ansiriehmasse oder Paste aufgetragen werden soll, und der Art des verwendeten
Trägers beträchtlich variieren. Im allgemeinen werden 30 bis 90% Feststoffe in 70 bis 10 Gew ichtspro-/eni
des inerten, flüssigen Trägers dispergiert.
Nai'h der Herstellung des dielektrischen Scheibenmalcrials
gemäß bekannten Methoden wird das Material mit der erfindungsgemäßen Meiallisierungsmasse
versehen, und dann wird das metallisierte Substrat gebrannt
(normalerweise in einem lörderbandofen). um die Metallschichien der Beläge zu sintern.
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert und nicht erl'indungsgeniäßen
Vergleichs versuchen gegenübergestellt.
Untenstehend und an alitieren Stellen in der Beschreibung und den beigeschlossenen Ansprüchen sind
sämtliche Teile, Prozenl/ahlen und Verhältnisse, soweit
nicht anders angegeben, a.if Gewicht bezogen.
lim für eine einheitliche Grundlage für einen Vergleich der erfindungsgemäßen Beispiele mit den Ver
gleichsversuchen zu sorgen, wurde durchweg in dei.
Beispielen und den Vergleichsversuchen eine her
tbömmlichc Scheibenkondensator-Silbermeiallisie-
jtingsniasse mit und ohne Zusätze verwendet. Auch
wurde durchweg ein herkömmliches Scheibendielektri-Ituni
(Titandioxid) verwendet. Diese .Silbermasse (nachfclcnCMÜ
ülS "SilL/C HmUSSC Au UC/cil. nnci) enthielt UIC
nachsiehenden fein/erteilten Stoffe (die durch ein Sieb Nr. 325 der US-Standardsiebreihc hindurchl'allen):
50 Teile Silber. 9.0 Teile BuO). 2,2 Teile einer Gkisfirue.
die bJ.2% Cdo. 7,4% Na:O. lb.6% B:()i. 0.7",;» ALOi
und 12.8% SiO: enthalt, und 38.8 Teile einer Mischung ic
von etwa 90 Teilen Äihylcellulose und 10 Teilen ;i-Terpinol
als T rager.
Die dielektrische TiO:-Scheibe mul3 1.27 cm im
Durchmesser und war 0,127 mm dick und war gesintert
»orden, bevor die Meiallisierungsmasse auf sie aulgebracht
worden war.
Reihe A
(is wurde eine Reihe von Metaiiisierungsmassen hergestellt,
indem 0.1. 0.5. 1,0 b/w. 5,0 Teile Nickeipulver
(-200 Maschen) und genügend viel der .Silbermasse A. damit sich !00 Teile ergaben, \ermischi wurden. Line
/weite Reihe wurde angesei/t. die 1.0 Teile /ink. Tanla!.
Lisen. Kupfer, Aluminium b/w. Selen (-200 Majchen)
und 99 Teile der .Silbermasse A enthielt.
ledes Gemisch wurde grundlich in einer iloover-Müller-Apparatur
durchmisclii und durch ein Sieh (Nr. 165) auf jede Seite einer Reihe von TiO.-Scheiben
aufgedruckt.
/iir Kontrolle wurde eine ähnliche Reihe von TiO.'-Substraten
mit Silbermasse A metallisiert.
fur jede Metallisierungsmasse würde emc Reihe von
inelallisierten Scheiben in einer Stapelhöhe von H) aufgestapelt
und die Stapel wurden /wischen 760 und KOO C gebrannt (der gesamte Heiz/v klus betrug 30 bis
45 Minuten. 4 bis 8 Minuten bei de·- Spit/eniemperalur).
Die Neigung /um Klebenbleiben wurde einfach in der Weise beobachtet, daß der gebrannte Stapel umkippt
und die Leichtigkeit festgestellt winde, mit der
die ein/einen Kondensatoren sich umeinander trennten.
Nur die erfindungsgemäßen Meiallisieruiigsmassen.
d. h. diejenigen, welche Nickel oder Tantal enthalten,
verhinderten ein Klebenbleiben der Beläge. Kondensatoren,
deren Metallschiehten mit nicht erlmdungsgemäßen Zusätzen (Zink, Kisen. Kupfer. Aluminium b/w.
Selen) hergestellt worden waren, klebten stark aneinander und lösten sich bei mäßigem Druck nicht voneinander.
Kondensatoren, deren Metallschiehten mit der Silbermasse A (keine Zusätze) heigestellt worden waren,
klebten so stark aneinander, daß sie sich nicht von-
ClI Ul IlUCI !UMLM. UiIH. ϊ L I tt LIIUUMi: ULI .Jliui-iiiiuin- ■»
entweder ohne Zusatzstoff oder nut den obengenannten anderen Zusätzen als Nickel und Tantal ist daher
nicht annehmbar.
Line Legierung aus Nickel und Aluminium (50/50. bezogen
auf Gewicht) erwies sich in ähnlichen Prülungen
bei der Verhinderung eines Aneinanderklebens der Metallschiehten als wirksam (!Teil Legierung zu
99 Teilen der Silbermasse A).
Reihe B
Kine /weite Versuchsreihe wurde, wie bei der Reihe
A beschrieben, uruer Verwendung \on entweder 1.0'"
NiO oder 1.0% Nickel durchgeführt. Die Kondensatoren wurden bei 800 C gehrannt ('.;-S"tunden-Z>k!i.s.
4 Minuten bei der Spit/ememperatur). Kondensatoren, die mit den Nickelmetall enthaltenden Massen metal!'·-
leiidi. Massen metallisiert worden waren, zeigten wiederum
kein Kleben, während diejenigen, die mn NiO-haltigen Massen metallisiert worden waren, zusammenklebten.
Mäßiger Druck war erforderlich, um die gebrannten NiO-haltigen Kondensatoren voneinander /u trennen,
was eine Verbesserung gegenüber nicht modifizierten Silbermassen, aber eine Verschlechterung gegenüber
den erfindungsgemäßen. nickelmetaHhaltig.cn Metalli
sierungsmasscn anzeigt.
Reihe C
Die Lölbarkeit von gebrannten Kondensatoren, die
mit den nickel- und tantalhaltigen Massen in der Reihe A metallisiert worden waren, wurde untersucht, und c>
wurde gefunden, daß sie bei den dort verwendeten Niveaus
der Zusatzstoffe gut war. Die Prüfung der Lölbarkeit
erfolgte in einem l.ötbad bei 220 C, bei 4 Sekunden laiigem Hinlauchen und unter Verwendung von
Sn/Pb/Ag-Lötmitiel (62/36/2) und eines Kolophoniumflußmiltels.
Es wurde gefunden, daß die Verlustfaktoren der erfindungsgemäß hergestellten Kondensatoren der
Reihe A in ähnlicher Weise ausgezeichnet waren (die Verlustfaktoren lagen in fast allen !-"allen bei Verwendung
einer Kapaziiätmeßbrücke bei 1 kll/ unterhalb
■yo/,Λ
Claims (1)
- 22 045 Q)Patentanspruch:Meiallisierungsrnasse zur Herstellung vnn löibaren Metaüschichtcn <U-r Hi-iäge von Scheibenkon- s densatoren. die fein verteiltes SilberpuK er. Bi.Oi und Glasfritte enthüll, d a d u r c h eck e η η zeichnet, daß die Metallisierimgsmasse. bezogen auf das Gewicht des Silherpulveranteils. einen Zusatz von 0.01 bis 10.5% l"ein\erteiltem Nickel oder 0.01 bis 4,1% leinverteiltem Tantal oder 0.01 bis 10.5% einer Mischung von Nickel und Tantal, wobei der Tantalanieil 4.1% nicht übersteigt, enthalt.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US21107971 | 1971-12-22 | ||
| US00211079A US3824127A (en) | 1971-12-22 | 1971-12-22 | Disc capacitor silver compositions |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2263045A1 DE2263045A1 (de) | 1973-07-05 |
| DE2263045B2 true DE2263045B2 (de) | 1976-01-29 |
| DE2263045C3 DE2263045C3 (de) | 1976-09-16 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3134918A1 (de) * | 1981-09-03 | 1983-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka | "elektrode auf waermebestaendigem isolierendem substrat und verfahren zur herstellung derselben" |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3134918A1 (de) * | 1981-09-03 | 1983-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka | "elektrode auf waermebestaendigem isolierendem substrat und verfahren zur herstellung derselben" |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2263045A1 (de) | 1973-07-05 |
| GB1364010A (en) | 1974-08-21 |
| US3824127A (en) | 1974-07-16 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |