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DE2263045B2 - Metallisierungsmasse zur herstellung von loetbaren metallschichten der belaege von scheibenkondensatoren - Google Patents
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DE2263045B2 - Metallisierungsmasse zur herstellung von loetbaren metallschichten der belaege von scheibenkondensatoren - Google Patents

Metallisierungsmasse zur herstellung von loetbaren metallschichten der belaege von scheibenkondensatoren

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DE2263045B2
DE2263045B2 DE19722263045 DE2263045A DE2263045B2 DE 2263045 B2 DE2263045 B2 DE 2263045B2 DE 19722263045 DE19722263045 DE 19722263045 DE 2263045 A DE2263045 A DE 2263045A DE 2263045 B2 DE2263045 B2 DE 2263045B2
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tantalum
nickel
capacitors
silver
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DE2263045A1 (de
DE2263045C3 (de
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Joel Alfred Youngstown N.Y. Conwicke (V.St.A.)
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EIDP Inc
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EI Du Pont de Nemours and Co
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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)

  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.
DE19722263045 1971-12-22 1972-12-22 Metallisierungsmasse zur Herstellung von lötbaren Metallschichten der Beläge von Scheibenkondensatoren Expired DE2263045C3 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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Legal Events

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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977