DE845369C

DE845369C - Sperrschichtzelle der Selentype, bei welcher ein Stromzufuehrungsleiter auf der gutleitenden Elektrode festgeloetet ist, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Sperrschichtzelle

Info

Publication number: DE845369C
Application number: DEN2287D
Authority: DE
Inventors: Johannes Jacobus Asueru Amstel
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1942-12-07
Filing date: 1943-12-08
Publication date: 1952-07-31

Description

Sperrschichtzelle der Selentype, bei welcher ein Stromzuführungsleiter auf der gutleitenden Elektrode festgelötet ist, sowie Verfahren zur Herstellung dieser Sperrschichtzelle Bei Sperrschichtzellen, welche aus einer Tragplatte, eines- halbleitenden Elektrode, einer Sperrschicht, einer dünnen darauf angebrachten gutleitenden Elektrode (ferner kurz als Sperrschichtzelle der Selentype bezeichnet) bestehen, bei welchen ein Stromzuführungsleiter auf letzterer festgelötet ist, treten verschiedene Nachteile auf hinsichtlich der Eigenschaften der gutleitenden Elektrode an der Stelle, an welcher der Stromzuführungsleiter an ihr festgelötet ist.
Diese Nachteile treten insbesondere auf, wenn das Metall der gutleitenden Schicht sich leicht mit dem Lötmetall legiert. Dadurch, daß nämlich die gutleitende Schicht sehr dünn ist, wird sich diese Schicht beim Anbringen des Lötmetalls darin völlig lösen, so daß an dieser Stelle die spezifischen Eigenschaften der Zelle, welche vom Metall der gutleitenden Elektrode abhängen, sich in Abhängigkeit vom Lötmetall völlig ändern können.
Man könnte diese Nachteile durch Anwendung eines Druckkontakts ausschalten, aber in diesem Falle läuft man wieder die Gefahr, daß die gutleitende Elektrode durchgedrückt und beschädigt wird, was zu einer Unstabilität, ja sogar zu einem hurzschluß der Zelle führt.
Diese Nachteile treten vorwiegend bei Sperrschichtzellen von kleinen Abmessungen auf, d. h. bei solchen, deren gutleitende Elektroden eine Oberfläche kleiner als 30 mm2 besitzen, u. a. bei sugenannten Meßzellen. Bei diesen DIeßzellen werden nämlich an das Metall der gutleitenden Elektrode besondere Anforderungen gestellt, welche dazu dienen, der Charakteristik der Zellen einen bestimmten Verlauf zu geben. Bei größeren Zellen dagegen genügt im allgemeinen eine Verstärkung der gutleitenden Schicht an der Stelle, an welcher der Zuführungsleiter befestigt werden muß. Das Löten kann dort mit einem Material gleich jenem, aus dem die gutleitende Schicht besteht, erfolgen. Außerdem besitzt der Lötkontakt hier .im Verhältnis zur Oberfläche der ganzen Zelle eine kleine Oberfläche, so daß der Einfluß auf die Charakteristik gering ist, falls hier eine Änderung der gutleitenden Elektrode auftreten würde, vorausgesetzt, daß diese Änderung ,die Durchschlagsspannung nicht beeinträchtigt.
Eine %%-eitere bei Meßzellen auftretende Schwierigkeit besteht darin, claß die Elektrode häufig so klein ist, daß es schwierig ist, das Lötmaterial ausschließlich innerhalb. dieser Oberfläche zu halten. Tritt es über diese Oberfläche hinaus, so kann vor allein das Lötmetall als Elektrode wirksam werden, wodurch sich die Charakteristik ändert und gleichzeitig die Kapazität der Zelle auf nachteilige Weise zunimmt. Die vorliegende Erfindung schafft eine Bauart, bei welcher diese Nachteile beseitigt "erden.
Erfindungsgemäß wird die gutleitende Elektrode mit einer inerten Zwischenschicht bedeckt, auf welcher andererseits das Metall liegt, auf dem oder in dein der Stromzuführungsleiter befestigt ist. Inert heißt hier, daß das Material nicht nachteilig reagiert oder einwirkt auf das :Metall der gutleitenden Elektrode. Die Zwischenschicht kann z. B. aus Eisen, Aluminium oder Zink bestehen. Das Metall, aus dem -die gutleitende Elektrode besteht, kann in diesem Falle aus Gold, Wismut, Antimon oder einer Wismut-Antimon-Legierung bestehen. Letztere Metalle haben sieh zur Anfertigung von Meßzellen als besonders geeignet erwiesen. Als Lötmaterial läßt sich die sogenannte Legierung 103, welche' aus Zinn. Kadmium und \\'isinut besteht, verwenden.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Zwischenschicht aus einer Lackschicht bestehen. AI, Lack ist Athylcellulose sehr gut verwendbar. Die Lackschicht wird nach der Härtung mit einer dünnen Metallschicht bedeckt, auf welcher oder in welcher der Stromzuführungsleiter befestigt ist. Bekanntlich kann in diesem Falle doch eine leitende Verbindung zwischen der Unterschicht, hier also der gutleitenden Elektrode der Sperrschichtzelle, und der Metallschicht erzielt werden.
Im allgemeinen wird die Oberfläche der Lackschicht nicht auf jene der gutleitenden Elektrode heschtänkt, sondern größer gewählt. Besonders wenn letztere eine sehr kleine Oberfläche aufweist, ;hart dies viel Mühe. Es hat sich nun hei diesen Zellen ergeben, daß die Kapazität beim Auftragen des Metalls, auf dein oder in dem der Stromzuführungsdraht befestigt ist, sogar wenn dies eine größere Oberfläche als jene der gutleitenden Elektrode einnimmt, doch nahezu nicht steigt. Dies läßt sich dadurch erklären, daß die Lackschicht eine Stärke besitzt, welche groß ist in bezug auf die Stärke der Sperrschicht.
-- Diese Maßnahmen eignen sich besonders zur Anwendung bei Zellen, deren gutleitende Elektrode aus Gold besteht und eine kleinere Oberfläche als 3o min'= besitzt.
An Hand der Figuren werden nunmehr zwei Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
F ig. i zeigt eiit#2 Sperrschichtzelle, bei welcher auf der gutleitenden Elektrode eine Schicht inertes Metall aufgetragen ist, während Fig. 2 eine Sperrschichtzelle darstellt, bei welcher die Zelle von einer dünnen Lackschicht umhüllt ist, auf welcher vier Zuführungsleiter befestigt ist.
Die beiden Figuren stellen die Zellen in stark vergrößertcnl Maßstall und nur schematisch dar. Die Sperrschichtzelle nach Fig. i besteht aus einer Tragplatte i, auf welcher eine Selenschicht 2 aufgetragen ist. Auf dieser Selenschicht ist eine genetische oder nichtgenetische Sperrschicht 3 gebildet, auf welcher eine aus Gold bestehende gutleitende Elektrode .I mit einer kleinen Oberfläche, beispielsweise mit einem Durchmesser von i mm, aufgetragen ist. Auf dieser Goldelektrode ist eine dünne Eisenschicht 5 durch Aufdampfen aufgetragen, auf welcher der Zuführungsleiter 6 mittels einer kleinen Lotnielige 7 befestigt ist. Da sich hold nicht mit Eisen legiert, sind auf diese Weise die guten Eigenschaften der Goldelektrode gewährleistet, aber es ist einleuchtend, daß mit Rücksicht auf die kleinen Abmessungen dieser Unterteile eine sehr große Gefahr bestellt. claß das Eisen oder das Lotmaterial 7 die Grenzen der Goldelektrode überschreiten werden. Diese Nachteile sind bei der Bauart nach Fig. 2 größtenteils beseitigt. Die hier dargestellte Sperrschichtzelle besitzt wieder eine Tragplatte i, eine ,eleliSelllCllt 2, eine Sperrschicht 3 und eine gutleitende Goldelektrode .I. Nachdem die Sperrschichtzelle so weit aufgebaut ist, wird sie in Lack eingetaucht, wozu Ät'hylcellulose geeignet ist. Auf der finit S bezeichneten gehärteten Lackschicht ist eine diinne Schicht 9 aus Legierung 103 aufgetragen. in welcher ein Zufühi ungsdrallt 6 -befestigt ist.
Die Stärke der Lackschicht wird in der Größenoidnung von in Mikron geschätzt. Es ergibt sich, daß in einer solchen Lackschicht noch solche Offnurigen vorhanden sind, (lall die Metallschichten, welche sich auf beiden Seiten der Lackschicht befinden, Kontakt haben. Die Lackschicht verhindert aber, claß die gutleitende Elektrode sich löst, eine Legierung eingeht oder auf irgendeine andere \\'eise sich ändert.
Die Stärke der gutleitenden Elektrode kann bei Anwendung der Erfindung viel dünner, bis io mal dünner, als es früher üblich war. gewählt \verden.
Die Figur stellt die Stärke der verschiedenen Schichten nicht in den richtigen Verhältnissen dar. Die Sperrschicht ist viel dünner, als es sich in der Figur darstellen läßt. E: ist einleuchtend, daß infolge der geringen Stärke dieser Sperrschicht hinsichtlich der Stärke der Lackschicht die Kapazität der Zelle völlig durch die Oberfläche der Elektrode 4 und nicht durch die der Metallmenge 9 bedingt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Sperrschichtzelle, insbesondere Meßzelle, welche aus einer Tragplatte, einer halbleitenden Elektrode, einer Sperrschicht, einer auf-letzterer aufgetragenen gutleitenden Elektrode und einem Stromzuführungsleiter besteht, welcher auf letzterer Elektrode festgelötet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gutleitende Elektrode mit einer inerten Zwischenschicht bedeckt ist, auf welcher andererseits das Metall liegt, auf (lern oder in dein der Stromzufiihrungsleiter befestigt ist.
2. Sperrschichtzelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Visen, Zink oder Aluminium besteht.
3. Sperrschichtzelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, claß die Zwischenschicht aus einer Lackschicht besteht. .1.
Sperrschichtzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Äthylcellulose besteht.
5. Sperrschichtzelle nach Anspruch 3 oder d. dadurch gekennzeichnet, daß die Lackschicht eine größere Oberfläche bedeckt als die gutleidende Elektrode.
6. Sperrschichtzelle nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Metallschicht, auf welcher oder in welcher der Stromzuführungsleitet befestigt ist, eine größere Oberfläche bedeckt als die gutleitende Elektrode, aber eine kleinere Oberfläche als die 1_ackschicht.
7. Sperrschichtzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, claß die gutleitende Elektrode aus Gold besteht und eine Oberfläche kleiner als 30 mm= besitzt. B. `'erfahren zur Anfertigung einer Sperrschichtzelle nach Anspruch 3 utq,d folgende, dadurch ge'kennzeic'hnet, daß die Sperrschicht,zelle vor .dem Anbringen des Zuführungsleiters mit einer Lackschicht bedeckt wird, auf welche nach der Härtung eine Metallschicht aufgespritzt wird, auf welcher oder in welcher der Stromzuführungsleiter befestigt wird.