DE1239023B - Process for the production of selenium rectifier elements with an insulating layer between selenium and cover electrode that reduces the active rectifier surface - Google Patents
Process for the production of selenium rectifier elements with an insulating layer between selenium and cover electrode that reduces the active rectifier surfaceInfo
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Description
DEUTSCHES WtöTlm PATENTAMT DeutscheKl.: 21g-11/02 GERMAN WtöTlm PATENT OFFICE DeutscheKl .: 21g-11/02
Nummer: 1 239 023Number: 1 239 023
Aktenzeichen: S 90951 VIII c/21 j File number: S 90951 VIII c / 21 j
1 239 023 Anmeldetag: 6.Mai 1964 1 239 023 filing date: May 6, 1964
Auslegetag: 20. April 1967Open date: April 20, 1967
Es sind Selen-Gleichrichterelemente bekannt, bei denen zwischen Selenschicht und Deckelektrode eine Isolierschicht eingefügt ist, die die aktive Gleichrichterfläche verkleinert. Eine solche Isolierschicht kann den Zweck haben, den Teil des Elementes, der unter Montagedruck steht, von der Stromführung auszuschließen, da die Wirksamkeit des unter Druck stehenden Sperrschichtteiles verschlechtert ist. Die Isolierschicht kann aber auch, insbesondere bei Kleingleichrichtern, den Zweck haben, den Sperrstrom und die Sperrschichtkapazität des Elementes herabzusetzen, ohne daß es erforderlich ist, die Bruttomaße des Elementes so weit herabzudrücken, daß das Element unhandlich klein wird. Man kann als Isolierschicht für diesen Zweck beispielsweise eine Papierschicht verwenden, die auf die Selenschicht aufgeklebt und in der Mitte des Elementes durchlocht ist.Selenium rectifier elements are known in which a selenium layer and cover electrode have a Insulating layer is inserted, which reduces the active rectifier area. Such an insulating layer can have the purpose of removing the part of the element that is under assembly pressure from the power supply excluded, since the effectiveness of the pressurized barrier layer part is impaired. the However, especially in the case of small rectifiers, the insulating layer can also have the purpose of blocking the current and to decrease the junction capacitance of the element without the need for the To push the gross dimensions of the element down so far that the element becomes unwieldy. One can For example, use a paper layer as an insulating layer for this purpose, which is glued onto the selenium layer and is perforated in the middle of the element.
Bei der Herstellung von Selen-Gleichrichterelementen wird stets eine Umwandlung der Selenschicht in ihre bestleitende hexagonale Modifikation vorgenommen, deren letzte Stufe in einer Temperung bei einer Temperatur von 200 bis 218° C besteht. Man unterscheidet eine sogenannte offene Umwandlung, bei der die Selenschicht noch nicht von der Deckelektrode bedeckt ist, und eine geschlossene Umwandlung, bei der das Material der Deckelektrode bereits auf die Selenoberfläche aufgebracht ist. Das zweite Verfahren hat den Vorteil, daß während der Umwandlung bereits eine chemische Reaktion zwischen Deckelektrodenmaterial und Selen stattfindet, bei der die für die Sperrfähigkeit des Gleichrichters entscheidend wichtige sogenannte Reaktionszwischenschicht (z. B. aus Kadmium-Selenid) gebildet wird.During the manufacture of selenium rectifier elements, there is always a conversion of the selenium layer made in their bestleitende hexagonal modification, the last stage in a tempering at a temperature of 200 to 218 ° C. There is a so-called open conversion, in which the selenium layer is not yet covered by the cover electrode, and a closed one Conversion in which the material of the cover electrode is already applied to the selenium surface is. The second method has the advantage that a chemical reaction takes place during the conversion takes place between cover electrode material and selenium, in which the barrier properties of the So-called intermediate reaction layer (e.g. made of cadmium selenide) is formed.
Sowohl bei offener wie bei geschlossener Umwandlung entstehen durch das Aufkleben einer Isolierschicht auf die Selenoberfläche Probleme, die noch nicht befriedigend gelöst sind. Man kann hierfür einen rein physikalisch trocknenden Kleber verwenden; Kleber dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß sie bei höherer Temperatur weich werden, so daß sich die Isolierschicht beim Betrieb des Gleichrichters, insbesondere bei Überlastung, von der Selenoberfläche ablösen kann. Thermoplastische Kleber haben den gleichen Mangel. Kleber vom Typ der Epoxidharze, die nach Zugabe des Härters aushärten (sogenannte Zweitopflacke), müssen nach Zugabe des Härters, da dann die Aushärtung nicht mehr aufzuhalten ist, sofort verwendet werden. Es ist daher nicht möglich, z. B. eine Papierschicht mit einem Zweitopfkleber zu präparieren und in diesem Zustand auf Vorrat zu halten.Both with open and closed transformation, sticking a Insulating layer on the selenium surface Problems that have not yet been solved satisfactorily. You can do this use a purely physically drying adhesive; However, adhesives of this type have the disadvantage that they are soft at a higher temperature, so that the insulating layer during operation of the Rectifier, especially when overloaded, can detach from the selenium surface. Thermoplastic Glues have the same shortcoming. Glues of the epoxy resin type that harden after the hardener has been added (so-called two-pot varnishes), after adding the hardener, because then the hardening does not take place can be stopped immediately. It is therefore not possible, for. B. a paper layer with To prepare a two-pot adhesive and to keep it in stock in this condition.
Verfahren zur Herstellung von
Selen-Gleichrichterelementen mit einer die aktive Gleichrichterfläche verkleinernden Isolierschicht
zwischen Selen und DeckelektrodeProcess for the production of
Selenium rectifier elements with an insulating layer between selenium and cover electrode that reduces the active rectifier surface
Anmelder:Applicant:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, ίο Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50 Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, ίο Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dr. phil. Heinz Gerland, Werner Götze,Dr. phil. Heinz Gerland, Werner Götze,
Dr. rer. nat. Ekkehard Schillmann,Dr. rer. nat. Ekkehard Schillmann,
Dr. rer. nat. Heinz Eggert,Dr. rer. nat. Heinz Eggert,
Dipl.-Ing. Reinhard Schatz, BerlinDipl.-Ing. Reinhard Schatz, Berlin
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Selen-Gleichrichterelementen, bei dem auf die Selenschicht eine die aktive Gleichrichterfläche verkleinernde Isolierschicht, z. B. aus Papier, aufgeklebt wird. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß zur Verbindung der Isolierschicht mit der Selenschicht ein Klebelack verwendet wird, der in einem niedrigen Temperaturbereich nur physikalisch trocknet, der ferner in einem höheren Temperaturbereich, der jedoch unter 220° C liegt, durch chemische Zustandsänderung irreversibel härtet und in einem Temperaturbereich, der zwischen den Temperaturen der lediglich physikalischen Trocknung und der Härtung liegt, in thermoplastischem Zustand klebefähig ist, wobei das Verkleben bei einer Temperatur des Zwischenbereiches vorgenommen und nachfolgend der Klebelack durch eine weitere Temperaturerhöhung gehärtet wird. Die Erfindung ermöglicht es, eine mit dem Kleber präparierte Isolierschicht, z. B. eine Papierbahn, auf Vorrat zu halten. Das Aufkleben auf die Selenoberfläche wird bei Wärme unter Druck vorgenommen; schließlich wird der Kleber durch weitere Erwärmung bei höherer Temperatur irreversibel gehärtet, so daß ein Ablösen der Isolierschicht bei einer späteren Überlastung des Gleichrichters durch Weichwerden des Klebers nicht eintreten kann.The invention relates to a method for producing selenium rectifier elements on the selenium layer an insulating layer which reduces the active rectifier surface, e.g. B. off Paper that is glued on. The method according to the invention consists in connecting the insulating layer An adhesive varnish is used with the selenium layer, which is in a low temperature range only physically dries, which also dries in a higher temperature range, but below 220 ° C lies, irreversibly hardens due to a chemical change in state and in a temperature range between the temperatures of the merely physical drying and curing is thermoplastic State is capable of being glued, the gluing carried out at a temperature of the intermediate area and then the adhesive varnish is hardened by a further increase in temperature. The invention enables an insulating layer prepared with the adhesive, e.g. B. a paper web, in stock to keep. The gluing on the selenium surface is carried out with heat under pressure; in the end the adhesive is irreversibly hardened by further heating at a higher temperature, so that a Detachment of the insulating layer in the event of a later overload of the rectifier due to the softening of the Adhesive cannot enter.
Der Klebelack kann beispielsweise bestehen aus linearen oder verzweigten Polyestern der Adipinsäure, Phthalsäure oder Isophthalsäure mit mehrwertigen Alkoholen, ferner aus einem Anteil hydroxylgruppenhaltiger Acetale aliphatischer AlkoholeThe adhesive varnish can for example consist of linear or branched polyesters of adipic acid, Phthalic acid or isophthalic acid with polyhydric alcohols, and also from a proportion of hydroxyl groups Acetals of aliphatic alcohols
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und einem weiteren Anteil aliphatischer oder aromatischer Isocyanate, deren reaktive Isocyanatgruppen blockiert sind. Die Blockierung der Isocyanatgruppen ist in üblicher Weise durch Phenole oder Kresole bewirkt. Dieser Lack, in etwa 70 bis 85 % Lösungsmittel gelöst, ist bei Raumtemperatur gut streichfähig, so daß er in der üblichen Weise, z.B. durch Aufspritzen oder Auftragen mit Hilfe von Walzen, auf eine Isolierschicht, z. B. Papierbahn, aufgebracht werden kann. Bei Temperaturen bis zu 80° C trocknet er auf rein physikalischem Wege durch Verdunsten des Lösungsmittels, wobei er noch keine Klebeeigenschaften entwickelt. Die mit dem getrockneten Lack beschichtete Papierbahn kann daher z.B. auf Walzen gewickelt und in diesem Zustand auf Vorrat gehalten werden. Ferner kann die beschichtete Papierbahn in diesem Zustand gelocht werden.and a further proportion of aliphatic or aromatic isocyanates, their reactive isocyanate groups are blocked. The isocyanate groups are blocked in the usual way by phenols or cresols causes. This paint, dissolved in about 70 to 85% solvent, is easy to spread at room temperature, so that it can be applied in the usual way, e.g. by spraying or application with the aid of rollers an insulating layer, e.g. B. paper web can be applied. Dries at temperatures up to 80 ° C it purely physically by evaporation of the solvent, whereby it does not have any adhesive properties developed. The paper web coated with the dried varnish can therefore e.g. Rolls are wound and kept in stock in this state. Furthermore, the coated Paper web can be punched in this state.
Klebeeigenschaften entwickelt der Lack erst bei Temperaturen von etwa 100 bis 120° C; er ist bei diesen Temperaturen thermoplastisch; er ändert also seine Eigenschaften reversibel. Erst bei Temperaturen über 130° C, vorzugsweise bei etwa 150° C, bricht die Blockierung der Isocyanate auf, worauf eine Polyaddition zwischen dem Isocyanat und den reaktionsfähigen Hydroxylgruppen der Polyester sowie eine Vernetzung über die freien OH-Gruppen des Acetals stattfindet.The paint only develops adhesive properties at temperatures of around 100 to 120 ° C; he is at thermoplastic at these temperatures; so it changes its properties reversibly. Only at temperatures Above 130 ° C, preferably at about 150 ° C, the blocking of the isocyanates breaks, whereupon a polyaddition between the isocyanate and the reactive hydroxyl groups of the polyester as well crosslinking takes place via the free OH groups of the acetal.
An Stelle der obengenannten Polyester können auch lineare oder verzweigte Polyäther, aus Propylenoxid mit mehrwertigen Alkoholen oder Aminen veräthert, eingesetzt werden. Das Vernetzungsverhältnis von Isocyanat zu Polyester bzw. Polyäther und Acetal kann zwischen 10 und 100 % liegen, vorzugsweise jedoch bei 20 bis 40%.Instead of the abovementioned polyesters, linear or branched polyethers made from propylene oxide can also be used etherified with polyhydric alcohols or amines, can be used. The networking ratio from isocyanate to polyester or polyether and acetal can be between 10 and 100%, preferably but at 20 to 40%.
Zur Verbesserung der Verbackungsfestigkeit (Klebefestigkeit) der Lacke in der Wärme können noch kleine Anteile reaktiver Phenol- bzw. Kresol-Resol-Formaldehydharze zugegeben werden.To improve the caking strength (adhesive strength) of the lacquers in the heat you can small amounts of reactive phenol or cresol-resol-formaldehyde resins are still added.
Das Lösungsmittel kann aus einem Gemisch von Glykoläthern, Glykolätheracetaten, Alkoholen, Ketonen und aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehen. The solvent can consist of a mixture of glycol ethers, glycol ether acetates, alcohols, ketones and aromatic hydrocarbons.
Geeignete Lacke können z.B. wie folgt zusammengesetzt sein:Suitable paints can, for example, be composed as follows:
a) 3 bis 5% Polyester,a) 3 to 5% polyester,
2,5 bis 3,5% aromatische Isocyanate,
blockiert,2.5 to 3.5% aromatic isocyanates,
blocked,
11 bis 16% Acetal,11 to 16% acetal,
83,5 bis 75,5% Lösungsmittel;83.5 to 75.5% solvent;
blockiert,aromatic isocyanates,
blocked,
harze,Phenol resole formaldehyde
resins,
Mit Vorteil kann im Rahmen des Verfahrens nach der Erfindung eine sogenannte geschlossene Umwandlung der Selenschicht, also bei bereits aufgebrachter Deckelektrode, vorgenommen werden, da der verwendete Klebelack infolge der irreversiblen Härtung, die unterhalb der UmwandlungstemperaturA so-called closed conversion can advantageously be carried out in the context of the method according to the invention the selenium layer, that is, when the cover electrode has already been applied, are made there the adhesive varnish used as a result of the irreversible hardening, which is below the transition temperature
eintritt, bei der Umwandlung bereits in stabilem Zustand ist. Vorzugsweise wird die irreversible Härtung bei bereits aufgebrachter Deckelektrode vorgenommen, da einerseits die Härtungsbehandlung den Kristallisationszustand der Selenschicht bereits ändern kann und es andererseits bei der Bildung der Reaktionszwischenschicht auf einen bestimmten Kristallisationszustand der Selenschicht bzw. einer oberflächennahen Selenteilschicht ankommt. In diesem Falloccurs when the transformation is already in a stable state. Irreversible hardening is preferred carried out with the cover electrode already applied, since on the one hand the hardening treatment affects the crystallization state the selenium layer can already change and on the other hand it can change during the formation of the reaction intermediate layer to a certain crystallization state of the selenium layer or a near-surface Selenium layer arrives. In this case
ίο wird mit Vorteil für die Deckelektrode Material gewählt, dessen Schmelzpunkt über der Härtungstemperatur
des Klebelacks liegt. Die in üblicher Weise aufgespritzte Deckelektrode ist porös; da sie beim
Härten des Klebers nicht schmilzt, ermöglicht sie das Entweichen von Gasen und Dämpfen, die bei der
Härtung entstehen. Es kann sogar vorteilhaft sein, ein Deckelektrodenmaterial zu wählen, dessen
Schmelzpunkt über dem Schmelzpunkt des Selens (220° C) liegt, damit bei der höchsten Temperatur,
der das Element jemals ausgesetzt sein kann, die Porosität der Deckelektrode erhalten bleibt und somit
die eingegliederten Schichten eventuell gebildete Gase abgeben können.
Das Verfahren der Erfindung sei an Hand der F i g. 1 bis 4 erläutert. It is advantageous to choose a material for the cover electrode whose melting point is above the curing temperature of the adhesive varnish. The cover electrode, sprayed on in the usual way, is porous; since it does not melt when the adhesive hardens, it allows the escape of gases and vapors that arise during hardening. It can even be advantageous to choose a top electrode material with a melting point above the melting point of selenium (220 ° C) so that the porosity of the top electrode and thus the integrated layers is retained at the highest temperature that the element can ever be exposed to can release any gases formed.
The method of the invention is based on FIG. 1 to 4 explained.
Zur Herstellung von Selenkleingleichrichterelementen in Tablettenform wird zunächst in üblicher Weise eine metallische Trägerplatte mit Selen beschichtet. Auf die Selenoberfläche wird ferner eine bereits siebartig durchlöcherte Papierschicht aufgebracht, die mit einem genannten Klebelack beschichtet ist. Die so präparierte Ausgangsplatte hat dann in der Draufsicht das in F i g. 1 dargestellte Aussehen. Die Platte selbst ist mit 1 bezeichnet, die Löcher in der Papierauflage mit 2. To produce small selenium rectifier elements in tablet form, a metallic carrier plate is first coated with selenium in the usual way. A paper layer already perforated in the manner of a sieve and coated with a named adhesive varnish is also applied to the selenium surface. The starting plate prepared in this way then has the plan view shown in FIG. 1 appearance shown. The plate itself is labeled 1 and the holes in the paper support are labeled 2.
Ein Teilschnitt durch die Plattel in diesem Zustand ist in F i g. 2 dargestellt. Hier ist mit 3 die Trägerplatte, z. B. aus Aluminium, mit 4 die Selenschicht, mit 5 die gelochte Papierschicht und mit 6 die Schicht des Klebelackes bezeichnet. Das Aufkleben geschieht unter Druck bei einer Temperatur von etwa 100 bis 120° C, bei der die Lackschicht 6 thermoplastisch erweicht und mit der Selenschicht 4 verklebt.A partial section through the plate in this state is shown in FIG. 2 shown. Here is the support plate with 3, z. B. made of aluminum, 4 denotes the selenium layer, 5 denotes the perforated paper layer and 6 denotes the layer of adhesive varnish. The gluing takes place under pressure at a temperature of about 100 to 120 ° C., at which the lacquer layer 6 softens thermoplastically and adheres to the selenium layer 4 .
Nunmehr wird auf die Papierschicht und die freien Stellen der Selenschicht eine Deckelektrode aufgespritzt,
und zwar vorzugsweise aus einem Decklot, das aus etwa 80% Kadmium und etwa 20% Zinn
besteht und dessen Schmelzpunkt über 218° C, der Temperatur der Endumwandlung, liegt. Einen
Schnitt durch die Platte nach Aufbringen des Decklotes zeigt Fig. 3; die Deckelektrode ist hier mit 7
bezeichnet. Da die Deckelektrode 7 bei den folgenden Behandlungsprozessen einschließlich der Endumwandlung
nicht schmilzt, bleibt sie porös, so daß etwa von dem Kleber und dem Papier entwickelte
Gase entweichen können. Die Wahl eines Deckelektrodenmaterials mit einem Schmelzpunkt, der über
der Temperatur der Endumwandlung liegt, hat ferner den Vorteil, daß sie oberhalb der Löcher 2 der Isolierschicht
5 entstehenden flachen Vertiefungen Ta erhalten bleiben, die eine Druckbeanspruchung der
aktiven Sperrschicht verhindern.
Die gemäß F i g. 3 vollständig beschichtete Platte wird nunmehr auf eine Temperatur von etwa 150° C
gebracht, bei der die Lackschicht 6 durch Polyaddition unter Vernetzung aushärtet. Die Aushärtung
dauert bei 150° C etwa 15 Stunden; während dieserA cover electrode is now sprayed onto the paper layer and the free areas of the selenium layer, preferably made of a cover solder which consists of about 80% cadmium and about 20% tin and whose melting point is above 218 ° C, the temperature of the final transformation. 3 shows a section through the plate after the cover solder has been applied; the top electrode is denoted by 7 here. Since the cover electrode 7 does not melt in the following treatment processes, including the final transformation, it remains porous, so that any gases developed by the adhesive and the paper can escape. The choice of a cover electrode material with a melting point which is above the temperature of the final transformation has the further advantage that the shallow depressions Ta which arise above the holes 2 of the insulating layer 5 and prevent compressive stress on the active barrier layer are retained.
According to FIG. 3 completely coated plate is now brought to a temperature of about 150 ° C, at which the lacquer layer 6 cures by polyaddition with crosslinking. Curing takes about 15 hours at 150 ° C; during this
Claims (8)
USA-Patentschriften Nr.2934683, 2981872.Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2934683, 2981872.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1964S0090951 DE1239023B (en) | 1964-05-06 | 1964-05-06 | Process for the production of selenium rectifier elements with an insulating layer between selenium and cover electrode that reduces the active rectifier surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1964S0090951 DE1239023B (en) | 1964-05-06 | 1964-05-06 | Process for the production of selenium rectifier elements with an insulating layer between selenium and cover electrode that reduces the active rectifier surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1239023B true DE1239023B (en) | 1967-04-20 |
Family
ID=7516187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1964S0090951 Pending DE1239023B (en) | 1964-05-06 | 1964-05-06 | Process for the production of selenium rectifier elements with an insulating layer between selenium and cover electrode that reduces the active rectifier surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1239023B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6743835B2 (en) | 2000-12-07 | 2004-06-01 | Goldschmidt Ag | Preparation of nondusting free-flowing pigment concentrates |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2934683A (en) * | 1939-01-22 | 1960-04-26 | Itt | Pressure resistant insulators for selenium rectifiers |
| US2981872A (en) * | 1953-08-20 | 1961-04-25 | Fansteel Metallurgical Corp | Selenium rectifier |
-
1964
- 1964-05-06 DE DE1964S0090951 patent/DE1239023B/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2934683A (en) * | 1939-01-22 | 1960-04-26 | Itt | Pressure resistant insulators for selenium rectifiers |
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