DE3017718A1

DE3017718A1 - Verfahren und vorrichtung zum oertlichen entfernen eines metallischen ueberzugs von einem band

Info

Publication number: DE3017718A1
Application number: DE19803017718
Authority: DE
Inventors: Max Goldman; Robert Haug; Fur Daniel Le
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1980-11-27
Also published as: CA1156317A; GB2050225A; US4425496A; FR2457148B1; GB2050225B; FR2457148A1

Description

Di-? Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum örtlichen Entfernen eines metallischen Überzugs von einem Band aus dielektrischem Material, insbesondere zur Herstellung elektrischer Kondensatoren, die ein dünnes Band aus dielektrischem, auf der einen Oberfläche metallisiertem Material aufweisen.

Bestimmte Arten von Kondensatoren werden durch Aufwickeln eines Bandes aus dielektrischem Material, im, allgemeinen plastischem Kunststoff, das von einer dünnen Metallschicht überzogen ist, hergestellt. Diese Bänder v/erden durch Aufdampfen von Metall im Vakuum unter Freilassung nicht zu metallisierender Zonen, insbesondere Randzonen, hergestellt.

De^ Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfairen bzw. eine einfache Vorrichtung zum örtlichen Entfernen eines metallischen Überzugs von einem Band aus dielektrischem Material, insbesondere zur Herstellung elektrischer Kondensatoren, anzugeben.

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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß zwischen dem Überzug und einer eine starke Krümmung aufweisenden Elektrode, jdie gegenüber der Zone angeordnet wird, in der der Überzug entjfernt werden soll, eine Koronaentladung ausgebildet wird.

;Die Anwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von Kondensatoren ^gestattet es, von einem auf seiner gesamten Oberseite metallisierten Band auszugehen, das sich sehr viel leichter herstellen ;läßt, als wenn isolierende Zonen freigelassen werden müssen. !Durch die Koronaentladung ergeben sich isolierende Zonen, die sich sehr genau auf dem Ausgangsband begrenzen lassen, und die !Bearbeitung kann in freier Luft und dennoch einfach erfolgen.

jDie erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen Träger zur Aut- * · inahme des Bandes in der Weise, daß es leicht oder nicht gekrümmt !wird, eine Elektrode zur Erzeugung eines Koronaeffekts, die in ■der Nähe der Lage des Bandes auf dem Träger eine stärkere Krüm-■·■ jmung aufweist, eine den Strom rückleitende Elektrode, die mit dem !Überzug kontaktierbar ist, und Mittel zur Ausbildung einer [Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode und dem Überzug, ,die die Ausbildung eines Koronaentladungsstroms zwischen der !Elektrode· und dem Überzug gestattet.

Die Behandlung des Bandes kann kontinuierlich erfolgen, wobei das Band an der Elektrode oder den Elektroden, die die Koronarentladung bewirken, vorbeiläuft. Die Entladungselektrode kann !die verschiedensten Formen aufweisen. So kann eine Elektrode mit einer einzigen Spitze, mit einem Netz aus Spitzen oder ein Blatt bzw. eine dünne Platte verwendet werden, deren Neigung 'relativ zur Laufrichtung des Bandes in Abhängigkeit von den gel^rünschten Ergebnissen gewählt ist, verwendet werden. Di 3 Rand- !kante des Blattes kann parallel zum Band verlaufen. Wenn Formen ι mit veränderbarer Größe gewünscht werden, kann die Kante dagegen j !relativ zur Tragebene des Bandes geneigt sein.

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Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der ! Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: ''

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung, die eine Elektrode mit einer Spitze bzw« in j

Form einer Spitze aufweist, ;

Fjg. 2 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungs- i beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Elektroden: in Form dünner Platten oder Klingen zu] Bandes oder Streifens großer Länge und

in Form dünner Platten oder Klingen zur Behandlung eines '

Fig. 3 die Abhängigkeit der abgetragenen Metallmenge von der zugeführten Energie.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 (in der die Dickenverhältnisse zur 'Verdeutlichung stark vergrößert dargestellt sind) besitzt einen Träger 10, vorzugsweise aus dielektrischem, gut Wärme leitendem Material, zur Aufnahme eines Bandes 11 mit einem metallischen Überzug 12, der örtlich entfernt werden soll. Ein guter Kontakt zwischen Träger 10 und Band 11 verbessert den Halt des letzteren. Ein derartiger Kontakt ergibt sich bei Verwendung eines Trägers aus Berylliumoxyd, das so poliert bzw. geglättet ist, daß der Wärmetransfer erleichtert wird.

Der elektrische Stromkreis zur Erzeugung der Koronaentladung weist eine Elektrode 13 in Form bzw. mit einer Spitze auf, die über einen ohmschen Strombegrenzungswiderstand 14 mit dem einen jPol einer Gleichsparungsquelle 15 verbunden ist. Eine Stromrückleitungselelrtrode 16, die am metallischen Überzug 12 liegt, ist, !ggf. über Masse, mit dem anderen Pol der Quelle 15 verbunden. Der Träger 10 wird seinerseits vorzugsweise durch eine Gegenelektrode 1V getragen, die ebenfalls mit Masse verbunden ist. Ferner liegt ein Gerät 18 zum Messen der Stromstärke in dem Stromkreis.

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Die verschiedenen Bestandteile der Vorrichtung sollten zui* Ausbildung einer Koronaentladung; vorgesehen sein. In der Praxis sollte das Ende der Spitze einen zwischen 1 und 100 Mikrometer liegenden Krümi|angs3t*adius und einen zwischefi 0,1 und 10 mm liegenden Mbst^d D-vom Band 11 aufweisen. Die Mochspanhungs^ quelle 15 ,sollt^ eilten Strom von mehr als 20^UA zwischen der Elektrode ff 3 U3$ä deia Überzug ausbilden können.

Die erzielten Ergebnisse unterscheiden sieh in Abhängigkeit davon ob die Elektrode 13 positiv oder negativ in Bezug auf den Überzug 12 ist. r '..;-· ■

Wenn die iSpitzej: positiv ist, erfolgt eine Abtragung des Metalls in einer Zone, pie einen scharfen Rand aufweist, ohne das Band zu beeinträchtigen, solange die Stromstärke eine4 Wert von etwa 100/aA bei laufenden Materialien nicht überschreitet. Der Abtragungsvorgang ist folgender: der Entladungbogen tritt zwischen der Spitze der JSlektpode 13 und dem dieser zunächst liegenden Teilsäes-JJberzisgs at#f und hebt das Metall ab. Die Entladung tritil jeio.eh auch auf anderen Punkten des Überzugs auf, die sich dann^;am nächsten bei der Spitze befinden, und solange, bis eine kreiaförmpge Ze^e gebildet worden ist, wenn das land--11 .stille.

Wenn die Spitzel Jedoch negativ ist, erfolgt eine Oxidation des Metallüberzugsiin e|ner Zone, die fortschreitend geschwächt wird.

Besonders güns^|.ge Ergebnisse lassen sich bei einem Band aus dielektrischem ftaterdgal, das aus einem Polymer mit einem Überzug aus einer dünnen Metallschicht besteht, mit Hilfe einer Elektrode in Fojrm einer M|tallsj>itze erzielen, deren Krümmungsradius am Ende ^wisehen Vund-φ) Mikrometer, deren Spitzenwinkel etwa 17° und φΓβη Jlbstaad vom Band etwa 1 mm beträgt. Die Quelle 15 liefert ei|te Spannung; von einigen Kilovolt und der Widerstand hat einen ^tert ^on einigen Megaohm.

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©RIGINAL

Sine Abwandlung kann darin bestehen, daß di't RtiqNleitöngselektricle 16 nicht direkt mit dem Überzug 12 in Berührung steht, sondern einen ähnlichen Aufbau wie die Elektrode 13 aufweist, wobei also leichzeitig eine entmetallisierte Zone und eine Zone gebildet werden, in der das Metall des Überzugs oxidiert let·

Die spitze Elektrode 13 kann durch eine dünne Platte ersetzt Werden, deren Randkante ebenfalls eine schwache Krümmung aufweist, hierbei läßt sich eine entmetallisierte Zone in langgestreckter Form erzielen. Wenn der Abstand der Kante vom Band nicht über iie gesamte Kantenlänge konstant ist, erhält die entmetallisierte Zone die Form eines Wassertropfens, dessen größter Teil gegenüber iem^enigen Punkt der Kante liegt, der den geringsten Abstand vom Band hat. Die zulässige Stromstärke in der Elektrode ist jedoch iffensichtlich größer als die in der spitzen Elektrode* im Falle 3iner in der oben für eine Spitze angegebenen Größenordnung der Krümmung ist eine Stromstärke in der Größenordnung von 1mA auf 5 ine Länge von 10 cm zulässig.

Ss läßt sich zeigen, daß bei positiver Spitze im Bereich des Lichtbogens oder Funkens 500 Coulombs pro m bei einer Aluminiumschicht mit einer Dicke von 190 £ auf einem Band aus einem polymeren Material zulässig sind.

Ss ist aber auch möglich, mehrere Spitzen längs einer beliebigen 3ahn anzuordnen.

:)as Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 dient ztgr kontinuierlichen behandlung eines Bandes 11, 12. Es besitzt ebenfalls eine Hochspannüngsquelle 15a zur Versorgung der den Koronaeffekt bewirkenden Elektroden bzw. Koronaentladungselektroden. Diese Elektroden

13a sind durch eine Reihe dünner Platten gebildet, die parallel oder schräg zur Laufrichtung des Bandes verlaufen. Den isolierenden Träger bildet hier eine Trommel oder ein Zylinder 10a, der durch einen Antrieb in Drehung versetzt wird, und die StromrUck-

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leitelektroden werden durch Umlenkzylinder 16a aus Metall gebildet. Die Elektroden 13a sind um die Achse der Trommel 10a herum verteilt ^angeordnet, und zwar in einem Abstand, der konstant sein ode£ in Sandlaufrichtung abnehmen kann« Alle Elektroden 13a· werdenjöbeB die gleiche Leitung 19 an Spannung gelegt, wobei ein nicht dargestellter Strombegrenzungswiderstand zwischen geschaltet ist -ψ

Die Vorrichtung, nach Fig. 2 kann zum Entfernen des Metallüberzugs längs der.seitlichen Ränder des Bandes, wenn Kondensatoren hergestellt werden sollen, und/oder zur Ausbildung isolierender oxidierter Zonen -|erwendet werden. j

Versuche haben ,gezeigt, daß die abgetragene Metailmenge allein von der zugeführten Energie abhängt.

Wenn ein Abstarb D νφ. nicht mehr als 0,1 mm eingehalten wird, genügen einige 10Ö Vsflt und ein Strom von einigen 10 Mikroampere zur Erzielung einer Sntmetallisierung, wobei sich die Zündleistung auf einige Wai?£ reduziert.

Nachstehend si$d als Beispiel einige Entmetallisierungsergebnisse bei einem Poly^erepfetalatfilm . von 12 Mikrometer Dicke mit einem Aluminium-Überzug vo/B 290 S. angegeben.

Die eine Spitzf bildende Elektrode 13 ist in einem gegenüber einen Normalmaß veränderbaren Abstand D angeordnet.

Die in Fig. 3 durch e#ie ausgezogene Linie dargestellte Kurve stellt die Abhängigkeit des entmetallisierten Oberflächeninhalts S νοώ def Energie 1f'(Efrodukt aus Ladting und Spannung) für verschi§den$ Abst3pade:# dar. :

Die gestrichelt dargestellte Kurve stellt die Menge m des abgetraginen -Jletall« p.# Meter in Abhängigkeit von der zugeführten

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Energie bei einer Vorrichtung nach Fig. 1, jedoch mit einer Elektrode, die nur eine einzige Spitze aufweist, bei einem Abstan<ji D = 0,3 mm dar„

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum örtlichen Entfernen eines metallischen Überzugs von einem Band aus dielektrischem Material, insbesondere zur Herstellung elektrischer Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Überzug (12) und einer eine starke Krümmung aufweisenden Elektrode (13), die gegenüber der Zone angeordnet wird, in der der Überzug entfernt werden soll, eine Koronaentladung ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band an der Elektrode vorbeigeführt wird.
3. Vorrichtung zum örtlichen Entfernen eines metallischen Überzugs von einem Band aus dielektrischem Material, insbesondere rur Herstellung elektrischer Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist: einen Träger (10; 1Oa) zur Aufnahme des Bandes in der Weise, daß es leicht oder nicht gekrümmt wird, eine Elektrode (13; 13a) zur Erzeugung eines. Koronaeffekts, die in der Nähe der Lage des Bandes auf dem Träger eine stärkere Krümmung aufweist, eine den Strom rückleitende Elektrode (17; 16a), die mit dem Überzug kontaktierbar ist, und Mittel (15; 15&) zur Ausbildung einer Potentialdifferenz zwischen der ersten Elektrode und dem Überzug, die die Ausbildung eines KoronaentladungsStroms zwischen der Elektrode und dem Überzug gestattet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaeffekterzeugungselektrode (13; 13a) gegenüber dem Träger einen Teil mit einem Krümmungsradius aufweist, der zwischen

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i 1 und 100 Mikrometer liegt und von dem Träger einen Abstand ! zwischen Θ,1 und 10 mm aufweist.

.'5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, I daß die Elektrode ein oder mehrere Spitzen oder eine Schneid-' kante aufweist.

'6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der : Träger (10a) in der Weise "beweglich ist, daß er das Band an ^; der Koronaeffekterzeugungselektrode vorbeibefordert.

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7, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Ausbildung der Potentialdifferenz ' die Koronaeffekterzeugungselektrode auf ein positives Potential ■ in Bezug auf den Überzug legen, so daß der Überzug örtlich : abgetragen wird.

'8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn-• zeichnet, daß die Mittel zur Ausbildung einer Potentialdifferenz die Koronaeffekterzeugungselektrode auf eir. negatives , Potential in Bezug auf den Überzug legen, so daß dieser örtlich oxidiert wird.

.9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekenn- ; zeichnet, daß der Träger aus einem dielektrischen und gut Wärme leitenden Material, z.B. aus poliertem Berylliumoxyd, besteht.

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