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N. V. PHILIPS'GLOEILAMPENFABRIEKEN, résidant à EINDHOVEN (Pays¯Bas).
CONDENSATEUR A DIELECTRIQUE CERAMIQUE.
Parmi les condensateurs utilisés en radiotechnique, certains doivent avoir de très petites dimensions. La fabrication de ces petits con- densateurs, d'une capacité suffisamment grande, est loin d'être facile et de notables différences de dimensions sont difficiles à éviter. On utilise avantageusement, dans ce domaine, des condensateurs tréfilés. Ceux-ci sont très peu encombrants; ils n'occupent pas plus de place qu'un fil de connexion, et c'est la raison pour laquelle on les utilise fréquemment dans les fil- tres de bande pour la moyenne fréquence. Toutefois, leur fabrication deman- de un outillage compliqué de sorte qu'elle n'est économique que lorsqu'il s'agit d'un très grand nombre de pièces.
L'invention concerne un condensateur qui n'est guère plus encom- brant qu'n condensateur tréfilé de même capacité, mais qui peut être réalisé d'une façon beaucoup moins coûteuse.
Le condensateur conforme à l'invention est du type dont le dié- lectrique est constitué par une douille de matière céramique. La fabrication de tels condensateurs, surtout de condensateurs de très faible capacité,pose deux problèmes : l'application d'armature ayant la surface requise sur les parois de la douille , et la fixation du fil de connexion pour l'armature intérieure. Ces problèmes ont été résolus de plusieurs façons, mais aucune des solutions trouvées n'est aussi simple et ne se prête aussi bien à la fabrication de condensateurs miniatures que celle qui sera décrite ci-des- sous.
Les surfaces cylindriques de la douille constituant le diélec- trique d'un condensateur conforme à l'invention sont entièrement métalli- sées, mais les surfaces terminales sont exemptes de métal. Un fil de conne-
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xion est entouré pat la douille, mais ne dépasse cette douille qu'à une ex- trémité. A l'autre extrémité de la douille,le fil est soudé à l'armature intérieure. A cette même extrémité, l'autre fil de connexion est soudé à 1' armature extérieure.
Les deux fils de connexion peuvent être soudés simultanément à l'aide d'une quantité de soudure si petite qu'après refroidissement, elle ne recouvre pas la surface terminale..
Afin d'assurer une fixation rapide, par voie mécanique, des fils de connexion, conformément à l'invention, on introduit la douille dans un support perforé comportant une butée. Cette butée détermine la profondeur de pénétration de la douille dans le support. Elle est ajustée de façon que la douille dépasse le support sur une longeur suffisante pour permettre la pose d'un fil de connexion autour de la douille. Après que ce fil extérieur a été posé autour du tronçon dépassant de la douille, on glisse un fil de conne- xion droit à travers la douille, en veillant à ce que celui-ci dépasse le support de la même longueur que la douille.
On peut laisser descendre le fil intérieur à travers la douille, jusque sur le fond de la butée. A cet effet, la butée doit être réalisée de façon que le fil descende plus bas dans le support que la douille et cette différence doit être égale à la longueur du fil qui doit dépasser la douil- le. Dans ce cas, le fil peut être découpé à dimensions d'avance, mais on peut également faire en sorte qu'après son introduction dans la douille,il soit sectionné le long du bord supérieur de cette douille. Ensuite, à l'ai- de d'un fer à souder, on met les deux fils et les extrémités des armatures de la douille simultanément en contact avec de la soudure liquide.
On peut également guider le fil intérieur à l'extrémité infé- rieure dans le support, le glisser jusqu'à ce que son extrémité parvienne à la surface terminale de la douille dépassant le support, et sectionner dès que la matière de soudure est devenue solide. Dans ce cas, la butée sert uniquement pour la douille.
Pour la fabrication des douilles mêmes, on peut partir d'un tube de matière céramique métallisé (parexemple graenté)intérieurement et extérieurmenet dont le diamètre etl'épaisseursontceux du condensateur à fabriquer mais dont la longueur est plusieurs fois plus grande que celle dudit condensateur. En y pratiquant des crans peu profonds, on divise ce tube en tronçons de longueur désirée, puis on casse le tube à chacun des crns. Les tronçons qui ont la longueur désirée du condensateur, né comportent pas de métal sur les surfa- ces terminales, de sorte qu' l'armature intérieure et l'armature extérieure sont isolées l'une de l'autre.
La plus petite épaisseur de la paroi du tu- be est déterminée par le chemin de fuite requis, ou par la résistance mé- canjque; le diamètre est choisi de façon que, pour la capacité désirée, le condensateur ait une longueur convenable.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non li- mitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texue que du dessin faisant, bien en- tendu, partie de l'invention.
La Fig. 1 représente un tube Servit à réaliser les condensa- teurs conformes à l'invention.
La Fig. 2 représente en coupe longitudinale un condensateur conforme à l'invention.
La Fig. 3 représente un support utilisable pour la soudure des fils de connexion.
Pour fabriquer des condensateurs conformes à l'invention, on peut partir de tubes en matière céramique, par exemple d'une longueur de 180 mm, d'un diamètre de 1,3 mm, et d'une épaisseur de paroi de 0,2 mm. A travers ces tubes, on conduit, de façon connue, une suspension d'un composé métalli-
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que qui dépose sur la paroi intérieure, une matière qui lorsqu'elle est chauffée, libère le métal, par exemple de l'argent. Ensuite, on plonge les tubes dans la même suspension afin de les revêtir extérieurement d' une pellicule de métal. Il est difficile d'éviter que les surfaces termina- les soient également recouvertes de métal.
Dans le tube 1 ainsi argenté intérieurement et extérieurement, on pratique, à des distances égales à la longueur 1 des condensateurs à fa- briquer, des crans peu profonds 2. Ces crans forment des endroits où le tube casse dès qu'on le soumet à une flexion, de sorte que ce tube se lais- se rompre facilement en tronçons de même longueur. Le premier cran 3 peut se trouver à une plus petite distance de l'extrémité du tube car, par suite du métal qui recouvre la surface terminale 5, le premier tronçon 4 est inu- tilisable. Pour pratiquer les crans,il suffit de pousser le tube, animé ou non d'une rotation autour de son axe, avec une légère force contre un outil animé d'une rotation rapide (couteau, fraise, ou meule).
Les crans peuvent être ménagés un par un, auquel cas l'organe de coupe doit être déplacé chaque fois d'une distance 1, ou bien on peut prévoir un certain nombre d'outils de coupe qui pratiquent tous les crans ou du moins un certain nombre de crans.
Les surfaces de rupture des tronçons 7 sont exemptes de métal.
Conformément à l'invention, on tire parti de ce fait pour fixer simultané- ment les deux fils de connexion du condensateur.
A cet effet, on peut placer le corps du condensateur dans le support qui est représenté, en coupe, et à grande échelle, sur la Fig. 3.
Ce support est constitué par un mandrin 8, dont l'extrémité supérieure 9, de diamètre intérieur plus petit que celui de l'extrémité inférieure, est filetée. Le mandrin est introduit dans une'ouverture ménagée dans un tablier 10, auquel il est fixé à l'aide d'un écrou 11. Le diamètre intérieur de la partie 9 est tout juste assez grand pour que le corps de condensateur puis- se être glissé facilement dans le mandrin. L'ouverture plus large, ménagée dans la partie inférieure du mandrin est taraudée. Dans le mandrin, se trou- ve une butée déplaçable, constituée par un tube 12. qui s'adapte exactement dans l'ouverture étroite et par une vis de réglage 13, introduite dans l' ouverture taraudée. Sur le tube on laisse descendre le corps de condensateur 14. Ce corps dépasse alors légèrement l'extrémité sphérique 9 du mandrin 8.
La vis de réglage 13 permet de modifier la hauteur de l'extrémité du corps du condensateur dépassant le mandrin.
On pose un fil de connexion 15 autour de cette extrémité du corps et on coupe ce fil à la longueur désirée, ce qui peut s'effectuer de façon connue, mécaniquement. Il suffit d'une ou deux spires. Ensuite, on glisse un second fil de connexion 16 à travers le corps de condensateur 14, dans le tube 12. Ce fil est coupé à dimensions ou sera coupé à dimensions par la sui- te, de façon que reposant sur la vis de réglage qui forme le fond de la bu- tée, il dépasse le support de la -même longueur que le corps du condensateur, en d'autres termes son extrémité supérieure se trouve tout juste dans le même plan que la surface terminale supérieure du corps du condensateur.
Com- me le tube 12 est plus large que la douille 14, le fil descend toujours fa- cilement et il ne peut s'accrocher au bord du tube ; de plus, il ne risque pas d'être fléchi lors de son introduction. Lorsqu'on introduit le fil du bas dans le support, auquel cas la vis de réglage doit comporter une ouver- ture centrale, le diamètre du tube doit être légèrement inférieur à celui de la douille, afin que le fil ne bute pas contre le bord de la douille.
Après la mise en place des deux fils de connexion on applique sur l'extrémité du corps du condensateur un fer à souder chauffé 17, portant une petite quantité d'étain de soudure 18. La spire ou les spires de fil 15 se recouvrent alors d'étain et celui-ci adhère en même temps à la pellicule métallique qui recouvre le côté extérieur de la douille 14. L'étain de sou- dure pénètre également dans la douille 14 et se fixe sur urne petite distance
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à la pellicule métallique garnissant la paroi intérieure ainsi qu'à l'extré- mité du fil de connexion 16. Apres l'enlèvement du fer à souder et le refroi- dissement de l'étain de soudure restant, on obtient une liaison bonne conduc- trice des fils de connexion et des armatures du condensateur.
La surface ter- minale 19 de la douille, qui n'est pas métallisée et qui n'est donc pas humec- tée de soudure liquide, reste nue. Les deux armatures sont donc parfaitement isolées, même après la soudure. Le condensateur est alors terminé et peut être sorti de son support à l'aide du fil 15.
Le procédé décrit permet de construire en grande série et avec de très légères tolérances des condensateurs miniatures. Un tel condensateur comporte un diélectrique qui est, par exemple constitué essentiellement par du titanate de zirconium, et des armatures d'argent. Dans le cas d'une lon- gueur de 13 mm, d'un diamètre de 1,3 mm, et d'une paroi de 0,2 mm d'épaisseur un tel condensateur peut encore avoir une capacité d'environ 100 pF. La Fig.
2 représente un tel condensateur à l'échelle d'environ 10 : 1. Les chiffres de référence utilisés sur cette figure, ont la même signification que sur la Fig. 3. Les armatures d'argent sont indiquées par 20 et 21, et l'étain so- lidifié qui relie les spires 23 du fil de connexion 15 à l'armature 20 et l'extrémité du fil de connexion 16 à l'armature 21. est désigné par 22.
L'encombrement d'un condensateur conforme à l'invention est ap- proximativement le même que celui d'un condensateur tréfilé de même capaci- té de sorte que, pour le montage de certains organes, par exemple des filtres de bande, on peut substituer aux condensateurs, sans aucune autre modifica- tion, des condensateurs céramiques conforme à l'invention.
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N. V. PHILIPS'GLOEILAMPENFABRIEKEN, residing in EINDHOVEN (Netherlands).
CERAMIC DIELECTRIC CAPACITOR.
Among the capacitors used in radio technology, some must have very small dimensions. The manufacture of these small capacitors, of a sufficiently large capacity, is far from easy and significant differences in dimensions are difficult to avoid. Drawn capacitors are advantageously used in this field. These are very compact; they occupy no more space than a lead wire, and this is why they are frequently used in band filters for the medium frequency. However, their manufacture requires complicated tooling so that it is economical only when it involves a very large number of parts.
The invention relates to a capacitor which is hardly more bulky than a drawn capacitor of the same capacity, but which can be produced in a much less expensive manner.
The capacitor according to the invention is of the type in which the dielectric is formed by a socket of ceramic material. The manufacture of such capacitors, especially capacitors of very low capacity, poses two problems: the application of reinforcement having the required surface on the walls of the socket, and the fixing of the connection wire for the inner reinforcement. These problems have been solved in several ways, but none of the solutions found are as simple and lend themselves as well to the manufacture of miniature capacitors as that which will be described below.
The cylindrical surfaces of the socket constituting the dielectric of a capacitor according to the invention are fully metallized, but the end surfaces are free of metal. A conne's thread
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xion is surrounded by the sleeve, but only protrudes from this sleeve at one end. At the other end of the socket, the wire is welded to the inner frame. At this same end, the other connecting wire is soldered to the outer frame.
The two connecting wires can be soldered simultaneously using such a small amount of solder that after cooling, it does not cover the end surface.
In order to ensure rapid mechanical fixing of the connection wires, in accordance with the invention, the sleeve is introduced into a perforated support comprising a stop. This stop determines the depth of penetration of the sleeve into the support. It is adjusted so that the socket protrudes from the support by a sufficient length to allow the laying of a connecting wire around the socket. After this outer wire has been laid around the protruding section of the socket, a straight connecting wire is slipped through the socket, making sure that it extends the support by the same length as the socket.
The inner wire can be let down through the sleeve, to the bottom of the stop. For this purpose, the stop must be made so that the wire descends lower in the support than the bush and this difference must be equal to the length of the wire which must exceed the bush. In this case, the wire can be cut to dimensions in advance, but it is also possible to ensure that after its introduction into the socket, it is cut along the upper edge of this socket. Then, using a soldering iron, the two wires and the ends of the armatures of the socket are simultaneously brought into contact with liquid solder.
You can also guide the inner wire at the lower end into the holder, slide it until its end reaches the end surface of the sleeve protruding from the holder, and cut as soon as the solder material has become solid. . In this case, the stopper only serves for the socket.
For the manufacture of the sockets themselves, it is possible to start from a tube of metallized ceramic material (for example grained) internally and externally, the diameter and thickness of which are the capacitor to be manufactured but the length of which is several times greater than that of said capacitor. By making shallow notches, this tube is divided into sections of the desired length, then the tube is broken at each of the crns. The sections which have the desired length of the capacitor have no metal on the end surfaces, so that the inner frame and the outer frame are insulated from each other.
The smallest tube wall thickness is determined by the required leakage path, or by the mechanical resistance; the diameter is chosen so that, for the desired capacitance, the capacitor has a suitable length.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of the invention. .
Fig. 1 shows a tube used to produce the capacitors according to the invention.
Fig. 2 shows in longitudinal section a capacitor according to the invention.
Fig. 3 shows a support that can be used for soldering the connection wires.
To manufacture capacitors according to the invention, one can start from ceramic tubes, for example with a length of 180 mm, a diameter of 1.3 mm, and a wall thickness of 0.2 mm. Through these tubes, a suspension of a metallic compound is conducted in a known manner.
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that which deposits on the inner wall, a material which when heated, releases the metal, for example silver. The tubes are then immersed in the same suspension in order to coat them on the outside with a metal film. It is difficult to avoid that the end surfaces are also covered with metal.
In the tube 1 thus silvered on the inside and the outside, shallow notches 2 are made at distances equal to the length 1 of the capacitors to be manufactured. These notches form places where the tube breaks as soon as it is subjected to bending, so that this tube is easily broken into sections of the same length. The first notch 3 can be located at a smaller distance from the end of the tube because, owing to the metal which covers the end surface 5, the first section 4 is unusable. To practice the notches, it suffices to push the tube, animated or not by a rotation around its axis, with a slight force against a tool animated by a rapid rotation (knife, milling cutter, or grinding wheel).
The notches can be provided one by one, in which case the cutting member must be moved each time by a distance 1, or it is possible to provide a number of cutting tools which perform all the notches or at least a certain number of notches.
The fracture surfaces of the sections 7 are free of metal.
In accordance with the invention, advantage is taken of this fact to simultaneously fix the two capacitor connection wires.
For this purpose, the body of the capacitor can be placed in the support which is shown, in section, and on a large scale, in FIG. 3.
This support consists of a mandrel 8, the upper end 9 of which, with an inside diameter smaller than that of the lower end, is threaded. The mandrel is introduced into an opening in an apron 10, to which it is fixed by means of a nut 11. The internal diameter of the part 9 is just large enough for the capacitor body to be fitted. slipped easily into the chuck. The wider opening in the lower part of the mandrel is threaded. In the mandrel there is a movable stopper, constituted by a tube 12 which fits exactly in the narrow opening and by an adjusting screw 13, introduced into the threaded opening. The capacitor body 14 is allowed to descend onto the tube. This body then slightly exceeds the spherical end 9 of the mandrel 8.
The adjustment screw 13 makes it possible to modify the height of the end of the body of the condenser beyond the mandrel.
A connecting wire 15 is placed around this end of the body and this wire is cut to the desired length, which can be done in a known manner, mechanically. One or two turns are enough. Then, a second connection wire 16 is slid through the capacitor body 14, in the tube 12. This wire is cut to size or will be cut to size later, so that it rests on the adjusting screw which forms the bottom of the stopper, it protrudes the support by the same length as the body of the capacitor, in other words its upper end is just in the same plane as the upper end surface of the body of the capacitor.
As the tube 12 is wider than the sleeve 14, the wire always descends easily and it cannot catch on the edge of the tube; moreover, it does not risk to be flexed during its introduction. When inserting the bottom wire into the holder, in which case the adjustment screw must have a central opening, the diameter of the tube must be slightly smaller than that of the sleeve, so that the wire does not butt against the edge. of the socket.
After the installation of the two connection wires, a heated soldering iron 17 is applied to the end of the body of the capacitor, carrying a small amount of solder tin 18. The turn or turns of wire 15 then overlap with each other. tin and this adheres at the same time to the metal film which covers the outer side of the socket 14. The solder tin also penetrates into the socket 14 and is fixed over a small distance.
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to the metal film lining the inner wall as well as to the end of the connecting wire 16. After removing the soldering iron and cooling the remaining solder tin, a good conduc- tive bond is obtained. - trice of connection wires and capacitor armatures.
The end surface 19 of the sleeve, which is not metallized and which is therefore not wet with liquid solder, remains bare. The two reinforcements are therefore perfectly insulated, even after welding. The capacitor is then finished and can be removed from its support using wire 15.
The method described makes it possible to build miniature capacitors in large series and with very slight tolerances. Such a capacitor comprises a dielectric which is, for example essentially constituted by zirconium titanate, and silver reinforcements. In the case of a length of 13 mm, a diameter of 1.3 mm, and a wall 0.2 mm thick, such a capacitor may still have a capacitance of about 100 pF. Fig.
2 shows such a capacitor on a scale of about 10: 1. The reference numbers used in this figure have the same meaning as in FIG. 3. The silver frames are indicated by 20 and 21, and the solidified tin which connects the turns 23 of the lead wire 15 to the frame 20 and the end of the lead wire 16 to the frame 21. . is designated by 22.
The size of a capacitor according to the invention is approximately the same as that of a drawn capacitor of the same capacity so that, for the mounting of certain components, for example band filters, it is possible substituting for the capacitors, without any other modification, ceramic capacitors according to the invention.