DE2114075B2

DE2114075B2 - Elektrolytkondensator

Info

Publication number: DE2114075B2
Application number: DE19712114075
Authority: DE
Inventors: Masao Takarazuka; Tomiwa Hiroshi Osaka; Matsuo (Japan)
Original assignee: Matsuo Electric Co Ltd
Current assignee: Matsuo Electric Co Ltd
Priority date: 1970-03-24
Filing date: 1971-03-23
Publication date: 1973-03-15
Also published as: DE2114075A1; FR2084341A5; BE764391A

Description

Diese Ausbildung ermöglicht ein vollautomati- Darstellung die aufeinanderfolgenden Schritte bei der sches Einsetzen der Elektrolytkondensatorelemente Herstellung des in F i g. 1 dargestellten Trockenelekin Halterungen, wobei sich ihre Anodenanschluß- trolytkondensators mit Kunststoffgehäuse;
stifte auf die seitlichen Fortsätze auflegen und mit Fig.7 zeigt in teilweiser Schnittansicht eine andiesen automatisch verschweißt werden können, 5 dere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Konwährend in einem zweiten Arbeitsgang mit Hilfe densators;

eines Tauchlötvertahrens die Kontaktierung des an- Fig.8 veranschaulicht schematisch die Herstel-

deren Fortsatzes mit der äußeren Kathodenschicht lungsweise des in F i g. 7 dargestellten Kondensators;

des Elektrolytkondensatorelementes erfolgt. Diese F i g. 9 zeigt in teilweiser Schnittansicht eine wei-

Vorgänge können vollautomatisch durchgeführt wer- io tere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kon-

den, wobei die Gefahr gegenseitiger Fehlanordnun- densators;

gen von Kondensatorelementen zu den Anschlußab- F i g. 10 veranschaulicht schematisch die Herstelschnitten so gut wie ausgeschaltet ist. lungsweise des in F i g. 9 gezeigten Kondensators.

Durch die Erfindung wird somit eine höhere geo- In den Zeichnungen sind gleiche Bauteile mit ie-

metrische Genauigkeit und — dadurch bedingt — 15 weils denselben Bezugszahlen bezeichnet.

eine bessere elektrische Qualtität bei gleichzeitiger F i g. 1 zeigt eine typische Ausführungsform des

Senkung des Arbeitsaufwandes und der Produktions- erfindungsgemäßen Trockenelektrolytkondensators

kosten erreicht, während im Gegensatz dazu bisher mit Kunststoffgehäuse ^;m Schnitt, wobei ein zylin-

iiir derartige Elektrolytkondensatoren eine Anzahl drisches Kondensatop-lement 1 mit /. B. einem

dünner Zuleitungsdrähte hergerichtet werden mußte. 20 Durchmesser von etwa 3 mm und einer Hohe von

die nacheinander von Hand verlötet oder ver- etwa 5 mm zu sehen ist. Das Kondensatorelement 1

schweißt worden sind. Da außerdem bei der Erfin- kann auf eine bekannte Weise aus einem gesinterten

dune die schmalen Zuleitungen durch die Verbreiter- Körper hergestellt sein, der aus dem Pulver eines

it·" Abschnitte und Uberbrückungsabschnitte in filmbildenden Metalls, wie z.B. Tantal, Niobium

Form von Brückenleisten versteift sind, wird der 25 oder Aluminium, besteht und als Anodenelektrode

durch Verformung der Zuleitungen bewirkte Aus- des Kondensators dient. Ein Anschlußstift 2 aus

schuß klein gehalten. demselben Metall mit beispielsweise einem Durch-

In einer ersten Herstellungsstufe wird eine Anzahl messer von 0,3 bis 0,6 mm wurde vorher in den Kör-

von Zuleitungspaaren für Anode und Kathode in per eingelassen oder angeschweißt. Der Körper ist

einem fortlaufenden Muster hergestellt, worin die je- 30 auf elektrolytische Weise oxydiert worden, um auf

weiligen Zuleitungen einem gemeinsamen bandförmi- seiner gesamten Oberfläche eine Oxydschicht zu bil-

gen Streifen angeformt sind und alle in derselben den. Anschließend werden eine Halbleiterschicht aus

Richtung von dem Streifen fortstehen. Die Anoden- Mangansuperoxyd und eine Kathodenschicht aus

und Kathodenzuleitungen eines jeden Paares und Kohlenstoff und/oder Silber nacheinander auf die

ebenso die einzelnen Paare untereinander haben ge- 35 Oberfläche der Oxydschicht aufgetragen. Dieses Ver-

naue gegenseitige Abstände. fahren zur Herstellung des Kondensatorelements 1 ist

jede der Anoden- und Kathodenzuleitungen hat bekannt und nicht Teil der Erfindung,
einen verbreiterten Abschnitt zu ihrer Versteifung Das Kondensatorelement 1 wird mit den Zuleitun- und zum besseren Festhalten des Kunststoffs. Der gen 3 und 4 verbunden, und dies bildet den Gegenentsprechende Abschnitt der Anodenzuleitung besitzt 40 stand der Erfindung. Wie später noch beschrieben einen Fortsatz zum Anschweißen des Anschlußdrahts werden wird, sind die beiden Zuleitungen 3 und 4 des Kondensatorelements. Die verbreiterten Ab- durch gleichzeitiges Stanzen oder Atzen eines Streischnitte der Anoden- und der Kathodenzuleitung fens aus lötbarem Metall, wie z. B. Nickel, Kupfer sind durch eine angeformte Leiste miteinander ver- oder deren Legierung (Kovar). hergestellt, und haben bunden, um die Zuleitungen noch mehr zu versteifen 45 eine Dicke von beispielsweise 0,5 mm. Die Breite der und den zwirnen ihnen liegenden Abstand genau Zuleitungen 3 und 4 beträgt beispielsweise etwa einzuhalten. Diese Verbindungsleiste wird nach der 0,5 mm, ihre unteren Abschnitte 5 und 6 sind jedoch V'jrkapselung fortgeschnitten. auf etwa einen Millimeter verbreitert. Die verbreitcr-

Anschließend werden die Kondensatorelemente ten Abschnitte 5 und 6 der Zuleitungen 3 und 4 diemit den jeweiligen Zuleitungspaaren verbunden, in- 50 nen zur Versteifung der Zuleitungen und zum Festdem die jeweiligen Anschlußdrähte an die entspre- halten des geschmolzenen Kunststoffs. Der verbreichenden Fortsätze der Anodenzuleitungen ange- terte Abschnitt 5 der Anodenzuleitung 3 hat einen schweißt werden, worauf die Anordnung in ein Lot- zur Kathodenzuleitung 4 weisenden Fortsatz 7, der bad getaucht wird, um die Kathodenzuleitungen mit an den Anschlußstift 2 des Elements 1 geschweißt ist, den Kathodenschichten der jeweiligen Kondensator- 55 sowie einen nach unten weisenden Fortsatz 8, der ein elemente zu verlöten. Hierauf wird die Anordnung in Einfallen des geschmolzenen Kunststoffs an dieser eine Kunstharzschmelze getaucht, um jedes Element Stelle verhindern soll. Der verbreiterte Abschnitte mit einem Kunststoffgehäuse zu umgeben. der Kathodenzuleitung 4 hat einen nach unten wei-

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung senden Fortsatz 9 der mit einem geeigneten Lötmitgehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, 60 tel 10 nn die Oberfläche, d. h. die Kathodenschicht, in welcher Ausführungsbeispiele der Erfindung an des Elements 1 gelötet ist. Die Anordnung wird von Hand von Zeichnungen erläutert werden. einem Kunststoffüberzug 11, z.B. einem Epoxyd-

F i g. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Trocken- harz, eingeschlossen, wobei ein Teil des verbreiterten

elektrolytkondensator im Längsschnitt; Abschnitts einer jeden Zuleitung freibleibt.

F i g. 2 zeigt teilweise in Schnittansicht die Befesti- 65 Wenn auch gemäß den Zeichnungen die Verbreitegung des in Fig. 1 dargestellten Kondensators auf rung der Abschnittes und6 jeweils von beiden Seieiner gedruckten Schaltungsplatte; ten der entsprechenden Zuleitung 3 und 4 ausgeht,

F i g. 3 bis 6 zeigen in teilweise aufgeschnittener kann sie jedoch auch nur an einer Seite der entspre-

chenden Zuleitung verlaufen, je nachdem wie es die Umstände erfordern. Auch können die Schultern der verbreiterten Abschnitte entweder rechtwinkelig oder gerundet sein. Solche Abwandlungen liegen alle im Bereich der Erfindung.

Die F i g. 2 zeigt den oben beschriebenen Kondensator in seiner Befestigung an einer gedruckten Schaltungsplatte 12.

Die Zuleitungen des Kondensators sind mit einem geeigneten Lötmittel 14 an die aufgedruckten Leiter 13 der Platte 12 gelötet. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, dienen die Schultern der verbreiterten Abschnitte 5 und 6 als Anschläge, um die Höhe des befestigten Kondensators konstant zu halten.

Im folgenden wird an Hand der F i g. 3 bis 6 das Verfahren zur Massenfertigung solcher Kondensatoren beschrieben.

Zunächst wird ein dünnes, lötbares Metallband aus beispielsweise Nickel, Kupfer oder deren Legierungen (Kovar) und einer Dicke von z.B. etwa 0,5 mm zu einem in der F i g. 3 gezeigten Muster gestanzt oder geätzt. Das Muster enthält einen langen durchgehenden Hauptstreifen 15, von dessen einer Seite jeweils im gleichen Abstand mehrere Arme ausgehen. Jeder dieser Arme enthält zwei Zuleitungen 3 und 4, die im wesentlichen senkrecht zum Hauptstreifen verlaufen. Die Zuleitungen 3 und 4 entsprechen den in der F i g. i dargestellten Zuleitungen und haben verbreiterte Abschnittes und6, die ebenfalls denjenigen in der F i g. 1 entsprechen. Die verbreiterten Abschnitte 5 und 6 haben auch verschiedene Fortsätze, die den Fortsätzen 7. 8 und 9 in F i g. 1 entsprechen.

An ihren oberen Teilen sind die verbreiterten Abschnitte 5 und 6 beider Zuleitungen 3 und 4 miteinander durch eine Überbrückungsleiste 17 verbunden, die den Abschnitten 5 und 6 angeformt ist. Die Leiste oder Brücke 17 hat die Aufgabe, die schmalen Zuleitungen 3 und 4 zu versteifen, so daß sie während der folgenden Herstellungsstufen nicht verbogen oder verformt werden können. In den Hauptstreifen 15 sind jeweils den einzelnen Armen zugeordnete Rastenlöcher 16 gebohrt, um das Material je nach den Erfordernissen in Stellung zu bringen oder zu markieren.

Die Zuleitungen 3 und 4 werden anschließend vorzugsweise mit Gold, Silber, Zinn oder Lötmittel plattiert, um das Löten oder einen anderen Verbindungsvorgang zu erleichtern.

Wie in F i g. 4 gezeigt, wird als nächstes ein mit dem Anschlußstift 2 versehenes Kondensatorelement 1, welches in der oben beschriebenen Weise hergestellt worden ist, an jeder Anodenzuleitung 3 befestigt, indem der Anschlußstift 2 an den Fortsatz 7 geschweißt wird. Um das Element 1 bezüglich der Zuleitungen 3 und 4 in Stellung zu bringen, kann eine geeignete Einspannvorrichtung verwendet werden, so daß das Element 1 in angemessenem Abstand zum Fortsatz 8 und in Berührung mit dem Fortsatz 9 liegt.

Hierauf wird die Kathodenschicht des Elements 1 mit dem Fortsatz 9 der Kathodenzuleitung 4 verlötet, indem etwa die Hälfte des Elements zusammen mit dem Fortsatz 9 in ein Bad aus geschmolzenem Lot getaucht wird. Bei der sich hieraus ergebenden Anordnung ist der größte Teil der Oberfläche des Elements 1 von dem Lötmittel 10 bedeckt, wie es in F i g. 5 gezeigt ist.

Auf ähnliche Weise wie beim Löten wird als nächstes die Anordnung bis zur Mitte der verbreiterten Abschnitte 5 und 6 der Zuleitungen 3 und 4 in ein flüsiges, elektrisch isolierendes Kunstharz, wie beispielsweise Epoxydharz, getaucht, so daß der Brükkenstreifen 17 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels bleibt. Wenn man die Anordnung aus dem Kunstharzbad herauszieht und das Harz anschließend nach einem geeigneten bekannten Plan nachbehandelt und härtet, dann erhält man ein ovales Kunststoffgehäuse 11, wie es in Fig.6 gezeigt ist. Da die verbreiterten Abschnitte 5 und 6 und die verschiedenen flachen Fortsätze der Zuleitungen 3 und 4 das flüssige Kunstharz gul an sich ziehen und festhalten, reicht ein einmaliges Eintauchen aus, um ein gut geformtes Kunsl-Stoffgehäuse 11 zu erhalten, wenn die Konzentration und die Viskosität des flüssigen Kunstharzes auf geeignete Weise kontrolliert wird. Im Gegensatz hierzu konnten die dünnen, drahtähnlichen Zuleitungen gemäf· dem Stand der Technik bei einem einmaligen Eintauchen keine ausreichende Menge von Kunstharz an sich halten, und zur Erzielung eines wohlgeformten Kunststoffgehäuse:, war daher im allgemeinen ein mehrmaliges Eintauchen notwendig.

Nach dem Anbringen einer Marke oder eines anderer Hinweises werden die Zuleitungen 3 und 4 und die Brückenleiste 17 an den mit strichpunktierten Linien in der F i g. 6 bezeichneten Stellen abgeschnitten, so daß der fertige in F i g. 1 gezeigte Kondensator erhalten wird.

Die oben beschriebenen Verfahrensschritte können sowohl schubweise als auch in einem kontinuierlichen System durchgeführt werden. In einer schubweise arbeitenden Anlage wird eine begrenzte Länge des Hauptstreifens 15 mit einer begrenzten Anzahl von z.B. 10 oder 20 Armen vorgesehen, und jeder der beschriebenen Schritte wird gleichzeitig an allen zu diesem Hauptstreifen 15 gehörenden Armen durchgeführt. In einer kontinuierlich arbeitender Anlage dagegen ist der Hauptstreifen 15 als Endlosstreifen sehr lang, und die Anzahl der Arme is ebenso unbegrenzt. Die Stationen zur Durchführung der beschriebenen Verfahrensschritte sind längs eine' Linie angeordnet, und die Arme durchlaufen nach einander kontinuierlich die jeweiligen Starionen um

werden nacheinander den entsprechenden Behänd lungen unterzogen. Diese Herstellungssysteme kön nen geeignetenveise je nach Bedarf ausgewählt wer den und bilden nicht den Gegenstand der vorliegen den Erfindung.

Die F i g. 7 und 9 zeigen einen Kondensator ahn lieh der F i g. 1 in zwei Abwandlungen, bei denen fii den jeweiligen besonderen Gebrauch zwischen de Zuleitungen 3 und 4 ein schmaler oder breiter Spa liegen soll. Diese Kondensatoren werden unter Vei wendung von Mustern hergestellt, wie sie in de F i g. 8 und 10 gezeigt sind. In der F i g 8 ist zusät Hch zu der Brücke 17 eine Verbindungsleiste 18 zw sehen nebeneinanderliegenden Armen vorgesehe um die schmalen Zuleitungen weiterhin tu versteife

Hierzu 1 BIaU Zeichnungen

Claims

fen abgetrennt, so daß die drei Anschlüsse für Emit- Patentansprüche: ter, Basis und Kollektor elektrisch voneinander getrennt sind.

1. Elektrolytkondensator, dessen Elektroden- Ein Trockenelektrolytkondensator mit Kunststoffanschlüsse mit Hilfe eines Kontaktanschlußstrei- 5 gehäuse besteht aus dem eigentlichen Kondensatorfens gebildet werden, bei dem für jeden Konden- oder Kapazitätselement, zwei daran befestigten Zusator von einem Hauptstreuen zwei parallele Zu- leitungen und einer Kunstharzpackung, die das Konleitungen wegragen, die in verbreiterte, in einer densaiorelement und einen Teil der Zuleitungen um-Isolierumhüllung eingebettete Abschnitte überge- sch^i:,;2t. Das Kondensatorelement wird im allgemeihen und bei denen die verbreiterten Abschnitte io neii gebildet durch elektrolytische Oxydieruag der mit Fortsätzen zum Anschließen der Kondensator- Oberfläche eine^r Anodenelektrode, die aus einem elektroden versehen sind und der eine FortsaU Draht oder einer Platte eines filmbildenden Metalls, seitlich auf den anderen zu gerichtet ist, da- wie z. B. Tantal, Niobium oder Aluminium oder aus durch gekennzeichnet, daß der seitliche einem Köprer besteht, der aus dem Pulver eines sol-Fortsatz (7) am verbreiterten Abschnitt (S) der 15 chen Metalls gesintert ist. Durch die Oxydierung enteinen Zuleitung (3) mit dem zentralen Anodenan- steht eine dielektrische Oxidschicht auf der Oberschlußs Tt (2) eines Elektrolytkondensatorele- fläche der Anodenelektrode. Anschließend wird fermentes (1) verbunden ist und daß der Fortsatz ner eine Halbleiterschicht aus Mangansuperoxid auf-(9) am verbreiterten Abschnitt (6) der anderen getragen, die ihrerseits mit einer Kathodenschicht aus Zuleitung (4) in Richtung dieser Zuleitung ver- ao Kohlenstoff und/oder Silber bedeckt wird. Das Konläuft und seitlich mit der die Außenfläche des densatorelement wird mit einem Anschlußdraht ver-Elektrolytkondensdtorelemt.ites (1) bildenden sehen, der aus dem gleichen Metall wie die Anode Kathodenschicht ve:lötet'st. besteht und an diese angeschweißt oder in :ie einge-

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch ge- lassen wird, bevor die Anode elektrolytisch oxydiert kennzeichnet, daß der den seitlichen Fortsatz (7) 25 wird. Nach allgemeiner Übung wird die Anodenzutragende Ab-.chnitt (5) der einen Zuleitung (3) leitung an diesen Anschlußdraht angeschweißt und außerdem mit einem in Längsrichtung dieser Zu- die Kathodonzuleitung an die Kathodenschicht des leitung veilaufenden, ein Einfallen der Kunststoff- Elemen s angelötet.

umhüllung (11) &Δ dies-r Stelle verhindernden Wenn das Befestigen der Zuleitungen an dem EIc-

Fortsatz (8), versehen ist. 30 ment im Rahmen einer Massenfertigung geschieht,

werden die Zuleitungen im allgemeinen in einer ge-

eigneten Schweißvorrichtung angeordnet. Da jedoch

diese Zuleitungen im allgemeinen aus dünnen Drähten mit beispielsweise einem Durchmesser von 0,3

Die Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensa- 35 bis 0,6 mm bestehen, werden sie oft während der Betör, dessen Elektrodenanschlüsse mit Hilfe eines handlung zufällig verbogen. Dies ist ein großes Hin-Kontaktanschlußstreifens gebildet werden, bei dem dcrnis für die Automatisierung der Vorgänge, wie für jeden Kondensator von einem Hauptstreifer zwei z. B. des Schweißens, Lötens und Verkapseins in parallele Zuleitungen wegragen, die in verbreiterte, Kunststoff sowie für die Einhaltung und Verbessein einer Isolierumhüllung eingebettete Abschnitte 40 rung der Genauigkeit der Erzeugnisse in geometriübergehen, und bei denen die verbreiterten Ab- scher und elektrischer Hinsicht,
schnitte mit Fortsätzen zum Anschließen der Kon- Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaf-

densatorelektroden versehen sind und der eine Fort- fung eines Kontaktiemngsstreifens, welcher «ich für satz seitlich auf den anderen zu gerichtet ist. die vollautomatische Kontaktierung von Trocken-

Aus der USA.-Patentschrift 2 830 698 sind Kon- 45 elektrolytkondensatoren mit zylindrischen Kondensataktanschlußstreifen für Scheibenkondensatoren be- torelementen mit einer äußeren Kathodenanschlußkannt, von denen die Zuleitungen für die Kondensa- fläche und einem zentralen Anodenanschlußstift eigtoren seitlich wegragen und mit ihren Enden für die nen, ohne daß die unmittelbaren Anschlußteile der Kontaktierung der Kondensatorbeläge ausgebildet Gefahr eines Verbiegens bei der Montage am Konsind. Eine vollautomatische Positionierung der schei- 50 densatorelement ausgesetzt wären,
btnförmigen Kondensatorelemente zwischen den Zu- Diese Aufgabe wird bei einem Kondensator, des-

leitungen des Kontaktstreifens ist offenbar nicht sen Elektrodenanschlüsse mit Hilfe eines Kontaktanohne weiteres möglich, da diese Zuleitungen nach schlußstreifens gebildev werden, bei dem für jeden dem Stanzvorgang in einer Ebene liegen und zu- Kondensate· von einem Hauptstreifen zwei parallele nächst aus einandergespreizt werden müssen, ehe die 55 Zuleitungen wegragen, die in verbreiterte, in einer scheibenförmigen Kondensatorelemente dazwischen Isolierumhüllung eingebettete Abschnitte übergehen, eingeklemmt werden können. Ferner sind aus der und bei denen die verbreiterten Abschnitte mit Fort-USA.-Patentschrift 3 129490 Kontaktierungsstreifen Sätzen zum Anschließen der Kondensatorelektroden für rohrförmige Kondensatoren bekannt, bei denen versehen sind und der eine Fortsatz seitlich auf den die auf der Außenfläche des Kondensatorröhrchens 60 anderen zu gerichtet ist, erfindungsgemäß dadurch befindlichen Bclaganschlüsse in ringförmige Enden gelöst, daß der seitliche Fortsatz am verbreiterten der Anschlußstreifen hineingesteckt und befestigt Abschnitt der einen Zuleitung mit dem zentralen Anwerden. Aus der USA.-Patentschrift 3 431092 sind odenanschlußstift eines Elektrolytkondensatoreledarüber hinaus Kontaktierungsstreifen für Transisto- mentes verbunden ist und daß der Fortsatz am verren bekannt, die ebenfalls zunächst durch einen Ver- 65 breiterten Abschnitt der anderen Zuleitung in Richbindungsstreifen auseinandergehalten sind. Nach der tung dieser Zuleitung verläuft und seitlich mit der die Kontaktierung der entsprechend ausgebildeten En- Außenfläche des Elektrolytkondensatorelementes den mit den Transistoren wird der Verbindungsstrci- bildenden Kathodenschicht verlötet ist.