DE2547734C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Nachformieren von Trocken-Elektrolytkondensatoren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Nachformieren von Trocken-ElektrolytkondensatorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachformieren von Trocken-Elektrolytkondensatoren, die aus
einer Sinteranode bestehen, die mit einer dielektrischen w wirksamen Oxidschicht bedeckt ist, die als Gegenelektrode
einen halbleitenden Elektrolyten und eine darauf befindliche Kontaktierung besitzen, wobei die Kondensatorkörper
mit der Anodenzuleitung equidistant an Haltebleche ankontaktiert sind, sowie eine Nachformiervorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens.
Aus der FR-OS 22 30 059 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formieren von Tantal-Elektrolytkondensatoren
in einer elektrolytischen Zelle bekannt, bei welcher die Kondensatorekörper mit der Anodenzulei- so
tung äquidistant an Haltebleche ankontaktiert sind.
Die Sinteranode von Trocken-Elektrolytkondensatoren besteht aus einem Ventilmetall, wobei hauptsächlich
Tantal verwendet wird. Es gibt jedoch auch andere Ventilmetalle, die in Trocken-Elektrolytkondensatoren
als Sinteranode eingesetzt werden, wie z. B. Zirkon oder Niob. Als halbleitenden Elektrolyt verwendet man im
allgemeinen eine Mangandioxidschicht, die durch Tauchen der Sinterkörper in ein Mangannitratbad
sowie durch anschließende Pyrolyse dieser Schicht ω aufgebracht wird. Dieser Vorgang wird im allgemeinen
einige Male wiederholt. Als Elektrolyt kann man auch andere halbleitende Metalloxide wie z. B. Bleidioxid
verwenden. Als Dielektrikum dient in Trocken-Elektrolytkondensatoren eine dünne Oxidschicht des Ventilme- 1^
tails, die in einem Formiervorgang auf dem Ventilmetall erzeugt wird. Zum Formieren verwendet man Formierelektrolyte,
wobei eine Spannung an die Sinterkörper gelegt wird, so daß eine anodische Oxidation des
Ventilmetalls erfolgt
Bei der Aufbringung des halbleitenden Elektrolyts sowie der kathodischen Kontaktschicht (im allgemeinen
einer Graphitschicht mit darauf befindlicher Leitlacksilberschicht)
kann die als Dielektrikum wirksame Oxidschicht an einzelnen Stellen wieder zerstört
werden. Zur Erreichung stabiler elektrischer Werte der Trocken-Elektrolytkondensatoren werden diese deshalb
in der Endphase ihrer Herstellung nachformiert, wozu sie über einen längeren Zeitraum (etwa 1 Tag) bei
erhöhter Temperatur (85 bis 125° C) über einen individuellen Vorwiderstand an Spannung gelegt
werden. Diese Nachformiermethode ist jedoch sehr aufwendig, da für jeden einzelnen Kondensator ein
Vorwiderstand erforderlich ist Weiterhin unterliegen die Kontaktelemente durch die für die Formierung und
Alterung erforderlichen Temperaturen von 85 bis 125° C
einer hohen Beanspruchung und müssen, um einwandfreie Kontaktierung zu gewährleisten, in kurzen
Zeitabständen mit hohem Kostenaufwand gewartet bzw. ausgewechselt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Nachformierverfahren für Trocken-Elektrolytkondensatoren anzugeben,
bei welchem die vorstehend aufgezeigten Schwierigkeiten umgangen werden, insbesondere soll eine einfachere,
zuverlässigere und billigere Kontaktierungsmethode angegeben werden, wodurch eine rationellere
Herstellung von Trocken-Elektrolytkondensatoren gewährleistet ist Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Nachformiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Nachformieren von Trocken-Elektrolytkondensatoren
der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere solcher derart bestückter
Haltebleche in einen Formierrahmen eingehängt werden, daß eine als Kathode geschaltete Metallplatte
mit einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffes mit den kathodischen Kontaktierungtn
der Trocken-Elektrolytkondensatoren in elektrischen Kontakt durch Aufsetzen des Formierrahmens
gebracht wird und daran anschließend die Nachformierung der Kondensatoren durchgeführt wird.
Die Nachformiervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer als Kathode geschalteten
Metallplatte und einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffs besteht.
Vorzugsweise besteht die Metallplatte aus einem versilberten Kupferblech und die Kunststoffschicht ist 5
bis 10 mm dick.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß die Nachformierung und Alterung
von Trocken-Elektrolytkondensatoren in dem für die Vorformierung (Erzeugung der als Dielektrikum dienenden
Oxidschicht auf dem Ventilmetall) verwendeten Formierrahmen durchgeführt werden kann. Weiterhin
läßt sich durch geeignete Wahl der spezifischen Leitfähigkeit des Kunststoffes jeder gewünschte Vorwiderstand
einstellen. Da es Kunststoffe gibt, die bis zu hohen Temperaturen hin beständig sind, brauchen diese
im Gegensatz zu metallischen Kontaktelementen nur selten ausgewechselt zu werden, wobei das Auswechseln
des Kunststoffes in einfacher Weise durchgeführt werden kann, da er nur auf der Metallplatte aufliegt.
Weiterhin ergibt sich durch die Integration der Vorwiderstände in das Kontaktmaterial eine bessere
Raumnutzung der Nachformierschränke. Mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich etwa dreimal so viele Kondensatoren in einem Schrank
unterbringen. Durch die Wahl eines elastischen Kontaktmaterials ergibt sich eine sehr schonende
Kontaktierung der Trocken-EIektroly'Jcondensatoren, so daß mechanische Beanspruchungen des Kondensators
praktisch nicht auftreten.
Weiterhin ist anzumerken, daß durch das Verbleiben der Kondensatoren auf dem Vorformierrahmen eine
Falschpolung bei der Nachformierung absolut ausgeschlossen ist, wobei die Kontaktierung bei der
Nachformierung vollständig gewährleistet ist und nicht, wie bei der Vorschaltung einzelner Widerstände, bei
einzelnen Kondensatoren unterbrochen sein kann. Verwechslungen und Durchmischungen einzelner Fertigungslose
während des Herstellungsvorgangs können nicht mehr auftreten, da die Kondensatoren vom Beginn
bis zum Ende ihrer Herstellung im gleichen Fertigungsrahmen verbleiben. Durch das erfindungsgemäße
Verfahren und die erfindungsgemäße Njchformiervorrichtung
lassen sich PersonaJaufwand und Investitionen für die Nachformierung erheblich verringern. Das
erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut für eine Fließbandfertigung.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
F i g. 2 einen Schnitt von F i g. 1.
Fig. 1 zeigt eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Nachformiervorrichtung, die aus einer versilberten
Kupferplatte 1 und einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffes 2 besteht. Das
Material der Schicht 2 muß dabei so gewählt sein, daß es die bei der Nachformierung und Alterung erforderli- r>
chen Temperaturen verträgt, d. h., es muß bis mindestens 125°C beständig sein. Weiterhin muß dieses
Material auch elastisch sein, damit die nachzuformierenden Kondensatoren mechanisch nicht beansprucht
werden. Beispielsweise seien Silikon- bzw. Polyestermaterialien genannt, denen zur Erzeugung der Leitfähigkeit
bestimmte Stoffe wie z. B. Graphit zugemengt sind. Die Trocken-Elektrolytkondensatoren 3 sind mit
ihren Anodenzuleitungen 4 an Halteblechen 5 äquidistant (bezogen auf die Stirnseite) angeschweißt Die
Kondensatoren 3 sind bis auf ihre Umhüllung fertige siiiteranode und einem Elektrolyten aus Mangandioxid.
Trocken-EIektrolytkondensatoren mit einer Tanlal-AIs kathodische Zuleitung dient eine auf der Mangandioxidschicht
befindliche Graphitschicht mit einem Überzug einer Silberleitlackschicht. Die Haltebleche 5
werden in die in der Figur nicht dargestellten metallischen Formierrahmen eingehängt Vorzugsweise
ist die Nachformiervorrichtung so ausgelegt, daß etwa 40 Haltebleche 5 mit jeweils 60 Kondensatoren
gleichzeitig nachformiert werden können. Der erforderliche Kontaktdruck ergibt sich beim erfindungsgemäßen
Verfahren aus dem durch das Eigengewicht vom Kondensatorkörper 3, Halteblechen 5 und Formierrahmen
hervorgerufenen Auflagedruck. Dadurch stellt sich über die Schicht des leitfähigen elastischen Kunststoffes
2, je nach Wahl des spezifischen Widerstandes und der Dicke der leitfähigen Kunststoffschicht 2, der erforderliche
Vorwiderstand für jeden einzelnen Kondensator automatisch ein. Die Kunststoffschicht 2 besitzt
vorzugsweise eine Dicke von 5 bis 10 mm.
Zum Nachformieren wird die Nachformiervorrichtung mit den darauf befindlichen Kondensatoren in den
Nachformierofen eingeschoben, wo sie bei erhöhter Temperatur über einen längeren Zeitraum verbleibt.
Dabei werden die Haltebleche 5 als Anode und die Metallplatte 1 als Kathode geschaltet. Spannung und
Temperatur richten sich dabei nach den Nenndaten der Kondensatoren 3.
F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Halteblech 5, an welchem der Kondensatorkörper 3 mittels seiner
Anodenzuleitung 4 ankontaktiert ist. Der Kondensator befindet sich auf der leitfähigen elastischen Kunststoffschicht
2, die auf der als Kathodenanschluß dienenden Metallplatte 1 aufliegt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Nachformieren von Trocken-Elektrolytkondensatoren,
die aus einer Sinteranode bestehen, die mit einer dielektrisch wirksamen Oxidschicht bedeckt ist, die als Gegenelektrode
einen halbleitenden Elektrolyten und eine darauf befindliche Kontaktierung besitzen, wobei die
Kondensatorkörper mit der Anodenzuleitung äquidistant an Haltebleche ankontaktiert sind, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere solcher derart bestückter Haltebleche (5) in einen Formierrahmen eingehängt werden, daß eine als
Kathode geschaltete Metallplatte (1) mit einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen
Kunststoffes (2) mit den kathodischen Kontaktierungen der Trocken-Elektrolytkondensatfcren
(3) in elektrischen Kontakt durch Aufsetzen des Formierrahmens gebracht wird und daran
anschließend die Nachformierung der Kondensatoren durchgeführt wird.
2. Nachformiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus einer als Kathode geschalteten Metallplatte (1) und einer darauf befindlichen
Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffes (2) besteht.
3. Nachformiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (1) aus
einem versilberten Kupferblech besteht
4. Nachformiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht
(2) 5 bis 10 mm dick in.
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