CZ200862A3 - Zlepšená žlábková anoda s minimálními hustotními gradienty a kondenzátor ji obsahující - Google Patents

Abstract

Anoda (210) pro použití v kondenzátoru obsahující anodové teleso (211) s první stranou a druhou stranou proti první strane. Žlábky (213) jsou na první i na druhé strane a jsou navzájem presazené nebo mají odlišné hloubky. Další provedení anody (210) obsahuje anodové teleso, které je radiálne stlacené (211). Dále je popsán zpusob vytvárení anody, kdy se umístuje prášek mezi zápustky, do neho se umístuje alespon jeden anodový drát a poté se prášek stlacuje.

Description

♦ * *· ·· MM ♦ * » · · * * • · · · · « .. .. ^ ^oog • · · · * I ·· * · · · • Φ φ·

Zlepšená žlábkovaná anoda s minimálními hustotními gradienty a kondenzátor ji obsahující

Cldkaa na nčíbuzné přihláskv- Předkládaný vynález je částečpě^pokračující přihláška k patentové přihlášce US £.JLQ-f$30616, podané 23.4.2004, která byla opuštěna. Tato přáíííáška souvisí s patentovou přihláškou US č. 10/730 736^-^podanou 8.12. 2003, která je v řízení a sem zahrnut^ddkazem.

Oblast techniky "ΐθίΚ)·^ Předkládaný vynález je zaměřen na vylepšenou anodu s přesazenými nebo nestejnými žlábky a minimálními hustotními gradienty a na kondenzátory obsahující vylepšenou anodu. Konkrétněji je předkládaný vynález zaměřen na zlepšenou anodu obsahující žlábky a vícenásobné drátěné anody, s výhodou z plochého drátu.

Dosavadní stav techniky

Existuje stálá potřeba zlepšovat elektrické parametry kondenzátorú. Zejména existuje potřeba snížit ekvivalentní sériový odpor (ESR) kondenzátorú. -WW4] Anoda typického pevného elektrolytického kondenzátorú sestává z porézního anodového tělesa s drátěným vodičem sahajícím za anodové těleso a připojeným ke kladnému upevňovacímu vývodu kondenzátorú. Anoda je vytvořena tím, že se nejprve stlačí prášek z ventilového kovu do granulí. K ventilovým kovům patří Al, Ta, Nb, Ti, Zr, Hf, W a směsi, ·· ·· ·· ··»· ·· t· * · · * · · »··· • · · · · * · · t· ·· « * · » · · · · · ··· * ♦ ♦ « · · · ·« ··<· ·· · ·· ·· 2 slitiny, suboxidy těchto kovů. Anoda je sintrována, aby se vytvořily tavné spoje mezi jednotlivými částicemi prášku. Pro tok proudu existuje v anodové části pevného elektrolytického kondenzátoru několik odporů. Proud musí protékat z kladného upevňovacího vývodu do drátěného vodiče, připevněného k anodovému tělesu nebo v něm uloženého. Proud protéká skrz tu část anodového vodiče, která sahá mimo anodové těleso. Proud protéká skrz kladný vývod a anodový vodič vytváří řadu odporů, které přispívají k ekvivalentnímu sériovému odporu hotového výrobku. Odpory uvnitř anodového tělesa vytvářejí paralelní odpory, které také přispívají k ekvivalentnímu sériovému odporu hotového výrobku. Proud proudí od místa výstupu drátěného vodiče do anodového tělesa do všech míst anodového tělesa cestami nejmenšího odporu. Proud musí procházet z drátěného vodiče do anodového tělesa skrz místa styku mezi drátěným vodičem a Částicemi, které vytvářejí porézní anodové těleso. Proud musí potom procházet skrz porézní anodové těleso, skrz malá zúžení sintrovaných Částic, které vytvářejí anodové těleso.

Odpor v drátěných vodičích a anodovém tělesu je dán obecnou rovnicí pro odpor. Odpor = měrný odpor x délka trasy/plocha příčného průřezu. WWWl] Zvýšení plochy příčného průřezu, dostupného pro proudový tok, snižuje odpor tak, jak je to ukázáno na výše uvedené rovnici. Maximální průměr drátěného vodiče je určován rozměry anody. Průměr drátěného vodiče nemůže být větší než je tlouščka anody. Tudíž maximální plocha příčného průřezu pro protékání proudu skrz jediný válcový drátěný vodič je πά2/4, přičemž d je průměr. Pro daný průměr drátu se maximální plocha příčného průřezu pro tok proudu zvyšuje proporcionálně k počtu drátěných vodičů, připojených k anodovému tělesu a ke kladnému ΦΦ φ* ·# φφφφ ·· ·· φ Φ Φ * · * * · Φ # · | · · Φ Φ φ Φ Φ ΦΦ φ φ φ Φ φ φ φ φ φ Φ Φ Φ • « · φφφ φφφ· ΦΦ ·Φ·* ΦΦ φ ΦΦΦΦ 3 upevňovacímu vývodu. Tudíž se zvýšením počtu drátů sníží odpor ve spojení mezi kladným upevňovacím vývodem a anodovým tělesem. ~-fGůQ3] I když může být drátěný vodič připevněn, či drátěné vodiče připevněny, k anodovému tělesu například přivařením k horní části tělesa, uložení drátěného vodiče nebo drátěných vodičů v anodovém tělesu snižuje odpor pro průtok proudu. Pro drátěné vodiče, které sahají do porézního anodového tělesa, je plocha příčného průřezu, dostupná pro průtok proudu z drátěného vodiče do tělesa úměrná ploše vnějšího povrchu vodiče skrz anodové těleso. Maximální plocha je úměrná π x d x 1 (pro jediný válcový drátěný vodič). Plocha příčného průřezu pro tento vztah kolem odporu se dá zvýšit počtem drátěných vodičů. Délka trasy pro protékání proudu z drátěného vodiče do míst anodového tělesa, která jsou nejvzdálenější od drátěného vodiče, se snižuje využíváním více drátěných vodičů nebo neválcových drátěných vodičů, například plochých nebo páskových drátěných vodičů. "jHHHHi1] Žlábkované anody, obsahující brázdu nebo žlábek na jinak monolitickém tělesu kondenzátoru tak, jak je to popsáno například v patentech US Č. 5 949 639 a US č. 3 345 545, snižují délku trasy skrz vnitřní polymer a zvyšují plochu příčného průřezu pro proud při protékání skrz externí polymer.

Kondenzátory využívající žlábkované anody, jak jsou znázorněny na obr. 1, mají veliký úspěch a tato technika se stále ještě používá i u současných kondenzátorů. Výhodným způsobem pro připojování drátu k anodě je mít drát na svém místě jíž při stlačování kompaktního materiálu. To umožňuje anodovému vodiči, aby procházel skrz většinu délky kompaktního materiálu anody a maximalizuje to plochu styku mezi vodičem pevné drátěné anody, obvykle Ta drátem pro Ta anodu, a Ta anodou. Kompaktní materiál je po odstranění pojivá sintrován při cca. 1200 až 1600 0C. »* ···· • · · · · φ ♦ · · · • t ··«· · · *· ·· *«»·· ····♦ · « · · · ♦ · · ♦ ·· ·♦· ·· · ·· ·· 4

Plocha kontaktu mezi drátem a kompaktním materiálem anody je omezena průměrem drátu, který je funkcí tloušřky kompaktního materiálu. Jak se plocha styku mezi drátem a kompaktním materiálem anody snižuje, zvyšuje se odpor v místě kontaktu. Jak se zvětšuje rozměr drátu, zvyšuje se vnitřní odpor v drátu. Obě zvýšení vedou k vyššímu ekvivalentnímu sériovému odporu (ESR), který snižuje výkonnost kondenzátoru. I když mělo používání žlábkovaných anod veliký úspěch, elektrické vlastnosti tím dosažitelné dosáhly své meze. Další zlepšení vyžaduje modifikace anody nebo způsobu používaného pro vytváření anody. TMWl· Pomocí intenzivního výzkumu se stanovilo, že omezení u radiálně stlačených žlábkovaných anod spočívá ve změnách vytvořené hustoty jako funkce způsobu, ve kterém jsou tyto anody vytvořeny. Kolísání hustoty byla stanovena tak, aby byla závislá na typu stlačování. Aniž by šlo o vázání se na nějakou teorii, má se za to, že kolísání hustoty způsobuje kolísání v impregnaci pevného elektrolytu, který slouží jako katoda elektrického kondenzátoru. Také se má za to, že kolísání hustoty způsobují změny v pokrytí vnějším povlakem pevného elektrolytu. S odkazem na obr. 1 anoda 201, obsahující anodový drát 202 má žlábky 203. Anoda 201 je zpravidla vytvořena radiálním stlačováním prášku kolmo k anodovému drátu 202 do požadovaného tvaru, načež následuje sintrování. Jednostupňové zhutňování s vytvořenými propíchnutími vyvolává větší poměr zhutňování mezi žlábky než v oblastech bez žlábku, čímž se stane hustota mezi žlábky vyšší než hustota v oblastech bez žlábku. Alternativně je anoda vytvořena axiálním stlačováním prášku rovnoběžně k anodovému drátu, což způsobuje vyleštění povrchu, které také inhíbuje pokrytí vnějším povlakem. Μ *·#· • · Μ *·#· • · * ♦ · · I ι ·ι t · * * • * · · • I ·· • · * · * · · i · tt ···· ·· 5

Zrealizováním tohoto, dříve nedoceňovaného jevu, se podle vynálezu vyvinula zlepšená žlábkovaná anoda a kondenzátor, čímž se zlepšují vlastnosti žlábkovaných anod za hranici, která byla dříve považována za proveditelnou, čímž se umožňuje další zlepšování elektrických parametrů. +CHL12] Dalším problémem, spojeným se žlábkovanými anodami, je nedostatečné vedení mezi anodou a rámem katodových vodičů. Obraz příčného průřezu částí kondenzátoru ze skenovacího elektronkového mikroskopu je znázorněn na obr. 2. Jak je to znázorněno, dutina hlubokých nebo širokých žlábků způsobuje obtíže když se vyvíjí snaha připojit anodu nad celým povrchem rámu katodových vodičů. Adekvátní adheze se pozoruje ve středu rámu vodičů s kompletním pokrytím středové části stříbrným adhezivem. Dvě vnější části rámu vodičů mají neadekvátní kontakt, patrný jako malá množství stříbra mezi anodou a rámem katodových vodičů. Ztráta kontaktního povrchu mezi rámem vodičů a anodou vede k vyššímu odporu na rozhraní, což vede k vyššímu ekvivalentnímu sériovému odporu (ESR). Delší trasy také zvyšují ekvivalentní sériový odpor. Protože úsilí dále zlepšovat elektrické parametry kondenzatorů pokračuje, omezení ekvivalentního sériového odporu, způsobovaná špatným povrchovým kontaktem, vystupují do popředí jako omezující parametr při konstrukci kondenzátoru. Zvyšování délky vodivé dráhy může také zvyšovat ekvivalentní sériový odpor a je přání omezovat délku této trasy. ΉΟ0133 Pomocí usilovného výzkumu se podařil pokrok v tom, jak zkonstruovat kondenzátor a zejména jak zkonstruovat anodu a jak ji vyrábět nad rámec toho, co se považovalo za proveditelné podle známého stavu techniky, z čehož vyplynula další zlepšení elektrických parametrů při úsilí o jejich zlepšování. * *« Μ ·♦·· *· * · · * # · · ♦ · ♦ · • * * * · · ♦ · ·* « · * * · · · · · · · * • * * I « · * · * · ·· ···· ·« · ·· ·· 6

Podstata vynálezu ”fůůl4j- Úkolem vynálezu je poskytnout vylepšenou žlábkovanou anodu a kondenzátor obsahující tuto anodu. fůůiSl·· Dalším úkolem předkládaného vynálezu je poskytnout anodu se zlepšenou konzistencí při impregnaci pevným elektrolytem.

Konkrétním znakem předkládaného vynálezu je schopnost dále zlepšovat elektrické vlastnosti kondenzátorů a obvodů obsahujících kondenzátory, bez zvýšení ekvivalentního sériového odporu nebo indukčního odporu, zatímco se stále udržuje vysoký kapacitní odpor na jednotku objemu. fůůiT·] Tyto a jiné výhody se poskytují tak, jak to bude zřejmé, v anodě s anodovým tělesem, s první stranou a druhou stranou, která je proti první straně. První žlábky jsou na první straně a druhé žlábky jsou na druhé straně. První žlábky a druhé žlábky jsou navzájem přesazené.

Ještě další provedení je poskytnuto v anodě s anodovým tělesem s první stranou a druhou stranou, která je proti první straně. První žlábky jsou na první straně a druhé žlábky jsou na druhé straně. První žlábky mají hloubku, která je nejméně o 50 % větší než je hloubka druhých žlábků.

Ještě další provedení vynálezu je poskytnuto jako způsob vytváření anody, který obsahuje následující kroky: že se umistuje prášek mezi první zápustku a druhou zápustku, přičemž první zápustka má první žlábky a druhá zápustka má druhé žlábky a první žlábky a druhé žlábky jsou navzájem přesazené, 9# 4· «« ··*· 9* ·# 9 # 9 ♦ · ♦ 9 9999 9 9 9 999 99 9* *· 99999 99999 *99 9 9 9 9999 99 9999 99 9 99 #9 7 že se umistuje nejméně jeden anodový drát do prášku a že se zmenšuje vzdálenost mezi první zápustkou a druhou zápustkou kolmo k nejméně jednomu anodovému drátu a stlačuje se prášek mezi nimi.

Ještě další provedení vynálezu spočívá ve způsobu vytváření anody, který obsahuje následující kroky: že se umisĚuje prášek mezi první zápustku a druhou zápustku, přičemž první zápustka má první žlábky a druhá zápustka má druhé žlábky a první žlábky mají první hloubku a druhé žlábky mají druhou hloubku, že se v prášku umistuje nejméně jeden anodový drát a že se snižuje vzdálenost mezi první zápustkou a druhou zápustkou kolmo k nejméně jednomu anodovému drátu a že se mezi nimi prášek stlačuje. Přehled obrázků na výkresu -tééSl] Obr. 1 je pohled v prostorovém promítání na žlábkovanou anodu podle známého stavu techniky. TOOa-2-1^ Obr. 2 je pohled na příčný řez částí kondenzátoru, sejmutý skenovacím elektronovým mikroskopem.

Obr. 3 je pohled shora v prostorovém promítání na anodu podle předkládaného vynálezu.

Obr. 4 je pohled shora na anodu z obr. 3. +04251 Obr. 5 je pohled shora na provedení podle předkládaného vynálezu. 99 «« If «··· «« ·· 9 9 9 9 t · 9 99·· • 9 9 # 9 9 9 · · · 99 99999 999·# 999 99· 9999 99 9999 #9 9 9# 99 8 Ť0(L2£] Obr. 6 je pohled shora na jiné provedení předkládaného vynálezu. £0427·] Obr. 7 je pohled shora v prostorovém promítání na ještě jiné provedení podle předkládaného vynálezu. -fOOSOj Obr. 8 je pohled shora na ještě jiné provedení předkládaného vynálezu. t0024] Obr. 9 je pohled shora nebo ze strany na lis tak, jak se používá při horizontálním zhutňování. E0030J Obr. 10 je pohled z boku na lis tak, jak se využívá při vertikálním zhutňování.

Obr. 11 je pohled shora v prostorovém promítání na jedno provedení předkládaného vynálezu. •fOO&ZJ Obr. 12 je pohled shora na provedení vynálezu podle obr. 11. T00321 Obr. 13 je pohled shora na lis na horizontální, vícestupňové zhutňování, přičemž některé časti jsou odstraněny pro lepší znázornění. Τ0Ό34] Obr. 14 je pohled na řez podél roviny 14-14 z obr. 13 přičemž některé části jsou odstraněny pro lepší znázornění. t-00251^ Obr. 15 je pohled v řezu podél roviny 15-15 z obr. 14. ·* »·ι< < · · f · · * · · · • · · ·· «

·· 1* * » • * · · » · · • « * • · · 9 f403£] Obr. 16 je částečný pohled shora na lis podle obr. 13, znázorňující vytlačovače na vytváření žeber a kanálků v poloze před zhutňováním.

Obr. 17 je pohled shora podobný pohledu na obr. 16, který znázorňuje prášek uložený ve stlačovací komoře.

Obr. 18 je pohled shora na stlačovací komoru, znázorňující vytlačovače žeber a kanálků v zhutňovacích polohách a prvek kondenzátoru v jeho zhutnělé podobě.

Obr. 19 je pohled shora na stlačovací komoru, znázorňující odstranění vytlačovačů kanálků z kondenzátorového prvku.

[0044·] Obr. 20 je pohled shora na stlačovací komoru, znázorňující vytlačovače žeber a kanálků vyjmuté z kondenzátorového prvku. Ť0444} Obr. 21 je pohled shora, znázorňující odstranění dvojice bočních stěn stlačovací komory. 44442] Obr. 22 je řez lisem s vytlačovači, vytvářejícím jednostupňové zhutňování, přičemž se znázorňuje prášek ve stlačovací komoře před zhutněním.

[4443-1 Obr. 23 je řez znázorňující vytlačovače lisu podle obr. 11 v jejich poloze po zhutnění. -440-44]. Obr. 24 je řez znázorňující vytlačovače lisu z obr. 11, vytažené ze zhutnělého kondenzátorového prvku. ·· ·· »· «»»· ·· ·· • · · t * · » · « · · · ···· · t φ« • * t · · · · · t · · » • * · ··· I · · · ·· *·»· φ · v ·· ·· 10 ΉΓ04&] obr. 25 je pohled z boku na svislý lis, přičemž některé části jsou odstraněny pro lepší znázornění.

Obr. 26 je pohled v řezu podél roviny 25-25 z obr. 25. f0047J^ Obr. 27 je částečný pohled z boku, přičemž některé části jsou odstraněny pro lepší znázornění, znázorňující zhutňovací komoru naplněnou práškem.

Obr. 28 je částečný pohled z boku, znázorňující horní vytlačovače žeber a kanálků, spuštěné na vršek naplněné zhutňovací komory.

Obr. 29 je částečný pohled z boku, znázorňující vytlačovače žeber a kanálků, umístěné do požadované polohy před zhutňováním.

Obr. 30 je částečný pohled z boku, znázorňující vytlačovače žeber a kanálků v jejich zhutňovacích polohách a kondenzátorový prvek v jeho zhutnělém stavu. ΠΓϋ51~}~ Obr. 31 je kondenzátor podle předkládaného vynálezu. [•ŮŮ521 Obr. 32 je pohled v řezu podél roviny 32-32 z obr. 31.

Obr. 33 graficky znázorňuje odpor jako funkci hloubky Žlábku. Příklady provedení vynálezu TíHiSilL, Popisuje se zlepšená anoda pro použití v kondenzátoru, přičemž anoda má menší odchylky hustoty, snížený odpor, lepší • φ · φ φ φ φ φφφφ • · φ φ φ φ φφ φφ φ · φφφφφ φφφφφ φ · φ # φ φ φφφφ ·· Φφφφ φφ φ φφ φ* 11 kontakt s vodičovým rámem a zlepšené elektrické parametry kondenzátoru, které vyplývají ze zlepšení anody. Předkládaný vynález bude popsán s odkazem na různé obrázky, které tvoří nedílnou část popisné části. V různých výkresech se podobné prvky číslují obdobně.

Anoda podle předkládaného vynálezu je znázorněna v prostorovém promítání na obr. 3 a v pohledu shora na obr. 4. Anoda 210 obsahuje radiálně stlačené anodové těleso 211 a anodový drát 212, tvořící s ním jeden kus. Anodový drát 212 může být přivařen k anodovému tělesu 211. Ve výhodném provedení je anodový drát 212 vložen do anodového prášku a je v něm upevněn stlačením prášku, takže se vytváří anodové těleso 211 a upevňuje se v něm stlačením anodový drát 212. Mohou být použity i další anodové dráty 221a až 221d, jak je to zde popsáno podrobněji. Zvláště výhodný anodový drát 212 je plochý drát tak, jak to zde bude popsáno dále. W45Z1_ Anodové těleso 211 obsahuje sérii navzájem přesazených žlábků 213, přičemž existuje minimální boční průmět mezi žlábky 213. Minimalizováním překrývání se žlábků se minimalizují oblasti podrobované zvýšenému nebo sníženému stlačení, čímž se snižuje kolísání hustoty. Každé čelo 215 žlábků 213 má s výhodou přibližně stejnou vzdálenost „a" od vnějšího čelního povrchu 214 přímo přes tělo kondenzátoru. V tomto provedení je každá žlábková stěna 215 přibližně umístěna v jedné rovině se stěnou přímo přes těleso kondenzátoru, protože to představuje těleso kondenzátoru se stejnou hustotou skrz naskrz, která je teoretickou mezí a vysoce žádoucí, ŤMSfi] Další provedení radiálně stlačené anody 210 podle předkládaného vynálezu je znázorněné na obr. 5. Na obr. 5 nejsou •t *··· • · « » · * · · · * • · ·#·· * ♦ • · ♦ · * φ · » * * » * • * · · · · · t t * ·· ·*·· * · ·* *4 12 žlábky 213 v jedné rovině podél tělesa 211 kondenzátoru, jak to muže být realizováno ve výrobním prostředí. Protože to není upřednostňováno, je zřejmé, že se mohou objevovat variace a malé variace jsou v rámci předkládaného vynálezu. Odchylka velikosti vytváří nízkohustotní oblast 217 mezi imaginárními rovinami, obsahujícími protilehlé žlábkové stěny 216. Je výhodné, aby byly nízkohustotní oblasti minimalizovány, přičemž s výhodou představují plochu příčného průřezu menší než asi 30 % celkové plochy příčného průřezu a nejvýhodněji méně než asi 10 % celkové oblasti příčného průřezu. V analogickém provedení mohou být střídající se žlábky mírně větší než je potřeba, což vede k vysokohustotní oblasti mezi imaginárními rovinami, obsahující protilehlé žlábkové stěny 216, 218 znázorněné na obr. 6. Je výhodné, aby celkový součet všech vysokohustotních oblastí byl minimalizován, s výhodou aby představoval plochu příčného průřezu menší než asi 30 % celkové plochy příčného průřezu tělesa kondenzátoru. Je výhodnější, aby celkový součet vysokohustotních oblastí nepředstavoval více než asi 20 % celkové plochy příčného průřezu. Jak to bude snadno zřejmé, je výhodné, aby byly jak vysokohustotní, tak i nízkohustotní oblasti minimalizovány. Nejvýhodnější je, když je celkový součet všech vysokohustotních a nízkohustotních oblastí menší než asi 50 % celkové plochy příčného průřezu tělesa kondenzátoru. Výhodněji je celkový součet všech vysokohustotních a nízkohustotních oblastí menší než asi 30 % plochy příčného průřezu a ještě výhodněji celkový součet všech vysokohustotních a nizkohustotních oblastí představuje méně než 20 %, nejvýhodněji bez vysokohustotních nebo nízkohustotních oblastí.

Ještě další provedení je znázorněno na obr. 7. Na obr. 7 obsahuje anoda 220 anodové těleso 221, s k němu připojeným anodovým drátem 222. Mohou se využít pomocné anodové dráty 222a a 222b. Anodové těleso 221 obsahuje zaoblené navzájem přesazené žlábky 223 a zaoblená čela 224. Vzdálenost „a" napříč *· ·* «V 4ΦΦΦ ** ** • · « I I · · · · · · • · 4 « · | « I ·· I a » · * * ««99» • · · ft t · * · · * Φ· «94« II « 4* ·« 13 kondenzátoru je s výhodou stejná, ale v žádném případě by se neměla změna v rovnoběžných vzdálenostech měnit o více než 20 % od průměrné vzdálenosti. Výhodněji by měla mít vzdálenost „a" napříč kondenzátoru kolísání v rovnoběžných vzdálenostech, které je menší než 5 % z průměru. Z tohoto popisu bude zřejmé, že kolísání vzdálenosti napříč povrchu kondenzátoru představuje oblasti lišícího se stlačení a tudíž lišící se hustoty. T-fWXfi0J Ještě další provedení předkládaného vynálezu je znázorněno na obr. 8. Na obr. 8 obsahuje anoda 270 zkosené ostrůvky 271 a zkosené žlábky 272 s do úhlu skloněnou stěnou 274 mezi nimi. Konce 275 mohou být rovinné tak, jak je to znázorněno a používají se s výhodou nějak zkosené nebo zaoblené konce. Nejméně jeden anodový drát 276 sahá z anody s výhodou rovnoběžně k žlábkům, avšak mohou být zabudovány na jiných površích tak, jak je to zde popsáno pro jiná provedení.

Způsob stlačování anody s navzájem přesazenými žlábky je s výhodou vybrán z horizontálního zhutnění a vertikálního zhutnění s horizontálním definovaným jako zhutnění v podstatě kolmé na gravitaci a vertikálním, které je definováno jako v podstatě rovnoběžné s gravitací. S horizontálním zhutněním mají obě protilehlé zápustky každá žlábky stejné velikosti. Rozumí se, že zápustka tvoří negativní strukturu a žlábek zápustky zcela odpovídá ostrůvku ve stlačené anodě. Podobně ostrůvek na zápustce odpovídá žlábku ve stlačené anodě. Ξ vertikálním zhutněním musí mít horní zápustka a dolní zápustka různou hloubku žlábku, aby se zajistilo, Že je stlačení konzistentní napříč kondenzátorovou anodou. Podrobnosti zápustek budou popsány podrobněji s odkazem na obr. 9 a 10. ·· ·· t· ···· ·· ·· • · · · ♦ · * * # · * • « «··· · * ·· t · ····· ···· • · · · · * f *· · ·· ·»·« ·# »· *· 14

Způsob stlačování prášku do anody bude popsán s odkazem na obr. 9 a 10. Obr. 9 znázorňuje horizontální zhutnění a obr. 10 znázorňuje vertikální zhutnění.

Na obr. 9 je prášek zpravidla přiváděn v místě „A" nebo v místě „B". Přivádění v místě „B" se dává přednost. V obou případech se přidává příslušné množství prášku mezi zápustkami. Levá zápustka 231 obsahuje žlábky 233 s hloubkou 237, definované ve vzdálenosti mezi vrškem ostrůvku 235 a spodkem žlábku. Pravá zápustka 232 také obsahuje žlábky 234 s hloubkou 238, definovanou jako vzdálenost mezi vrškem ostrůvku 236 a spodkem Žlábku. Hloubka žlábků v levé zápustce 237 je s výhodou stejná, jako hloubka žlábků v pravé zápustce 238. S výhodou není rozdíl v hloubce kteréhokoliv z daných žlábků větší než 10 % průměrné hloubky a s výhodou ne více než 5 % průměrné hloubky. Ještě výhodněji není rozdíl v hloubce kteréhokoliv daného žlábku větší než 1 % průměrné hloubky přičemž nejvýhodnější je, když neexistuje žádný měřitelný rozdíl. Levá zápustka 231 je stlačena ve směru šipky 239 a pravá zápustka 232 je stlačena ve směru šipky 240. Nej výhodnější je·, když se zápustky 231, 232 pohybují dovnitř přibližně stejnou rychlostí. Po dosažení úplného stlačení je výhodné, aby byly zápustky 231, 232 byly odděleny, což umožňuje, aby byla anoda odebrána pro sintrování.

Způsob pro vertikální zhutňování bude popsán podle obr. 10. Vertikální zhutňování využívá spodní zápustku 251 a horní zápustku 252. V jednom provedení je spodní zápustka 251 upevněná zápustka. Prášek se umisúuje na spodní zápustku 251 a spustí se na ni horní zápustka 252. Spodní zápustka 251 obsahuje žlábky 254 a ostrůvky 256 a vzdálenost 259, definovaná jako výška vršku ostrůvku 256 vůči spodku žlábku 254. Horní zápustka 252 také obsahuje žlábky 253 a ostrůvky 255 a vzdálenost 258 definovanou jako výšku vrchní části ostrůvku vůči podlaze žlábku. Prášek se zpravidla plní až tečkované čáře „F". Horní ·· »« φ» ♦ ·♦# *♦ ·· • · « · · t * · ♦ · ♦ • · <*··· · f * • · · · · # φ 4« · · · 9 · · t φ * · * · ·· *··# ♦· t ♦· »· 15 zápustka 252 se potom přitlačí ke spodní zápustce 251 ve směru šipky 257. Aniž by to znamenalo vazbu na nějakou teorii, bylo pozorováno, že materiál má po stlačení v ostrůvku vytvořeném žlábkem ve spodní zápustce 251 vyšší hustotu než materiál v ostrůvku vytvořeném žlábkem v horní zápustce 252. Tento gradient hustoty může být zmírněn tím, že je hloubka žlábku pro horní zápustku 252 (TD) ve vztahu k hloubce žlábku spodní zápustky 251 (BD) dána vztahem: TD = BD * (1-CR) kde CR je poměr zhutnění, definovaný jako konečná výška po stlačení, dělená výškou počáteční náplně prášku, s použitím konzistentních jednotek pro všechny proměnné, přičemž odchylky od rovnosti jsou menší než asi 10 %. Náplň prášku a výška stlačení jsou měřeny od spodku žlábku 254.

Jiné provedení předkládaného vynálezu je použití nerovných hloubek žlábku tak, jak je to znázorněné na pohledu zepředu v prostorovém promítání na obr. 11 a pohledu zepředu na obr. 12. Anoda 2100 obsahuje velké žlábky 2101 a malé žlábky 2102, přičemž hloubka velkých žlábků 2101 je větší než hloubka malých žlábků 2102. Je výhodné, aby hloubka velkých žlábků 2101 byla nejméně o 50 % větší než hloubka malých žlábků 2102. Je výhodnější, aby byla hloubka velkých žlábků 2101 nejméně o 100 % větší než hloubka malých žlábků 2102. Každý velký žlábek 2101 má velké čelo 2103, velkou základnu 2106 a velké stěny 2105. Každý malý žlábek 2102 má malé čelo 2104, malou základnu 2107 a malé stěny 2108. V jednom provedení jsou malé žlábky 2102 a malé základny 2107 ve stejné rovině a malé stěny neexistují. Ve výhodném provedení jsou všechna čela 2103, 2104 rovnoběžná, přičemž velká čela 2103 jsou přibližně v jedné rovině a malá čela 2104 jsou přibližně v jedné rovině. Také je výhodné, aby všechny základny 2106, 2107 byly přibližně rovnoběžné s velkými základnami 2106 a malými základnami 2107 v jedné rovině. Přechod Μ ·| ·· ·Ι·« ** ·· * · « « · ♦ · «** • · · · · * · ·* • | «*·· · · · · · • · « * ♦ · ♦ * * · ·· ff·· · f ·· *· 16 mezi různými definovanými strukturálními prvky, žlábky nebo ostrůvky může být poněkud zaoblen nebo zkosen. Anoda má přední čelo 2111 s nejméně jedním anodovým drátem 2109, vycházejícím z něho. Zadní čelo, které je s výhodou rovnoběžné s předním čelem 2111 a majícím stejný tvar jako přední čelo 2111, není patrné, ale bude zřejmé z tohoto popisu. Namísto toho nebo navíc k tomu mohou být nejvýhodnější anodové dráty na předním čelu 2104 nebo každá jejich kombinace s anodovými dráty jen na předním čelu.

Katodový vodičový rám je s výhodou lepivě připojen k menším čelům 2104, což se zrealizuje, aby se zlepšil kontakt. V alternativním provedení může být katodový vodičový rám lepivě připojen k větším čelům 2103, aby se snížila délka trasy vedení z katodového vodičového rámu na opačnou stranu anody.

Odborníkovi v oboru bude zřejmé, že katoda bude připojena k čelu, které nemá anodový drát.

TfcO&ZJ Ve zvláště výhodném provedení není procento odchylky hustoty v žádné oblasti anody větší než 10 % od průměrné hustoty. Výhodněji není procento odchylky hustoty v žádné oblasti anody větší než 5 % od průměrné hustoty a nejvýhodněji není procento odchylky hustoty v žádné oblasti anody více než 1 % od průměrné hustoty. Malých odchylek v hustotě se s výhodou dosahuje s použitím radiálního zhutňovacího lisu, který je popsán na obr. 13 až 21 a 25 až 30. ΤΟΙΗΗΗ' Horizontální lis 26 na prášek je znázorněn na obr. 13, 14 a 15. Podlouhlá stlačovací komora 27 rovnoměrného obdélníkového příčného průřezu je vytvořena spodní stěnou ve formě ploché podpěry 2Q_, dvojicí rovnoběžných bočních stěn 31, 32, majících protilehlé rovnoběžné vertikální povrchy o shodné výšce, sahající vzhůru od směrem vzhůru směřujícího povrchu • · · * · « * · · · · *··· «· · «· Μ 17 podpěry £8 a horní stěnu £3, mající plochý spodní povrch ve spojení s horními povrchy bočních stěn 31, 3£ v jedné rovině.

Sada šesti protilehlých žebrových vytlačovačů 36, 36 * a sada čtyř protilehlých kanálových vytlačovačů 37, 37 * sahá do protilehlých otevřených konců stlačovací komory 27. Lineárně sem a tam se pohybuj ící žebrové vytlačovače 36 a kanálové vytlačovače 37 jsou vzájemně proložené ploché desky. Horní stěna 3£ je držena na svém místě na horním povrchu bočních stěn 31, 32 nohou 3_9 lisu, která má vertikálně sahající otvor £1 pro přizpůsobení drátu £2, vloženého skrz otvor £3 v horní stěně 33 a do komory £7 na stlačování prášku. Čtyři poháněné hnací mechanizmy 51, 52, 53, 5£ jsou upevněny na podpěře £8. Hnací mechanizmus 51 zahrnuje elektrický motor 56, připevněný k podpěře £8 a pohánějící horizontálně umístěný šroub 57, který sahá skrz závitem opatřený otvor 58 v kotevním bloku 59. Kotevní blok 59 má jazýček ve tvaru T-tyčky a drážkové spojení 60 s podpěrou 28 dovolující kotevnímu bloku 59 pohybovat se v axiálním směru šroubu 57 když se šroub otáčí motorem 56. Kotevní blok 59 obsahuje dvojici konzolových ramen 61, která jsou připojena k vytlačovačům 36 žeber přítlačnými tyčemi ££, Hnací mechanizmus 5£ obsahuje pohonnou jednotku ve formě elektrického motoru £6, mající výstupní šroub 67 v závitovém spojení s otvorem £8 s vnitřním závitem skrz kotvící blok £9. Kotvící blok £9 má spojení jazýčkem ve tvaru T-tyčky a drážkou s podpěrou £8. Kotevní blok £9 obsahuje konzolové rameno 71, které je připojeno k vytlačovačům 37 kanálů tlačnými tyčemi 72. ý0il70J Hnací mechanizmy 53, 5£ obsahují podobným způsobem elektrické hnací motory 76, 77, šrouby 78, 79 a šroubové bloky 81, 8£, připojené k vytlačovačům 36', 37£ žeber a kanálů tlačnými rameny 83, £4 a tlačnými tyčemi 8£, 87. ·· ·· · ···· M tt « « #· * · 9 · • 1 1*9* * · ·· « I · « * * «···· * · · * 9 * ···· *· ·**« *9 · Μ ·· 18 RJtffřl] Obr. 16 je pohled shora na prázdnou stlačovací komoru 27 lisu 26_ s odstraněnou horní stěnou 33 a nohou 39 lisu. Stlačovací komora 2_7 je připravena pro naplnění práškem z ventilového kovu. Vytlačovače 36, 36 *, 37, 37' žeber a kanálů byly nastaveny do vhodných nezhutňovacích nebo prášek plnících poloh, aby se dosáhlo požadovaného stupně zhutňování během zhutňovací fáze operace. V příkladu znázorněném na obr. 16 až 21 existuje zhutňovací poměr 3:1. Obr. 17 znázorňuje zhutňovací komoru naplněnou práškem 88 z ventilového kovu. Horní stěna, která není znázorněna, je umístěna na bočních stěnách 31, 32^ a neznázorněná noha 39 lisu se uvede do polohy, kdy zatěžuje neznázorněnou horní stěnu 33. Drát 42 se potom vloží s potřebnou délkou do prášku 88. Prášek 88 je nyní připraven k tomu, aby byl zhutněn do kondenzátorového prvku. Během stlačování dochází ve znázorněném příkladu k redukci 3:1 vzdálenosti mezi protilehlými konci vytlačovačů 36, 361 žeber a během stlačování také dochází k redukci 3:1 vzdálenosti mezi konci vytlačovačů kanálků 37, 371. Takto budou jak oblasti žeber, tak oblasti pásu mezi protilehlými kanálky stlačeny stejnoměrně, tj. stlačeny ve stejné míře nebo rozsahu. Obr. 18 znázorňuje dokončení stlaČovacího kroku ve výrobním procesu, ve kterém byly vytlačovače 36, 36',žeber a vytlačovače kanálků 37, 37' posunuty do své zhutňovací polohy. Vytlačovači se pohybuje z jejich nezhutňovacích poloh nebo poloh při plnění komory, které jsou znázorněny na obr. 16 a 17, do své zhutňovací polohy, znázorněné na obr. 18, rychlostmi proporcionální k vzdálenostem, na které se pohybují ze svých nestlačovacích poloh do svých stlačovacích poloh. Vytlačovače 36, 36 * žeber se pohybují rychleji než vytlačovače 37, 37' kanálků a obě sady vytlačovačů 36, 36', 37, 371 dosahují současně svých stlačovacích nebo zhutňovacích poloh znázorněných na obr. 18. Míra zhutnění prášku v oblastech žeber prvku 89 je stejná, jako míra zhutnění v pásu mezi proti sobě umístěnými kanálky v prvku £9. Zahájením zhutňování s vytlačovači umístěnými ve vzdálenostech úměrných ke konečné • t *♦*# ·· ·φ * · I · « · • · φ φ · * · φ φ · * • · φ · « Μ *#Φ* »« *· ΦΦ • ι · * · • · ♦ ΦΦ • Φ φ * Φ Φ • t Φ · Φ Φ Φ Φ ΦΦ 19 šířce žebra a pásových oblastí kondenzátorového prvku 8j> a pohybováním vytlačovači během stlačování rychlostmi úměrnými vzdálenostem prošlým během stlačování, se vyrábí prvek 8_9 s rovnoměrnou hustotou. V dalším výrobním kroku, znázorněném na obr. 19, jsou vytlačovače 37, 37' kanálků vytaženy z kanálků vytvořených v prvku 89 a pro provozní účely mohou být odsunuty do svých poloh při plnění práškem, které jsou znázorněné na obr. 16 a 17. Tím, že se vytlačovače 36, 36' žeber udržují ve své zhutnovací poloze když jsou vytlačovače 37, 37' kanálků odstraněny, zabraňuje se odlomení okrajů vytvořeného prvku 89. ίθύΤθΤ' Jak je to znázorněno na obr. 20, vytlačovače 36, 36* žeber byly odsunuty a mohou být umístěny ve své poloze při plnění komory, která je znázorněna na obr. 16 a 17. V dalším kroku výroby, znázorněném na obr. 21, se zvedne noha 39 lisu a horní stěna 33 a boční stěny 31, 32^ se posunou příčně pryč od sebe navzájem tak, že zcela uvolní prvek 89, který může být nyní odstraněn bez vyleštění stran prvku 89.

[00 743J Obr. 22, 23 a 24 znázorňují lis vyrábějící kondenzátorový prvek. Poté, co je zhutňovací komora, tvořená bočními stěnami 91, 92, neznázorněnou spodní stěnou a protilehlými vytlačovači 93, 94 naplněna práškem tak, jak je to znázorněno na obr. 22 a horní stěna je uzavřena, protilehlé vytlačovače 93, 94 se pohybují do svých poloh při zhutňování, znázorněných na obr. 23. Protože se části tvořící kanálek u vytlačovačů 93, 94 pohybují podél stejné vzdálenosti, jako díly tvořící žebro, oblasti pásu mezi kanálky jsou stlačeny ve větší míře než žebra. Nerovnoměrné zhutnění prvku je vysoce nežádoucí z hlediska jakosti kondenzátoru. Když se vytlačovače 93, 94 uvolní nebo odstraní tak, jak je to znázorněno na obr. 24, části Φ· Μ ΦΦ ·· ·· «·ν· ♦ · Φ · I · Φ ♦ Φ · ♦ # · Μ Φφφφ

Φ Φ Φ « · Φ • Φ ·Φ • Φ Φ · • Φ Φ Φ • Φ ΦΦ 20 prvku mají tendenci se odlomit, protože tlak zhutnělého prášku v ohraničení vytlačovačů je větší než pevnost v tahu zhutnělého prvku. Výše uvedené nedostatky u znázorněného lisu na zhutňování prášku podle známého stavu techniky jsou odstraněny použitím zde popsaného vynálezu.

Obr. 25 a 26 schématicky znázorňují vertikální lis 101 podle vynálezu. Čtyři elektrickým proudem poháněné hnací mechanizmy 102, 103, 104, 106 jsou připevněny k vertikální opěrné zdi 107 a ventilová komora 108 na zhutňování prášku je vytvořena vertikální stěnou 107, bočními stěnami 111, 112, 113 a sadami protilehlých vytlačovačů 116", 116 * žeber sadami protilehlých vytlačovačů 117, 117' kanálů, které jsou podepřeny ve vodících blocích 121, 122 upevněných na vertikální stěně 107. Boční stěny 111, 112, 113 jsou uvolnitelně drženy na svém místě nohou 131, 132, 133 lisu. Hnací šrouby 136, 137, 138, 139, poháněné elektrickými motory 141, 142, 143, 144 jsou pomocí závitů spojeny se závitem opatřenými otvory v kotevních blocích 146, 147, 148, 149, které mají kluzná spojení s jazýčkem a drážkou se stěnou 107 podobnou stěně opatřené pro provedení vynálezu, znázorněné na obr. 13 až 15. Opěrná stěna 107 má otvor 161 skrz který může být vložen drát 162 kondenzátoru do zhutňovací komory 108.

Obr. 27 znázorňuje vytlačovače 116 horních žeber a vytlačovače 117 horních kanálků, dostatečně vytažené ze stlačovací komory 108, aby se umožnilo ventilovému prášku, aby byl umístěn ve stlačovací komoře 108. Horní konce vytlačovačů 1161, 117* dolních žeber a dolních kanálků jsou umístěny tak, aby poskytovaly požadované množství prášku 151 pro prvek, který má být vytvořen když je komora 108 naplněna až nahoru. Vytlačovače 116, 117 horních žeber a kanálků se potom spustí dolů, aby uzavřely horní otvor stlačovací komory 108 tak, jak je to znázorněno na obr. 28.

9 9 9 9 9 • · · · * 9 9 9 é

21

Jak je to znázorněno na obr. 29, vytlačovače 117, 1171 horních a dolních kanálků jsou potom upraveny tak, aby zasahovaly na stejnou vzdálenost do stlačovací komory 108. Toho se dosahuje současným snižováním vytlačovačů 117, 117' horních a dolních kanálků o stejnou vzdálenost dolů. Lis je nyní připraven pro zhutňovací krok. Poznamenává se, že drát 162 je umístěn centrálně vůči prášku 151 určenému ke stlačení, přičemž vytlačovače 116 a 116' jsou umístěny se stejnými vzdálenostmi od horizontální roviny 152 skrz střed drátu 162 a vytlačovače 117, 1171 jsou také umístěny ve stejných vzdálenostech od horizontální roviny 152. Prvek 153, znázorněný na obr. 23 je vytvořen stlačením prášku 151 v poměru 3:1. Jinými slovy, vzdálenost mezi protilehlými vytlačovači 116 a 116' žeber, znázorněná na obr. 29, je v kompresním kroku snížena na jednu třetinu. Podobně je vzdálenost mezi protilehlými vytlačovači 117, 117' kanálků, znázorněná na obr. 29, také v kompresním kroku snížena na jednu třetinu. Aby se dosáhlo stejné míry stlačení v oblastech žeber a pásu prvku, posunují se protilehlé vytlačovače 116, 116' žeber směrem k sobě navzájem rychleji než se posunují vytlačovače 117, 117' kanálků proti sobě navzájem. Poměr rychlostí, jakou se posunují vytlačovače žeber 116, 116* a vytlačovače 117, 117' kanálků ve zhutňovacím kroku je roven poměru vzdáleností, o kterou se vytlačovače 116, 116' žeber a vytlačovače 117, 1171 kanálků posunou během zhutňovacího kroku. Je dosažena stejná míra zhutnění prášku v oblastech žeber a oblastech pásu mezi kanály, čímž se zabraňuje příčnému posunutí prášku během zhutnění. Dosahuje se rovnoměrné hustoty zhutnění prvku 153. FťHWHL Po kroku zhutňování, znázorněném na obr. 30 jsou vytlačovače 117, 117' kanálků zataženy zpět hnacími mechanizmy 102, 103, 104, 106 z prvku a potom se vytlačovače 116, 116' žeber zasunou do nezhutňovací polohy. Potom se boční stěny 111, 112 a 113 posunou pryč od prvku 153, aby se prvku 153 dovolilo, ·« «# «««» »* ** • · · t Ét · * · · * • « t · I I ···· i· ·*··> *···¥ V A · *·· · # · *

Iti mm «I · f· ·· 22 aby byl odstraněn bez vyleštění jeho povrchů. Toto zasunutí vytlačovačů 116, 116',117, 1171 a posunutí bočních stěn je podobné postupu využitému při výrobě prvku 92 horizontálním lisem, znázorněným na obr. 13 až 21.

Kondenzátor podle předkládaného vynálezu je znázorněn na obr. 31 a v příčném průřezu na obr. 32. Na obr. 31 kondenzátor 2190 obsahuje žlábkovanou nebo navzájem přesazenou anodu 2191 tak, jak je to zde popsáno. Nejméně jeden anodový drát 2192 je připojen k anodě nebo součástí anody a poskytuje elektrickou konektivitu mezi žlábkovanou anodou 2191 a anodovým vodičem 2193. Je výhodné, aby plocha příčného průřezu anodového drátu nebyla kruhová, ale namísto toho plochá. Výhodněji má anodový drát v příčném průřezu poměr stran nejméně 2,0 ku více než 100,0. Výhodněji je poměr stran v příčném průřezu nejméně 4,0. Pod poměrem stran u příčného průřezu asi 2,0 se vlastnosti blíží vlastnostem kruhového příčného průřezu. Nad poměrem stran příčného průřezu kolem 100,0 se drát stane strukturálně slabý. Poměr stran u příčného průřezu je definován jako poměr nejdelšího příčného průřezu k nej kratšímu příčnému průřezu. Například čtverec by měl poměr stran příčného průřezu 1 a poměr stran příčného průřezu 2,0 značí, že nejdelší rozměr příčného průřezu má dvojnásobnou délku než nej kratší délka příčného průřezu. Anodový vodič 2193 může být elektricky připojený k anodovému drátu každým známým způsobem, známým v oboru, bez omezení. Dielektrická vrstva 2194 je umístěna na povrchu žlábkované anody některým ze způsobů známých v oboru bez omezení. Katodová vrstva 2197 se ukládá na povrchu dielektrická vrstvy některým ze způsobů známých v oboru bez nějakého omezení pro tento případ. Katodová vrstva 2197 je elektricky připojená ke katodovému vodiči 2195 a celý kondenzátor je zapouzdřen v nevodivé pryskyřici 2196 s výjimkou anodové vodičové patky 2198 a katodové vodičové patky 2199. 23 EIHí&íU. Anodový kov obsahuje všechny kovy, které se typicky používají u pevných kondenzátorů, k nimž patří tantal, hliník, niob, hafnium, zirkon, titan nebo sloučeniny a slitiny těchto prvků. Nejvýhodněji je anodový kov vybrán z oxidů tantalu nebo niobu nebo nitridů nebo subnitridů tantalu.

Anodový vodič je s výhodou ze stejného materiálu, jako je kov tvořící anodu. Anodový vodič může být přivařen k slisované a sintrované anodě nebo může být vložen do prášku a připevněn tlakem stlačením a sintrováním anody. Výhodné je stlačení anodového prášku s anodovým drátem v něm vloženým.

Dielektrická vrstva zde není omezena a může to být každé dielektrikum, běžně využívané v pevných kondenzátorech. jako zvláště relevantní se zmiňují oxidy anodového kovu. WW Katodová vrstva obsahuje primární katodovou vrstvu, která pokrývá vnitřní a vnější dielektrické povrchy a externí katodovou vrstvu obsahující primární katodovou vrstvu a jednu nebo více dalších vnějších vrstev. Primární katodová vrstva zde není omezující a katoda může být z každého materiálu na katody, který se běžně používá u pevných kondenzátorů. Primární katoda může být organický materiál a zejména vnitřně vodivé polymery, jako příkladné polymery se zmiňují 7,7',8,8'-tetrakyano-chinodimethanový komplex, polymerované aniliny, polymerované pyroly, polymerované thiofeny a jejich deriváty. Primární katodová vrstva může také být oxid manganu, primární katodová vrstva je obecně pokryta vrstvou uhlíku a kovovou vrstvou, jako je nikl, měď, stříbro nebo kombinace vrstev zahrnujících uhlík a lepivé vrstvy. ·* »*·

« « • ♦ • · ♦ · 24

Ochranná pryskyřice zde není omezena a může zahrnovat každý nevodivý materiál běžně využívaný u elektrických součástek. Žlábkovaná konstrukce anody snižuje ekvivalentní sériový odpor (ESR). K výhodám této žlábkované konstrukce patří a) snížení odporu katodové vrstvy, obsažené v anodě snížením délky trasy a b) snížení odporů spojených s vnější katodou a grafitovými vrstvami, zahrnujícími odpory na rozhraní, zvýšením plochy povrchu skrz který protéká proud skrz tyto externí vrstvy a tato rozhraní. Existují však také nevýhody, které snižují účinnost žlábkované konstrukce. Jedním je zvýšený anodový interní elektrický odpor daný sníženou plochou příčného průřezu mezi protilehlými žlábky. TúWW K stanovení dopadu hloubky žlábků na odpor byla řada tantalových anod vylisována z komerčně dostupného tantalového prášku v jakosti pro kondenzátory s použitím vhodného organického pojivá tak, jak se běžně používá v průmyslu. Každá anoda měla šířku 3,56 mm (0,14 palce), délku 4,82 mm ( 0,19 palce) a tlouščku 1,70 mm ( 0,067 palce), šířky žlábků 0,56 mm (0,022 palce) a hloubky žlábků 0,33 mm (0,013 palce), 0,38 mm (0,015 palce), 0,43 mm (0,017 palce), 0,48 mm (0,019 palce), 0,53 mm (0,021 palce). Každá anoda byla stlačena do hustoty 6 g/cm3 a sintrována při 1375 °C po dobu 15 min. V každé anodě byl zabudován jediný tantalový drát s průměrem 0,41 mm (0,016 palce), Byl změřen elektrický odpor, který je graficky znázorněn na obr. 33.

[4Í03ZL Výsledky znázorněné na obr. 33 jasně ukazují zvýšení elektrického odporu realizované zahrnutím žlábků zvyšující se hloubky. f t · a·· a a a # · **aa ·« a aa aa 25 KRftTH Obr. 33 znázorňuje, že pro anody, které mají stejnou velikost s různými hloubkami žlábku zvyšuje hloubka žlábku elektrický odpor skrz anodové těleso. Toto zvýšení odporu anody negativně ovlivňuje chování co do ekvivalentního sériového odporu (ESR) kondenzátorů se žlábkovými konstrukcemi anody. Použití více vodičů může účinně zmírnit tento negativní dopad. Ekvivalentní sériové odpory (ERSR) anod s různými konstrukcemi anody byly vyhodnoceny tak, aby se porovnaly žlábkované anody vůči standardním nebo nežlábkovaným anodám a jednodrátová uspořádání vůči třídrátovým.

[WÍMi" K stanovení dopadu vícedrátových anod byly připraveny série tantalových anod z komerčně dostupného tantalového prášku kondenzátorového typu s použitím vhodného organického pojivá tak, jak se běžně používá v průmyslu a stlačeného na hustotu 6 g/cm3. Každá anoda měla šířku 3,56 mm (0,14 palce), délku 4,83 mm (0,19 palce), hmotnost prášku 0,144 gramu. Anody byly sintrovány při 1375 °C po dobu 15 min. V každém případě bylo zabudováno 0,41 mm (0,016 palce) tantalového drátu. Byly připraveny čtyři typy anod. Dva typy byly standardní obdélníkové anody s tloušťkou 1,40 mm (0,055 palce), přičemž jeden typ měl jediný anodový drát a druhý typ měl tři anodové dráty. Druhé dva typy obsahovaly žlábkované anody s tloušíkou 1,70 mm (0,067 palce), šířkami žlábku 5,59 mm (0,22 palce) a šířkou žlábku 0,48 mm (0,019 palce). Jeden typ žlábkované anody měl jediný anodový drát a druhý typ žlábkované anody měl tři anodové dráty. U osmi anod každého typu anody byl proměřen ekvivalentní sériový odpor (ESR) a uveden v tabulce 1.

Tabulka 1 vzorek anoda dráty ESR (miliohmy) směrodatná odchylka 1 standardní 1 9,286 0,3356 • · • « ♦ ♦ ·*«* 26 2 žlábkovaný 1 9,343 0,2499 3 standardní 3 6,900 0,3162 4 žlábkovaný 3 6,058 0,5770

ItWWtf' Výsledky uvedené v tabulce 1 jasně ukazují synergický účinek většího počtu anodových drátů když jsou zabudovány se žlábkovými anodami. Žlábkované anody samotné ukazují minimální rozdíl v odporu s rozdílem, který je v rozsahu měřicí chyby tak, jak je to ukázáno srovnáním vzorků 1 a 2. Když se používá více drátů, tak se dosahuje zlepšení ESR jak je to patrné ze vzorku 3. Kombinace žlábkované anody a většího počtu anodových drátů jako v příkladu 4 poskytuje synergický účinek, který je neočekávaný.

Vynález byl popsán se zvláštním důrazem na výhodná provedení, aniž by se omezoval jen na ně.

Claims (46)

1.00% ' 0>%, ·* ··*· ·* ·*4* 27 PATENTOVÉ NÁROKY 1. Anoda vyznačující se tím, že obsahuje anodové těleso s první stranou a druhou stranou proti první straně, prvními žlábky na první straně a druhými žlábky na druhé straně, přičemž první žlábky a druhé žlábky jsou navzájem přesazené.

2. Anoda podle nároku 1 vyznačující se tím, že každý z prvních žlábků má první stěnu žlábku a každý z druhých žlábkú má druhou stěnu žlábku, přičemž plocha příčného průřezu anodového tělesa mezi průmětem do roviny první stěny žlábku a průmětem do roviny druhé stěny žlábku je menší než 50 % celkové plochy příčného průřezu anodového tělesa.

3. Anoda podle nároku 2 vyznačující se tím, že plocha příčného průřezu anodového tělesa mezi průmětem do roviny první stěny žlábku a průmětem do roviny druhé stěny žlábku je menší než 30 % celkové plochy příčného průřezu anodového tělesa.

4. Anoda podle nároku 3, vyznačující se tím, že plocha příčného průřezu anodového tělesa mezi průmětem do roviny první stěny žlábku a průmětem do roviny druhé stěny žlábku je menší než 20 % celkové plochy příčného průřezu anodového tělesa.

5. Anoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že se rovnoběžná vzdálenost přes anodové těleso odchyluje o méně než 20 % průměru všech rovnoběžných vzdáleností přes anodové těleso.

6. Anoda podle nároku 5, vyznačující se tím, že se rovnoběžná vzdálenost přes anodové těleso odchyluje o méně než 5 % průměru všech rovnoběžných vzdáleností přes anodové těleso. ·· ·»·· ·· ·»·· * · 9 * • · ·**· Μ · • · 28

7. Anoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že je hloubka prvního žlábku (TD) ve vztahu k hloubce druhého žlábku (BD) dána rovnicí: TD = BD * (1-CR) kde CR je poměr zhutnění v procentech, definovaný jako konečná výška po stlačení, dělená počáteční výškou náplně prášku.

8. Anoda podle nároku 1, vyznačující se tím, že z ní vychází nejméně jeden anodový drátový vodič.

9. Anoda podle nároku 8, vyznačující se tím, že obsahuje více než jeden anodový drátový vodič.

10. Anoda podle nároku 8, vyznačující se tím, že nejméně jeden anodový drátový vodič má poměr stran příčného průřezu nejméně 2,0 až nejvýše 100,0.

11. Kondenzátor vyznačující se tím, že obsahuje anodu podle nároku 9.

12. Kondenzátor vyznačující se tím, že obsahuje anodu podle nároku 10.

13. Kondenzátor vyznačující se tím, že obsahuje anodu podle nároku 1.

14. Anoda vyznačující se tím, že obsahuje radiálně stlačené anodové těleso s první stranou a druhou stranou proti první straně, první žlábky na první straně a druhé žlábky na druhé straně a kde jsou první žlábky a druhé žlábky navzájem přesazeny. ·· ··· φ · φ · • ♦ · * φ · ···· ·· 29

15. Anoda podle nároku 14, vyznačující se tím, že anoda má procentickou odchylku hustoty v každé části anody, která není větší než 20 % od průměrné hustoty.

16. Anoda podle nároku 15, vyznačující se tím, že anoda má procentickou odchylku hustoty v každé části anody, která není větší než 10 % od průměrné hustoty.

17. Anoda podle nároku 16, vyznačující se tím, že anoda má procentickou odchylku hustoty v každé části anody, která není větší než 5 % od průměrné hustoty.

18, Anoda vyznačující se tím, že obsahuje anodové těleso s první stranou a druhou stranou proti první straně, první žlábky na první straně a druhé žlábky na druhé straně a kde první žlábky mají hloubku, která je nejméně o 50 % větší než je hloubka druhých žlábků.

19. Anoda podle nároku 18, vyznačující se tím, že mají první žlábky hloubku, která je o 100 % větší než hloubka druhých žlábků.

20. Anoda podle nároku 19, vyznačující se tím, že první žlábky mají hloubku, která je nejméně o 200 % větší než hloubka druhých žlábků.

21. Anoda podle nároku 18, vyznačující se tím, že dále obsahuje anodový vodičový drát sahající z anody.

22. Anoda podle nároku 21, vyznačující se tím, že dále obsahuje více než jeden anodový vodičový drát sahající z anody. ·· t« ·♦ »··«

30

23. Anoda podle nároku 21, vyznačující se tím, že obsahuje anodový drát s poměrem stran nejméně 2,0, až ne více než 100,0.

24. Kondenzátor vyznačující se tím, že obsahuje anodu podle nároku 18.

25. Kondenzátor podle nároku 24, vyznačující se tím, že dále obsahuje katodový vodičový rám.

26. Kondenzátor podle nároku 24, vyznačující se tím, že je katodový vodičový rám na první straně anody.

27. Kondenzátor podle nároku 24, vyznačující se tím, že je katodový vodičový rám na druhé straně anody.

28. Způsob vytváření anody, vyznačující se tím, Že obsahuje kroky, že se umisťuje prášek mezi první zápustku a druhou zápustku, přičemž první zápustka má první žlábky a druhá zápustka má druhé žlábky a první žlábky a druhé žlábky jsou navzájem přesazeny, že se do prášku umiséuje nejméně jeden anodový drát a že se snižuje vzdálenost mezi první zápustkou a druhou zápustkou kolmo k prvnímu anodovému drátu a že se stlačuje prášek mezi nimi.

29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že je hloubka prvního žlábku (TD) ve vztahu k hloubce druhého žlábku (BD) dána rovnicí: TD = BD * (1-CR)

·» »··· té ·φ • · I I t * l • · · · 9· • fc * I * « I ·* · « ·· 31 kde CR je poměr zhutnění v procentech, definovaný jako konečná výška po stlačení, dělená počáteční výškou náplně prášku.

30. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že se dále před snižováním umisúuje v prášku druhý anodový vodičový drát.

31. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že mají první žlábky hloubku, která je nejméně o 50 % větší než hloubka druhých šlábků.

32. Způsob podle nároku 31, vyznačující se tím, že mají první žlábky hloubku, která je nejméně o 100 % větší než hloubka druhých žlábků.

33. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že mají první žlábky hloubku, která je nejméně o 200 % větší než hloubka druhých žlábků.

34. Způsob tváření anody vyznačující se tím, že obsahuje kroky, že se umiséuje prášek mezi první zápustku a druhou zápustku, přičemž první zápustka má první žlábky a druhá zápustka má druhé žlábky a první žlábky mají první hloubku a druhé žlábky mají druhou hloubku, že se umistuje nejméně jeden anodový drát v prášku, přičemž anodový drát má poměr stran příčného průřezu nejméně 2,0 a ne více než 100,0 a že se snižuje vzdálenost mezi první zápustkou a druhou zápustkou kolmo na nejméně jeden anodový drát a stlačuje se prášek mezi nimi.

35. Způsob tváření anody, vyznačující se tím, že obsahuje kroky, že se umisfuje prášek mezi první zápustku a druhou zápustku, přičemž první zápustka má první žlábky a druhá zápustka má druhé žlábky a první žlábky mají první hloubku a druhé žlábky mají druhou hloubku, že se umisfuje nejméně jeden anodový drát v prášku a že se snižuje vzdálenost mezi první zápustkou a druhou zápustkou kolmo na nejméně jeden anodový drát a stlačuje se prášek mezi nimi, kde je hloubka prvního žlábku (TD) ve vztahu k hloubce druhého žlábku (BD) dána rovnicí: TD = BD * (1-CR) kde CR je poměr zhutnění v procentech, definovaný jako konečná výška po stlačení, dělená počáteční výškou náplně prášku.

36. Způsob podle nároku 34, vyznačující se tím, že dále zahrnuje to, že se v prášku umisfuje před snižováním druhý anodový vodičový drát.

anody, vyznačující se tím, že obsahuje kroky, že se umisfuje prášek mezi první zápustku a druhou zápustku, přičemž první zápustka má první žlábky a druhá zápustka má druhé žlábky a první žlábky maj í první hloubku a druhé žlábky mají druhou hloubku, že se umisfuje nejméně jeden anodový drát v prášku a že se snižuje vzdálenost mezi první zápustkou a druhou zápustkou kolmo na nejméně jeden anodový drát a stlačuje se prášek mezi nimi, přičemž první Žlábky mají hloubku, která je o 50 % větší než je hloubka druhých žlábků.

38. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že mají první žlábky hloubku, která je nejméně o 100 % větší než hloubka druhých žlábků.

33

39. Způsob podle nároku 38, vyznačující se tím, že mají první žlábky hloubku, která je nejméně o 200 % větší než hloubka druhých žlábků.

40. Anoda, vyznačující se tím, že obsahuje anodové těleso s první stranou a druhou stranou proti první straně, první žlábky na první straně a anodový drát má ale ne více než že dále obsahuje příčného průřezu že dále obsahuje anodový drát směřující od anody, přičemž poměr stran příčného průřezu nejméně 2,0 100,0.

41. Anoda podle nároku 40, vyznačující se tím, nejméně dva anodové dráty s poměrem stran nejméně 2,0 ale ne více než 100,0.

42. Anoda podle nároku 40, vyznačující se tím, druhé žlábky na druhé straně.

43. Anoda vyznačující se tím, že obsahuje anodové těleso s první stranou a druhou stranou proti první straně, první žlábky na první straně, anodový drát sahající od anody, přičemž anodový drát má poměr stran příčného průřezu nejméně 2,0 až ne více než 100,0, přičemž dále obsahuje druhé žlábky na druhé straně, přičemž první žlábky mají hloubku, která je nejméně o 50 % větší než hloubka druhých žlábků.

44. Anoda podle nároku 43, vyznačující se tím, že první žlábky mají hloubku, která je nejméně o 100 % větší než hloubka druhých žlábků. 45. *« «# • ♦· · * · · 9 · » Φ* *ΦΦ·

♦ · 34 Anoda podle nároku 44, vyznačující se tím, že první žlábky mají hloubku, která je nejméně o 200 % větší než hloubka druhých žlábků.

46. Kondenzátor, vyznačující se tím, že obsahuje anodu podle nároku 40.

47. Anoda vyznačující se tím, že obsahuje anodové těleso s první stranou a druhou stranou proti první straně, první žlábky na první straně a nejméně dva anodové vodičové dráty sahající od anodového tělesa, přičemž nejméně jeden anodový vodičový drát z anodových vodičových drátů má poměr stran nejméně 2,0 až ne více než 100,0.

48. Kondenzátor, vyznačující se tím, že obsahuje anodu podle nároku 47.