DE1038193B - Process for the production of individual sintered electrodes for electrolytic capacitors - Google Patents
Process for the production of individual sintered electrodes for electrolytic capacitorsInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von einzelnen Sinterelektroden für elektrolytische Kondensatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von einzelnen Sinterelektroden, insbesondere aus Tantal, für elektrolytische Kondensatoren durch Herausschneiden aus einem Elektrodenband.Process for the production of individual sintered electrodes for electrolytic Capacitors The invention relates to a method of manufacturing individual capacitors Sintered electrodes, in particular made of tantalum, for electrolytic capacitors Cut out from an electrode tape.
Es ist bereits bekannt, bei elektrolytischen Kondensatoren poröse Elektrodenkörper,insbesondere für die Anode, zu verwenden. Derartige poröse Elektroden haben den Vorteil großer Kapazität auf geringem Raum. Die Herstellung solcher Sinterelektroden wird in der Weise vorgenommen, daß zunächst ein poröser Körper durch Zusammenpressen von Metallpulver erzeugt und dieser danach einer Wärmebehandlung und einer elektrischen Formierung unterworfen wird. Um den porösen Elektrodenkörper während des Herstellungsverfahrens und im Kondensator handhaben und haltern zu können, wird beim Pressen des Pulvers gleichzeitig ein metallischer Stift oder Draht, der gleichzeitig zur Stromzuführung dient, mit eingepreit. Für den angegebenen Zweck verwendet man entweder gepulvertes Ventilmetall, z. B. Aluminium-oder Tantalpulver, oder man baut den Sinterkörper aus einem anderen Metall, beispielsweise aus Kupfer auf und überzieht diesen-porösen Körper mit einer oder mehreren Schichten aus Ventilmetall.It is already known that electrolytic capacitors are porous To use electrode body, especially for the anode. Such porous electrodes have the advantage of large capacity in a small space. The manufacture of such sintered electrodes is made in such a way that first a porous body by pressing together generated by metal powder and this then a heat treatment and an electrical Formation is subjected. Around the porous electrode body during the manufacturing process and being able to handle and hold it in the condenser is when the powder is pressed at the same time a metallic pin or wire, which is also used for power supply serves, with trained. Either powdered one is used for the stated purpose Valve metal, e.g. B. aluminum or tantalum powder, or you build the sintered body made of another metal, for example copper, and covers it-porous Body with one or more layers of valve metal.
Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Sinterelektroden für Elektrolytkondensatoren bekannt, bei dem auf einem fortlaufend längs bewegten bandförmigen Träger Sinterpulver aufgepreßt wird, das von ihm sodann wieder abgelöst und als Sinterkörper weiteren Behandlungen unterworfen wird. Ebenfalls ist es bei der Herstellung von Elektroden für Elektrolytkondensatoren üblich, die Elektroden fortlaufend verschiedenen Verfahrensschritten, wie Tempern, Formieren usw._, zu unterwerfen.It is also a method of making sintered electrodes for Electrolytic capacitors known in which on a continuously longitudinally moving belt-shaped Carrier sintered powder is pressed, which is then detached from him again and as Sintered body is subjected to further treatments. It is also in the manufacturing process common of electrodes for electrolytic capacitors, the electrodes continuously different Process steps such as tempering, forming, etc.
Andererseits ist es bekannt, zunächst ein Elektrodenband mittels eines kontinuierlich arbeitenden Verfahrens herzustellen und anschließend das Band in einzelne Elektrodenstücke zu zerschneiden. Dieses bekannte Verfahren hat aber den Nachteil, daß in einem besonderen Verfahrensgang die Anschlußfahnen für die herauszuschneidenden Stücke angebracht werden müssen. Schließlich beschäftigen sich die bekannten kontinuierlich arbeitenden Verfahren nicht mit der Herstellung von Sinterelektroden.On the other hand, it is known, first an electrode tape by means of a continuously operating process and then the tape in to cut individual pieces of electrode. However, this known method has the Disadvantage that the terminal lugs for the cut out in a special procedure Pieces need to be attached. After all, the known ones keep busy working process does not involve the production of sintered electrodes.
Ein anderes bekanntes Verfahren dient zur Herstellung eines ununterbrochenen Elektrodenbandes, das unzerschnitten für den Aufbau eines Wickelkondensators verwendet werden soll. Bei diesem Verfahren wird das als Abstandshalter dienende Material portionsweise aufgebracht.Another known method is for making a continuous one Electrode tape that is used uncut to build a wound capacitor shall be. In this process, the material serving as a spacer applied in portions.
Bei dem Verfahren zur Herstellung von Sinterelektroden, insbesondere Tantalelektroden, sollen diese erfindungsgemäß in der Weise hergestellt werden, daß die einzelnen Elektrodenkörper mit Abstand auf einen fortlaufend längs bewegten und elektrisch leitenden Träger in Form eines biegsamen metallischen Drahtes oder Bandes aufgepreßt, dann den weiteren an sich bekannten Verfahrensschritten, ,vie z. B. einer Wärmebehandlung, Formierung usw., unterworfen werden und daß danach der Träger zwischen den Elektrodenkörpern so zerteilt wird, daß die auf einem oder beiden Enden des Elektrodenkörpers unbedeckten Teile des Trägers zur Halterung und/oder Stromzuführung dienen.In the method for producing sintered electrodes, in particular Tantalum electrodes, if these are to be produced according to the invention in such a way that that the individual electrode bodies continuously moved lengthways at a distance on one another and electrically conductive supports in the form of a flexible metallic wire or Tape pressed on, then the further process steps known per se, vie z. B. a heat treatment, formation, etc., are subjected and that afterwards the carrier is divided between the electrode bodies so that the one or both ends of the electrode body uncovered parts of the carrier for holding and / or Serve power supply.
Auf diese Weise ist es möglich, in einem Bruchteil der bisher notwendigen Zeit, eine große Anzahl von einzelnen Sinterelektroden gleichzeitig herzustellen, während bisher jeder einzelne Sinterkörper für sich hergestellt und behandelt werden mußte. Es kommt der Vorteil hinzu, daß jeder einzelne Sinterkörper nach dem Herausschneiden aus dem Elektrodenband mit den zur Halterung und/oder Stromzuführung dienenden Anschlußorganen versehen ist, so daß es besonderer Maßnahmen für deren Herstellung nicht bedarf.In this way it is possible in a fraction of what was previously necessary Time to produce a large number of individual sintered electrodes at the same time, while so far each individual sintered body has been manufactured and treated separately had to. There is also the advantage that each individual sintered body after cutting out from the electrode strip with the connecting elements used for holding and / or power supply is provided, so that there is no need for special measures for their production.
Da elektrolytische Kondensatoren mit Sinterelektroden wesentlich kleiner sind als entsprechende Folienkondensatoren, so sind auch die benötigten Sinterelektroden verhältnismäßig klein. Insbesondere tritt dies in Erscheinung bei Sinterelektroden aus Tantal, da infolge der hohen Dielektrizitätskonstante des formierten Tantals eine weitere Verkleinerung der Elektrodenkörper möglich ist. Sinterelektroden aus Tantal haben oft nur eine Länge und Breite von wenigen Millimetern. Es liegt auf der Hand, daß die Handhabnug von derart kleinen Körpern zeitraubend ist, so daß durch das Verfahren nach der Erfindung eine erhebliche Beschleunigung der Fertigung erzielt wird.Because electrolytic capacitors with sintered electrodes are much smaller are suitable as film capacitors, so are the sintered electrodes required relatively small. This occurs in particular with sintered electrodes made of tantalum, because of the high dielectric constant of the formed tantalum a further reduction in size of the electrode body is possible. Sintered electrodes off Tantalum often only has a length and width of a few millimeters. It is on the hand that the handling of such small bodies is time consuming, so that by the method according to the invention a considerable acceleration of manufacturing is achieved.
Durch Verwendung von Drähten bzw. Bändern als Träger hat man den Vorteil, daß nicht unbedingt alle Einrichtungen zur Behandlung der Sinterkörper in einer geraden Linie aufgebaut sein müssen. Zum Transport des Bandes verwendet man zweckmäßig eine Art Zahnräder, deren Zähne am Draht zwischen den einzelnen Sinterkörpern angreifen, und zwar so, daß die Sinterkörper in Zahnlücken stets frei schwebend gehalten werden. Ein solches Zahnrad ist etwa dem Malteserkreuz vergleichbar, das zur Fortschaltung eines Films in Kinoprojektionsgeräten verwendet wird.Using wires or bands as a carrier has the advantage of that not necessarily all facilities for the treatment of the sintered body in one must be built in a straight line. It is advisable to use it to transport the tape a kind of gears, the teeth of which attack the wire between the individual sintered bodies, in such a way that the sintered bodies are always kept floating freely in tooth gaps. Such a gear is comparable to the Maltese cross, which is used for switching of a film is used in cinema projection equipment.
In der Zeichnung sind verschiedene Beispiele der Ausführung des Erfindungsgedankens dargestellt; in Fig.l sind verschiedene Sinterkörper auf einem Träger aus einem Metalldraht dargestellt; Fig.2 stellt ein Metallband als Träger mit aufgepreßten Sinterkörpern dar; in Fig. 3 ist ein Verfahren zur mehrmaligen Formierung von auf einem flexiblen Träger aufgereihten Sinterkörpern dargestellt; Fig.4 stellt schematisch das Aufbringen und Behandeln von Sinterkörpern auf einem biegsamen Trägerkörper in einem fortlaufenden Verfahren dar.Various examples of the implementation of the inventive concept are shown in the drawing shown; in Fig.l are different sintered bodies on a carrier from one Metal wire shown; Fig.2 shows a metal band as a carrier with pressed on Sintered bodies; in Fig. 3 is a method of forming multiple times on a flexible carrier shown lined up sintered bodies; Fig.4 represents schematically the application and treatment of sintered bodies on a flexible carrier body in an ongoing process.
Die in Fig. 1 mit 1 bezeichneten Sinterkörper sind auf einem biegsamen Metalldraht 2 aufgepreßt. Zur Vermeidung von Korrosionen ist es zweckmäßig, den Draht 2 aus demselben Ventilmetall herzustellen, aus dem die Sinterkörper 1 bestehen. Je nach der Länge des Drahtes 2 können mehr oder weniger Sinterkörper gleichzeitig der weiteren Behandlung, beispielsweise der Glühurig und Formierung, unterworfen werden. Nach beendeter Behandlung wird der Draht vorzugsweise dicht an einem Ende des Sinterkörpers abgetrennt. Dies kann auf die übliche Weise, beispielsweise durch Sägen, Schleifen, Schneiden oder ein anderes Verfahren, geschehen. Die Trennstellen sind in Fig. 1 durch kleine Pfeile markiert.The sintered bodies denoted by 1 in FIG. 1 are on a flexible one Metal wire 2 pressed on. To avoid corrosion, it is advisable to use the Manufacture wire 2 from the same valve metal from which the sintered bodies 1 are made. Depending on the length of the wire 2, more or fewer sintered bodies can be used at the same time subjected to further treatment, for example the glowing and forming will. After the treatment is finished, the wire will preferably become close to one end the sintered body separated. This can be done in the usual way, for example by Sawing, grinding, cutting or some other process can be done. The separation points are marked in Fig. 1 by small arrows.
Fig. 2 stellt ein Beispiel für Sinterkörper dar, die auf einem Metallband 2 aufgepreßt sind. Die Sinterkörper 1 haben in diesem Falle die Form eines flachen Zylinders oder eines linsenförmigen Ellipsoides. Die Form der Sinterkörper kann beliebig sein. Die Abtrennung geschieht entweder an derselben Stelle, wie sie in Fig. 1 angedeutet ist, oder aber in der Mitte zwischen zwei Sinterkörpern, wie dies in Fig. 2 durch den Pfeil angedeutet ist. Das Metallband besteht zweckmäßig aus einem Ventilmetall.FIG. 2 shows an example of sintered bodies which are pressed onto a metal strip 2. The sintered bodies 1 in this case have the shape of a flat cylinder or a lenticular ellipsoid. The shape of the sintered body can be any. The separation takes place either at the same point as indicated in FIG. 1, or in the middle between two sintered bodies, as indicated in FIG. 2 by the arrow. The metal band expediently consists of a valve metal.
Zur Führung des Trägerkörpers in Biegungen verwendet man erfindungsgemäß Räder, welche zahnradförmige Ausriehmungen haben, so daß der Draht oder das Band jeweils nur in der Mitte zwischen zwei Sinterkörpern erfaßt wird und die Sinterkörper im übrigen frei schwebend in den Zahnlücken geführt werden. Die zum Transport benutzten zahnradartigen Gebilde sind in Fig. 3 mit 6 bezeichnet. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist der Draht oder das Band beispiels-,veise durch Schweißen oder auf irgendeine andere Weise zu einem endlosen Band vereinigt. Die auf dem Band 2 befindlichen Sinterkörper 1 werden durch Bewegungen der Zahnräder 6 mehrmals nacheinander mit der Flüssigkeit 4 eines Formierbades in Berührung gebracht. Durch Anlegen einer entsprechenden Spannung an die beispielsweise aus Metall hergestellten Räder 6 und eine in die Badflüssigkeit 4 tauchende Elektrode kann ein das Dielektrikum bildender Oxydfilm auf den Sinterkörpern erzeugt werden. Die Anordnung nach Fig. 3 mit endlosem Band kann aber auch für jede andere Behandlung verwendet werden. Beispielsweise können die Sinterkörper auf diese Weise einer mehrfachen Glühung unterworfen werden.According to the invention, one uses to guide the support body in bends Wheels which have gear-shaped grooves so that the wire or the belt is only detected in the middle between two sintered bodies and the sintered bodies otherwise be guided freely floating in the tooth gaps. The ones used for transport Gear-like structures are denoted by 6 in FIG. 3. In the arrangement according to Fig. 3 is the wire or tape, for example, by welding or on any other way united into an endless band. The sintered bodies located on the belt 2 1 are caused by movements of the gears 6 several times in succession with the liquid 4 brought into contact with a forming bath. By applying an appropriate voltage to the wheels 6 made of metal, for example, and one into the bath liquid 4 immersing electrode can be an oxide film forming the dielectric on the sintered body be generated. The arrangement according to FIG. 3 with an endless belt can also be used for each other treatment can be used. For example, the sintered body on this Way to be subjected to multiple annealing.
In Fig.4 ist schematisch eine Anordnung dargestellt, mittels der die einzelnen Verfahrensschritte hintereinander im Fließverfahren ausgeführt werden können, so daß am Ende der Anordnung laufend fertige Sinterelektroden zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen. Der Draht oder das Band 2 wird von einer Vorratsrolle 7 abgenommen und durchläuft zunächst die Preßvorrichtung 8, in welcher periodisch die Sinterkörper mit bestimmtem Abstand voneinander auf dem Draht aufgepreßt werden. Zwischen den einzelnen Verfahrensschritten sind Transportvorrichtungen für den Draht angebracht, beispielsweise solche, wie sie im Zusammenhang mit Fig.3 erläutert wurden. Eine solche Transportvorrichtung bewegt den Dralht 2 hinter der Presse B. Das Zahnrad ist mit 6 angedeutet. Die Sinterkörper 1 gelangen nun in den Glühofen 9, wo ihre Sinterung stattfindet. In diesem Sinterofen können noch zusätzliche Einwirkungen, beispielsweise zur induktiven Erhitzung des Drahtes oder zum Anschweißen der Endflächen des Sinterkörpers an den Draht usw., angeordnet sein, wie dies bereits vorgeschlagen wurde. Zu beachten ist weiter, daß der Draht in glühendem Zustand keiner zu starken Belastung ausgesetzt wird. Beispielsweise kann der Glühofen senkrecht angeordnet sein, so daß kein mechanischer Zug am Ende des Ofens zum Transport erforderlich ist. Nach der Glühung durchlaufen die gesinterten Elektrodenkörper die Kühlvorrichtung 10, wo sie, beispielsweise in einem inerten Gas, auf Zimmertemperatur abgekühlt werden. Das Gas kann beispielsweise auch im Gegenstromprinzip die Kühlkammer und den Glühofen durchströmen und wird 'hierbei von den sich abkühlenden Sinterkörpern vorgewärmt. Hinter der Kühlvorrichtung durchlaufen die Sinterkörper eine Wanne 11, welche mit dem Elektrolyten 4 gefüllt ist, und werden dort einer elektrischen Formierung unterworfen. Durch die vier Umlenkräder 6 zu beiden Seiten der Wanne 11 wird der Draht mit den darauf befindlichen Sinterkörpern in den Elektrolyten getaucht und am Ende wieder herausgehoben.In Figure 4, an arrangement is shown schematically by means of which the individual process steps are carried out one after the other in a flow process can, so that at the end of the arrangement continuously finished sintered electrodes for further Processing are available. The wire or tape 2 is taken from a supply roll 7 removed and first passes through the pressing device 8, in which periodically the sintered bodies are pressed onto the wire at a certain distance from one another. There are transport devices for the wire between the individual process steps attached, for example those as explained in connection with FIG. Such a transport device moves the wire 2 behind the press B. The gear is indicated with 6. The sintered bodies 1 now enter the annealing furnace 9, where their Sintering takes place. In this sintering furnace, additional influences, for example for inductive heating of the wire or for welding the end faces of the sintered body to the wire, etc., be arranged, as already proposed became. It should also be noted that the wire should not be too strong when it is glowing Load is exposed. For example, the annealing furnace can be arranged vertically so that no mechanical pull is required at the end of the furnace for transport is. After annealing, the sintered electrode bodies pass through the cooling device 10, where they are cooled to room temperature, for example in an inert gas will. The gas can, for example, also use the countercurrent principle in the cooling chamber and flow through the annealing furnace and is' here of the cooling sintered bodies preheated. Behind the cooling device, the sintered bodies pass through a trough 11, which is filled with the electrolyte 4, and there are an electrical formation subject. Through the four pulleys 6 on both sides of the tub 11 is the Wire with the sintered bodies on it dipped into the electrolyte and lifted out again at the end.
Anschließend können die formierten Sinterkörper noch mit Wasser gewaschen und getrocknet werden, und schließlich werden durch eine Schneidevorrichtung, welche bei 12 angedeutet ist, die einzelnen Sinterkörper durch Abschneiden des Drahtes voneinander getrennt.The formed sintered bodies can then be washed with water and are dried, and finally by a cutting device which is indicated at 12, the individual sintered bodies by cutting off the wire separated from each other.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht somit, eine rationelle Fertigung von Sinterkörpern, die als Elektroden für elektrolytische Kondensatoren dienen. Elektrolytkondensatoren mit solchen Sinterelektroden können daher nicht nur kleiner, sondern auch billiger als Folienkondensatoren hergestellt werden.The method according to the invention thus enables an efficient Manufacture of sintered bodies used as electrodes for electrolytic capacitors to serve. Electrolytic capacitors with such sintered electrodes can therefore not only smaller but also cheaper than film capacitors.
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