DE1911156A1

DE1911156A1 - Elektrolytkondensator,insbesondere Durchfuehrungskondensator und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1911156A1
Application number: DE19691911156
Authority: DE
Inventors: Greskamp John Bernard; Jimerson James Compere; Anderson Daniel John
Original assignee: PR Mallory and Co Inc
Current assignee: Duracell Inc USA
Priority date: 1968-03-06
Filing date: 1969-03-05
Publication date: 1969-10-02
Also published as: GB1234740A; US3518500A

Description

Elektrolytkondensator, insbesondere Durchfuhrungskondensator und Verfahren zu dessen Herateilung

Die Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensator und insbesondere einen Durchführungs-Elektrolytkondensator und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Durchführungskondensatoren werden üblicherweise als filterartige Verbindungselemente verwendet, um unerwünschte Hochfrequenzkomponenten auszufiltern, die in einem elektrischen Signal vorhanden sein können«

Im allgemeinen ist der Durchführungskondensator ein integraler Teil des Metallchassis, durch welches sich der Kondensator hindureherstreckt, wodurch Erdungsprobleme bei Hochfrequenzbetrieb vereinfacht werden. Die Zuleitungsinduktivität des Durchführungskondensators ist wesentlich herabgesetzt, da dessen Abmessungen klein sind und die Induktivität liegt in Serie mit den inneren Elektroden. Die Hochfrequenzsignale, die eine Störung bewirken, werden zur Erde hinjdurch das Dielektrikum eines Durchführungskondensators abgeleitet und die Nutzsignale können durch den leitenden Abschnitt des Kondensators hindurchgehen. Diese im vorstehenden beschriebene

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schriebene Betriebsweise wird üblicherweise dadurch erreicht_s daß eine Elektrode des Kondensators mit einer Übertragungsleitung verbunden wird und daß die andere Elektrode geerdet wird» Der Durchführungskondensator ist deshalb ein Pilter, das ein Teil der Übertragungsleitung ist.

Verschiedene der gegenwärtig verfügbaren Durchführungskondensatoren weisen einen zentral angeordneten, drahtartigen Leiter auf, der im wesentlichen von einer rohrförmigen Masse aus einem geeigneten dielektrischen Material umgeben ist, die zwischen den Enden des drahtartigen Leiters angeordnet A ist. Eine äußere leitende Schicht ist derart angeordnet? daß sie auf oder über der dielektrischen Schicht liegt»

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchfuhrungs-Elektrolytkondensator, der eine Anzahl von aufeinander geschichtete oder gestapelte, im allgemeinen flache Metallelektroden enthält und der verbesserte elektrische Eigenschaften aufweist. Insbesondere ist der effektive Serienwiderstand des Durchführungskondensators oberhalb etwa ein Kilohertz wesentlich geringer als der effektive Serienwiderstand des gleichen Kondensators unterhalb etwa ein Kilohertz,, Bei einem üblichen, für Rechenanlagen geeigneten Kondensator, das heißt bei einem gewickelten Aluminium-Elektrolytkondensator nimmt " der effektive Serienwiderstand langsam ab, wenn die Frequenz, der der Kondensator ausgesetzt ist, ansteigt. Die Impedanz des erfindungsgemäßen Durchführungskondensators ist bei etwa 500 Kilohertz mehrere Größenordnungen geringer als die der üblichen für Rechenanlagen geeigneten Kondensatoren., wodurch ganz erheblich die Verlustleistung und die Zeit verringert wird, die erforderlich ist, um den erfindungsgemäßen Kondensator aufzuladen und zu entladen. Der erfindungsgemäße Kondensator ist für Hochgeschwindigkeits- oder Sclmellschaltun-

gen

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gen geeignet, das heißt, für Schaltungen, die sehr geringe Zeitkonstanten benötigen, wie beispielsweise Schaltungen von Keohenanlagen. Der Durchführungskondensator kann ein integraler Teil einer Übertragungsleitung sein. Zusätzlich weist der Durchführungskondensator ein hohes Stromaufnahmevermögen auf.

Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Durchführungskondensator zu schaffen,, der eine Anzahl von geschichteten oder gestapelten Platten aufweist·

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Durchführungskondensator zu schaffen, der einen verminderten effektiven Serienwiderstand bei hohen Frequenzen hat.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen aus geschichteten Platten bestehenden Durchführungskondensator zu schaffen, der einen Eingangs- und einen AusgangsanSchluß hat, der mit jeder der geschichteten Platten verbunden ist.

Es ist ferner Ziel der Erfindung, einen aus/geschieht en Platten bestehenden Durchführungskondensator zu schaffen, der verhältnismäßig leicht und billig hergestellt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen verbesserten Durchführungskondensator und ein Verfahren zur Herstellung desselben zu schaffen.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, einen Durchführungskondensator zu schaffen, der eine wesentlich herabgesetzte Verlustleistung aufweist.

Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, einen Naßelektrolyt-

kondensator

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kondensator zu schaffen, der eine Anzahl von geschichteten oder gestapelten Platten aufweist und der ein Durchführungskondensator ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Durchführungskondensator zu schaffen, "bei dem die geschichteten Platten aus einem folienMldenden Metall hergestellt sind.

Es ist ferner Ziel der Erfindung, einen Durchführungskondensator zu schaffen, der eine Anzahl von im wesentlichen flachen, geschichteten Platten aufweist, wobei der Kondensator eine geringe Induktanz aufweist und deshalb für eine Verwendung in Hochgeschwindigkeits- oder Schnellschaltungen·geeignet ist. ■ ·'

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen flachen Durchführungskondensator zu schaffen, bei dem ein Elektrolyt mit einem spezifischen Widerstand von etwa 500 Olim « om ' oder weniger verwendet wird und aus'Aluminiumfolie, "bestehende Platten, die übereinander geschichtet oder gestapelt sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Durchführungskondensator zu schaffen, bei dem jede Platte einen Mehrfachanschlußausgang und einen Einfach'anschlußeingang aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Durchführungselektrolytkondensator zu schaffen, in welchem der Strom im wesentlichen kontinuierlich durch die Anoden- und Kathodenplatten während des Betriebes des Durchführungskondensators strömt.

Erfindungsgemäß ist ein Durchführungs-Elektrolytkondensator vorgesehen, der eine Anzahl von aufeinander geschichteten

oder

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oder gestapelten aus einem folienbildenden Metall bestehende Elektroden aufweist« Abwechselnd oder alternierend angeordnete Elektrode bilden die Anode des Kondensators und weisen wenigstens einen Eingangsanschluß und wenigstens einen^Ausgangsansohluß auf. Der Rest der Elektroden bildet die Kathode des Kondensators und weist wenigstens einen Eingangsansohluß und wenigstens einen Ausgangsanschluß auf« Ein aus einem Dielektrikum bestehender Ulm bedeckt die die Anode bildenden Elektroden. Ein Elektrolyt berührt jede der Elektroden·

Diese im vorstehenden aufgeführten Ziele zeigen einem Fachmann weitere Ziele, Weitere Ziele sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden, wobei in den Figuren der Zeichnung die Erfindung in einer -vorteilhaften Anwendungsform der Grundprinzipien dargestellt ist» Es zeigen;

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Durchführungskon-" densators, wobei ausgewählte Bereiche fortgelassen sind, um die Enden der aufeinander geschichten Kondensatorplatten darzustellen und die Druckeinrichtungen, die verwendet werden, um'einen im wesentlichen gleichförmigen Druck auf die Platten auszuüben,

Figo 2 eine nicht-maßstabsgetreue Schnittansicht des Durchführungskondensators, die weiterhin die übereinander geschichteten Platten des Kondensators darstellt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Durchführungskondensator, wobei ausgewählte Abschnitte fortgelassen sind und

Figc 4- eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 4-4 der Fig. 3. . . '

Ganz

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Ganz allgemein bezieht sich die Erfindung auf einen Duronführungskondensator, der übereinander gestapelte oder¹ übereinander geschichtete flache Platten aufweist ₉. wobei iii der Reihenfolge die einen der Platten die Anode des Kondensators' und die restlichen Platten die Kathode des Kondensators Mlden» Jede der Anodenplatten und jede der Kathodenplatten weist wenigstens einen Eingangsanschluß und wenigstens einen Ausgangsanschluß auf, wodurch ein geschichteter$ aus flachen Platten bestehender Durchführungskondensator ge= bildet wird»

Bs sei nunmehr auf die Fig* 1 und 2 Bezug genommene Es ist ein Durchführungskondensator 10 dargestellt _t der gemäß der Erfindung in sogenannten Schnellschaltungen verwendet werden kann^ wie beispielsweise in solchen, die von Rechenanlagen und dergleichen verwendet werden,= Der Kondensator weist ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 11 aus einem vorgeformten Isolationsmaterial auf, welches eine große Durchschlagfestigkeit hat und im wesentlichen nichtleitend ist und welches angemessen hohen Temperaturen widerstehen kann und eine annehmbare mechanische Festigkeit aufweist_β Das Gehäuse kann aus komplementären Gehäusehälften., bestehen. Elastische Materialien oder elastomere Stoffe können zur Herstellung des Gehäuses verwendet v/erden, Materialien, wie beispielsweise Epoxyharz ρ Polykarbonate, Phenolharze, Silikonkautschuk und Nylon sind geeignete Materialien^ wobei die Phenolharze bevorzugte Materialien für das vorgeformte Gehäuse sind«,

Eine Anzahl von übereinander geschichteten., im wesentlichen flachen Platten 12 Lind 13 sind abwechselnd oder alternierend angeordnet« Die Platten können aus irgend einem folienbil-. denden Metall, wie beispielsv/eise Aluminium, Tantalp Titan_y Nobium, Hafnium, Zirkonium und dergleichen hergestellt sein,

Von

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BAD ORldwfäl^ - ^

Von den verschiedenen, folienbildenden Metallen wird Aluminium "bevorzugt , da Aluminium im allgemeinen leichter und ■bequemer tiefgeätzt werden kann als die meis ten folienbildenden Metalle, wodurch ganz erhe"blich die effektive Oberfläche des Aluminiums vergrößert wird. Da die Kapazität der effektiven Anodenfläche proportional ist, führt eine Ätzung zu einem Kondensator, der eine vielfach größere Kapazität hat als ein Kondensator mit nicht geätzten Anodenplatten von den gleichen Abmessungen. Die Aluminiumfolie kann in einem Bad geätzt werden, welches eine geeignete Ätzlösung enthält, wie beispielsweise Natriumchlorid, Ätznatron und dergleichen, wobei die üblichen Ätzverfahren verwendet werden. Die Dicke des Folienniaterials kann sich von etwa 0,00127 om (0,0005 Zoll) bis etwa 0,0245 cm (0,010 Zoll) verändern* es ist jedoch bevorzugt, daß eine Aluminiumfolie von einer Dicke von etwa 0,00508 cm (0,002 Zoll) bis zu etwa 0,0127, om (0,005 Zoll) verwendet wird. Eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,00889 cm (0,0035 Zoll) wird am meisten bevorzugt.

Es ist auch vorgesehen, daß die Aluminiumfolien-Anoden-und Kathodenplatten, die in dem Durchführungskondensator verwendet werden, von einem Aluminiumfolienstreifen, der geätzt ist oder nicht geätzt ist und der eine Dicke von etwa 0,00889 cm (0,0055 Zoll) hat, abgetrennt werden. Die einzelne Platte sollte vorzugsweise von der Folie derart abgetrennt werden, so daß man im wesentlichen flache Oberflächen, ohne Kantengrad, Fallen oder Verformungen erhält. Falls die Oberflächen oder Kanten der beiden Plattensätze verformt, mit Graten versehen oder gefaltet sind, könen die elektrischen Charakteristiken des Kondensators in schädlicher Weise beeinflußt werden·.

Die Platten 13, die als Anodenplatten verwendet v/erden, werden

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den in einem geeigneten Eloxierungsbad eloxiert, wie beispielsweise in einer konzentrierten Lösung von Phosphorsäure, Borsäure, Ammoniumpentaborat oder Gemischen davon.' Die Eloxierung der Platte "bewirkt, daß ein geeigneter dielektrischer Film 20 auf den Platten ausgebildet wird. Die Kathodenplatten können zusätzlich zu den Anodenplatten eloxiert werden, um einen nichtpolaren Kondensator zu schaffen. Die Kapazität eines geschichtete Platten aufweisenden nicht polaren Durchführungskondensators ist jedoch üblicherweise geringer als die des polaren Kondensators, bei dem lediglich die Anodenplatten eloxiert sind.

Die Platten 12 weisen eine Polarität auf und die Platten die entgegengesetzte Polarität. Wenn beispielsweise alternierende Platten 13 die Anode oder die positive Belegung '·" der Durchführungsvorrichtung bilden, so sind die verbleibenden, alternierend angeordneten Platten 12 die Kathode oder das negative Element der Durchführungsvorrichtung« Es sei bemerkt, daß eine Kathodenplatfte mehr als Anodenplatten vorhanden ist, so daß eine Kathodenplatte die äußerste Platte auf jeder Seite des Kondensators bildet. Wenn die Kathodenplatte als äußerste Platte des Kondensators verwendet wird, so nützt der Kondensator in wirksamer Weise seine potentielle Kapazität aus und die äußere Kathodenplatte schirmt induktiv die Vorrichtung ab.

Die Anodenplatten sind mit einem äußeren Anschluß 25 durch eine Anzahl von in Querrichtung im Abstand voneinander angeordneten Anschlußnasen 14 verbunden, die miteinander, in geeigneter Weise verbunden sein können, wie beispielsweise durch eine Yerschweißung bei 15, die in Mg. 2 dargestellt ist. Die Yerschweißung kann durch eine Ultraschallverschweißung, las ervers chv.'ei ßung, Elektronenstrahlverschweißung und

dergleichen

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dergleichen erfolgen. Eine auf diese Weise hergestellte 1^™ öchweißung ist eine Verschweißung mit geringem Widerstand. Es ist zu erkennen, daß jede Platte eine Anzahl von integralen, im Querabstand voneinander angeordneten Ausgangsanschlußnasen 14 aufweist. Der Abstand zwischen jeder Ausgangsanschlußnase ist etwas größer als die Breite der Anschlußnase ο Jeder der restlichen Platten, das heißt jede der Kathodenplatten 12, ist mit einer Anzahl von integralen, in Querrichtung im Abstand voneinander angeordneten Anschlußnasen 1g versehen, die in geeigneter Weise miteinander verschweißt werden können, wie es "bei 17 in Fig. 2 dargestellt ist. Es sei "bemerkt, daß der Abstand zwischen jeder Anschlußnase etwas größer ist als die Breite der Hase. Die Anschlußnasen 14- und die Anschlußnasen 16 sind derart angeordnet, daß, wenn jede leicht abgebogen ist, um die äußere Anschlußeinrichtung 25 zu berühren, die Nasen 14 sich durch den Zwischenraum zwischen benachbarten lasen 16 und die Fasen sich durch den Zwischenraum zwischen benachbarten Nasen 14 hindurch erstrecken.

Der Eingangsanschluß 21 einer jeden Kathodenplatte und der Eingangsanschluß 22 einer jeden Anodenplatte erstreckt sich um etwas weniger als die Hälfte quer über die zugeordnete Platte und ist mit dieser integral ausgebildet. Wie Jig. 3 zeigt, ist der Kathodeneingangsans chluß einer jeden Kathodenplatte mit der Hälfte der Kathodenplatte, die zum Betrachter hinweist, integral, während der Anodeneingangsanschluß einer jeden Anodenplatte mit der, Anodenplatte in der Hälfte integral ist, die vom Betrachter fortweist. Die Anordnung der Anoden- und Kathodenanschlüsse in Bezug auf den Betrachter kann, falls gewünscht, umgekehrt werden., Jeder der Eingangsanschlüsse und zwar sowohl der Anodenanschluß als auch der Kathodenanschluß ist etwas abgebogen und mit einer äußeren

Ans chlußverbindung

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Anschlußverbindung 25^f verschweißt. Die anschlüsse sind bei 23 verschweißt und die Anodeneingaugsanschlüsse sind bei 25 verschweißt und zwar durch eine Ultras challschweißung, eine Laserschweißung, eine Eletronen-Strahlschweißung und dergleichen, um eine Verschweißting mi"t niedrigem Widerstand zu bilden«

Die einzelnen Platten des Durchführungskondensators können einen Mehrfachnaseneingang oder einen T'Ienrfachanschlußein— gang und einen Einzelnasenausgang anstatt der im vorstehenden beschriebenen Anschlußkonstruktion aufweisen* Jedocli weist eine überführungsvorrichtung mit einem MehrfaehnaseB.— oder Mehrfachanschlußeingang und einem Einzelnasenausgang eine herabgesetzte HLlterwirkung gegenüber dem Eingangssignal auf. Die Durchführungsvorrichtung weist jedoch Charakteristiken auf, die mehr den des idealen Kondensators ähnlich. ^: sind. Die Durchführungsvorrichtung mit einem Einzelnasen- oder Einzelanschlußausgang weist verglichen mit der Ausgangsin— duktivität der Durchführungsvorrichtung mit einem Menrnasen- oder Mehransatzausgang eine vergrößerte Aus gangs induktivi tat auf. Es sei deshalb bemerkt, daß der Durchführungskondensator, der geschichtete Platten mit einem Binzelnaseneingang und einem Mehrnasenausgang auf v/eist, für Anwendungen in Eechenanlagen und dergleichen bevorzugt ist«

Äußere Anschlußverbindungen sind für die Anodenplatten und für die Kathodenplatten vorgesehen, wie es in den !Figuren dargestellt ist. Die lig. 1 und 2 zeigen deutlich die Anschlüsse für die Anschlußnasen.

Ein rechteckiger Schichtkörper 25 bildet die AnschlußirerMndung für den Mehrnasenausgang der Anoden- und Eathodenplatten_s während der rechteckige Schichtkörper 25^f die Ansohlußverbindung

für

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für den Einzelnaseneingang des Kondensators "bildet* Ee sei bemerkt, daß die Breite einer jeden rechteckigen Schichtplatte im wesentlichen die gleiche ist wie die Breite der Anoden- und der Kathodenplatten. Jeder der rechteckigen Schichtkörper weist ein Isolationsmaterial 26 auf, -welches zwischen den leitern 27 und 28 angeordnet ist, um diese Elemente voneinander zu isolieren. Das Isolationsmaterial kann irgend ein geeignetes Material von der Art sein, wie ea im allgemeinen "bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen verwendet wird, wie beispielsweise ein Glasfaser verstärktes Epoxyharz und dergleichen. Die Leiter 27 und 28 können aus irgend einem geeigneten leitenden Material bestehen, wie beispielsweise Platin, G-old, Silber, Kupfer, Aluminium und dergleichen. Die Anschlußverbindung auf der Eingangsseite des Kondensators ist in ähnlicher Weise aufgebaut, d.h. es ist ein Isolationsmaterial 26' vorgesehen, welches die leiter 27' und 28' trennt. Die Konstruktion des Eingangsund des Ausgangsanschlusses des Durchführungskondensators führt dazu, daß dieser in eine gedruckte Schaltungskarte eingesetzt werden kann«

Vorzugsweise sind die Hasen 14 und 16 im wesentlichen in eine geeignete elastische oder elastomere Hülle 18 eingeschlossen, wie es in Fig. 1 und insbesondere in Big. 4 dargestellt ist. Diese Einschlußhülle kann irgend ein geeignetes Material sein wie beispielsweise ein Epoxyharz, Polykarbonat, ein Phenolharz, Silikonkautschuk, Hylon und dergleichen. Ein bevorzugtes Haterial für diese EinschlußhülTe ist Silikonkautschuk. Die E-inschlußhülle dient zu verschiedenen Zwecken und erzeugt beispielsweise eine zusätzliche Festigkeit für die Schweißverbindung und verhindert im wesentlichen, daß der Elektrolyt längs der Elektroden zu den äußeren Anschluß-* verbindungen 25 fließt und verhindert ferner eine schädliche

willkürliche

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willkürliche Bewegung der aufeinandergesetzten Platten gegenüber dem Gehäuse, was zu einem Abscheren der Fasen von den Platten führen könnte. Diese Einschlußhülle kann mit" * dem Gehäuse verbunden oder verschmolzen sein oder auch nicht verbunden oder verschmolzen sein.

Eine Druckplatte 30 liegt über der obersten Kathodenplatte 12 und eine Druckplatte 30' liegt unter der untersten Kathodenplatte 12 des Durchführungskondensators» Eine Anzahl von Druckvorrichtungen 31 erstreckt sich über die Breite der Druckplatten 30 und 30' . Diese Druckeinrichtungen können H ein integraler Teil des Gehäuses oder der Druckplatten sein oder können sowohl vom Gehäuse als auch von den Druckplatten getrennt sein. Wie in Fig* 1 dargestellt, sind die Druckeinrichtungen zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses und der Druckplatte so angeordnet, um eine Kompressionskraft

auf die Druckplatte auszuüben. Die Abmessungen der Druckplatte entsprechen näherungsweise den Abmessungen der mit dieser zusammenwirkenden Kathodenplatte, mit der Ausnahme, daß sich die Druckplatte nicht über die Anschlußnasen erstreckt, die der Kathodenplatte zugeordnet sind. Die Druckplatte verteilt gleichförmig die Kompressionskräfte, die von den Druckeinrichtungen ausgeübt werden. Die Druckplatte verhindert im wesentlichen eine Verformung der Anoden- und · " Kathodenplatten, die zwischen den Druckplatten zusammengepreßt werden.

Jede der benachbarten Kondensatorplatten ist durch eine Trennwandung 19 aus einem fasrigen Zellulosematerial ge- · trennt, wie beispielsweise aus Manilapapier, Kraft-Papier und dergleichen. Das Papier hat im allgemeinen eine Dicke ' von etwa 5. |i bis zu etwa 0,025 cm (10 mils), wobei die Dicke bevorzugt im Bereich von etwa 0,0012 cm (0,*5 mil) bis """ ~" zu

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zu 0,0025 cm (1,0 mil) liegt. Um die Möglichkeit der Entwicklung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen benachbarten Platten zu verhindern, ist jede Papiertrennwandung so ausgebildet, daß diese Abmessungen aufweist, die· etwas größer sind als die Abmessungen der lOlienplatten und dadurch erstrecken sich diese Papiertrennwandungen etwas über die Kanten der benachbarten Polienplatten hinaus.

Im allgemeinen sind die in Trockenelektrolytkondensatoren, d,h, in Kondensatoren, bei denen der größte Teil des Elektrolyten in dem porösen Papier enthalten ist, verwendeten Elektrolyte verschiedene Abwandlungen von Ammoniumborat und Borsäure mit Glykol. Diese Elektrolyte sind für die Zwecke, für die sie bestimmt sind, zufriedenstellend, doch weisen sie einen hohen spezifischen Widerstand auf, der deren Verwendung in den erfindungsgemäßen Durchführungskondensätoren ausschließt. Es wird angenommen, daß ein nicht-wässriger Elektrolyt, der einen niedrigen spezifischen Widerstand und eine geringe Viskosität aufweist, am vorteilhaftesten wäre. Die in den Durchführungskondensatoren verwendeten Elektrolyte sollten die Eigenschaften eines geringen spezifischen Widerstandes, d.h„ eines spezifischen Widerstandes von etwa 500-^TL. · cm oder darunter, sowie einer geringen Viskosität haben. Vorgesehen sind beispielsweise G-lykol-Borat und wasserfreies Ammonnäc oder AmmoniumpeSaborat, nichtwässrige Lösungen wie beispielsweise Xthylenglykolmonomethyläther mit Maleinsäure und Diäthylamin oder Ν,ΪΓ-Dimethylformamid mit Borsäure, Maleinsäure, Malonsäure und Tributylamin, wässrige Lösungen wie beispielsweise gesättigte Ammoniumpetaboratlösung, Azeotrope Lösungen, wie beispielsweise Essigsäure und Triäthylamin und geliierte Elektrolyte mit einem G-elliermittel und" irgend einem der im vorstehenden

stehenden genannten Elektrolytsysteme mit einem spezifischen ' Widerstand von unter 500Λ»· cm. Es wird angenommen, daß diese Elektrolyte am zufriedenstellendsten sind. Von den verschiedenen Elektrolyten ist Athylenglykolmonomethyläther mit Maleinsäure und Diethylamin "bevorzugt. Der größte Teil des Elektrolyten befindet sinh in dem poräsen Papier. Wenn sich der größte Teil des Elektrolyten in dem Papier befindet, wird der Kondensator im allgemeinen als Trockenkondensator bezeichnet und zwar zum Unterschied von einem Naßkondensator, bei welchem ein metallischer Kathodenbehälter mit einem Elektrolyten gefüllt ist»

Das Verfahren zur Herstellung verschiedener erfindungsgemäßer Durchführungsvorrichtungen soll im folgenden beschrieben werden» Eine Reihe von Platten wird von einer Rolle aus geatzter Aluminiumfolie abgeschnitten, die eine Dicke von etwa 0,0089 cm (0,0035 Zoll) aufweist und die integrale lehrfachnasenaüsgänge und Einzelnaseneingänge aufweist. Die Platten haben Abmessungen von etwa 9,1 cm - 12,7 ma (3 5/8 Zoll · 5 Zoll). Es sei bemerkt, daß die Abmessungen wie gewünscht verändert werden können, wobei die Vergrößerung der Abmessungen die Kapazität erhöht und die Verminderung der Abmessungen die Kapazität verringert. Aus den verschiedenen Platten wird eine Gruppe von Platten, die als Anodenplatten verwendet werden ψ sollen, willkürlich ausgewählt und in Phosphorsäure mit einer Spannung mon etwa 9 Volt~während einer Zeitdauer von etwa 5 bis 15 Minuten eloxiert. Die Folie, die als Anode verwendet werden soll, kann vor dem Abtrennen der Platten anodisiert werden, falls dies gewünscht ist„ Der Oxydfilm, der auf den Aluminiumplatten ausgebildet wird, ist etwa 150 A dicke Eine Trennwandung aus Manilapapier hat eine Dicke von etwa"^:Ö,O0245 cm (1 mil) und diese wird mit einem Elektrolyten aus Maleinsäure, Diäthylamin, Athylenglykolmonomethyläther imprägniert.

Das

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Pas imprägnierte Papier wird zwischen jeder der einzelnen Platten des Kondensators angeordnet» Die Platten werden in Längsrichtung, im Abstand voneinander, angeordnet, so daß 10 Anodenplatt en und etwa 11 Kathodenplatten mit den im vorstellenden aufgeführten Trennwandungen vorhanden sind. Die Anzahl der Anodenplatten und die Anzahl der Kathodenplatten ist lediglich, ein Beispiel und die Erfindung ist auf eine derartige Anzahl nicht beschränkt. Der Elektrolyt im ersten Kondensator war Athylenglykolmonomethyläther, Maleinsäure und Diäthylamin, Der Elektrolyt im zweiten Kondensator war Ithylenglykolmonomethyläther, Maleinsäure und Diäthylamin und der Elektrolyt - im .dritte» Kondensator war , gesättigtes Ammoniumborat. Die Änschlußverschweißung beim ersten Kondensator ist eine Widers tandsvers.chweißung und bei. den letzten beiden Kondensatoren ist die eine Ultra-.· schallverschweißung. Alle drei Kondensatoren wurden in einem Gehäuse eingeschlossen, welches aus Plexiglasplatten bestand,, die mit Silikonkautschuk verschlossen oder, abgedichtet wurden*

Ein Vergleich des effektiven Serienwiderstandes, bei 25°0 und der Scheinwiderstandswerte eines Standardkondensators, der für. Hechenanlagen geeignet ist und eines Durchführungskondensators.mit._:18,000 bis 25»000 .Microfarad und einer . Betriebsspannung von 6 bis 10 Volt ist in den folgenden, Tabellen dargestellt. Die ersten drei Vorrichtungen in jeder der-Tabellen sind Kondensatoren, die. für ■ _:Rechenan- . ■ lagen geeignet sind, während die letzten drei. Vorrichtungen in jeder der Tabellen Kondensatoren, sind, die den im .vorstehenden erläuterten Durchführungsaufbau haben»

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Tabelle I:

	Effektiver	Serienwiderstand	(Ohm)	20 Kilohertz
	120 Hertz 1	Kilohertz 10	Kilohertz	.0107
1	.0130	-.0120	;oiio	..0110
2	.0130	.0122	,0112	.0112
3	.0140	.0124	.0114	.0099
1	.0050	.0014	.0010	.0008
2	.0045	.0014	.0010	.0001
3	.0041	.0009	.0005

Tabelle II:

Scheinwiderstand (Ohm)

	120	1	10	100	500	1
	Hertz	Kilohertz	Kilohertz	Kilohertz	- Kilohertz	Megahz.
1	.060	.015	.022	.155	2.52	^;4o30
2	.058	.016	.023	.145	2.4.3	4.60
3	.058	.015	.022 .	.145	2145	4,85
1	.066	.007	«,003	.0.3	.11	.58-
CVl	,060	.015	.013	.12	.26	.20
3	.O5"6	.016	.011	.20	■■■.22	.20

Aus der vorstehenden Tabelle ist zu erkennen, daß der Scheinwiderstand einer Durchführungsvorrichtung aus gestapelten Platten oberhalb 500 Kilohertz vielfach geringer ist als der einer üblichen für Rechenanlagen geeigneten Torrichtung. Der effektive Serienwiderstand des aus geschichteten Platten bestehenden

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stellenden Durohfuhrungskondanaatora ist w-ese&tlieh geringer als der entsprechende effektive Serienwiderstand des Kondensators unterhalb 1 Kilohertz. Ein derartiger Aufbau weist die Charakteristik einer geringen Induktivität auf.,Der verringerte effektive Serienwiderstand oberhalb 1 Kilohertz, der verminderte Scheinwiderstand der Durchfübrungsvorrichtung gegenüber dem konventionellen Kondensator für Rechenanlagen bei 500 Kilohertz und die geringe Induktivität machen den erfindungsgemäßen Kondensator für Sehne11schaltungen geeignet, d.h. für Schaltungen mit sehr kurzer Schaltdauer.

Es wurden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und beschrieben und es sei bemerkt, daß zahlreiche Abänderungen und Veränderungen gemacht werden" können, die im Rahmen der Erfindung liegen.

'Pat en t ans ρ rüche

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Claims

— Ίο — Pat e nt a a s pro ο h e.

1.) Durchführungskondensator mit einer Anzahl Metallelektro^v' den, von denen alternierende die Anode des Kondensators und der Eest der Elektroden die Kathode des Kondensators "bilden und mit einem Dielektrikum, welches sich in'Kontakt mit diesen Elektroden "befindet, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Eingangsanschluß und wenigstens ein Ausgangsanschluß mit jeder Anodenelektrode verbunden ist und daß wenigstens ein Eingangsanschluß und wenigstens ein Ausgangsanschluß mit jeder der Kathodenelektroden verbunden ist „

2. Durchführungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden im wesentlichen flache aufeinandergesetzte oder aufeinandergestapelte Plattenelektroden sind, '"■'■■

3. Durchführungskondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Druckvorrichtungen vorgesehen sind, um eine Kompressionskraft auf die Kathoden- und" Anodenplattenelektroden auszuüben»

4. Durchführungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodjen-und Kathodeneingangsanschlüsse Einzelanseh3.ü3se sind, und daß die Anoden- und Kathodenausgangsanschlüsse Mehrfachanschlüsse sind.

5. Durchführungskondensator, nach Anspruch 4, dadurch, gekenn—

ausgangs/
zeichnet, daß die Anodeiimehrfaehansehlüsse von "benachbarten Anodenanschlüssen um eine Strecke getrennt sind, die etwas größer ist als die Breite der benachbarten Anodenanschlüsse und daß die Kathodenmehrfachausgangsanschlüsse von benachbarten Kathodenansehlüssen um eine Strecke getrennt

sind,

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sind, die etwas größer ist als die Breite der benachbarten Kathodenanschlüsse und daß die Anodenansehlüsse derart gebogen sind, daß sie sich durch den Zwischenraum - zwischen ..benachbarten Kathodenanschlüssen hindurch erstrecken und daß die Kathodenanschlüsse so abgebogen sind, daß sie sich durch den Zwischenraum zwischen benachbarten Anodenanschlüssen hindurch erstrecken»

6. Durchführungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Eingangsanschlüsse der Anode miteinander verbunden sind, daß alle Eingangsanschlüsse der Kathode miteinander verbunden sind, daß alle Ausgangsanschlüsse der Anode miteinander verbunden sind und daß alle Ausgangsanschlüsse der Kathode miteinander verbunden sind.

7. Durchführungskondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennr zeichnet, daß Vorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die Anschlüsse der Anode und mit denen die Anschlüsse der Kathode verbunden sind.

8. Durchführungskondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen leiter aufweisen, die durch einen Isolator voneinander getrennt sind.

9. Durchführungskondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung ein Schichtkörper ist, daß die Anodenanschl&ase mit einem der Leiterelemente verbunden sind und daß die Kathodenanschlüsse mit dem anderen der Leiterelemente verbunden sind.

10. Durchführungskondensator nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß jede der Elektroden aus einem folienbildenden■ Metall besteht, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminium, Tantal, Niobium, Hafnium, Titan und Zirkonium umfaßt.

11.--

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11. Durchführungskondensator nach Anspruch. 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden eine Dicke von etwa 0,00127 cm (0,0005 Zoll) bis zu etwa 0,025 cm (0,010 Zoll) aufweisen»

12. Durchführungskondensator nach Anspruch 11^!, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Anodenelektr.oden ein Oxydfilm angeordnet ist.

13. Durchführungskondensator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kathodenelektroden ein Oxydfilm angeordnet ist ο

14. Verfahren zur Herstellung des Durohführungskondensators nach Anspruch 1 aus einer Metallfolie, "bei welcher die Metallanoden- und Kathodenelektroden hergestellt und dann in einem Gehäuse angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Anoden- und Kathodenmetallelektroden derart ausgebildet werden, daß jede wenigstens einen integralen Eingangsansatz und wenigstens einen integralen Ausgangsansatz aufweist und daß diese Ansätze mit Ausgangsyerbindungseinrichtungen verschweißt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Anoden- und Kathodenelektroden hergestellt werden und daß jeder der Anschlußansätze an einer jeden Elektrode mit den Ausgangsanschlußeinrichtungen verschweißt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsansätze Mehrfachansätze sind und daß die Eingangsansätze Einfachansätze sind.

909840/1074

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