DE2347410B2 - Elektrolytkondensator mit einer glashuelle - Google Patents
Elektrolytkondensator mit einer glashuelleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen in einem Glasgehäuse dicht eingebauten Elektrolytkondensator
aus einem Sinterkörper aus Ventilmetall mit einer dielektrischen Oxidschicht, einer darauf angeordneten
Halbleiterschicht und einer leitenden Schicht auf der Halbleiterschicht.
Es ist bereits bekannt, elektrische Kondensatoren dicht in ein Glasgehäuse einzubauen. So ist es aus der
DT-PS 3 50 504 bekannt, einen elektrischen Wickelkondensator in eine Glashüllc einzubauen und die
Anschlüsse durch die Glashülle nach außen zu führen.
Aus der DT-PS 8 78 532 ist es weiter bekannt, einen elektrischen Kondensator im Vakuum in einer Glashülle
unterzubringen.
Einen Elektrolytkondensator mit einer Anode aus Ventilmetall in eine Glashülle einzubauen ist aus der
US-PS 22 S3 723 bekannt.
Schließlich ist es aus der DT-OS 19 09 282 bekannt, einen Elektrolytkondensator aus unem Sinterkörper
aus Ventilmetall mit einer dielektrischen Oxidschicht,
einer darauf angeordneten Halbleiterschicht und einer leitenden Schicht auf der Halbleiterschicht in ein
Glasgehäuse dicht einzubauen.
Beim Einbau von elektrostatischen Kondensatoren in ein Glasgehäuse treten keine besonderen Probleme auf.
Es ist bekannt, welche elektrische Zuleitungen sich gut in Glashüllen einschmelzen lassen.
Bei Elektrolytkondensatoren mit flüssigen Elektrolyten tritt das Problem auf, das Glasgehäuse dich; zu
verschmelzen, ohne daß der flüssige Elektrolyt ein Zuschmelzen verhindert. Dieses Problem ist jedoch
auch gelöst. Es ist seit langem bekannt. Flüssigkeiten in Glasampullen einzuschmelzen.
Bei Elektrolytkondensatoren mit einer Halblen.erschicht
treten jedoch besondere Probleme beim Einschmelzen in ein Glasgehäuse auf. Bekanntlich
besteht die Halbleiterschicht in vielen Fällen aus einer Oxidschicht, insbesondere aus Mangandioxid, welche
mechanisch sehr empfindlich ist und die sich nicht leicht kontaktieren läßt. Die Kontaktierung dieser Halbleiterschicht,
besonders der Mangandioxidschicht, wird bekanntlich so vorgenommen, daß auf die Mangandioxidschicht
eine Kohleschicht oder eine Graphitschicht aufgebracht wird und daß auf diese Graphitschichi dann
eine weitere leitende Schicht in Form einer Metallschicht oder in Form von Leitsilber aulgebracht wird.
Nauirgemäß haftet die Metallschicht bzw. die Lensilbcrschicht
nicht sehr gut auf der Kohle- oder Graphitschicht und diese wiederum härtet nicht sehr gut
auf der darunterliegenden Mangandioxidschicht. Infolge dieser verhältnismäßig schlechten mechanischen Verbindung
treten leicht Widerstandsänderungen in diesen Schichten bzw. an den Grenzflächen auf, die zu einer
wesentlichen Veränderung der elektrischen Eigenschaften des Kondensators führen können.
Beim dichten Einschließen eines Elektrolytkondensator
der eingangs genannten Art in ein Glasgehäuse treten daher Schwierigkeiten auf. den elektrischen
Anschluß mit der Halbleiterschicht bzw. der daraul angeordneten leitenden Schicht oder den leiu-'iden
Schichten mit einem in das Glasgehäuse bereits eingeschmolzenen Zuleitungsdrahl herzustellen. Man
könnte zwar daran denken, die leitende Schicht an die angeschmolzene Kathoder.zuleitung anzulöten, indem
man in das einseitig geschlossene und mit der eingeschmolzenen Kathodenzuleitung versehene Glasgehäuse
ein Stückchen Lotmctall einlegt und datin den
Kondensatorkörper einbringt, worauf durch Erhitzen auf eine solche Temperatur, daß das Lotmetall schmilzt.
eine Verlötung /wischen dem Kondensatorkörper und der Kathodenzulcitung stattfindet. Es hat sich bei
entsprechenden Versuchen jedoch gezeigt, daß es sehr
schwielig ist, eine Lötverbindung in dem tilgen
Glasgehäuse herzustellen. Für eine gute Lötxerbindung
ist es erforderlich, ein geeignetes Flußmittel zuzusetzen. Dies führt aber zu Schwierigkeiten beim endgültigen
Verschließen des Glasgehäuscs infolge der Entwicklung von Gasen durch Reste des Flußmittels. Außerdem wird
der Scheinwiderstand des Kondensators durch das Flußmittel in ungünstigem Sinne beeinflußt. Es treten
auch bei Lötkonlaktcn zwischen dem Kondensaiorkörper
und der Kathodenzulcitung ungünstige Veränderungen des Scheinwiderstandes und der Resonanzfrequenz
auf. wenn der Kondensator nach dem Verschließen des Glasgehäuscs einer Temperung bei höherer Temperatur
zur Stabilisierung seiner elektrischen Eigenschaften unterworfen wird. Es hat sich somit herausgestellt, daß
Lötverbindungen in diesem Falle nicht geeignet sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung isi es, einen in
ein Glasgehäuse dicht eingebauten Elektrolytkondensator der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein
guter elektrischer Kontakt zwischen der leitenden
Schicht und der in das Glasgehäuse eingeschmolzenen Kathodenzuleitung vorhanden ist. durch die sich keine
nachteiligen Einwirkungen während des Verschließen* und bei der anschließenden Wärmebehandlung ergeben.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Kondensator der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß der elektrische Kontakt zwischen der leitenden Schicht und der in das Glasgehäuse eingeschmolzenen
Kathodenzuleitung aus einem Druckkontakt mit einem verformbaren leitenden Körper besteht. '°
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß ein Druckkontakt allen während der Herstellung und des
Betriebes des Kondensators auftretenden Forderungen genügt und daß durch diesen Druckkontakt eine
Veränderung des Scheinwiderstandes und der Resonanzfrequenz während des Einbaues in das Glasgehäuse
vermieden wird. Gemäß der Erfindung wird für den Druckkontakt ein verformbarer leitender Körper
verwendet. Dieser verformbare leitende Körper vermittelt den elektrischen Kontakt zwischen der leitenden
Schicht auf der Außenseite des Kondensatorkörpers und dem in das Glasgehäuse eingeschmolzenen
Kathodenzuleitungsdraht.
Vorzugsweise besteht der verformbure leitende
Körper aus einem porösen Metallkörper. Solche poröse Metallkörper haben die Figenschaft. daß sie bei einem
bestimmten Druck nachgeben, aber den Druck vollständig aufnehmen und nicht an die angrenzenden Schichten
weiterleiten. Dadurch wird vermieden, daß der erforderliche Kontaktdruck eine nachteilige Finwirkung auf
die leitende Schicht des Kondensators und die darunterliegende Halbleiterschicht, /. B. Mangandioxidschicht,
ausübt.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung
besteht der leitende Körper aus einer Zinnlegierung. Ks haben sich besonders Legierungen aus /inn. Cadmium
und Blei bewährt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zusammensetzung der Legierung so gewählt wird, daß der
Schmelzpunkt der Legierung dicht über der höchsten im
Gehäuse beim Verschließen auftretenden Temperatur liegt. Dann ist nämlich der Metallkörper besonders
leicht verformbar, aber er wird noch nicht flüssig, denn ein Verlöten soll ja vermieden werden. Außerdem
würde eine solche ganze oder teilweise Verflüssigung die poröse Struktur des Metallkörper zerstören und
damit die Fähigkeit, einen Druck aufzunehmen.
Fs hai sich herausgestellt, daß es vorteilhaft ist. wenn
die Legierung, die für den porösen Metallkörper verwendet wird, einen Schmelzpunkt von etwa 220 C ^0
hat.
Der poröse Metallkörper kann als solcher zwischen dent Kondensatorkörper und der eingeschmolzenen
Kalhoden/.uleilung angeordnet sein. Zur Vereinfachung des Zusammenbaues und zur Verbesserung des
Kontaktes zwischen dem porösen Metallkörper und der obersten leitenden Schicht des Kondensators ist es
besonders vorteilhaft, wenn der poröse Metallkörper direkt auf der obersten leitenden Schicht des Kondensalorkörpers
durch Aufspritzen der Legierung gebildet ist.
Ks ist /war bereits bekannt, als äußerste leitende Schicht bei Kondensatoren mit einer I lalbleiierschicht
eine aufgespritzte Metallschicht zu verwenden. Diese Schichten wurden jedoch meist durch Löten mit einer
Kathoden/uleiuing verbunden oder bestanden aus f<s
einem Metall ι-der einer Legierung, welche einen
verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt hai und keine
noröse Struktur aufweist. So ist es aus tier DI -OS 20 56 573 bekannt, eine Schicht durch Aufspritzen in
Form von pläitchenförmigen Teilchen aus Kupfer aufzubringen. Infolge der pläitchenförmigen Struktur
entsteht kein poröser Metallkörper, sonder;] die Plättchen legen sich dicht aufeinander. Infolge des
hohen Schmelzpunktes und der verhältnismäßig großen Härte von Kupfer ist eine solche Schicht nicht geeignet,
einen eleKtrischen Kontaktdruck aufzunehmen.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Ende der Kathodenzuleitung mindestens teilweise in
den leitenden Körper eingedrückt. Dies stellt einmal sicher, daß ein genügender Kontaktdruck zur Herstellung
des Kontaktes zwischen dem leitenden Körper und der Kathodenzuleitung aufgewendet wurde und daß
auch eine genügende Kontaktfläche zwischen den beiden vorhanden ist. Außerdem werden durch das
Eindrücken dünne Oxidschichten an den Grenzflächen zerstört.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Ende der Kathodenzuleitung, das in den leitenden Körper
eingedrückt ist. verbreitert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt.
Diese zeigt einen Schnitt durch einen in ein Glasgehäuse eingebauten Elektrolytkondensator mit
Halbleiterschicht.
Der Elektrolytkondensator, der im Schnitt in der Figur dargestellt ist. besteht aus einem porösen Körper
! aus Ventilmetall, insbesondere einem Sinterkörper aus
Tantal, Niob, Aluminium oder einem anderen geeigneten Ventilmetall. Durch eine geeignete Formierungsbehandlung
ist auf der ganzen Oberfläche des Tantalsinterkörpers
1 eine dielektrische Oxidschicht erzeugt worden. Diese dielektrische Oxidschicht ist mit einer
Halbleitcrschicht bedeckt, welche beispielsweise durch thermische Zersetzung einer einsprechenden Manganverbindung
in Form von Mangandioxid ei zeugt wird. Zur Kontaktierung dieser Haibleilerschicht ist auf der
Halbleiterschicht eine leitende Schicht angeordnet, welche z. B. aus Graphit oder Kohle besteht. Aul dieser
Graphit- oder Kohleschicht können noch weitere leitende Schichten angeordnet sein, die in der Figur
insgesamt mit 2 bezeichnet sind. Der Kondensator ist dicht in die Glashalle 4 eingebaut, durch welche die
beiden Zuleitungen, nämlich die Kathodenzuleitung 5 und die Anodenzuleitung 9 dicht durchgeführt sind. Der
Anodenanschluß 8 des Kondensators, der in der Regel aus einem Draht aus Ventilmetall, wie /. B. Tantal,
besteht, ist innerhalb der Glashülle 4 mit der Anoden/uleitung 9 verbunden.
Der elektrische Kontakt /wischen der obersten leitenden Schicht 2 und der Kathodenzuleitimg 5 wird
gemäß der Erfindung hergestellt durch einen porösen leitenden Körper 3. der vorzugsweise aus einer
aufgespritzten Metallegierung von Zinn, Cadmium und Blei mit einem Schmelzpunkt von uiwa 220 C besteht.
Beim Zusammenbau des Kondensators wird über den Anodenanschluß 8 ein bestimmter Druck ausgeübt, so
daß sieh das linde der Anoden/uleitung 5 teilweise in den porösen Metallkörper 3 eindrückt, wie dies bei 7
gezeigt ist. Vorteilhaft ist es. wenn, wie dargestellt, das
l'.ntle der Kaihoden/uleituni· 7 im Inneren des
Glasgehäuses 4 verbreiten ist.
Fs wird auf diese Weise ein Druckkontakt /wischen dem Fmte der Kathodcn/uleitiing 5 und dem pt '-ösen
Metallkörper 3 hergestellt, der keine Erhöhung des
Scheinwiderstandes wahrend der Herstellung und des Betriebes und auch keine lihöhung der Resonan/fre-
qucnz ergibt. Infolge der Druckaiifnahmefähigkeii des
porösen Meiallkörpcrs 3 wird kein Druck auf die leitenden Schichten 2 und damit auf die Halbleiterschicht
oder die dielektrische Oxidschicht übertragen:
Verzeichnis der Bezugszeichen
1 Sinterkörper.
2 leitende Schichten).
3 leitender Körper.
4 Glashülle.
5 Kathodcn/.uleitung.
6 verbreilertes linde der Kathodenzulcitung.
7 Irlindrückung,
8 Anodenanschluß.
9 Anodcnziilcitung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. In ein Glasgehäuse dicht eingebauter Elektrolytkondensator
aus einem Sinterkörper aus Ventilmetall mit einer dielektrischen Oxidschicht, einer
darauf angeordneten Halbleiterschicht und einer leitenden Schicht auf der Halbleiterschicht, dadurch
gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt zwischen der leitenden Schicht (2) und der
>° in das Glasgehäuse (4) eingeschmolzenen Kathodenzuleitung
(5) aus einem Druckkontakt mit einem verformbaren leitenden Körper (3) besteht.
2. Elektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Körper (3) ·5
ein poröser Metallkörper ist.
3. Elektrolytkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Körper (3)
aus einer Zinnlegierung besteht.
4. Elektrolytkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, duß der leitende Körper (3)
aus einer Legierung von Zinn, Cadmium und Blei besteht.
5. Elektrolytkondensator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt der
Legierung dicht über der höchsten im Gehäuse (4) beim Verschließen auftretenden Temperatur liegt.
6. Elektrolytkondensator nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung einen
Schmelzpunkt von etwa 220°C hat.
7. Elektrolytkondensator nach Anspruch 2 bis (\
dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Metallkörper durch Aufspritzen des Metalls auf die oberste
leitende Schicht (2) des Kondensators gebildet ist.
8. Elektrolytkondensator nach Anspruch 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Kathodenzuleiiung
(5) mindestens teilweise in den leitenden Körper (3) eingedrückt ist.
9. Elektrolytkondensator nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Kathoden/uleitung
(5) verbreitert ist.
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