DE2425338B2 - Kondensator - Google Patents
KondensatorInfo
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Classifications
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Description
40
Die Erfindung betrifft einen Kondensator mit einem der Kontaktierung dienenden, aus Kunststoffbinder
und leitfähigem Pigment bestehenden Überzug.
Derartige Kondensatoren sind bekannt. Der Stand der Technik ergibt sich aus den US-PS 29 83 624,
25 185, 29 68 649, 31 32 124 und 30 51 677. Beispielsweise sind Tantalkondensatoren hergestellt worden, in
denen eine mil Kunstharz gebundene Silberüberzugsmasse verwendet wurde, die einen Acrylharzbinder
enthielt. Solche bekannten Kondensatoren besitzen so aufgrund der verwendeten Überzugsmasse eine maximale
(iren/e der Betriebstemperatur für Langzeitbetrieb von etwa 85 ( . Oberhalb dieser Temperatur
arbeiten derartige Kondensatoren nicht in zuverlässiger Weise. 5s
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator mit einem aus Kunststoffbinder und leitlahigem
Pigment bestehenden hochtemperaturbestäniligen
Überzug zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen eingangs genannten f>ü
Kondensator gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Überzug aus 5 bis 20 Gewichtsprozent eines
U)Ii 2(K) bis 370 <
thermisch stabilen Fluorelastomeren KO bis 95 Gewichtsprozent eines leitfähigen Pigments
und 0 bis 10 Gewichtsprozent Füllmittel besteht.
Der erfindungsgemäße Kondensator besitzt den Vorteil,
daß er bei hohen Temperaturen betrieben werden kiinn. beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich
und führt ζ
auszeichnet vom Lot _
tieung des Leiters des Kondensators erforderlich
ist Darüber hinaus besitzt der Überzug einen
5^ vfSS2S ^^iÄ
chaften" von eieSrisch le.tenden Schichten befaßt.
Uni erne derartige Verbesserung der Gle.te.genschaften
zu erzielen, wird nach der Lehre dieser Verofient-Hchung
einem üblichen aus Binder und leitfeh.gen
Partikeln bestehenden Uberzugsmatenal ein in lerne
Sehen zerteiltes Fluorkohlenstoffpolymer zugeseizt
Dieses Fluorkohlenstoffpolymer, be.sp.elswe.se ist Polvtetrafluoräthylen genannt wird somit nicht als
Bi ider' zugesetzt, der die Temperatureigenschaften der
Zusammensetzung im wesentlichen bestimmt, sondern
al feinkörn.ger Zusatz zur Verbesserung der Gleiteigenschaften.
Demgegenüber wird bei dem erfind ngsgemäßen Kondensator das Fluorelastomere .n
dem Überzug gerade als Binder eingesetzt, der ,n entsprechender
Weise die Temperalure.genschatten des Materials beeinflußt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Anode aus Tantal. Vorzugsweise
findet eine gesinterte Tantalpulveranode Verwendung,
die mit einem leitfähigen Überzug, aus kolloidalem G-aphit versehen ist auf dem der Überzug aus dem
thermisch stabilen Fluorelastomercn, dem leufanigen Pigment und dem Füllmittel angeordnet ist.
Vorzugsweise besteht das leitfähige Pigment aus wenigstens
einem feinverleilten Edelmetall oder einer Edelmetallegierung oder aus Silber- und Kupferteilcr
en Es können auch mit Edelmetall überzogene Teilchen Verwendung finden. Bevorzugte Anwendung finden
Silberteilchen. Mengenmäßig sollte das verwendete Pigment in einem Bereich zwischen etwa 80 und
etwa 97 Gew -% des Gesamtfeststoffes des Überzuges vorliegen, vorzugsweise in einem Bereich zwischen
etwa 90 und 95 Gew.-%. Dieser untere Grenzwert wird gefordert um Überzüge zu erhalten, an denen Lot
leicht haftet. Dies hängt in einem gewissen Maß von d'-r Größe und Form der Pigmentteilchen und von dem
ν,-rwendeten Fluorelastomermaterial ab. Wenn der Anteil leitfähiger Teilchen, beispielsweise Silberteilclien,
97 % übersteigt, verliert der Überzug Zusammenhalt und Haftvermögen.
90% des vorzugsweise verwendeten Silberpigmentcs
blitzt eine Teilchengröße, die einer Siebgröße von 140 Maschen je Zentimeter entspricht; die Fülldichte
liegt bei etwa 1 bis 2 Gramm pro cm' (Scott-Volumenmeßgcrät).
Das FluorelastomermaMial dient speziell dazu, dem
Überzug die große thermische Stabilität zu verleihen, d h eine Temperaturbeständigkeit bis etwa 200 bis
370 C Das verwendete Material sollte diese Ilochtemperaturbeständigkeit
aufweisen und gleichzeitig die ligcnschaft besitzen, als wirkungsvolles Bindermate-
rial fur den Überzug dienen. Gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung finden wenigstens zum Teil aus fluorieuen
oder fluorierten und chlorierten ülefinpolymeren bestehende Fluorelastomere Verwendung. Besonders
geeignete Materialien sind Vinyl/Olefin-Fluorelastomerpolymere.
Vinyl-Fluorcarbonelastomercopolymere.
Vinyliden/Fluor-Olefinelastomerpolymere und
Ci-Ci-Olefin/Fluorcarbonelastomerpolymere und
tlüorierte Acrylpolymere. Ein bevorzugtes Material ist VinylidenfluorinVHexafluorpropylen-Copolymerfluorelastomer.
Derartige Fluorelastomere sind im Handel erhältlich. Weitere verwendbare Fluorelastomere
sind in den US-PS 29 68 649, 30 51677 und 31 72 124 beschrieben.
Das in dem Überzug verwendete Fluorelastomermaierial
sollte vorzugsweise in einer Meng., zwischen etwa 5 und etwa 10 Gew.-% vorliegen. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung enthält der Überzua daher 5 "bis 10 Gew.-·1/,, Fluorelastomeres, 90 bis
95 Gew-% leiträhiges Pigment und 0,05 bis 2 Gew-%
Füllmittel.
Das in dem Überzug verwendete Füllmittel liegt in einem Bereich von 0 bis 10 Gew.-% des Überzuges vor.
Vorzugsweise kommen 0,05 bis lOGew.A, Füllmittel
zur Anwendung. Besonders als Füllmittel geeignete Materialien sind feinverteilt Materialien aus der
Gruppe der Kieselerden und Silikate. Vorzugsweise
finden im Handel erhältliches feines weißes SiO:-Pulver
(Teilchengröße 0,015-0.020 μ) und Bentonite Anwendung.
Zur Bildung von Lösungen oder Dispersionen des Überzuges können beispielsweise die nachfolgenden
Lösungsmittel bzw. deren Mischungen Anwendung finden: Methyläthylketon, Aceton, andere Lösungsmittel
vom Ketontyp, Ester, Dimethylformamid sowie verschiedene andere organische Lösungsmittel. Em Rest
des Lösungsmittels verbleibt im Überzug, der aus einer Lösung von 1 bis 80 Gew.-"v, Feststoff hergestellt
wird. Das Lösungsmittel wird anschließend ausgetrieben oder verdampft und dei aufgetragene Überzug
bleibt zurück.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindur gsgemäßen Kondensators dargestellt.
Der Kondensator 200 besitzt eine Anodenzuleitung 202, die elektrisch isoliert durch einen Deckel 204 gefiihri
ist. so daß sie mit dem Inneren des Kondensators 200 in Verbindung steht. Die Anodenzuleitung 202 befindet
sich in elektrischem Kontakt mit ein?- gesinterten Tantalpulveranode 206, die mit einem lcitfanigen
Übemig 208, beispielsweise einem Überzug aus kolloidalem
Graphit, versehen ist. Der Überzug 208 wird \o η einer thermisch beständigen Dispcrsonsüberzugsmasse
216 überdeckt. Das Äußere des Kondensators 200 ist durch das die Kathodenverbindung 218 darstellende
Lm mit dem Überzug 216 verbunden. Die Kathodenverbindung 218 endet durch den becherarligen
unterteil 219 in der Kathoden/uleitung 220. Der thermisch stabile Dispersionsüberzug 216 verleiht
dem Kondensator die vorstehend erwähnten vorteilhaften Eigenschaften.
Die zur Bildung des Überzuges 216 verwendete Lösung enthalt /wischen etwa 5 und etwa 80 dew - des
den i her/ug bildenden festen Stoffes. Vorzugsweise wird der FestsiolVanieil in einem Bereich /wixjien
etwa 45 und 70 Gew.-".· gehalten.
Die beschriebene I berzugs/usammenset/ung wird
während der Herstellung des Kondensators aufge-Kr,,hi
und liefert eine Oberfläche, an der eine el·,·'..
trische Leitung leicht verlötet werden kann.
Das Widerstandsverhalten der Überzugszusammensetzungen, beispielsweise des Überzuges 216, wurde
dadurch ermittelt, daß getrocknete oder ausgehärtete
Überzüge unter gleichmäßigen Bedingungen hergestellt werden, wonach Messungen dts elektrischen
Widerstandes durchgeführt werden konnten. Vorteilhafterweise wurden die Überzüge mit einer Messerauftragvorrichtung
aufgebracht, die auf einer Glasplatte
ίο Schichten vorbestimmler Dicke bildete. Die folgenden
Messungen wurden an einem trockenen Überzug vorgenommen, der 10Minuten bei etwa 150 C aushärttte.
Es wurde gefunden, daß die elektrischen Eigenschaf-
Es wurde gefunden, daß die elektrischen Eigenschaf-
ten der beschriebenen Überzugszusammensetzungen diese für den Gebrauch in Kondensatoren hochgeeignet
machen.
Der elektrische Widerstand der folgenden Beispiele wurv "- mittels einer speziellen Vorrichtung in Ohm gemessen.
Die Widerstandsmessung wurde mit einem geeigneten Präzisionsmilliohmmeierdurchgetühn Dv:-j
Wene geber, die relativen elektrischen Leitfähigkeiten
dieser Materialien wieder.
B e ι s ρ ι e | B e i s ρ i e | B e ι s ρ ι L | Cicw.-l eile | |
Silberpigmem Fluorelastomer Methylethylketon |
90.91 9.09 62.33 |
|||
Silberpigment Fluorelasiomer Methylethylketon |
Silberpulver Fluorelastomer Methyläthylketon |
SdberpuK er I hiorelastomer Methylethylketon |
162,33 | |
Widerstand | 0.19 Ohm bei 0.0254 mm Dicke |
|||
Lötbarkeit | Widersland | Widerstand | Widerstand | gut |
Lötbarkeit | Lötbarkeit | 1 Otb.ti 'kl'lt | I 2 | |
(iew -Teile | ||||
93,35 6,65 66,68 |
||||
166.68 | ||||
0,15 0hm bei 0.0254 mm Dicke |
||||
hervorragend | ||||
I 3 | ||||
Ciew.-l eile | ||||
93.35 6.65 66,68 |
||||
166.68 | ||||
0.3 Ohm bei 0,0254 mm Dicke |
||||
gut | ||||
Ί 4 | ||||
(ieu.-l eile | ||||
')s.ll 5.(1 35.7 |
||||
135.7 | ||||
0.12 Ohm bei 0.0254 mm Dickt |
||||
sehr gut |
B | Beispiel 5 | |
Gew. -Teile | ||
Silborpulver Huorelaslomer Methyläthyl keton |
Silberpulver Iluorelastonier M cthyläthyl keton |
93,35 6,65 23,34 |
123,34 | ||
Widerstand | Widerstand | 0,152 Ohm bei 0,0254 mm Dicke |
Lötbarkeil | L.ötbarkeit | gut |
e i s ρ i e I 6 | ||
(ic».-Teile | ||
90.32 9,68 77,42 |
||
177,42 | ||
0,23 Ohm bü 0.0254 mm Dicke |
||
hervorragend |
Alle obigen Überzugsbeispiele wurden auf eine Glasplatte
mit einem 0.075-mm-Messerblatt aufgebracht und 15 Minuten bei 150 ( ausgehärtet. Alle Ansätze wurden
in geeigneten Kugel- oder Flintsteinmühlen hergestellt. Diese Überzugsmassen wurden in üblicher
W eise an Tantal körpern angebracht und dann auf den Verlustfaktor untersucht. Der Impedanzweri des Materials
aus Beispiel 6. angebracht am Tantalkörper. Ix trug 0.485 (bei Resonanzfrequenz des Tantalkonder
stitors und Raumtemperatur).
15 e i s ρ i c I 7
Hin Tanialkondensator wurde hergestellt, indem zu
nächst auf einen Tantaldraht ein gesinterter Tantal körper aufgebracht wurde, der ein Hndc des Tantal
drahtes umgibt. Der Tantalanschlußdraht wurde dam /ur Weiterverarbeitung mit einer Zuleitung ver
schweißt. Während des Sintervorganges unter oxidic renden Bedingungen bildete sich eine Tantaloxid
schicht, die die Tantaloberflüche des Körpers überzog Nachfolgend wurde eine Mangandioxidschicht au
dem Körper ausgebildet, indem dieser mehrmals ii eine Mangannitratlosung getaucht und zur Ausbilduni
einer Oxidschicht pyrolysiert wurde. Sodann wurde eit (jraphitüberzug durch Eintauchen in eine ze'hnpro
zcntige wäßrige Lösung von kolloidalem Graphit auf gebracht und danach luftgetrocknet. Die spezielle:, ther
misch stabile Überzugsmasse gemäß Beispiel 1 wurdi als nächste Schicht durch ein- oder zweifaches Hin
tauchen in eine gemäß dem obigen Beispiel zusammen gesetzte Überzugsdispersion aufgebracht und sodanr
lultgetrocknet. Darauf wurde durch Hintauchen in eil
geschmolzenes Lotbad ein Lotüberzug aufgebracht Zum Schluß wurde der Kondensator in ein Gehüusi
eingebaut, wie aus der Figur ersichtlich, oder der Kon densator wurde in eine EpoxydverguBmasse einge
taucht, nachdem ein Zul'ührungsdraht mit dem Lo verbunden worden war.
Blatt Zeichnuncen
Claims (7)
1. Kondensator mit einem der Kontaktierung dienenden, aus Kunststoffbinder und leitfähigem
Pigment bestehenden Überzug, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus 5 bis 20 Gewichtsprozent
eines von 200 bis 370 C thermisch stabilen Fluorelastomeren, 80 bis 95 Gewichtsprozent
eines leitfähigen Pigments und 0 bis 10 Prozent Füllmittel besteht
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Anode aus Tantal besteht
3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Pigment aus
wenigstens einem fein verteilten Edelmetall oder einer Edelmetallegierung oder aus Silber- und Kupferteilchen
besteht
4. Kondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorelastomere
wenigstens zum Teil aus fluorierten oder fluorierten und chlorierten Olefinpolymeren besteht.
5. Kondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel
wenigstens zum Teil aus fein verteilten Kieselerden oder Silikaten besteht.
6. Kondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmittel
in einem Anteil von 0,05 bis 10 Gewichtsprozent vorliegt.
7. Kondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Überzug
5 bis 10 Gewichtsprozent Fluorelastomeres, 90 bis 95 Gewichtsprozent leitfähiges Pigment und
0,05 bis 2 Gewichtsprozent Füllmittel enthält.
Herstellung des Kondensators aufgebracht
Applications Claiming Priority (2)
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DE2425338C3 DE2425338C3 (de) | 1978-01-19 |
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GB1469311A (en) | 1977-04-06 |
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