DE2547734C3

DE2547734C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Nachformieren von Trocken-Elektrolytkondensatoren

Info

Publication number: DE2547734C3
Application number: DE2547734A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl.- Ing. 7920 Heidenheim Hilbert; Hans Dipl.-Ing. 7928 Giengen Wolscheck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1975-10-24
Publication date: 1978-12-07
Also published as: US4067786A; DE2547734B2; FR2329061B3; GB1507590A; FR2329061A1; DE2547734A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachformieren von Trocken-Elektrolytkondensatoren, die aus einer Sinteranode bestehen, die mit einer dielektrischen w wirksamen Oxidschicht bedeckt ist, die als Gegenelektrode einen halbleitenden Elektrolyten und eine darauf befindliche Kontaktierung besitzen, wobei die Kondensatorkörper mit der Anodenzuleitung equidistant an Haltebleche ankontaktiert sind, sowie eine Nachformiervorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der FR-OS 22 30 059 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formieren von Tantal-Elektrolytkondensatoren in einer elektrolytischen Zelle bekannt, bei welcher die Kondensatorekörper mit der Anodenzulei- so tung äquidistant an Haltebleche ankontaktiert sind.

Die Sinteranode von Trocken-Elektrolytkondensatoren besteht aus einem Ventilmetall, wobei hauptsächlich Tantal verwendet wird. Es gibt jedoch auch andere Ventilmetalle, die in Trocken-Elektrolytkondensatoren als Sinteranode eingesetzt werden, wie z. B. Zirkon oder Niob. Als halbleitenden Elektrolyt verwendet man im allgemeinen eine Mangandioxidschicht, die durch Tauchen der Sinterkörper in ein Mangannitratbad sowie durch anschließende Pyrolyse dieser Schicht ω aufgebracht wird. Dieser Vorgang wird im allgemeinen einige Male wiederholt. Als Elektrolyt kann man auch andere halbleitende Metalloxide wie z. B. Bleidioxid verwenden. Als Dielektrikum dient in Trocken-Elektrolytkondensatoren eine dünne Oxidschicht des Ventilme- ¹^ tails, die in einem Formiervorgang auf dem Ventilmetall erzeugt wird. Zum Formieren verwendet man Formierelektrolyte, wobei eine Spannung an die Sinterkörper gelegt wird, so daß eine anodische Oxidation des Ventilmetalls erfolgt

Bei der Aufbringung des halbleitenden Elektrolyts sowie der kathodischen Kontaktschicht (im allgemeinen einer Graphitschicht mit darauf befindlicher Leitlacksilberschicht) kann die als Dielektrikum wirksame Oxidschicht an einzelnen Stellen wieder zerstört werden. Zur Erreichung stabiler elektrischer Werte der Trocken-Elektrolytkondensatoren werden diese deshalb in der Endphase ihrer Herstellung nachformiert, wozu sie über einen längeren Zeitraum (etwa 1 Tag) bei erhöhter Temperatur (85 bis 125° C) über einen individuellen Vorwiderstand an Spannung gelegt werden. Diese Nachformiermethode ist jedoch sehr aufwendig, da für jeden einzelnen Kondensator ein Vorwiderstand erforderlich ist Weiterhin unterliegen die Kontaktelemente durch die für die Formierung und Alterung erforderlichen Temperaturen von 85 bis 125° C einer hohen Beanspruchung und müssen, um einwandfreie Kontaktierung zu gewährleisten, in kurzen Zeitabständen mit hohem Kostenaufwand gewartet bzw. ausgewechselt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Nachformierverfahren für Trocken-Elektrolytkondensatoren anzugeben, bei welchem die vorstehend aufgezeigten Schwierigkeiten umgangen werden, insbesondere soll eine einfachere, zuverlässigere und billigere Kontaktierungsmethode angegeben werden, wodurch eine rationellere Herstellung von Trocken-Elektrolytkondensatoren gewährleistet ist Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Nachformiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Nachformieren von Trocken-Elektrolytkondensatoren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere solcher derart bestückter Haltebleche in einen Formierrahmen eingehängt werden, daß eine als Kathode geschaltete Metallplatte mit einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffes mit den kathodischen Kontaktierungtn der Trocken-Elektrolytkondensatoren in elektrischen Kontakt durch Aufsetzen des Formierrahmens gebracht wird und daran anschließend die Nachformierung der Kondensatoren durchgeführt wird.

Die Nachformiervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer als Kathode geschalteten Metallplatte und einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffs besteht.

Vorzugsweise besteht die Metallplatte aus einem versilberten Kupferblech und die Kunststoffschicht ist 5 bis 10 mm dick.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß die Nachformierung und Alterung von Trocken-Elektrolytkondensatoren in dem für die Vorformierung (Erzeugung der als Dielektrikum dienenden Oxidschicht auf dem Ventilmetall) verwendeten Formierrahmen durchgeführt werden kann. Weiterhin läßt sich durch geeignete Wahl der spezifischen Leitfähigkeit des Kunststoffes jeder gewünschte Vorwiderstand einstellen. Da es Kunststoffe gibt, die bis zu hohen Temperaturen hin beständig sind, brauchen diese im Gegensatz zu metallischen Kontaktelementen nur selten ausgewechselt zu werden, wobei das Auswechseln des Kunststoffes in einfacher Weise durchgeführt werden kann, da er nur auf der Metallplatte aufliegt.

Weiterhin ergibt sich durch die Integration der Vorwiderstände in das Kontaktmaterial eine bessere Raumnutzung der Nachformierschränke. Mit der

erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich etwa dreimal so viele Kondensatoren in einem Schrank unterbringen. Durch die Wahl eines elastischen Kontaktmaterials ergibt sich eine sehr schonende Kontaktierung der Trocken-EIektroly'Jcondensatoren, so daß mechanische Beanspruchungen des Kondensators praktisch nicht auftreten.

Weiterhin ist anzumerken, daß durch das Verbleiben der Kondensatoren auf dem Vorformierrahmen eine Falschpolung bei der Nachformierung absolut ausgeschlossen ist, wobei die Kontaktierung bei der Nachformierung vollständig gewährleistet ist und nicht, wie bei der Vorschaltung einzelner Widerstände, bei einzelnen Kondensatoren unterbrochen sein kann. Verwechslungen und Durchmischungen einzelner Fertigungslose während des Herstellungsvorgangs können nicht mehr auftreten, da die Kondensatoren vom Beginn bis zum Ende ihrer Herstellung im gleichen Fertigungsrahmen verbleiben. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Njchformiervorrichtung lassen sich PersonaJaufwand und Investitionen für die Nachformierung erheblich verringern. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut für eine Fließbandfertigung.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 2 einen Schnitt von F i g. 1.

Fig. 1 zeigt eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Nachformiervorrichtung, die aus einer versilberten Kupferplatte 1 und einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffes 2 besteht. Das Material der Schicht 2 muß dabei so gewählt sein, daß es die bei der Nachformierung und Alterung erforderli- r> chen Temperaturen verträgt, d. h., es muß bis mindestens 125°C beständig sein. Weiterhin muß dieses Material auch elastisch sein, damit die nachzuformierenden Kondensatoren mechanisch nicht beansprucht werden. Beispielsweise seien Silikon- bzw. Polyestermaterialien genannt, denen zur Erzeugung der Leitfähigkeit bestimmte Stoffe wie z. B. Graphit zugemengt sind. Die Trocken-Elektrolytkondensatoren 3 sind mit ihren Anodenzuleitungen 4 an Halteblechen 5 äquidistant (bezogen auf die Stirnseite) angeschweißt Die Kondensatoren 3 sind bis auf ihre Umhüllung fertige siiiteranode und einem Elektrolyten aus Mangandioxid. Trocken-EIektrolytkondensatoren mit einer Tanlal-AIs kathodische Zuleitung dient eine auf der Mangandioxidschicht befindliche Graphitschicht mit einem Überzug einer Silberleitlackschicht. Die Haltebleche 5 werden in die in der Figur nicht dargestellten metallischen Formierrahmen eingehängt Vorzugsweise ist die Nachformiervorrichtung so ausgelegt, daß etwa 40 Haltebleche 5 mit jeweils 60 Kondensatoren gleichzeitig nachformiert werden können. Der erforderliche Kontaktdruck ergibt sich beim erfindungsgemäßen Verfahren aus dem durch das Eigengewicht vom Kondensatorkörper 3, Halteblechen 5 und Formierrahmen hervorgerufenen Auflagedruck. Dadurch stellt sich über die Schicht des leitfähigen elastischen Kunststoffes 2, je nach Wahl des spezifischen Widerstandes und der Dicke der leitfähigen Kunststoffschicht 2, der erforderliche Vorwiderstand für jeden einzelnen Kondensator automatisch ein. Die Kunststoffschicht 2 besitzt vorzugsweise eine Dicke von 5 bis 10 mm.

Zum Nachformieren wird die Nachformiervorrichtung mit den darauf befindlichen Kondensatoren in den Nachformierofen eingeschoben, wo sie bei erhöhter Temperatur über einen längeren Zeitraum verbleibt. Dabei werden die Haltebleche 5 als Anode und die Metallplatte 1 als Kathode geschaltet. Spannung und Temperatur richten sich dabei nach den Nenndaten der Kondensatoren 3.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Halteblech 5, an welchem der Kondensatorkörper 3 mittels seiner Anodenzuleitung 4 ankontaktiert ist. Der Kondensator befindet sich auf der leitfähigen elastischen Kunststoffschicht 2, die auf der als Kathodenanschluß dienenden Metallplatte 1 aufliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Nachformieren von Trocken-Elektrolytkondensatoren, die aus einer Sinteranode bestehen, die mit einer dielektrisch wirksamen Oxidschicht bedeckt ist, die als Gegenelektrode einen halbleitenden Elektrolyten und eine darauf befindliche Kontaktierung besitzen, wobei die Kondensatorkörper mit der Anodenzuleitung äquidistant an Haltebleche ankontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere solcher derart bestückter Haltebleche (5) in einen Formierrahmen eingehängt werden, daß eine als Kathode geschaltete Metallplatte (1) mit einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffes (2) mit den kathodischen Kontaktierungen der Trocken-Elektrolytkondensatfcren (3) in elektrischen Kontakt durch Aufsetzen des Formierrahmens gebracht wird und daran anschließend die Nachformierung der Kondensatoren durchgeführt wird.

2. Nachformiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer als Kathode geschalteten Metallplatte (1) und einer darauf befindlichen Schicht eines leitfähigen elastischen Kunststoffes (2) besteht.

3. Nachformiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (1) aus einem versilberten Kupferblech besteht

4. Nachformiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht (2) 5 bis 10 mm dick in.