DE2728057C2

DE2728057C2 - Festelektrolytkondensator mit einem porösen Anodenkörper aus Ventilmetall

Info

Publication number: DE2728057C2
Application number: DE2728057A
Authority: DE
Inventors: John Greenville S.C. Piper
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1976-06-28
Filing date: 1977-06-22
Publication date: 1982-12-02
Also published as: NL7707105A; FR2357047A1; NL177055C; JPS5857898B2; FR2357047B1; NL177055B; JPS5325860A; US4097916A; CA1088163A; GB1555584A; DE2728057A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Festelektrolytkondensator nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Ein derartiger Festelektrolytkondensator ist aus der DE-OS 24 37 206 bekannt.

Solche Kondensatoren werden in der Elektronikindustrie wegen ihrer hohen Kapazität pro Volumeneinheit und wegen ihrer Festkörperbeschaffenheit häufig verwendet. S^;e sind besonders nützlich in der Computerindustrie.

Aus dem OE-GM 72 15 592 ist ein Wickelkondensator mit drei Anschlüssen bekannt, bei dem die Anschlüsse symmetrisch und parallel zueinander in einer Ebene in der Weise angeordnet sind, daß die beiden äußeren Anschlüsse mit ein und derselben Kondensatorelektrode verbunden sind. Diser Kondensator dient für Störschutzzwecke. Die Vermeidung von Fehlpolungen ist in dieser Entgegenhaltung nicht angesprochen, zumal es sich hierbei offenbar um einen unpolaren Wickelkondensator handelt.

Aus der DE-PS 11 13 518 ist ein Flüssigelektrolytkondensator bekannt, bei dem bereits das Problem einer Fehlpolung erkannt ist und der zwecks Vermeidung einer Fehlpolung unterschiedlich ausgebildete Anschlüsse für die Anode und die Kathode aufweist. Diese unterschiedliche Ausbildung der Anschlüsse macht eine entsprechende Ausbildung der Schaltplattenöffnungen erforderlich. Des weiteren muß beim Einbau dieser Kondensatoren in die Schaltplatte eine bestimmte räumliche Ausrichtung der Kondensatoren eingehalten werden, da die Kondensatoren gegenüber einer Vertauschung der Anschlüsse durch eine Drehung um 18O⁰C nicht invariant sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Festelektrolytkondensator der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter den Testbedingungen auf dem Gebiet der Computertechnik nicht durch eine Fehlpolung infolge einer Drehung um 180° C zerstörbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.

Weiterbildungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, welche die Figuren IA bis 8 umfaßt. Es zeigt Fig. IA eine Teilansicht eines bekannten Tantalkondensators mit festem Elektrolyten,

F i g. 1B die Seitenansicht eines festen Tantalkondensators mit den beanspruchten Merkmalen,

Fig. IC eine perspektivische Ansicht des in Fig, IB dargestellten Kondensators und einen Teil des Schaltbrettes, das den Kondensator aunimmt,

Fig.2 und 3 weitere Ausführungsformen des Kondensators mit den beanspruchten Merkmalen. Ferner zeigen die

F i g. 4,5 und 6 den eingehüllten Kondensator,

Fig.7A, 7B und 7C unterschiedliche Stadien des Zusammenbaus des Kondensators,

F i g, 8 eine Ausführungsform mit einer gegenüber der Darstellung in der Fig. IB vertauschten Polung der Endabschnitte.

Wichtige Merkmale des Kondensators sind ein erstes Paar von relativ eng beabstandeten und benachbarten Endanschlüssen und ein zweites Paar von Endanschlüssen, die weiter voneinander beabstandet sind als das erste Paar von Endanschlüssen, wobei alle Endanschlüsse Endteile aufweisen, die von dem Anodenkörper entfernt sind und die Endteile jedes Paares im wesentlichen symmetrisch um eine Achse zwischen dem ersten Paar von Endanschlüssen angeordnet sind; die Achse und die Endteile beider Paare von Endanschlüssen sind parallel und liegen in derselben Ebene, wobei ein Paar der Endanschlüsse mit der Gegenelektrodenbeschichtung des Anodenkörpers verbunden ist und das andere Paar der Endanschlüsse mit den Anodenanschlußdrähten oder mit anderen Kontaktvorrichtungen für den Ventilmetall-Körper verbunden ist.

F i g. 1A zeigt eine Teilansicht einer bekannten festen porösen Tantalanode 10, die aus Tantal oder einem anderen bekannten Ventilmetall gebildet ist, wobei der gesinterte Tantalkörper bei 12 angedeutet ist, das dielektrische Oxid, z. B. Tantaloxid, bei 14 und ein Anodenanschlußdraht, z. B. aus Tantal, bei 16, um den elektrischen Kontakt mit dem Anodenkörper herzustellen. Eine Mangandioxid-Elektrolytschicht ist mit 18 bezeichnet. Feste Ventilmetall-/?-noden des in Fig. IA dargestellten Typs sind mit bekannten elektrisch leitenden Gegenelektrodenbeschichtungen versehen, z. B. aus Kohlenstoff, Kupfer oder Silber und Lötmetall, die in den Fig. IB und IC mit 21 bezeichnet sind.

Nach den Fig. IB und IC ist ein Paar von Anodenanschlüssen 24 mit dem Anodenanschlußdraht 16 aus Tantal verbunden, z. B. durch Schweißung, die bei 31 angedeutet ist; das Paar von Anodenanschlüssen 24 besteht aus relativ eng beabstandeten benachbarten Leitern 25, 26 und hat die Endabschnitte 28, 29. Die Endabschnitte 28, 29 des Anodenanschlußpaares 24 bilden die Anodenanschlüsse des Kondensators. Sie werden in ein Schaltbrett 35 eingeführt, wie in Fig. IC schematisch dargestellt ist; die endgültige Verbindung in einem elektrischen Kreis hat die in Fig. IC angedeuteten Polaritäten.

Ein zusätzliches Paar von Kathodenanschlüssen 40, das aus den Leitern 42, 43 gebildet wird und die Endabschnitte 45,47 aufweist, wird mit der Gegenelektrodenbeschichtung 21 verbunden, z. B. durch Löten. Die Endabschnitte 45, 47 des Kathodenanschlußpaares 40 bilden die Kathodenanschlüsse des Kondensators. Sie werden in das Schaltbrett 35 eingefügt, wie es in Fig. IC dargestellt ist; für die endgültige Verbindung in einem elektrischen Kreis bestehen die in Fig. IC angedeuteten Polaritäten. Nach den Fig. IB und IC sind die Endabschnitie 45, 47, 28, 29 im wesentlichen zueinander und zur Achse 50 parallel. Die Endabschnitte

45,47,28,29 liegen im wesentlichen in derselben Ebene und sind im wesentlichen symmetrisch zur Achse 50. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kondensator mit einem isolierenden Material 55 umhüllt (siehe Fig. IB und IC), z.B. durch ein EpoxidhatA das in bekannter Weise aufgetragen wird, um den Kondensatorkörper zu versiegeln. Der Kondensator wird bei Einführung in die Schaltbretter mit falscher Polung nicht zerstört und erlaubt die bequeme Verwendung von großflächigen, mit flachen Seiten versehenen plattenförmiger? Anoden der in den Fig. IB und IC dargesteiiien Art. uurch eine derartige Anordung der Endabschrtitte der Anschlüsse werden die Serieninduktivität und der effektive Serienwiderstand des Kondensators reduziert.

Selbstverständlich kann jedes der Endabschnittpaare 45, 47 und 28, 29 aus einem einzigen Metallstück hergestellt werden, z. B. aus einem Draht, der U-förmig gebogen ist, oder aus zwei Metallstücken, von denen jedes für sich mit dem Kondensatorkörper verbunden ist. Es ist jedoch notwendig, daß es eine durchgehende elektrische Verbindung bei jedem Zuführungspaar in dem fertiggestellten Gerät gibt.

Aus F i g. 2 ist zu entnehmen, daß die dort dargestellte Vorrichtung der in Fig. 1 dargestellten ähnlich ist, mit der Ausnahme allerdings, daß der Tantalanodenkörper 10 mit einer Mehrzahl von Anodenanschlußdrähten 16' und 16" versehen ist, die bequem an dem Anodenanschlußpaar 24 befestigt werden können und die die Serieninduktivität des Kondensators verringern.

In Fig.3 enthält der Anodenkörper 10' eine Mehrzahl von ein?einen Anodenk^rpern !0, die beabstandet voneinander .inT?o.dnet ;;i[id und. ?, B. durch Lötmetall, imiteinjiiiUi;· ,urbuüde?! müu, v«ie dci 44 angedeutet ist.

DU- Γ Ig. 4 bis f> zeigen eingehüllte Kondensatoren mit verschieden geformten Endzuführungsteilen; in der Fig.4 sind Anschlußdrähte dargestellt, wohingegtn ;n den Fig.5 und 6 flache Endanschlußteile dargestellt sind, wie sie bei Verwendung eines vorgestanzten »Zuführungsrahmens« erhalten werden. Die Endteile gemäß F i g. 6 we«sen Siützschultern 90 suf.

Die Fig.7A und 7B zeigen solche vorgestanzte Zuführungsrahmen und ihre Verwendung bei der Herstellung des Kondensators. F i g. 7A zeigt bei 60 einen Teil des Metallstreifens, der durchstanzt worden ist, um die dargestellte Konfiguration herzustellen, die mit dem plattenförmigen Kondensatorkörper 10, z. B. durch Verlöten, verbunden wird, wie es Ίη F i g. 7B und 7C bei 31 und 32 dargestellt ist. Nachdem der Rahmen entlang der Linie 80, wie in Fig.7B angedeutet, durchgeschitten worden ist, kann de¹" Kondensator eingehüllt werden, um eine Vorrichtung z-j erhalten, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist

Fig.8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Anodenendabschnitte 28 und 29 weiter voneinander entfernt sind als die Kathodenendabschnitte 45 und 47. Die Polung an den Endabschnitten unterscheidet sich mithin von der in Fig. IB, aber es liegt dieselbe Symmetrie bezüglich einer Achse 50 vor. Die Reihenfolge der Polung lautet hierbei: erste Polling, zweite Polung, zweite Polung, erste Polung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansruch:

Festelektrolytkondensator mit einem porösen Anodenkörper aus Ventilmetall mit einem auf dem Anodenkörper gebildeten dielektrischen Oxidfilm, ferner mit einer auf dem Oxidfilm ausgebildeten Halbleiter-Gegenelektrode und mit Anoden- und Kathodenanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß er je zwei Anoden- und Kathodenanschlüsse (24 bzw. 40) enthält, daß die Endabschnitte (28, 29 bzw. 45, 47) der beiden Anoden- und der beiden Kathodenanschlüsse parallel zueinander in einer Ebene angeordnet sind, daß die Endabschnitte sowohl der beiden Anoden- als auch der beiden Kathodenanschlüsse jeweils symmetrisch zu einer gemeinsamen Achse (50) angeordnet sind und daß die Endabschnitte (28, 29) der beiden Anodenanschlüsse (24) einen anderen Abstand voneinander aufweisen als die Endabschnitte (45, 47) der beiden Kathodenanschlüsse (40).