DE2809423A1

DE2809423A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrischen kondensators

Info

Publication number: DE2809423A1
Application number: DE19782809423
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Phys Fauser; Hermann Kuehner; Norbert Scheidacker
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Electronic GmbH
Priority date: 1978-03-04
Filing date: 1978-03-04
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE2809423C2

Description

Verfahren zur Herstellung eines
elektrischen Kondensators Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators mit einer Anode aus Ventilmetall, die mit einer Anodenzuleitung versehen ist, einer auf der Anode befindlichen Halbleiterschicht und einem diese bedeckenden Überzug aus gut leitendem Material, an dem eine weitere elektrische Zuleitung angebracht ist, wobei ein Anodenanschlußdraht dicht neben dem Anodenkörper etwa waagrecht abgebogen ist und sich mit der Anodenzuleitung überkreuzt und an der Überkreuzungsstelle mit der aus dem Anodenkörper herausragenden Anodenzuleitung verbunden wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-AS 1 302 299 bekannt.
Dort und bei dem aus der DE-OS 2 728 057 bekannten Verfahren wird die Verbindung zwischen der Anodenzuleitung und dem lötfähigen Anodenanschlußdraht durch einen Schweißvorgang durchgeführt.
Ein Festelektrolytkondensator, bei dem sowohl an die Anodenzuleitung als auch an eine Kathodenzuleitung je ein lötfähiger Anschlußdaht im rechten Winkel angeschweißt wird, ist aus der DE-AS 1 113 517 bekannt.
Aus der DE-AS 2 404 759 ist ein Verfahren zur Herstellung von Festelektrolytkondensatoren bekannt, bei dem die Anodenkörper mit ihrer Anodenzuleitung auf einem metallischen Trägerband befestigt und die Anodenanschlußdrähte an den Anodenzuleitungen angeschweißt werden.
Ein Verfahren zur Herstellung von Festelektrolytkondensatoren mit Ventilmetall-Sinteranode bei dem ebenfalls ein lötfähiger Anodenanschlußdraht rechtwinkelig an einer Anodenzuleitung angeschweißt wird, ist aus der DE-OS 1 589 794 bekannt.
Bei allen diesen bekannten Verfahren geschieht die Schweißverbindung zwischen der Anodenzuleitung und dem lötfähigen Anodenanschlußdraht mittels einer Schweißvorrichtung, durch welche der Anodenkörper während des Schweißvorganges mechanisch belastet wird. Außerdem ist die mechanische Festigkeit der Schweißstelle in der Massenproduktion oft mangelhaft, da die auf der Anodenzuleitung befindliche Oxidschicht die Verschweißung hemmt Weiterhin kann es durch die um mehr als 1000 K auseinanderliegenden Schmelzpunkte der zu verschweißenden Teile mehr zu einer Verklebung als zu einer Verschweißung kommen. Der für eine qualitativ bessere Schweißung notwendige höhere Stromimpuls wird durch die Gefahr des Ankleben der zu verschweißenden Teile an der Schweißvorrichtung eingeschränkt.
Da nach erfolgter Schweißung bei den bekannten Verfahren die überschüssige Anodenzuleitung durch ein geeignetes Stanz- oder Scherwerkzeug mechanisch abgetrennt werden muß, ist hiermit nicht nur eine mechanische Beanspruchung des Ventilmetallkörpers sondern auch der Schweißstelle gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren anzugeben, mit dem die mechanische und elektrische Verbindung zwischen einer Anodenzuleitung und einem lötfähigem Anodenanschlußdraht sicher gewährleistet wird und bei dem beim Schweißvorgang und beim Abtrennen der überschüssigen Anodenzuleitung nach dem Schweißvorgang keine mechanische Beanspruchung der Schweißstelle und des Anodenkörpers auftritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindung des lötbaren Anodenanschlußdrahtes mit der Anodenzuleitung und das Abtrennen der überschüssigen Anodenzuleitung nach dem Schweißvorgang mittels eines Laserstrahlimpulses geschieht.
Bevorzugte Verfahrensschritte sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß die Zuleitung aus dem Material des Anodenkörpers berührungslos mit dem Anodenanschlußdraht umschmolzen wird und daß auch die Abtrennung der überschüssigen Anodenzuleitung hinter der Verbindungsstelle zwischen Anodenzuleitung und Anodenanschlußdraht berührungslos geschieht, wodurch mechanische Belastungen sowohl der Verbindungsstelle als auch des Anodenkörpers vermieden werden.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit, vorgefertigte Anschlußelemente unter genauester Erhaltung der Anschlußkonfiguration während und nach der Verbindung zwischen Anodenzuleitung und Anodenanschlußdraht zu verwenden. Ein erheblicher Vorteil liegt in der Verwendung einer einzigen Laservorrichtung für den Schweiß- und für den Abtrennungsvorgang.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 a einen an einem Transportstreifen befestigten Ventilmetallkörper mit angelegtem Anodenanschlußdraht, Fig. 1 b einen an der Anodenzuleitung befestigten Anodenanschlußdraht, Fig. 1 c einen Ventilmetallkörper mit seinem lötbaren Anodenanschlußdraht, Fig. 2 a einen an einem Transportstreifen befestigten Ventilmetallkörper mit angelegtem h-förmigen Anschlußelement, Fig. 2 b einen von der Kathode des Ventilmetallkörpers unterbrochenen und an der Anodenzuleitung befestigen Anodenanschluß und Fig. 2 c einen Ventilmetallkörper mit einem lötbaren Kathode und Anodenanschluß.
Die Figuren 1 a, 1 b und 1 c zeigen den Verfahrensablauf zur Herstellung einer mechanisch und elektrisch sicheren Befestigung des Anodenanschlußdrahtes (3) an der aus dem Ventilmetallkörper (1) herausragenden Anodenzuleitung (2). Der lötbare Anodenanschlußdraht (3) wird mit seinem abgewinkelten Ende (8) zur am Transportstreifen (6) befestigten Anodenzuleitung (2) parallel angelegt, und ein Laserstrahlimpuls derart auf das Ende (8) des Anodenanschlußdrahtes (3) gerichtet, daß der Abstand (x) zwischen dem Kreuzungspunkt (4), zwischen der Anodenzuleitung (2) und dem Anodenanschlußdraht (3) und dem Zielpunkt (5) des Laserstrahlimpulses dem einfachen bis doppelten Durchmesser der Anodenzuleitung (2) entspricht. Dabei schmilzt der Anodenanschlußdraht (3) am Ort des Zielpunktes und in seiner Nachbarschaft und bildet infolge der Oberflächenspannung des geschmolzenen Materials des Anodenanschlußdrahtes (3) um die Anodenzuleitung (2) herum eine Schmelzperle (9).
Nach dem Erstarren der Schmelzperle (9) wird die Anodenzuleitung (2) an der dem Ventilmetallkörper (1) gegenüberliegenden Seite in unmittelbarer Nähe der Schmelzperle (9) an der Stelle 7 durchtrennt.
Dieses Durchtrennen geschieht in vorteilhafter Weise mit dem gleichen Laser. Der Abstand (x) soll dabei in Abhängigkeit von der Laserleistung so klein gewählt werden, daß noch ein Umschmelzen der Anodenzuleitung (2) erfolgt. Da andererseits die Verbindung zwischen der Anodenzuleitung (2) und dem Anodenanschlußdraht umso besser ist, je mehr die Anodenzuleitung umschmolzen ist, d. h. je größer der Abstand (x) gewählt wird, liegt das Optimum für (x) bei d < x < 2d wobei d den Durchmesser der Anodenzuleitung (2) darstellt. Dabei kann der Anodenanschlußdraht (3) auch über den Zielpunkt (5) hinausragen. Die Bildung der Schmelzperle (9) wird dann nicht behindert, wenn die Energie des Laserstrahlimpulses ausreicht, den Anodenanschlußdraht (3) zu schmelzen und überschüssiges Drahtmaterial gleichzeitig abzutrennen.
Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen eine weitere Ausbildung der Erfindung, bei der der Anoden- und der Kathodenanschluß ursprünglich durch ein gemeinsames Anschlußelement (3) gegeben ist. Dort ist ein Ventilmetallkörper (1) über die Anodenzuleitung (2) auf einem Transportstreifen (6) befestigt. An den Ventilmetallkörper (1) wird ein Anschlußelement (3) angelegt, das h-förmig ausgebildet ist, mit seinem Verlängerungsteil (10) am Ventilmetallkörper (1) z. B. durch Weichlötung befestigt wird und mit seinem Querbalken (11) an der Stelle 4 die Anodenzuleitung (2) überkreuzt. Ein Laserstrahlimpuls wird derart auf den Querbalken (11) des Anschlußelementes (3) gerichtet, daß der Abstand (x) zwischen dem Zielpunkt (5) des Laserstrahlimpulses und dem Kreuzungspunkt (4) zwischen dem einfachen und dem doppelten Durchmesser der Anodenzuleitung (2) beträgt. Dabei schmilzt der Anodenanschlußdraht und bildet infolge seiner Oberflächenspannung eine Schmelzperle (9) um die Anodenzuleitung bei gleichzeitiger Unterbrechnung des Querbalkens (11) zum Kathodenanschluß(10). Nach dem Erstarren der Schmelzperle (9) wird die Anodenzuleitung (2) am Ort(7)durchtrennt, so daß ein Festelektrolytkondensator mit zwei lötfähigen Anschlüssen (10) und (3) gegeben ist, der in einem weiteren Arbeitsgang z. B. tauchumhüllt werden kann. Aufgrund der ursprünglichen starren Verbindung zwischen Kathode und Anode ergibt sich hierbei eine stets gleichförmige Konfiguration der Anschlüsse. Da diese starre Verbindung erst unmittelbar mit der Verbindung der Anodenzuleitung (2) und dem Anodenanschluß (3) gelöst wird, ist während dieses Arbeitsganges eine Veränderung der Konfiguration der Anschlüsse nicht möglich, so daß ein eingestelltes Rastermaß zwischen den Anschlüssen (3) und (10) sehr einfach und leicht auch in der Massenfabrikation eingehalten werden kann.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators mit einer Anode aus Ventilmetall, die mit einer Anodenzuleitung versehen ist, einer auf der Anode befindlichen Halbleiterschicht und einem diese bedeckenden Überzug aus gut leitendem Material, an dem eine weitere elektrische Zuleitung angebracht ist, wobei ein Anodenanschlußdraht dicht neben dem Anodenkörper etwa waagrecht abgebogen ist und sich mit der Anodenzuleitung überkreuzt, und an der Überkreuzungsstelle mit der aus dem Anodenkörper herausragenden Anodenzuleitung verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des lötbaren Anodenanschlußdrahtes (3) mit der Anodenzuleitung (2) und das Abtrennen der überschüssigen Anodenzuleitung (2) nach dem Verbindungsvorgang mittels eines Laserstrahlimpulses geschieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahlimpuls in einem Abstand (x) vom Kreuzungspunkt (4) auf das Ende (8) des Anodenanschlußdrahtes (3) gerichtet wird, daß der Anschlußdraht (3) dort schmilzt und eine Schmelzperle (9) bildet, die infolge ihrer Oberflächenspannung die Anodenzuleitung (2) umschmilzt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (x) zwischen dem Kreuzungspunkt (4) und dem Zielpunkt (5) des Laserstrahlimpulses das ein- bis zweifache des Durchmessers der Anodenzuleitung (2) beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Umschmelzen des Anodenanschlußdrahtes (3) um die Anodenzuleitung (2) ein Laserstrahlimpuls gleicher Energie auf die Anodenzuleitung (2) gerichtet und diese dicht unter dem Kreuzungspunkt (4) auf der dem Ventilmetallkondensatoroper (1) gegenüberliegenden Seite (7) abgetrennt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl Ventilmetallkondensatorkörper (1) mit ihrer Anodenzuleitung (2) hintereinander auf einem Transportstreifen (6) befestigt sind, zu jeder Anodenzuleitung (2) ein lötbarer parelleler Anodenanschlußdraht (3) angeordnet wird, der an seinem vorderen Ende abgewinkelt ist und die Anodenzuleitung (2) überkreuzt, und nach dem Umschmelzen der Anodenzuleitung (2)'mit dem Ende (8) des Anodenanschlußdrahtes (3) die Anodenzuleitung (2) dicht unterhalb des Kreuzungspunktes (4) auf der dem Ventilmetallkondensatorkörper (1) gegenüberliegenden Seite abgetrennt (7) wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl Ventilmetallkondensatorkörper (1) mit ihrer Anodenzuleitung (2) hintereinander auf einem Transportstreifen (6) befestigt sind, zu jeder Anodenzuleitung (2) ein zweibeiniges, h-förmiges Anschlußelement (3) angeordnet wird, wobei der Verlängerungsteil (10) den Kathodenanschluß bildet und der Querbalken (11) die Anodenzuleitung (2) überkreuzt, und nach dem Umschmelzen der Anodenzuleitung (2) mit einem Teil des Materials des Querbalkens (11) die Anodenzuleitung (2) unterhalb des Kreuzungspunktes (4) abgetrennt (7) wird.