DE3006285A1

DE3006285A1 - Tantalkondensator und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3006285A1
Application number: DE19803006285
Authority: DE
Inventors: Hans Schmidt
Original assignee: Componentes Electronicos SAC SA
Current assignee: Componentes Electronicos SAC SA
Priority date: 1979-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1980-08-28
Also published as: FR2449958A1; ES488707A1; FR2449958B1; US4364163A

Description

Patentanwälte

Dipl -Ing Dipl -Chern D'Pl -'"9-

E.Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

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8 München 60

20. Februar 1980

COMPONENTES ELECTRONICOS, S.A.
San Juan Despi
Barcelona / Spanien

Unser Zeichen: 0 3267

Tantalkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen der Anoden- und Kathodenanschlußdrähte an einem Festelektrolyt-Kondensator sowie einen Tantalkondensator, der durch dieses Verfahren geschaffen wird.

Tantalkondensatoren sind in der Technik wohlbekannt und enthalten allgemein einen zylindrischen Körper mit einer äußeren Kathodenschicht, die eine Anode umgibt, die aus einem Tantaldraht gebildet ist. Dieser Kondensator muß mit Anschlußdrähten versehen sein, von denen der eine an den Tantaldraht und der andere am Umfang des zylindrischen Körpers

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angeschweißt ist. Nach dieser Befestigung der Anschlußdrähte wird der Kondensator durch Einhüllen in Harz oder irgendeinen anderen bekannten Isolierstoff isoliert.

Eine wesentliche Schwierigkeit, die beider Befestigung der Anschlußdrähte auftritt, ergibt sich aus den sehr geringen Abmessungen des Kondensators vor dessen Umhüllung. Dieser hat nämlich die Form eines kleinen Zylinders mit einem Durchmesser, der üblicherweise zwischen 1 und 6 mm liegt, und eine Höhe zwischen 1 und 10 mm.

Ein bekanntes und verbreitetes Herstellungsverfahren, das bei der Befestigung der Anschlußdrähte angewandt wird, besteht darin, daß die Anschlußdrähte haarnadelförmig vorgesehen sind, wobei das Ende eines Schenkels dieser Haarnadel nach innen gekrümmt ist, so daß es sich in Querrichtung zu dem anderen Schenkel der Haarnadel hin erstreckt. Wenn also der nicht umgebogene Schenkel der Haarnadel in Längsrichtung am Zylinderkörper des Kondensators angebracht ist, so ist das in Querrichtung verläufende Ende des anderen Schenkels senkrecht an den Tantalanodendraht herangeführt, der aus der Mitte des Kondensatorkörpers heraussteht. Zwischen diesen beiden aufeinander senkrechten Drähten (Anschlußdraht und Tantaldraht) wird dann eine Verschweißung vorgenommen. Dieses Verfahren, das zunächst als sehr naheliegend e r scheint, weil es einfacher ist, zwei aufeinander senkrechte oder jedenfalls nicht zueinander parallele Drähte miteinander zu verschweißen, hat jedoch in der Praxis zahlreiche Mängel gezeigt. Ein Mangel besteht z. B. darin, daß nach dem Versehen mit der Umhüllung der Teil des Tantaldrahtes, welcher außerhalb des Kondensators liegt und sich über die Verschweißungsstelle mit dem Anodenanschlußdraht hinaus erstreckt, aus der Umhüllung herausstehen kann, die durch einen späteren Verfahrensschritt aufgebracht wird; daraus ergibt sich die Gefahr von Kurzschlüssen, wenn der Kondensator auf einem Träger eingebaut wird. Ein anderer

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Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß aufgrund der sehr geringen Abmessungen eines Tantalkondensators das in Querrichtung verlaufende Ende des Anschlußdrahtes, das dazu bestimmt ist, als Anodenanschlußdraht zu dienen, mit dem Kathodenanschlußdraht in Berührung gelangen kann, der an dem zylindrischen Kondensatorkörper angeschweißt ist, und selbst wenn diese Drähte sich nicht tatsächlich berühren, so besteht doch aufgrund ihrer starken Annäherung die Gefahr von Durchschlägen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Anbringen von Anoden-und Kathoden-Anschlußdrähten an einem Festelektrolyt-Kondensator zu schaffen, das einfacher auszuführen ist und bei dem die vorstehend dargelegten Mangel der bekannten Verfahren behoben sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe enthält das Verfahren zum Anbringen von Anoden- und Kathoden-Anschlußdrähten an dem Festelektrolyt-Kondensator zylindrischer Form und mit einem im wesentlichen axialen Anodendraht und einer umlaufenden Kathodenoberfläche gemäß der Erfindung folgende Verfahrensschritte: Anfangs wird der Anodendraht um einen Winkel abgebogen, der größer als 45 ist; die Anschlußdrähte werden dann so herangebracht, daß sie einander und zur Kondensatorachse im wesentlichen parallel sind, wobei ihre Länge deutlich verschieden von der Höhe des Kondensators ist, so daß der erste Anschlußdraht mit dem abgewinkelten Teil des Anodendrahtes in Berührung gelangt und der zweite Anschlußdraht mit dem Kondensatorkörper entlang einer im wesentlichen axialen Linie in einer Radialzone in Berührung gelangt, die derjenigen gegenüberliegt, zu welcher der Anodendraht hin abgewinkelt ist; dann werden die Anschlußdrähte an der Anode bzw. am Kondensatorumfang angeschweißt; der Kondensator wird dann so mit einer Umhüllung versehen, daß nur die Anschlußdrähte lang herausstehen.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Tantalkondensator, der nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellt ist;

Fig. 2 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tantalkondensator;

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens bzw. Tantalkondensators; und

Fig. 4 eine Darstellung zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Die verschiedenen Figuren sind keineswegs maßstabsgerecht, und was die verschiedenen Abmessungen anbetrifft, so gelten die weiter unten angeführten Angaben. Es muß besonders betont werden, daß die verschiedenen Elemente sehr geringe Abmessungen haben. Wie bereits angegeben wurde, hat der Zylinderkörper dieser verschiedenen Kondensatoren Abmessungen, die nur 1x1 mm betragen können, wobei diese Abmessungen bis etwa 6 χ 10 mm gehen können. Der aus dem Kondensatorkörper vorstehende axiale Tantaldraht kann einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,2 bis 0,35 mm und eine Länge von einigen Millimetern aufweisen. Die Anschlußdrähte haben üblicherweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,4 bis 0,6 mm. Im äußersten Falle haben also die Anschlußdrähte einen Durchmesser, der nur etwa halb so groß ist wie der Kondensatorkörper. ·

Fig. 1 zeigt ein typisches Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik. Aus einem Kondensatorkörper 1 steht ein

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Tantaldraht 2 heraus. An diesen Kondensatorkörper sind Anschlußdrähte 3,4 herangeführt. Der Kathodenanschlußdraht 3 ist unter Materialhinzufügung am Kondensatorkörper 1 angeschweißt, während der Anodenanschlußdraht 4 einen abgewinkelten Teil 5 aufweist, der zu dem mittleren Tantaldraht hin verläuft. Der Tantaldraht 2 und der Anschlußdraht 4 sind im allgemeinen ohne Materialhinzufügung verschweißt. Aus dieser Figur werden die beiden bereits eingangs dargelegten Mangel ersichtlich, daß nämlich nach dem Aufbringen einer Isolierstoffumhüllung 6 zum einen das obere Ende des Tantaldrahtes 2 aus der Umhüllung herausstehen kann und zum anderen das Endstück des umgewinkelten Schenkels 5 des Anodenanschluß dr ah tes in Berührung mit dem Kathodenanschlußdraht 3 gelangen kann. Es ist hier erneut darauf hinzuweisen, daß bei einem Kondensatordurchmesser in der Größenordnung von 1 mm dieses überstehen des abgewinkelten Endes im Hinblick auf Durchschläge sehr gefährlich sein kann. Bei diesem Verfahren wurde das überstehen des abgewinkelten Teiles 5 des Anodenanschlußdrahtes 4 manchmal als günstig dargestellt, weil es den Vorteil bietet, den Umhüllungsmaterialtropfen besser festzuhalten. Dieser Vorzug ist jedoch aufgrund der geringen Abmessungen völlig unerheblich. Das Überstehen kann nämlich nicht mehr ausmachen als Bruchteile von einigen Millimetern bis einige Millimeter.

Fig. 2 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kondensators. Dieser Kondensator enthält wie der zuvor beschriebene einen zylindrischen Körper 1, aus dem ein Tantaldraht 2 heraussteht. Dieser Tantaldraht 2 ist abgewinkelt und enthält einen schräg oder abgerundet verlaufenden Teil 10. Die Anoden- und Kathoden-Anschlußdrähte·- 11, 12 werden dann an den Kondensator herangebracht, wobei der Anodendraht auf die Endzone des Tantaldrahtes 2 trifft und der Kathodendraht im wesentlichen eine Axiallinie am Umfang des Kondensatorkörpers einnimmt, die diametral gegen-

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über der Richtung liegt, in welche der Tantaldraht abgebogen ist. Dieser Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem bekannten Verfahren kann nicht als einfache Umkehrung gewertet werden, da er besondere Vorteile schafft und insbesondere die beiden vorstehend beschriebenen Mangel der bekannten Verfahren beseitigt. Wenn das Ende des abgewinkelten Teils 10 des Tantaldrahtes 2 etwas aus der Umhüllung heraussteht, so ist dies auch weniger störend als bei den bekannten Kondensatoren, weil dieser Vorsprung sich dann auf der Seite des Kondensators befinden würde, und nicht zwischen den Anschlußdrähten, wo beim Einbau auf einer Leiterplatte die Gefahr eines Kurzschlusses besonders groß ist.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die derjenigen nach Fig. gleicht, wobei in der Figur entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.

In Fig. 3 haben die Anschlußdrähte die Form einer Haarnadel mit zwei Schenkeln 21, 22, die mit den Endstücken 11, 12 enden, die bereits teilweise in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Art und Weise des Anbringens der Anschlüsse ist in der Technik der Kondensatorherstellung recht üblich. Sobald die beiden Schenkel der Haarnadel am Kondensator angeschweißt sind, wird der abgerundete Teil 23 dieser Haarnadel abgeschnitten, um zwei voneinander unabhängige Anschlußdrähte zu bilden. Es ist bei dieser Ausführungsform besonders zu beachten, daß zwischen den Schenkeln 21, 22 und ihren Endstücken 11·, 12 Stufen 23, 24 vorgesehen sind, so daß die Endstücke 11, 12 zueinander und zu den Schenkeln 21, 22 der Haarnadel parallel sind, sich jedoch in einem Abstand voneinander befinden, der verschieden ist vom Abstand zwischen den Schenkeln 21, 22. Die Schenkel 21, 22 können sich also in einem vorbestimmten Abstand voneinander befinden, unabhängig von den Abmessungen des Kondensators, in dem mehr oder weniger große Stufen 23,

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nach innen oder nach außen vorgesehen werden. Dadurch wird zum einen ermöglicht, genormte Anschlußhaarnadeln zu verwenden und zum anderen, was für den Anwender wichtig ist, über Anschlußdrähte zu verfügen, die immer denselben Abstand voneinander haben, unabhängig von den Abmessungen des Kondensators.

Nach der Befestigung der Anschlußdrähte am Kondensator wird allgemein die Umhüllung aufgebracht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Umhüllung durch Anwendung einer Pließbettechnik geschaffen, bei der also pulverförmiges Harz mittels Luftstrahlen oder Strahlen aus einem anderen geeigneten Gas in die Form eines Fließ- oder Wirbelbettes gebracht wird und ein mit seinen Anschlußdrähten versehener Kondensator vorerhitzt wird, und dann an seinen Anschlußdrähten gehalten, in das Fließbett eingetaucht wird, so daß die Teilchen an den warmen Stellen anhaften. Die Abstufung 23, 24, die gemäß der Erfindung vorgesehen ist, gestattet eine bessere Sichtüberprüfung der Tiefe, mit welcher der Kondensator eingetaucht werden muß, damit keinerlei Harz an den Teilen 21, 22 anhaftet, die bezüglich des Kondensators über die Abstufung hinausstehen.

Fig. 4 verdeutlicht einen Verfahrensschritt zur Herstellung des erfindungsgemäßen Tantalkondensators. Bei der industriellen Herstellung sind mehrere Kondensatoren auf einem Streifen 30 befestigt, z. B. auf einem Metallband, und zwar durch Verklebung oder Schweißung ihres Tantaldrahtes. Der Tantaldraht ist vorzugsweise bereits bei Beginn der Verfahrensschritte in der gezeigten Weise ausgebildet, so daß er einen ersten axialen Abschnitt 31 aufweist, auf den zwei abgewinkelte Teile 32, 33 folgen, die ein V bilden, mit einem Abschnitt 34 in der Verlängerung des ersten Abschnittes 31. In bekannter Weise enthalten die verschiedenen Herstellungsschritte des Kondensators insbesondere das aufein-

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anderfolgende Eintauchen in verschiedene Bäder zur Bildung des Körpers 1 und zur Bildung eines Überzugs aus einem Lötbzw. Schweißmittel darauf. Ein Vorzug der Erfindung besteht darin, daß die erste Biegung zwischen den Abschnitten 31 und 32 und die V-förmigen Teile 32, 33 als Markierung dienen, um die Eintauchtiefe des Endes des Abschnittes 31 in ein gegebenes Bad zu bestimmen. Der Tantaldraht 2 wird dann im Bereich des Teiles 32 abgeschnitten, und die Anschlußdrähte werden in der vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 beschriebenen Weise befestigt.

Die Erfindung ist auf die beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt, insbesondere auch nicht auf die Schaffung von Tantalkondensatoren; vielmehr ist eine Anwendung auch bei anderen Elektrolyt-Kondensatoren gleichen Aufbaus vorgesehen, ebenso wie auf andere elektrische Bauteile gleichen Aufbaus, bei denen die Befestigung der Anschlußelektroden Schwierigkeiten bereitet.

Es sind weitere Ausführungsvarianten möglich. Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausfuhrungsform können die Tantaldrähte z. B. auf dem Streifen 30 befestigt werden, bevor sie abgewinkelt sind, und das Abwinkein kann danach automatisch erfolgen. Auch andere Formen der Abwinkelung sind möglich, vorausgesetzt, daß die Abschnitte 31, 32 vorhanden sind; der Abschnitt 32 kann z. B. an dem Streifen 30 auch über eine einzige Abbiegung oder auch direkt befestigt werden.

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Claims

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Ernsborqerstrasse 19

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Unser Zeichen: 0. 3267

PATENTANSPRÜCHE

j 1y Verfahren zum Anbringen von Anoden-und Kathoden- ^Anschlußdrähten an einem Pestelektrolyt-Kondensator, der eine zylindrische Form aufweist und einen im wesentlichen axialen Anodendraht und eine umlaufende Kathodenoberfläche aufweist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- der Anodendraht wird anfangs um einen Winkel abgewinkelt, der größer als 45 ist;

- die Anschlußdrähte werden zueinander und zur Achse des Kondensators allgemein parallel herangeführt, wobei ihre Länge von dem Wert der Höhe des Kondensators deutlich verschieden ist, derart, daß der erste Anschlußdraht mit dem abgewinkelten Teil des Anodendrahtes in Berührung gelangt und daß der zweite Anschlußdraht mit dem Kondensatorkörper entlang einer Axiallinie in einer Radialzone, die derjenigen gegenüberliegt, zu der der Anodendraht hin abgebogen ist, in Berührung gelangt;

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- die Anschlußdrähte werden an der Anode bzw. am Kondensatorumfang angeschweißt; und

- der Kondensator wird derart mit einer Umhüllung versehen, daß nur die Anschlußdrähte in Erscheinung treten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte anfangs haarnadelförmig sind, mit einer Rundung, die nach dem Anschweißen dieser Drähte an dem Kondensator abgeschnitten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte in ihrem Bereich, welcher der Rundung der Haarnadelkurve gegenüberliegt, eine Stufe aufweisen, so daß der Abstand zwischen den beiden Schenkeln der Haarnadelkurve am Ende der Drähte verschieden von demjenigen an der Rundung der Haarnadelkurve ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung durch Eintauchen des erhitzten Kondensators in ein Fließbett aus Harzpulver geschaffen wird.
5. Tantalkondensator, gekennzeichnet durch einen Kathodenanschlußdraht, der an seinem Umfang angeschweißt ist, und einen Anodenanschlußdraht, der im wesentlichen parallel zu dem Kathodenanschlußdraht verläuft und an seiner mittleren Tantalanode an einem Teil derselben angeschweißt ist, der um einen Winkel abgewinkelt ist, der größer als 45 ist.
6. Tantalkondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte in der Nähe der Zone, wo sie aus der Umhüllung des eingehüllten Kondensators austreten, mit einer Abstufung versehen sind.
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