DE3219493A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrolytkondensators mit festem elektrolyten - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines elektrolytkondensators mit festem elektrolytenInfo
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Description
-
- Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytkondensators mit
- festem Elektrolyten Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytkondensators mit Festelektrolyten unter Verwendung einer Sinteranode aus Ventilmetall, dessen Kondensatorkörper mit einem Siloxan imprägniert ist, wobei der Kondensatorkörper vor der Imprägnierung getrocknet wird.
- Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus der De-Ps 1 188 206.
- Dort werden zwecks Verringerung des Re;tstromes für im Gehäuse dicht einzubauende Kondensatorkörper a s Imprägniermittel u.a. Dimethylsiloxan mit einer Viskose sät von 100 centistokes, flüssige Silikone, natürliche und synthetische Wachse, die bei der maximalen Betriebstemperatjr dj'nnflüssig sind, oder wärmehärtende Kunstharze vorgeschLagen, wobei die Imprägnierung bei einem Druck von weniger als 0,1 m Hg = -0,133 mbar und einer Temperatur von 85 bis 150°C während einer Zeit von 15 Minuten bis 3 Stunden vorgenommen wird.
- Diese Imprägniermethode ist bis jetzt in der Praxis nicht eingeführt. Ggfs. kann dies darauf zurückzuführen sein, daß dieses Imprägnierverfahren ein sehr langwieriger Prozess ist und die Kondensatoren unverhältnismäßig verteuern würde.
- Bei Kondensatoren der genannten Art tritt bei feuchter Lagerung eine nicht unerhebliche Kapazitätserhöhung auf. Dies kann dadurch erklärt werden, daß bei den üblicherweise verwendeten Sintranoden der Festelektrolyt nicht bis in die innersten Bereiche eindringt. Bei Feuchtigkeitsaufnahme werden diese Bereiche jedoch offenbar aktiviert, was sich in einer Erh8hung der Kapazität auswirkt. Wird die Feuchtigkeit durch einen Trockenvorgang beseitigt, so geht die Kapazität auf den ursprünglichen Wert zurück.
- Dieser Vorgang macht sich bei im Gehäuse dicht eingebauten Kondensatoren niht bemerkbar, wohl aber bei mit Kunststoff umhüllten, z.B. in Kunstharz getauchten Kondensatoren der genannten Art.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Kapazitätserhöhung durch Feuchtigkeitsaufnahme zu verringern oder zu beseitigen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem dem Verfahrensschritt der Herstellung des Festelektrolyten folgenden Verfahrensschritt der Kondensatorkörper mit einem Imprägniermittel imprägniert wird und als Imprägniermittel wenigstens ein in einem oder mehreren organischen Lösungsmittel(n) gelöstes Polysiloxanharz mit einem Feststoffgehalt von höchstens 10 Gew.-% Polysiloxanharz verwendet wird, daR nach dem Imprägnieren bei einer Temperatur zwischen 70 und 150 0c das bzw. die Lösungsmittel verdampft und das bzw. die Polysiloxanharze(n) kondensiert wird bzw.
- werden, so daß die Oberfläche des Kondensatorkörpers zumindest in einem äußeren Bereich mit einer dünnen wasserabweisenden Schicht aus Polysi loxanharz überzogen ist. Durch diese erfindungsgeaße Anwendung von hochverdünntem Silikonharz ist die Gewähr gegeben, daß dieses infolge der niedrigen m2 Viskosität von z.B. 10 6 bis 10 5 m bereits unter Normals bedingungen tiel in den Anodenkörper eindringt. Es hat sich in einem besonders krassen Fall gezeigt, daß bei Versuchsmessungen die Imprägnierung mit Silikoharz bei mit einer Zinnschicht versehenen, jedoch noch nicht mit Kunstharz umhüllten Kondensatoren mit FestelektrolRten die Kapazitätserhöhung nach 15 Stunden bei 100 % relativer Luftfeuchtigkeit und 20dz von ursprünglich 254% auf 32 % gesenkt hat.
- Diese Imprägnierung bringt also eine wesentliche Verringerung der Feuchtigkeitsaufnahme und der damit verbundenen Effekte. Sie wirkt sich nicht auf den Verlustfaktor und den Reststrom aus.
- Bei Versuchen wurde u.a. das Si likonimprägniermittel Wacker 290S der Wacker-Chemie GmbH verwendet. Es wurden formierte TantaL-Sinteranoden mit einer Schicht aus Mangandioxid, einer Grapitkontaktschicht und einer Silberschicht als Leitschicht sowie auch bereits verzinnte und mit dem Kathodenanschlußdraht versehene Kondensatorkörper in Vakuum 2 bis 2 Stunden bei einer Temperatur von 1300 C getrocknet und in diesem Zustand 15 Sekunden in die Imprägnierflüssigk-eit getaucht. Anschließend wurden die impragnierten Körper unter Normaldruck 10 Minuten bei 1000C getrocknet. Die so behandelten Kondensatorkörper zeigten alle eine wesentliche Absenkung des Feuchteeinflusses auf die Kapazitätserhahung.
- Der Imprägniervorgang kann ggfs. mehrmals wiederholt werden.
- Zweckmäßig wird nach ein- oder mehrmaligen rmprägnierungen mit einer beispielsweise 5 %-igen Losung des Imprägniermittels in einem geeigneten Lösungsmittel die nachfolgende Imprägnierung mit einer höher-, z.B. 10 oder 15 eigen Ldssung vorgenommen. Eine jeweils nachfolgende Imprägnierung kann zweckmäßig eine höhere Konzentration bis zum Schluß von beispielsweise 50 X aufweisen, wobei die höher-prozentigen Lösungen nur bei bereits verzinnten Kondensatorkörpern angewendet werden sollten.
- Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die gesamte Oberfläche, d.h. die innere und äußere Oberfläche des Kondensatorkörpers, u. 3. der Braunstein bzw. die nicht mit Braunstein kontaktier:e Tantalpentoxid-Schicht mehr oder weniger hydrophobiert, d.h. eindringendes Wasser wird infolge Kapillardepression abJestoßen. Durch dieses leicht automatisierba-0 re Verfahren wird der zCC -Ausschuß bei Lagerung bei 125°C c und Alterung bei 85 0C und Nennspannung bzw. Alterung bei 125 0C und verringerter Nennspannung gesenkt. Dieac -Werte nach Feuchtelagerung nach DIN, aLso beispielsweise 21 Tage und 90 bis 95 X relativer Luftfeuchtigkeit und 400C werden deutlich verringert. Weiterhin können bei Anwendung dieses Verfahrens als U"nhülLung, insbesondere Tauchumhüllung, Materialien verwendet werden, die zwar sehr gute elektrische Eigenschaften und sehr gute Eigenschaften im Temperatur-Schocktest, jedoch ein hohes Wasseraufnahmevermögen besitzen, verwendet werden, wie z.B. flexibel eingestellte Epoxydharze.
- Schließlich ist dann auch die Verwendung eines Leitklebers für die Kontaktierung, beispieLsweise anstelle der abschließenden Verzinnung, möglich. Diese Ausführung kann besonders vorteilhaft für die Herstellung von Chips, z.B. Tantal-Chip-Kondensatoren verwendet werden.
- Weiterhin kann zwischen kontaktiertem Anodenkörper und der äußeren Umhüllung eine flexible Schicht aus Silikonkautschuk oder einem elastisch eingestellten Epoxidharz vorgesehen werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders bei Anodentypen, die schlecht mit Braunstein zu imprägnieren sind, also insbesondere bei hochkapazitiven und/oder großvolumigen Typen.
Claims (12)
- Patentansprüche Verfahren zur HersteLlung eines Elektrolytkondensators mit Festelektrolxten unter Verwendung einer Sinteranode aus Ventilmetall, dessen Kondensatorkörper mit einem Siloxan imprägniert ist, wobei der Kondensatorkörper vor der Imprägnierung getrocknet wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß in einem dem Verfahrensschritt der HerstelLung des Festelektrolyten folgenden Verfahrensschritt der Kondensatorksrper mit einem Imprägniermittel imprägniert wird und als Imprägniermittel wenigstens ein in einem oder mehreren organischen LösungsmittelCn) gelöstes Polysi loxanharz mit einem Feststoffgehalt von höchstens 10 Gew.-% Polysiloxanharz verwendet wird, daß nach dem Imprägnieren bei einer Temperatur zwischen 70 und 7500C das bzw die Lösungsmittel verdampft und das bzw. die Polysiloxanharz(e) kondensiert wird bzw. werden, so daß die Oberfläche des Kondensatorkörpers zumindest in einem äußeren Bereich mit einer dünnen wasseratweisenden Schicht aus Polysiloxanharz uberzogen ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anwendung folgender Verfahrensschritte: - Herstellung des Anoden-Sinterkörpers, - anodische Oxidation des Anoden-Sinterkörpers, - Bildung des Kondensatorkörpers durch Aufbringen des Festelektrolyten auf den Anoden-Sinterkörper, - Trocknen des Kondensatorkörpers, - Aufbringen einer Graphitschicht durch Tauchen in eine Graphitsuspension und anschließendzs Trocknen bzw. Aushärten, - Aufbringen einer Leitschicht durch Tauchen in eine Leitschichtsuspension aus einem gelösten organischen Binder und Metallpulverteilchen, anschließendes Trocknen und-Aushärten der Schicht, - Trocknen des Kondensatorkörpers, - Imprägnieren des Kondensatorkörpers mi: der Polysiloxanharz-Lösung und anschließende Kondensa:ion des Polysiloxanharzes durch Temperaturerhöhung, - Verzinnen oder Kontaktierung der Leitschicht oder Anbringen eines Kontaktes unter zumindedest teilweiser Zerstörung der äußeren Polysiloxanharz-Schicht.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung mit Polysiloxanharz und Kondensation derselben ein oder mehrmals nacheinanöer wiederholt wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 tis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung urter Normalbedingungen durchgeführt wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oder eine der nachfolgenden Imprägnierung(en) mit einem nicht so stark verdünnten Polysiloxanharz durchgeführt wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine für die nachfolgende Imprägnierung(en) verwendete Imprägnierflüssigkeit bis zu 50 Gew.-X Polysiloxanharz enthäLt.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorkörper anschließend mit einer Kunstharzumhüllung versehen wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzumhüllung durch einen Tauchvorgang oder durch einen Wirbelsintervorgang und anschließende Härtung vorgenommen wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die TauchumhülLung ein flüssiges Kunstharz verwendet wird, das nach dem Aushärten bzw. der Polymerisation oder Kondensatior flexibel ist.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß flexibel eigestelltes Epoxidharz verwendet wird.
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem imprägnierten Kondensatorkörper und der Kunstharzumhullung eine Schicht aus Silikonkautschuk aufgebracht wird.
- 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Kathodenanschluß ein Leitkleber verwendet wird.
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| EP0538651A2 (de) * | 1991-09-30 | 1993-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Chipfestelektrolytkondensator und Herstellungsverfahren |
| CN106206028A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 益阳艾华富贤电子有限公司 | 掺杂碳的导电聚合物、生产方法及在芯包上的形成方法 |
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1982
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