DE3229952C2 - Elektrischer Kondensator - Google Patents

Abstract

Elektrischer Kondensator, insbesondere Tantal-Kondensator mit festem Elektrolyten, bei dem eine Anschlußschicht (15) aus einer Leitmasse vorgesehen ist, die aus lamellenförmigen und nicht lamellenförmigen Kupferteilchen, einem Bindemittel, einem Lösungsmittel und gegebenenfalls einem Netzmittel besteht. Mit einer solchen Leitmasse wird verhindert, daß sich der Verlustfaktor des Kondensators beim Anlöten einer Zuleitung (16, 17) an der Leitmasse (15) mit einem zinnhaltigen Lot (18) verschlechtert.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator mit einer Anschlußschichi aus einer bei Temperaturen unter 200⁰C erhärtenden Leitmasse, an der ein Anschluß mittels eines zinnhaltigen Lotes angelötet ist, wobei die Leitmasse lamellenförmige und nicht lamellenförmige Kupferteilchen, ein polymeres Bindemittel, ein Ad Lösungsmittel und gegebenenfalls ein Netzmittel enthält.

Solche Kondensatoren sind in der älteren Patentanmeldung DE-OS 31 40 346 vorgeschlagen.

Die bekannten Leitmassen für elektrische Kondensatoren sind nicht lange lagerfähig, sei es, daß die Kupferteilchen oxidieren oder/und daß das verwendete Kunstharz in kurzer Zeit aushärtet und dann die Leitmasse nicht mehr aufgebracht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Herstellung von solchen Kondensatoren dadurch zu erleichtern, daß eine Zusammensetzung für die Leitmasse gewählt wird, wodurch diese vor dem Aufbringen langer gelagert werden kann. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Die verwendeten Bindemittel sind entweder Thermoplaste oder durch Wärme härtbare Harze, deren Vor- stufen lange lagerfähig sind. Einer Verschlechterung der Leitfähigkeit bei der Lagerung durch eventuelle Oxidation der Kupferteilchen kann durch Zusatz von Kohleteilchen begegnet werden.

Die Erfindung soll anhand der Herstellung eines Tantal-Kondensators, wie sie schematisch in den Figuren dargestellt ist, beschrieben werden, der einen angelöteten Kathodenanschluß an einem Überzug aus einer

Leitmasse in einer bevorzugten Zusammensetzung hat

Die Fig. iA bis IF zeigen schematisch die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung des Kondensators.

Eine bevorzugte Zusammensetzung für eine elektrisch leitende Masse zur Verwendung als Kathodenanschluß bei Tantal-Kondensatoren besteht aus 51.0 Gewichtsprozent Kupferpulver, 6,9 Gewichtsprozent polymerem Bindemittel, 42,0 Gewichtsprozent eines Lösungsmittels, das mit dem Bindemittel verträglich ist, und 0,1 Gewichtsprozent eines Benetzungsmittels. Das Kupferpulver besteht aus "iner Mischung von Kupfer in Form von Lamellen, sogenanntes Flockenkupfer, und ehiem gepulvertem Kupfer, das keine Lamelienform hat Die Anteile der beiden Typen von Pulver sind nicht kritisch, jedoch wird vorteilhaft ein Gemisch verwendet bei dem die nicht lamellenartigen Teilchen überwiegen. Ein tpyisches Gemisch besteht aus 9 Gewichtsteilen von nicht lamellenförmigen Teilchen und einem Gewichtsteii von iameiieniörmigen Teilchen.

Die Bestandteile werden in einem mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Mixer gut miteinander vermischt um die einzelnen Teilchen gleichmäßig in der Flüssigkeit zu verteilen.

Einige der Bindemittel sind durch Wasser reduzierbar. Vom Gesundheits- und Sicherheitsstandpunkt ist es vorteilhaft, ein System auf der Basis von Wasser zu verwenden. Das Lösungsmittel muß mit dem Bindemittel kompatibel sein und eine geeignete Flüchtigkeit haben, damit es in üblicher Weise getrocknet werden kann, wobei n-Butylacetat in kürzerer Zeit trocknet als 2 Äthoxyäthanol, das in der GB-PS 15 62 503 genannt wurde.

Die Anteile der verschiedenen Bestandteile können ohne Verminderung der Wirksamkeit variiert werden. Der Metallgehalt kann beispielsweise zwischen 30 und 70 Gewichtsprozent der Gesamtmasse betragen, das Bindemittel zwischen 2 und 20 Gewichtsprozent, das Lösungsmittel zwischen 30 und 60 Gewichtsprozent und das Netzmittel zwischen 0,01 und 1,0 Gewichtsprozent. Auch wurden gute Ergebnisse mit einer Zusam mensetzung erzielt, die aus 74 Gewichtsprozent Kupferpulver und 2 Gewichtsprozent Ruß mit 8% Phenol-Formaledehyd-Bindemittel. das mit einem Epoxyd modifiziert wurde und bei dem 36% an 2-Äthoxyäthanol als Lösungsmittel verwendet wurden. Bei dieser speziellen Zusammensetzung ist in dem Kupferpulver das Verhältnis zwischen dem lamellenförmigen Kupfer und nicht lamellenförmigen Kupferpulver 1 :. und der Zusatz eines Benetzungsmittels ist hier nicht erforderlich.

Wie in den Zeichnungen dargestellt, wird ein Tantal-Anodenkörper 1 durch Pressen und Sintern von Tantal-Pulver mit einem Zuleitungsdraht 2 hergestellt, der die Anodenzuleitung für den Kondensator darstellt. Eine dielektrische Schicht von Tantal·Pentoxid wird durch elektrolytisches Aufwachsen auf der Oberfläche dei Tantal-Teilchen erzeugt. Die Zwischenräume des Körpers werden mit Mangandioxid gefüllt, da·, als fester Elektrolyt wirkt. Dieser Yerfahrensschritt wird vorzugsweise mehrmals hintereinander wiederholt, um sicherzustellen, daß die Zwischenräume des Sinterkörpers vollständig imprägniert werden. Der Körper wird dann in ein Vorratsgefäß 3 eingetaucht, das eine halbkolloidale Suspension 4 von Graphit in Wasser enthält, und anschließend bei 100⁰C eine halbe Stunde lang in einem Ofen getrocknet Das Eintauchen ist schematisch in Fig. IBdargestellt

In Fi g, IC ist schematisch ein Vorratsgefäß 5 darge-

stellt, das eine leitende Masse 6 enthält, die nach dem oben gegebenen Ausführungsbeispiel hergestellt wurde. Es muß darauf geachtet werden, daß die Leitmasse nur ε einen Teil Ia des Körpers 1 bedeckt und nicht auf den

j Anodenanschluß 2 gelangt (vgl. auch F i g. 1 D). Die Leit-

masse auf der Basis eines thermoplastischen Bindemit-

tels kann bei Zimmertemperatur oder in einem Ofen bei

etwa 100° C getrocknet werden, jedoch eine Masse mit

' einem wärmehurtenden Bindemittel erfordert eine mini-

,-; male Härtungszeit von 5 Minuten bei 130⁰C. Wenn ein

r_b Ofen verwendet wird, ist es vorteilhaft, diesen mit Stick-

|- stoff zu durchspülen, um eine Oxidation der Kupferteil-

)? chen zu vermeiden.

ΐ In F i g. 1D ist ein haarnadelfcrmig gebogener An-

schlußdraht 7 dargestellt, der an dem Anodenzulei-

tungsdraht 2 mit einer Schweißung bei 8 befestigt wird,

\ während das andere Ende 9 des haarnadelförmigen

Drahtes an dem überzogenen Teil la des Körpers 1 anliegt.

Dann wird der Kondensatorkörper mit einem Fluß-

mittel überzogen (nicht dargestellt) und in ein Bari iö

von Lotmetall eingetaucht, das Zinn enthält, so daß das Ende 9 des Haarnadeldrahtes an dem Übercugsteil la des Körpers 1 angelötet wird (vgl. F i g. 1 E). Der Oberzug kann auch durch Aufspritzen, Aufpinseln, Siebdruck oder Offsetdruck aufgebracht werden.

Schließlich werden, wie dies in F i g. 1F dargestellt ist, der Kondensatorkörper 1 und ein Teil des Anschlußdrahtes in ein Kunstharz oder in einen Kunststoffüberzug 11 eingeschlossen und das Ende des Haarnadeidrahtes wird abgeschnitten, so daß die beiden Anschlüsse 12 und 13 erhalten werden.

Die Kupferteilchen halten einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Lot und dem Graphitüberzug der Anode aufrecht. Unter normalen Herstellungsbedingungen ist die Oxidation der Kupferteilchen vernachlässigbar.

Die für Tantalkondensatoren verwendete Leitmasse kann auch als geeignete Leitmasse-Lotverbindung bei anderen Typen von elektrischen Kondensatoren verwendet werden. Vorteilhaft kann mit der Leitmasse die Kantenverbindung eines Stapels von Glimmerplättchen bei Glimmerkondensatoren vorgenommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

50

45

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Kondensator mit einer Anschlußschicht aus einer bei Temperaturen unter 200⁰C erhärtenden Leitmasse, an der ein Anschluß mittels eines zinnhaltigen Lotes angelötet ist, wobei die Leitmasse lamellenförmige und nicht lamellenförmige Kupferteilchen, ein polymeres Bindemittel, ein Lösungsmittel und gegebenenfalls ein Netzmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Bindemittel ein Phenoxylharz, ein Phenol-Formaldehyd-Harz, ein Melamin-Formaldehyd- Herz oder ein Phenol-Aralkyl-Harz ist.

2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Bindemittel ein mit Epoxyd modifiziertes Phenol-Formaidehyd-Harz ist

3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitmasse zusätzlich Kohleteilchen enthält.

4. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitmasse aus

74 Gewichtsprozent Kupferpulver mit gleichen Anteilen an lamellenförmigen und eicht lameilenförmigen Teilchen,
2 Gewichtsprozent Ruß,

8 Gewichtsprozent mit Epoxyd modifiziertem Phenol-Formaldehyd-Harz und
36 Gewichtsprozent 2-Äthoxyäthanol besteht.