DE3739983A1 - Process and apparatus for producing a solid-electrolyte capacitor - Google Patents
Process and apparatus for producing a solid-electrolyte capacitorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Fest-Elektrolytkondensators, dessen Anode aus einem gesinterten Tantalkörper mit einer dieleketrisch wirksamen Oxidschicht besteht, der eine Kathode aus halbleitendem Mangan dioxid besitzt und dessen Anodendraht in der Umgebung der Ein trittsstelle in den Sinterkörper mit Polytetrafluorethylen (PTFE) beschichtet ist.The invention relates to a method and an apparatus for Manufacture of a solid electrolytic capacitor, the anode of which a sintered tantalum body with a dielectrically effective The oxide layer consists of a cathode made of semiconducting manganese has dioxide and its anode wire in the vicinity of the one step into the sintered body with polytetrafluoroethylene (PTFE) is coated.
Die Eintrittsstelle des Anodendrahtes in den Sinterkörper sowie die Umgebung dieser Stelle bilden bei Fest-Elektrolytkondensatoren einen störanfälligen Bereich. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die zur Erzeugung der halbleitenden Mangangdioxidschicht ver wendete wäßrige Lösung infolge von Kapillarkräfte beim Ein tauchen der Sinterkörper in die Lösung am Anodendraht hochsteigen kann und daß weiterhin Störungen durch starke mechanische Be lastungen der genannten Stellen während des Herstellungsvorganges auftreten können. Die Folgen sind unverhältnismäßig große Rest ströme, und es können unter ungünstigen Umständen sogar Kurz schlüsse auftreten.The entry point of the anode wire into the sintered body as well the area around this point is formed by solid electrolytic capacitors an area prone to failure. This is due to, that ver to produce the semiconducting manganese dioxide layer applied aqueous solution due to capillary forces on immerse the sintered body in the solution on the anode wire can and that further interference from strong mechanical loading burdens of the above-mentioned places during the manufacturing process may occur. The consequences are disproportionately large rest currents, and under unfavorable circumstances even short conclusions occur.
Zur Behebung der aufgezeigten Schwierigkeiten gibt es eine Reihe von Vorschlägen.There are a number of ways to resolve the difficulties identified of suggestions.
Aus der US-39 67 000-A ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Beschichtung durch Ver sprühen von PTFE in einem gasförmigen Medium vorgenommen wird. Hierbei ist es allerdings erforderlich, die Anoden körper vorher mit entionisiertem Wasser zu maskieren, da sonst der ganze Körper von einer PTFE-Schicht bedeckt würde. Hierbei besteht die Gefahr, daß nicht von Wasser bedeckte Stellen des Sinterkörpers von PTFE bedeckt werden, bzw., daß Wasserreste am Anodendraht vorhanden sind und somit nur eine unvollkommene Beschichtung eintritt. Weiterhin tritt die Schwierigkeit auf, daß die Vorrichtung in der das PTFE unter hohem Druck versprüht wird, im Laufe der Zeit mit PTFE ver unreinigt wird, so daß von Zeit zu Zeit eine Reinigung der Apparatur erforderlich ist.From US-39 67 000-A is a method of the beginning known type known, in which the coating by Ver spraying of PTFE in a gaseous medium becomes. However, this requires the anodes Mask the body beforehand with deionized water otherwise the whole body would be covered by a PTFE layer. Here there is a risk that not covered by water Make the sintered body covered by PTFE, or that There are water residues on the anode wire and therefore only one imperfect coating occurs. Furthermore, the Difficulty that the device in which the PTFE under high pressure is sprayed with PTFE over time is not cleaned, so that from time to time a cleaning of the Equipment is required.
Weiterhin ist aus der DE-27 22 899-B2 ein Verfahren bekannt, wo das Aufbringen der PTFE-Beschichtung durch Bestreichen, z. B. durch Pinseln der gewünschten Stellen mit einer PTFE-Suspen sion erfolgt. Diese manuelle Herstellung der Schutzschicht setzt allerdings sehr genaues Arbeiten voraus, da auf keinen Fall PTFE auf den Sinterkörper gelangen darf. Auch lassen sich derartige manuelle Vorgänge schlecht in ein automatisches Herstellungssystem integrieren.Furthermore, from DE-27 22 899-B2 a method is known where the application of the PTFE coating by brushing, e.g. B. by brushing the desired places with a PTFE-Suspen sion takes place. This manual manufacture of the protective layer however, requires very precise work, since none If PTFE is allowed to get onto the sintered body. Let too such manual operations are poor in an automatic Integrate manufacturing system.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Herstellung eines Fest-Elektrolytkondensators der eingangs genannten Art anzugeben, die das Aufbringen einer PTFE-Schicht an definierter Stelle des Anodendrahtes in ein facher und automatisierbarer Weise gestatten.The object of the invention is a method and a Vorrich device for the production of a solid electrolytic capacitor Specify the type mentioned above, which the application of a PTFE layer in a defined position on the anode wire allow simple and automated way.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anodendraht in waagerechter Anordnung unterhalb einer Spritzdüse vorbeige führt wird, und daß das PTFE in einer flüssigen Suspension mittels der Spritzdüse an örtlich definierter Stelle auf den Anodendraht gespritzt wird.This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning Art solved according to the invention in that the anode wire in pass horizontally below a spray nozzle leads, and that the PTFE in a liquid suspension by means of the spray nozzle on the locally defined point Anode wire is injected.
Die PTFE-Suspension kann entweder kontinuierlich oder inter mittierend gesprüht werden, wenn sich ein Anodendraht unter der Spritzdüse befindet.The PTFE suspension can either be continuous or inter be sprayed in the middle if there is an anode wire underneath the spray nozzle.
Vorzugsweise wird der Spritzstrahl der Spritzdüse derart bemessen, daß zwischen Anodenkörper und PTFE-Beschichtung ein Abstand von mindestens 0,2 mm entsteht.The spray jet of the spray nozzle is preferably such dimension that between anode body and PTFE coating There is a clearance of at least 0.2 mm.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungs gemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Führungstisch be sitzt, mit dessen Hilfe eine größere Anzahl von mit ihren Anodendrähten an Kammbleche angeschweißten Tantalkörpern in waagerechter Lage unter einer oberhalb der Anodendrähte an geordneten Spritzdüse hindurchgeführt werden können, daß sie ein Vorratsgefäß für das in flüssiger Suspension vorliegende PTFE besitzt, daß sie eine Verbindungsleitung zwischen Vor ratsgefäß und Spritzdüse aufweist, daß in der Verbindungs leitung eine Pumpe zum Transportieren der PTFE-Suspension angeordnet ist und daß unterhalb der Anodendrähte eine Auf fangvorrichtung angeordnet ist, die über eine weitere Ver bindungsleitung mit dem Vorratsgefäß verbunden ist.A device of the type mentioned is fiction characterized in that it be a guide table sits, with the help of which a greater number of them Anode wires welded to comb plates tantalum bodies in horizontal position under one above the anode wires orderly spray nozzle can be passed that they a storage vessel for the liquid suspension PTFE has a connection line between the front advisory vessel and spray nozzle that in the connection line a pump for transporting the PTFE suspension is arranged and that underneath the anode wires Catching device is arranged, which via a further Ver binding line is connected to the storage vessel.
Die Spritzdüse besitzt bevorzugterweise einen Innendurchmesser von ca. 0,5 mm und ist in ca. 10 mm Abstand von den Anoden drähten angeordnet.The spray nozzle preferably has an inner diameter of approx. 0.5 mm and is approx. 10 mm away from the anodes wires arranged.
Die Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe advantages of the subject of the invention will become apparent from the following exemplary embodiments explained in more detail. In the drawing shows
Fig. 1 eine prinzipielle Ansicht einer Aufspritzvorrichtung, Fig. 1 shows a schematic view of a spraying device,
Fig. 2 eine Reihe von Anodenkörpern, die mit ihren Anoden drähten an einem Kammblech befestigt sind und Fig. 2 shows a series of anode bodies that are attached to a comb plate with their anodes wires and
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2. Fig. 3 shows an enlarged detail from FIG. 2.
In der Fig. 1 ist in Seitenansicht ein Tantalsinterkörper 1 gezeigt, der mit seinem Anodendraht 2 an einem Kammblech 3 befestigt ist.In Fig. 1 in side view, a tantalum sintered body 1 is shown which is fixed with its anode wire 2 of a comb plate 3.
Das Kammblech 3 ist an einem beweglichen Führungstisch 4 derart befestigt, daß der Anodendraht 2 in waagerechter Lage unterhalb einer Spritzdüse 5 hindurchgeführt werden kann. Die Spritzdüse 5 ist über eine Verbindungsleitung 6 mit einem Vorratsgefäß 7 verbunden, in dem das PTFE in flüssiger Suspension vorliegt. The comb plate 3 is attached to a movable guide table 4 such that the anode wire 2 can be passed in a horizontal position below a spray nozzle 5 . The spray nozzle 5 is connected via a connecting line 6 to a storage vessel 7 in which the PTFE is in liquid suspension.
Im Handel sind PTFE-Suspensionen als "Teflon-Primer" erhält lich, die zum Gebrauch mit einem geeigneten Lösungsmittel - wie z. B. Butyl-Gylkol-Acetat oder entionisiertem Wasser - verdünnt werden.PTFE suspensions are commercially available as "Teflon primers" Lich, for use with an appropriate solvent - such as B. butyl glycol acetate or deionized water - be diluted.
Diese flüssige PTFE-Suspension wird aus dem Vorratsgefäß 7 mit Hilfe einer Pumpe 8 durch die Verbindungsleitung 6 in die Spritzdüse 5 gepumpt. Dort tritt sie mit feinem Strahl 9 aus, der den Anodendraht 2 an örtlich definierter Stelle mit einer PTFE-Schicht bedeckt.This liquid PTFE suspension is pumped from the storage vessel 7 by means of a pump 8 through the connecting line 6 into the spray nozzle 5 . There it emerges with a fine jet 9 , which covers the anode wire 2 at a locally defined location with a PTFE layer.
Die Vorrichtung kann dabei so gesteuert werden, daß entweder ein kontinuierlicher Strahl 9 aus der Spritzdüse 5 austritt, oder daß ein intermittierender Strahl mit Hilfe einer geeig neten Lichtschrankensteuerung nur dann die PTFE-Suspension versprüht, wenn sich ein Anodendraht 2 unterhalb der Spritz düse 5 befindet.The device can be controlled so that either a continuous jet 9 emerges from the spray nozzle 5 , or that an intermittent jet with the aid of a suitable light barrier control only sprays the PTFE suspension when an anode wire 2 is located below the spray nozzle 5 .
Unterhalb des Anodendrahtes 2 ist ein Auffanggefäß 10 ange ordnet, das mit einer weiteren Verbindungsleitung 11 mit dem Vorratsgefäß 7 verbunden ist. Dadurch wird ermöglicht, daß PTFE-Suspension, die nicht zur Beschichtung des Anodendrahtes 2 dient, wieder ins Vorratsgefäß 7 zurückgeführt wird, so daß keine unnötige Verschmutzung der Vorrichtung eintreten kann.Below the anode wire 2 , a collecting vessel 10 is arranged, which is connected to the supply vessel 7 with a further connecting line 11 . This enables PTFE suspension, which is not used to coat the anode wire 2 , to be returned to the storage vessel 7 , so that no unnecessary contamination of the device can occur.
Die Spritzdüse 5 besitzt beispielsweise einen Innendurchmesser von ca. 0,5 mm und ist in einer Höhe von ca. 10 mm oberhalb des Anodendrahtes 2 angeordnet.The spray nozzle 5 has, for example, an inner diameter of approximately 0.5 mm and is arranged at a height of approximately 10 mm above the anode wire 2 .
Beim Hindurchführen der Anodendrähte 2 mittels des Führungs tisches 4 unter der Spritzdüse 5 wird der Anodendraht mit einer PTFE-Beschichtung versehen. Die Schichtbildung auf der der Spritzdüse 5 abgewandten Seite des Drahtes erfolgt dabei durch die von der Oberflächenspannung der Suspension ab hängige Tropfenbildung.When passing the anode wires 2 by means of the guide table 4 under the spray nozzle 5 , the anode wire is provided with a PTFE coating. The layer formation on the side of the wire facing away from the spray nozzle 5 takes place by the drop formation dependent on the surface tension of the suspension.
Nachdem die Beschichtung aufgebracht wurde, kann sie in bekannter Weise mittels eines Tempervorganges verfestigt werden. After the coating has been applied, it can be applied in solidified in a known manner by means of an annealing process will.
In der Fig. 2 sind eine Reihe von Tantal-Anodenkörpern 1 dargestellt, deren Anodendrähte 2 an einem Kammblech 3 be festigt sind. Oberhalb der Anodenkörper 1 sind die Schutz schichten 12 angeordnet.In Fig. 2, a series of tantalum anode bodies 1 are shown, the anode wires 2 are fastened to a comb plate 3 be. The protective layers 12 are arranged above the anode body 1 .
In der Fig. 3 ist ein vergrößerter Teilausschnitt der Fig. 2 dargestellt. Hier ist zu erkennen, daß die Schutzschicht 12 in einem Abstand x vom Anodenkörper 1 angeordnet ist, wobei dieser Abstand x vorzugsweise ca. 0,2 mm beträgt. Dieser Abstand x dient dazu, daß die Stirnseite des Sinterkörpers 1 in einwandfreier Weise mit der kathodischen Mangandioxidbe schichtung versehen werden kann. FIG. 3 shows an enlarged partial section of FIG. 2. It can be seen here that the protective layer 12 is arranged at a distance x from the anode body 1 , this distance x preferably being approximately 0.2 mm. This distance x serves that the end face of the sintered body 1 can be provided with the cathodic Mangandioxidbe coating in a flawless manner.
Weiterhin besitzt die Schutzschicht 12 eine Ausdehnung y in Richtung des Anodendrahtes 2 von ca. 1 bis 2 mm, wobei die Schichtdicke ca. 0,2 bis 0,4 mm beträgt.Furthermore, the protective layer 12 has an extension y in the direction of the anode wire 2 of approximately 1 to 2 mm, the layer thickness being approximately 0.2 to 0.4 mm.
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