DE3931244A1 - Verfahren zum herstellen eines festelektrolytkondensators in chip-bauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fest­ elektrolytkondensators in Chip-Bauweise mit einem gesinterten Anodenkörper aus einem Ventilmetall, einer auf dem Ventilmetall angeordneten, als Dielektrikum dienenden Oxidschicht, einem in den Anodenkörper eingesinterten Anodendraht, einem als Kathode dienenden Festelektrolyt, einer Kathodenkontaktierung, einem Anoden- und einem Kathodenanschluß und einer Kunststoffumhüllung.

Beschichtete Sinteranoden werden nach dem Aufbringen der Leit­ lackschicht (Kathodenkontaktierung) bisher zunächst mit ihrem Anodendraht an den Anodenanschluß in einem verzinnten Blech­ band, das gleichzeitig als Systemträger dient, angeschweißt. Nach dem Anschweißen der Anode wird das Anschlußelement der Kathode des gleichen Systemträgers mit der Leitlackschicht ver­ lötet oder verklebt. Aufgrund der geringen Abmessung des Bau­ elements und der dünnen Wandstärke der Umhüllung, muß beim Schweißen und Löten bzw. beim Kleben mit äußerster Präzision gearbeitet werden, um eine vollständige Umhüllung zu gewähr­ leisten. Dies ist ein schwer zu beherrschender Verfahrensschritt, da die geometrischen Abmessungen der Anoden verhältnismäßig stark schwanken. Darüberhinaus beanspruchen die teilweise in das Bauelement eingebetteten Anschlußlaschen (Elektrodenanschlüs­ se) einen relativ großen Volumenanteil im Vergleich zum Anoden­ körper. Dies kann je nach Abmessung und Bauform, insbesondere bei Bauformen mit eingebauter Sicherung, bis zu 30% des gesam­ ten Volumens ausmachen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für Festelektrolytkondensatoren anzugeben, das mit einem geringeren Aufwand bei Konstruktion und Herstellung der Fertigungseinrich­ tungen und somit zu einer preisgünstigeren Herstellungsweise führt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sin­ terkörper mit dem Anodendraht an ein Kammblech angeschweißt werden, daß nach Herstellung der Kathodenkontaktierung zumindest ein U-förmiger Drahtbügel derart am Kammblech befestigt wird, daß der mittlere Teil des Bügels parallel zum Kammblech verläuft, daß am mittleren Teil des U-förmigen Bügels angeordnete flexib­ le Drähte mit der Kathodenkontaktierung verbunden werden, daß die Sinterkörper mit einem Kunststoff umhüllt werden, daß nach Herstellen der Umhüllung die Anodendrähte und der U-förmige Bü­ gel vom Kammblech getrennt werden, daß Anoden- und Kathodenan­ schluß angebracht werden und daß der Kondensator abschließend vereinzelt wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele erläutert.

In der dazugehörenden Zeichnung zeigen

Fig. 1 mehrere, an einem Kammblech mit U-förmigen Drahtbügel befestigte Sinteranoden,

Fig. 2 einen umhüllten Kondensator,

Fig. 3 einen Anodenanschluß und

Fig. 4 einen Kathodenanschluß.

In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Kammbleches 1 dargestellt, an das Sinteranoden 3 mit ihren Anodendrähten 4 angeschweißt sind. Ferner sind am Kammblech 1 ein oder mehrere U-förmige Drahtbügel 2 derart angeschweißt, daß der mittlere Teil des Drahtbügels 2 parallel zur Kante des Kammblechs 1 und kurz hin­ ter der oberen Kante der Sinteranoden 3 verläuft. Dünne, flexib­ le Drähte 5, z.B. aus Blei- oder Faserverbundfeindrähten aus z.B. AgNi 80/20 sind auf den Bügel aufgeschweißt oder aufgeklebt. Die Befestigung der Drähte 5 geschieht entweder nach dem An­ schweißen des Bügels 2 oder in einem vorhergehenden separaten Arbeitsgang. Der Abstand der Drähte 2 entspricht dem Raster der Sinteranoden 3 auf dem Kammblech 1. Die Drähte 5 werden mit der Leitlackschicht 7 spannungsfrei verlötet oder verklebt.

Im nächsten Arbeitsschritt wird dieses System mit Kunststoff um­ spritzt oder umpreßt, wobei die Kavität für das einzelne Bau­ element den Abmessungen des späteren fertigen Kondensators ent­ spricht.

In der Fig. 2 ist ein einzelner umhüllter Sinterkörper 3 darge­ stellt, bei dem der Anodendraht 4 aus der Umhüllung 8 heraus­ ragt. Ferner erfolgt die Umhüllung derart, daß ein Teil des U-förmigen Drahtbügels 2 ebenfalls in der Umhüllung 8 angeordnet ist. Nach dem Umspritzen zum Herstellen der Umhüllung 8 werden die Anodendrähte 4 durchtrennt und der Drahtbügel 2 vom Kammblech 1 abgelöst. Auf diese Weise erhält man einen Systemträger, an dem sich mehrere Bauelemente befinden.

Zur Herstellung des Anodenanschlusses kann beispielsweise die in der Fig. 3 dargestellte L-förmige Anodenanschlußlasche 9 ver­ wendet werden, die eine Aussparung 10 für den Anodendraht 4 be­ sitzt. Der Anodenanschluß 10 besteht aus einem lötbaren Blech, das mit dem Anodendraht 4 verschweißt wird. Gleichzeitig kann der Anodenanschluß 9 mit dem Kunststoffkörper der Umhüllung 9 verklebt werden. Zur Verschweißung des Anodenanschlusses 9 mit dem Anodendraht 4 kann aufgrund der durch den Umhüllvorgang er­ reichten hohen Präzision ein Laserschweißverfahren eingesetzt werden.

Zur Herstellung des Kathodenanschlusses wird beispielsweise die in der Fig. 4 dargestellte L-förmige Kathodenanschlußlasche 11 verwendet. Die Lasche 11 ist so ausgebildet, daß sie Seitentei­ le 12, 13 aufweist, in denen Schlitze 14, 15 angeordnet sind, in die der Drahtbügel 2 eingeschoben wird. Die Lasche 11 selbst kann wieder mit dem Kunststoffkörper 8 verklebt werden.

Zur Vermeidung von seitlichen Maßüberschreitungen können in der Kunststoffumhüllung 8 Aussparungen 16 für die Seitenteile 12, 13 angebracht werden (siehe Fig. 2).

Der Draht des Bügels 2 wird in einem folgenden Arbeitsschritt mit dem Kathodenanschluß 11 verschweißt. Auch hier können Laser- Schweißverfahren eingesetzt werden.

Auf die dargestellte Weise erhält man einen Systemträger mit dem bei den folgenden Arbeitsschritten wie Stempeln, Schrank­ formieren und Prüfen eine Mehrfachhandhabung möglich wird. Erst auf dem Prüfautomat wird der Draht des Bügels 2, ähnlich wie bei den heutigen radialen Bauformen, durchtrennt.

Neben den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen können Anoden- und Kathodenanschluß Kappen sein, die über den Kunststoffkörper 8 gesteckt bzw. gepreßt werden.

Eine weitere Variante ist das Aufbringen einer Metallisierung, welche die Elektrodenanschlüsse darstellt. Dies kann beispiels­ weise durch stromloses Abscheiden von Metallschichten oder Auf­ sputtern geschehen.

Wird der kathodenseitige Draht des Bügels 2 nicht mitumspritzt, so kann der dünne, flexible Draht 5 aus der Kunststoffumhüllung 8 herausragen. Wird dieser Draht 5 nun kurz hinter der Außen­ wand der Umhüllung 8 durchtrennt, kann eine Kappe oder Katho­ denanschlußlasche über den Draht gezogen werden und mit diesen durch Löten oder Kleben verbunden werden. Das gesamte System kann auf diese Weise am Systemträger weiterverarbeitet werden.

Wird das Bauelement nicht quaderförmig sondern zylindrisch aus­ geführt, kann bei gleichem grundsätzlichen Aufbau und identischen Verarbeitungsprozesses ein Melf-Bauelement (eine axiale Bauform, bei der die Anschlußdrähte durch lötfähige Kappen ersetzt sind) hergestellt werden.

Das dargestellte Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstel­ lung von Tantal-Festelektrolytkondensatoren, die eine Kathode aus einem halbleitenden Mangandioxid besitzen. Es kann aber auch für die Herstellung eines Festelektrolytkondensators aus anderen bekannten Ventilmetallen und Festelektrolyten einge­ setzt werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Festelektrolytkondensators in Chip-Bauweise mit einem gesinterten Anodenkörper aus einem Ven­ tilmetall, einer auf dem Ventilmetall angeordneten als Dielek­ trikum dienenden Oxidschicht, einem in den Anodenkörper einge­ sinterten Anodendraht, einem als Kathode dienenden Festelektro­ lyt, einer Kathodenkontaktierung, einem Anoden- und einem Kathodenanschluß und einer Kunststoffumhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterkörper (3) mit dem Anodendraht (4) an ein Kammblech (1) angeschweißt werden, daß nach Herstellen der Kathodenkontaktierung (7) zumindest ein U-förmiger Drahtbügel (2) derart am Kammblech (1) befestigt wird, daß der mittlere Teil des Bügels (2) parallel zum Kamm­ blech (1) verläuft, daß am mittleren Teil des U-förmigen Bügels (2) angeordnete flexible Drähte (5) mit der Kathodenkontaktie­ rung (7) verbunden werden, daß die Sinterkörper (3) mit einem Kunststoff (8) umhüllt werden, daß nach Herstellen der Umhül­ lung (8) die Anodendrähte (4) und der U-förmige Bügel (2) vom Kammblech (1) getrennt werden, daß Anoden- (9) und Ka­ thodenanschluß (11) angebracht werden und daß der Kondensator abschließend vereinzelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung L-förmiger, mit der Umhüllung (8) ver­ klebter Elektrodenanschlüsse (9, 11).

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Kathodenanschlusses (11) mit Seiten­ teilen (12, 13) in denen Schlitze (14, 15) angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Umhüllung (8) Aussparungen (16) für die Seitenteile (12, 13) des Kathodenanschlusses (11) her­ gestellt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Anoden- und Kathodenanschluß durch ein Metallisierungsverfahren hergestellt werden.

6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexi­ blen Drähte (5) direkt mit dem Kathodenanschluß verbunden werden.