Beschreibung
Elektrolytkondensator Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensa¬ tor in axialer Bauweise (axialer Elektrolytkondensator) .
Elektrolytkondensatoren bestehen aus wenigstens zwei Lagen von Elektrodenfolien, der Anode und der Kathode. Zwischen diesen Elektrodenfolien ist ein mit einem Betriebselektrolyten getränkter Abstandshalter angeordnet. Bei Aluminiumelektrolytkondensatoren werden Aluminiumfolien als Elektroden verwendet. In der Regel werden die Elektrodenfolien mit dem dazwischen befindlichen Abstandshalter zu einem Kondensa- torwickel aufgewickelt.
Auf axialen Elektrolytkondensatoren können Befestigungselemente aufgeschweißt werden, die als mechanische und
elektrische Kontaktierung dienen. Jedoch kann damit bislang nur die negative Kontaktierung (Kathode) ermöglicht werden.
Die positive Kontaktierung kann nur über einen Draht (Anodendraht) erfolgen.
Mittels geeigneter angeschweißter Kontaktplatten oder Kon- taktbleche sind Bauformen wir Pressfit oder SMD (surface- mounted-device ; oberflächenmontierbare Bauelemente) möglich, bislang jedoch lediglich mit dem Minuspol. Der Pluspol verbleibt als Draht, der umständlich zu einem Pressfit- oder SMD-Kontakt umgearbeitet werden muss.
Bekannt sind axiale Elektrolytkondensatoren mit großflächigem Pluspol (Aluminium-Scheibe) . Da diese Scheibe aber zurückge¬ setzt gelagert ist, ist das direkte Aufschweißen einer
Kontaktplatte auf die Aluminium-Scheibe, und damit eine ano- denseitige Kontaktierung mittels einer Kontaktplatte, sehr umständlich . Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen verbesserten Elektrolytkondensator anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß dem unabhängi¬ gen Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einem Aspekt wird ein elektronisches Bauelement, insbe¬ sondere ein Elektrolytkondensator, angegeben. Der Elektrolytkondensator ist ein axialer Elektrolytkondensator. Besonders bevorzugt ist der Elektrolytkondensator ein axialer Alumini- um-Elektrolytkondensator . Der Elektrolytkondensator weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse ist becherförmig ausgebildet. Das Gehäuse weist einen Boden und eine dem Boden gegenüberliegende Öffnung auf. Das Gehäuse ist ausgebildet zur Aufnahme ei¬ nes Kondensatorwickels.
Der Elektrolytkondensator weist ein Abschlusselement auf. Das Abschlusselement weist ein elektrisch leitendes Material auf. Vorzugsweise weist das Abschlusselement ein Metall, bei¬ spielsweise Aluminium, auf. Das Abschlusselement ist schei- benförmig ausgebildet. Besonders bevorzug weist das Abschlus¬ selement eine Aluminiumscheibe auf. Das Abschlusselement ist beispielsweise durch einen Formvorgang oder durch eine Biegeverformung eines gestanzten Aluminiumblechs geformt. Das Ab¬ schlusselement ist zumindest teilweise in die Öffnung einge- bracht. Das Abschlusselement ist dazu ausgebildet und ange¬ ordnet das Gehäuse und insbesondere die Öffnung zu verschlie¬ ßen, insbesondere dicht zu verschließen. Unter einem dichten Verschließen ist in diesem Zusammenhang ein Verschließen ge-
meint, wodurch keine äußeren Einflüsse auf einen Innbereich des Gehäuses mehr einwirken können. Vorzugsweise wird das Ge¬ häuse durch das Abschlusselement hermetisch dicht verschlos¬ sen .
Das Abschlusselement weist ein Dichtelement auf. Das Dicht¬ element weist ein elektrisch isolierendes Material auf. Das Dichtelement dient zu einer elektrisch isolierenden Verbindung zwischen Abschlusselement und Gehäuse. Folglich ist das Anschlusselement vorzugsweise eine Dichtscheibe.
Das Dichtelement ist vorzugsweise so angeordnet, dass ein di¬ rekter mechanischer Kontakt lediglich zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuse hergestellt ist. Auf Grund der Verbin- dung zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuse wird ein be¬ sonders dichter Elektrolytkondensator bereitgestellt, der eine lange Lebensdauer aufweist.
Das Abschlusselement kann ferner einen Anodendraht aufweisen. Der Anodendraht ist an einer Außenseite des Abschlusselements angeordnet, beispielsweise angeschweißt. Vorzugsweise ist der Anodendraht zur Bereitstellung einer elektrischen Kontaktierung der Plusseite des Elektrolytkondensators ausgebildet und angeordnet. Vorzugsweise ist der Anodendraht nur zeitweilig, d.h. nicht permanent, am Abschlusselement angeordnet. Nach erfolgreicher elektrischer Kontaktierung der Plusseite wird der Anodendraht vorzugsweise wieder entfernt. Mit anderen Worten, während eines Betriebs des Elektrolytkondensators ist der Anodendraht vorzugsweise nicht am Abschlusselement ange- ordnet. Aus diesem Grund kann der Anodendraht auch als (tem¬ porärer) Schweiß-Hilfsdraht verstanden bzw. bezeichnet wer¬ den .
Das Abschlusselement weist - zusätzlich zu dem Anodendraht - ferner wenigstens ein Kontaktelement zur elektrischen Kontak- tierung, vorzugsweise zur plusseitigen bzw. anodenseitigen Kontaktierung, des Elektrolytkondensators auf. Das Kontakte- lement dient zur Befestigung eines weiteren Kontaktelements bzw. zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit dem weiteren Kontaktelement, beispielsweise einer Kontaktplatte oder ein Kontaktblech. Das Abschlusselement ist vorzugsweise anoden- seitig am bzw. im Gehäuse angeordnet. Durch die Verbindung zwischen dem Kontaktelement des Abschlusselements und dem weiteren Kontaktelement erfolgt vorzugsweise die anodenseiti- ge Kontaktierung des Elektrolytkondensators.
Das elektrisch leitfähige Verbinden des Abschlusselements mit dem weiteren Kontaktelement erfolgt vorzugsweise über Schwei¬ ßen. Zum Verschweißen von Abschlusselement und weiterem Kontaktelement fließt ein Schweißstrom ausgehend vom Anodendraht über das Abschlusselement in das weitere Kontaktelement. Da¬ nach kann der Anodendraht beispielsweise wieder entfernt wer- den.
Durch das Abschlusselement - und insbesondere dessen Kontak¬ telement - kann der Elektrolytkondensator auf einfache Art und Weise elektrisch kontaktiert werden. Insbesondere ist durch das Abschlusselement eine Vielfalt an Kontaktformen auch für den Anodenanschluss möglich. Damit sind SMD, Press¬ fit- und weitere anwendungsspezifische Bauformen möglich. Da¬ mit wird ein besonders effektiver und flexibel einsatzbarer Elektrolytkondensator bereitgestellt .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abschlusselement eine Oberseite, eine Unterseite und einen Seitenbereich auf. Der Seitenbereich verbindet die Oberseite und die Unterseite
des Abschlusselements miteinander. Das Dichtelement ist vor¬ zugsweise umlaufend am Seitenbereich des Abschlusselements angeordnet. Das Dichtelement umgibt den Seitenbereich voll¬ ständig. Der Seitenbereich stellt einen Kontaktbereich zur Herstellung der Verbindung mit dem Gehäuse dar. Durch die Um- mantelung des Seitenbereichs mit dem Dichtelement kann ein direkter Kontakt des Seitenbereichs mit dem Gehäuse vermieden werden. Damit wird über das Dichtelement eine elektrische Isolierung zwischen dem Abschlusselement und dem Gehäuse be- reitgestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement zumin¬ dest teilweise an der Oberseite und / oder der Unterseite des Abschlusselements ausgebildet. Damit kann ein besonders gut isolierter Kondensator mit einer hohen Lebensdauer bereitgestellt werden. Ferner kann bei einer elektrischen Kontaktie- rung es Abschlusselements die Herstellung eines elektrischen Kontakts mit dem Gehäuse vermieden werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Dichtelement Gummi auf. Beispielsweise stellt das Dichtelement eine Gummibe- schichtung dar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Elektrolytkondensa- tor einen Kondensatorwickel auf mit wenigstens einen Anoden¬ streifen und wenigstens einen Kathodenstreifen. Beispielsweise liegen zwei oder drei Anodenstreifen vor. Das Abschlusselement weist wenigstens einen Kontaktbereich, beispielswei¬ se zwei Kontaktbereiche, auf. Der jeweilige Kontaktbereich ist dem Kondensatorwickel zugewandt. Der wenigstens eine Ano¬ denstreifen ist mit dem Kontaktbereich elektrisch leitend verbunden, beispielsweise verschweißt. Durch das Abschlus¬ selement kann ein großflächiger Pluspol des Elektrolytkonden-
sators geschaffen werden. Das Anbringen weiterer Kontaktie- rungselemente, beispielsweise einer Kontaktplatte, wird dadurch erleichtert. Somit kann ein flexibel kontaktierbarer und folglich ein flexibel einsetzbarer Elektrolytkondensator zur Verfügung gestellt werden.
Vorzugsweise weist der Kondensatorwickel zwei Anodenstreifen auf. Vorzugsweise treten die Anodenstreifen nebeneinander (und nicht übereinander) aus dem Kondensatorwickel
heraus und sind, jeder für sich, nebeneinander auf dem Abschlusselement angeschweißt („flache Anoden-Doppelkontak- tierung") . Zu diesem Zweck kann das Abschlusselement zwei Kontaktbereiche aufweisen. Durch die entsprechende Anordnung der Anodenstreifen kann die Induktivität des Elektrolytkon- densators verringert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement zur elektrisch leitenden Verbindung des Abschlusselements mit einer Kontaktplatte ausgebildet. Vorzugsweise ist das Kontakte- lement ringförmig ausgebildet. Vorzugsweise ragt das Kontak¬ telement aus dem Gehäuse und insbesondere aus dessen Öffnung heraus. Mit anderen Worten, das Kontaktelement ist von außer¬ halb des Gehäuses leicht zugänglich. Dadurch kann das Ab¬ schlusselement besonders einfach und effektiv mit der Kon- taktplatte verbunden und der Elektrolytkondensator anodensei- tig kontaktiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Elektrolytkondensa¬ tor wenigstens eine Kontaktplatte auf. Vorzugsweise weist der Elektrolytkondensator zwei Kontaktplatten auf, eine zur Kon- taktierung der Plusseite und eine weitere zur Kontaktierung der Minusseite. Eine der Kontaktplatten - die Kontaktplatte zur Kontaktierung der Plusseite - ist über das Kontaktelement
elektrisch leitend mit dem Abschlusselement verbunden. Mit Hilfe des Abschlusselements kann damit ein zur Kontaktierung der Plusseite üblicher Plusdraht durch eine Komponente (Kon¬ taktplatte) ersetzt werden, welche eine größere Abmessung hat als der übliche Draht. Damit kann die Eigeninduktivität des Elektrolytkondensators verringert werden. Somit kann der Kon¬ densator auch bei höheren Frequenzen noch wirksam eingesetzt werden . Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Kontaktplatte über eine Vielzahl von Schweißpunkten mit dem Abschlusselement verbunden. Dadurch kann eine besonders stabile Verbindung zwischen Kontaktplatte und Abschlusselement und folglich ein sehr langlebiger Elektrolytkondensator bereitgestellt werden. Durch den großflächigen Anodenanschluss mit gespreizter Abmessung des Kontaktbleches können die Eigeninduktivität und den Eigenwiderstand des Kondensators verringert, da bei glei¬ chem Strom eine geringere magnetische Energie erzeugt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Kontaktplatte über das Abschlusselement mit dem Anodenstreifen elektrisch leitend verbunden. Vorzugsweise ist die Kontaktplatte intern, d.h. innerhalb des Gehäuses, mit wenigstens zwei, beispiels¬ weise auch mit drei, elektrisch parallelen Schweißverbindun- gen mit zwei Anodenstreifen verbunden. Die zwei intern nebeneinander angeordneten Schweißverbindungen zu den Anodenstreifen verringern die Eigeninduktivität und den Eigenwiderstand des Kondensators, da bei gleichem Strom eine geringere magne¬ tische Energie erzeugt wird. Ferner werden auch die Anoden- streifen besser gekühlt und können höhere Spitzenströme über¬ stehen .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Kontaktplatte zur Oberflächenmontage oder zu einer Press-fit Montage des Elekt¬ rolytkondensators auf einer Leiterplatte ausgebildet. Alter¬ nativ dazu kann die Kontaktplatte zum Verlöten oder Ver- schweißen des Elektrolytkondensators mit der Leiterplatte ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Kontaktplatte we¬ nigstens ein entsprechendes Kontaktierungselement , zum Bei¬ spiel Kontaktierungspins, auf. Dadurch kann unterschiedlichs¬ ten Einbausituationen Rechnung getragen werden. Folglich wird ein sehr flexibler einsetzbarer Elektrolytkondensator zur Verfügung gestellt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Abschlusselement wenigstens eine Erhebung auf. Die Erhebung ist vorzugsweise an einer Unterseite des Abschlusselements ausgebildet. Die Unterseite ist diejenige Außenfläche des Abschlusselements welche im verbauten Zustand des Abschlusselements dem Konden¬ satorwickel zugewandt ist. Die Erhebung ist zur axialen Ver- spannung des Kondensatorwickeins ausgebildet und angeordnet. Beispielsweise ist die Erhebung ringförmig ausgebildet. Durch die Erhebung kann der Kondensatorwickel auf einfache und ef¬ fektive Art axial fixiert werden, wodurch die Schwingfestig¬ keit des Kondensators erhöht wird. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung und insbesondere zur Kontaktierung eines Elektrolytkondensators angegeben. Vorzugsweise wird durch das Verfahren der oben beschriebene Elektrolytkondensator hergestellt. Alle Merkmale, die in Bezug auf den Elektrolytkondensator be- schrieben wurden, gelten auch für das Verfahren und umgekehrt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Bereitstellen eines becherförmigen Gehäuses mit einer Öffnung .
- Bereitstellen eines Kondensatorwickels mit wenigstens einem Anodenstreifen und wenigstens einem Kathodenstreifen. Anordnen des Kondensatorwickels in dem Gehäuse und elektrisch leitfähiges Verbinden des Kathodenstreifens mit dem Gehäuse.
- Bereitstellen eines Abschlusselements, insbesondere des oben beschriebene Abschlusselements. Das Abschlusselement weist das oben beschriebene Dichtelement sowie das Kontakte¬ lement auf. Ferner weist das Abschlusselement die nach innen gerichtete Erhebung auf. Das Abschlusselement ist dazu vorge¬ sehen die Anode des Elektrolytkondensators zu vergrößern, so dass eine anodenseitige Kontaktplatte angebracht werden kann.
- Elektrisch leitfähiges Verbinden eines Anodendrahts mit ei¬ ner Oberseite des Abschlusselements, wobei die Oberseite des Abschlusselements diejenige Außenfläche ist, welche im ver- bauten Zustand des Abschlusselements vom Kondensatorwickel abgewandt ist. Nach dem Fertigstellen der Kontaktierung wird der Anodendraht wieder entfernt, da er dann keine Funktion mehr hat. Insbesondere dient der Anodendraht der Energiezu¬ fuhr zum Abschlusselement und zur Kontaktplatte während des Herstellungs- und Kontaktierungsverfahrens .
- Elektrisch leitfähiges Verbinden des wenigstens einen Ano¬ denstreifens mit einer Unterseite des Abschlusselements. Bei¬ spielsweise wird der Anodenstreifen mit einem Kontaktbereich an der Unterseite verschweißt. Ferner kann im Fall von mehr als einem Anodenstreifen, eine Anordnung vorgesehen werden, bei der die Anodenstreifen nebeneinander aus dem Kondensatorwickel heraustreten und, jeder für sich, nebeneinander auf
dem Abschlusselement angeschweißt werden. Der Stromfluss kann damit mehr gespreizt fließen. Bei kurzzeitiger Wechselstrombelastung werden die Anodenstreifen heißer als die Umgebung und begrenzen die Impulsstrombelastbarkeit. Die großzügigere Stromführung führt hier zu einer Entlastung. Durch
die großzügige Stromführung wird ferner die Eigeninduktivität des Kondensators verringert.
- Einführen des Abschlusselements in das Gehäuse unter
Krafteinwirkung zur axialen Verspannung des Kondensatorwickels im Gehäuse. Vorzugsweise wird der Kondensatorwickel da¬ bei durch die Erhebung an der Unterseite des Abschlussele¬ ments gegen den Boden des Gehäuses gedrückt und damit axial fixiert .
- Mechanisches Bearbeiten eines oberen Teilbereichs des Ge¬ häuses zur Herstellung einer festen Verbindung zwischen Gehäuse und Abschlusselement. Vorzugsweise wird der obere Teil¬ bereich umbördelt. Der Teilbereich wird dabei teilweise um das Abschlusselement gebogen und damit das Abschlusselement am Gehäuse fixiert. Auf diese Weise wird ein oberes Ende des Gehäuses, also das Ende an dem die Öffnung des Gehäuses posi¬ tioniert ist, durch das Abschlusselement fest verschlossen. - Elektrisch leitfähiges Verbinden des Abschlusselements mit einer Kontaktplatte. Vorzugsweise wird die Kontaktplatte über mehrere Schweißpunkte mit dem Abschlusselement verschweißt. Das Verschweißen zwischen dem Abschlusselement und der Kontaktplatte erfolgt mittels eines Schweißstroms, welcher aus- gehend vom Anodendraht über das Abschlusselement in die Kon¬ taktplatte fließt. Das Verbinden des Gehäusebodens mit einer weiteren Kontaktplatte zur kathodenseitigen Kontaktierung erfolgt analog über einen dafür angebrachten Kathodendraht. Da-
nach kann der Anodendraht / Kathodendraht wieder entfernt werden .
- Elektrisch leitfähiges Verbinden der Kontaktplatte mit ei¬ ner Leiterplatte. Beispielsweise wird eine press-fit Verbin- dung, eine Lötverbindung oder eine Schweißverbindung zwischen Kontaktplatte und Leiterplatte hergestellt. Alternativ dazu kann der Kondensator auch als SMD-Bauteil auf der Leiterplat¬ te montiert werden. Der oben beschriebene Elektrolytkondensator weist eine geringe Induktivität auf. Damit kann der Kondensator auch bei höheren Frequenzen noch wirksam eingesetzt werden. Durch die großzügige Stromführung über das Abschlusselement wird eben¬ falls eine geringe Induktivität erzeugt. Wenn der Kondensator auf der Leiterplatte axial geschwungen wird, hat er auf Grund des Dichtelements eine höhere Schwingfestigkeit als bekannte Elektrolytkondensatoren. Insbesondere werden durch das in dieser Bauform enthaltene Dichtelement, das beim Schwingen eine Dämpffunktion hat, die hochfrequenten Schwingungen her- untergedämpft. Damit kann ein sehr effektiver Elektrolytkondensator mit einer hohen Lebensdauer zur Verfügung gestellt werden .
Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als maß- stabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren Darstellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein.
Elemente, die einander gleichen oder die die gleiche Funktion übernehmen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Es zeigen:
Figur 1 eine Schnittdarstellung eines Elektrolytkondensa¬ tors während dessen Zusammenbau gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel , Figur 2 eine Schnittdarstellung eines Abschlusselements für einen Elektrolytkondensator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 3 eine Schnittdarstellung eines Abschlusselements für einen Elektrolytkondensator gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel ,
Figur 4 einen Verfahrensschritt bei der elektrischen Kon- taktierung eines Elektrolytkondensators,
Figur 5 einen Verfahrensschritt bei der elektrischen Kon- taktierung eines Elektrolytkondensators,
Figur 6 einen Verfahrensschritt bei der elektrischen Kon- taktierung eines Elektrolytkondensators,
Figur 7 einen Verfahrensschritt bei der elektrischen Kon- taktierung eines Elektrolytkondensators, Figur 8 eine Schnittdarstellung eines Elektrolytkondensa¬ tors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 9 eine perspektivische Darstellung eines Elektrolyt¬ kondensators gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figur 10a eine perspektivische Darstellung eines Elektrolyt¬ kondensators gemäß einem weiteren Ausführungsbei¬ spiel,
Figur 10b eine perspektivische Darstellung eines Elektrolyt¬ kondensators gemäß einem weiteren Ausführungsbei¬ spiel, Figur IIa eine perspektivische Darstellung des Elektrolytkondensators gemäß Figur 10a,
Figur IIb eine perspektivische Darstellung des Elektrolytkondensators gemäß Figur 10b,
Figur 12 eine perspektivische Darstellung eines Elektrolyt¬ kondensators .
Die Figur 1 zeigt einen Elektrolytkondensator 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Elektrolytkondensator 1 ist ein axialer Kondensator, vorzugsweise ein axialer Aliminiumelektrolytkondensator. Der in der Figur 1 dargestellte
Elektrolytkondensator 1 ist einem Zustand während des Zusammenbaus dargestellt.
Der Elektrolytkondensator 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 ist zur Aufnahme eines Kondensatorwickels 3 ausgebil¬ det. Das Gehäuse 2 ist becherförmig ausgebildet. Insbesondere weist das Gehäuse 2 einen Boden 2a sowie eine Öffnung 2c auf. Mit anderen Worten, das Gehäuse 2 ist in einem (oberen) Endbereich offen ausgebildet. Die Öffnung 2c ist dem Boden 2a gegenüberliegend angeordnet. Eine umlaufende Seitenwand ver¬ bindet den Boden 2a des Gehäuses 2 mit der Öffnung 2c. An der Seitenwand des Gehäuses 2 ist eine Einbuchtung 2b ausgebil- det. Die Einbuchtung 2b ist umlaufend an der Seitenwand des Gehäuses 2 ausgebildet.
Die Einbuchtung 2b ist an einem Teilbereich bzw. Endbereich des Gehäuses 2 ausgebildet. Insbesondere ist die Einbuchtung 2 in einem Endbereich nahe der Öffnung 2c des Gehäuses 2 angeordnet. Die Einbuchtung 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel trapezförmig ausgebildet. Aber auch andere Formen der Einbuchtung sind vorstellbar. Durch die Einbuchtung werden schräg nach innen verlaufende Teilbereiche der Seitenwand des Gehäuses 2 gebildet, welche durch einen parallel verlaufenden Teilbereich der Seitenwand miteinander verbunden werden. Die Einbuchtung 2b stellt einen Anschlag für ein Abschlusselement 8 dar, das später im Detail beschrieben wird.
In dem Gehäuse 2 ist der oben erwähnte Kondensatorwickel 3 angeordnet. Wie bei jedem axialen Elektrolytkondensator wird der Strom von der Plusseite her über eine schmale Durchführung und über schmale Streifen in den Kondensatorwickel ge¬ leitet. Der Kondensatorwickel 3 weist folglich wenigstens ei¬ nen Anodenstreifen 4, vorzugsweise zwei oder drei Anodenstreifen 4 auf. Der Kondensatorwickel 3 weist wenigstens ei- nen Kathodenstreifen 5 auf. Der Kondensatorwickel 3 ist ka- thodenseitig mit dem Boden 2a des Gehäuses 2 verbunden, bei¬ spielsweise verschweißt.
Zum dichten Verschließen des Gehäuses 2 und zur flächigen Kontaktierung der Anode weist der Elektrolytkondensator 1 das oben erwähnte Abschlusselement 8 auf. Das Abschlusselement 8 ist scheibenförmig ausgebildet. Das Abschlusselement 8 weist ein Metall, vorzugsweise Aluminium, auf. Das Abschlusselement 8 ist vorzugsweise eine Aluminium-Scheibe.
Das Abschlusselement 8 weist eine Oberseite 8a, eine Unter¬ seite 8b sowie einen Seitenbereich 8c auf (siehe Figur 2) . Wenn das Abschlusselement 8 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden
ist (siehe beispielsweise die Figuren 4 bis 8), bildet die Unterseite 8b denjenigen Teilbereich bzw. diejenige Außenflä¬ che des Abschlusselements 8, welcher dem Kondensatorwickel 3 zugewandt ist.
Der Seitenbereich 8c ist dazu ausgebildet mit der inneren Seitenwand des Gehäuses 2 zu interagieren . Der Seitenbereich 8c des Abschlusselements 8 verjüngt sich zu einer Außenseite des Abschlusselements 8 hin. Die Verjüngung ist dazu ausge- bildet, das Abschlusselement 8 zentral in das Gehäuse 2 ein¬ zuführen .
Das Abschlusselement 8 weist ein Dichtelement 10 auf. Das Dichtelement 10 weist Gummi auf. Vorzugsweise ist das Dich- telement 10 eine Gummibeschichtung . Das Dichtelement 10 dient zur elektrischen Isolierung zwischen dem Abschlusselement 8 und dem Gehäuse 2. Das Dichtelement 10 ist ferner dazu ausge¬ bildet, das Gehäuse 2 fest zu verschließen und damit den In¬ nenbereich des Gehäuses 2 vor äußeren Einflüssen zu schützen. Das Dichtelement 10 ist ferner dazu vorgesehen beim Schwingen des Kondensators Energie aufnehmen (bzw. zu schlucken) und damit Schweißstellen, die typischerweise beim Schwingen ein Schwachpunkt sind, zu schonen. Das Dichtelement 10 ist insbesondere im Seitenbereich 8c des Abschlusselements 8 ausgebildet. Das Dichtelement 10 ragt aber auch teilweise auf die Oberseite 8a und/oder die Unter¬ seite 8b des Abschlusselements 8. Das Dichtelement 10 weist eine sich verjüngende Profilform auf. Insbesondere verjüngt sich das Dichtelement 10 in radialer Richtung zur Außenseite des Abschlusselements 8 hin. Durch die verjüngende Profilform des Dichtelements 10 kann das Abschlusselement 8 zentral in das Gehäuse 2 eingeführt und somit eingebaut werden. Ist das
Abschlusselement 8 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden (siehe beispielsweise die Figuren 4 bis 8), so liegt ein Teilbereich des Dichtelements 10 an der Einbuchtung 2b, insbesondere an dem schrägen Bereich der Seitenwand an. Die Einbuchtung 2b definiert eine Endposition für das Abschlusselement 8, bis zu welcher das Abschlusselement 8 in das Gehäuse 2 eingebracht wird .
Das Abschlusselement 8 weist ferner eine Erhebung 11 auf. Al- ternativ dazu kann das Abschlusselement 8 aber auch eine Vielzahl von Erhebungen 11 aufweisen. Die Erhebung 11 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Die Erhebung ist an der Unterseite 8b des Abschlusselements 8 ausgebildet. Die Erhe¬ bung 8 tritt beim Einführen des Abschlusselements 8 in das Gehäuse 2 in direkten mechanischen Kontakt mit dem Kondensa¬ torwickel 3 (siehe Figuren 4 bis 8) . Dadurch kommt es zur axialen Verspannung des Kondensatorwickels 3 im Gehäuse 2. Mit anderen Worten, durch die Erhebung 11 wird der Kondensatorwickel 3 auf seinen Platz auf den Boden 2b des Gehäuses 2 gedrückt.
Durch die Erhebung 11 entsteht ein Zwischenbereich zwischen einem Ende des Kondensatorwickels 3 und der Unterseite 8b des Abschlusselements 8. In diesem Zwischenbereich finden die Anodenstreifen 4 Platz. Das Abschlusselement 8 weist einen
Kontaktbereich 12 auf. Dieser ist an der Unterseite 8b ausgebildet. Vorzugsweise stellt der Kontaktbereich 12 eine ebene Erhebung auf der Unterseite 8b des Abschlusselements 8 dar. Im Kontaktbereich 12 wird der wenigstens eine Anodenstreifen 4 elektrisch leitfähig und mechanisch mit dem Abschlusselement 8 verbunden, beispielsweise verschweißt.
Das Abschlusselement 9 weist ferner eine Struktur, insbeson¬ dere ein Kontaktelement 9, auf der Oberseite 8a auf. Mit an¬ deren Worten, das Abschlusselement 8 weist eine äußere Pro¬ filstruktur auf. Die Profilstruktur ist an einer Fläche des Abschlusselements 8 ausgebildet, die von dem Gehäuse 2 weg¬ zeigt. Das Abschlusselement 8 kann auch eine Vielzahl von Kontaktelementen 9, beispielsweise zwei, drei oder vier Kontaktelemente 9 aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kontaktelement 9 ringförmig ausgebildet. Das Kontaktele- ment 9 stellt insbesondere eine ringförmige Erhebung dar, die aus der Oberseite 8a des Abschlusselements 8 hervorragt. Das Kontaktelement 9 ragt nach dem dichten Verbinden von Abschlusselement 8 und Gehäuse auch aus dem oberen Ende des Ge¬ häuses 2 hervor, wie beispielsweise aus der Figur 4 ersicht- lieh ist. Das Kontaktelement 9 steht in direktem Kontakt mit dem Dichtelement 10. Insbesondere umgibt das Dichtelement 10 das Kontaktelement 9 zumindest in Teilbereichen.
Das Kontaktelement 9 ist zur mechanischen und elektrisch leitfähigen Verbindung mit einer Kontaktplatte 13 (siehe bei¬ spielsweise die Figuren 5 bis 8) ausgebildet zur anodenseiti- gen elektrischen Kontaktierung des Elektrolytkondensators 1. Durch das Kontaktelement 9 des Abschlusselements 8 kann folg¬ lich der Einsatz einer Kontaktplatte 13 als Pluskontakt er- möglicht werden. Die Kontaktplatte 13 ermöglicht die Kontak¬ tierung des Elektrolytkondensators 1 zu einer Leiterplatte mittels Press-fit, SMD-Kontakten Löt- oder Schweißkontakten, wie später noch im Detail beschrieben wird. Die Herstellung des Elektrolytkondensators 1 sowie dessen
Kontaktierung wird im Folgenden im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 4 bis 8 beschrieben. Alle Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Aufbau des Elektrolytkondensators 1 beschrie-
ben wurden, finden auch für das im Folgenden beschriebene Verfahren Anwendung und umgekehrt.
Zunächst wird das becherförmige Gehäuse 2 bereitgestellt. Der Kondensatorwickel 3 wird in das Gehäuse 2 eingebracht und der Kathodenstreifen 5 wird mit dem Boden 2a des Gehäuses 2 elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise wird der Katho¬ denstreifen 5 mit dem Boden 2a verschweißt. Somit ist der Ka¬ thodenstreifen 5 galvanisch mit dem Gehäuse 2 verbunden.
Zur elektrischen Kontaktierung der Kathode wird der Boden 2b, insbesondere eine Außenseite des Bodens 2 mit einem Kathoden¬ draht 7 versehen. Der Kathodendraht 7 dient im wesentlichem zur Herstellung der Kontaktierung und wird nach erfolgreichem Kontaktieren des Elektrolytkondensators 1 wieder entfernt.
In einem weiteren Schritt wird das oben beschriebene Ab¬ schlusselement 8 bereitgestellt. Das Abschlusselement 8 kann beispielsweise durch einen Formvorgang, z.B. Pressfließen, geformt werden. Dies hat den Vorteil, dass die oben beschrie¬ benen Profilstrukturen (Erhebung 11, Kontaktelement 9) sowohl auf der Oberseite 8a als auch auf der Unterseite 8b ausgebil¬ det werden können. Alternativ dazu kann das Abschlusselement 8 aber auch aus einer Biegeverformung eines gestanzten Alumi- nium-Blechs geformt werden (siehe Figur 3) .
Das Abschlusselement 8, insbesondere dessen Oberseite 8a, wird mit einem Anodendraht 6 elektrisch leitend verbunden (siehe Figur 2) . Beispielsweise wird der Anodendraht 6 mit der Oberseite 8a verschweißt. Der Anodendraht 6 wird primär zum Kontaktieren während des Herstellungsprozesses benötigt. Nach Abschluss der Kontaktierung wird auch der Anodendraht 6 wieder entfernt (siehe Figur 8) .
In einem weiteren Schritt wird der wenigstens eine Anoden¬ streifen 4 elektrisch leitend mit dem Abschlusselement 8, insbesondere mit dem Kontaktbereich 12 an der Unterseite 8b des Abschlusselements 8, verbunden, beispielsweise ange- schweißt. Beispielsweise wird hierbei genau ein Anodenstrei¬ fen 4 mit einem Kontaktbereich 12 verbunden (siehe beispielsweise Figuren 1 und 4 bis 6) .
Um die Induktivität im Elektrolytkondensator 1 zu verringern kann das Abschlusselement 8 aber auch für eine „flache Ano- den-Doppelkontaktierung" verwendet werden. Normalerweise treten bei einer Doppelkontaktierung die Anodenstreifen 4 übereinander angeordnet aus dem Kondensatorwickel 3 aus und wer¬ den als „Doppelpack" auf die Durchführung geschweißt. Bei der flachen Anordnung treten sie nebeneinander aus dem Kondensatorwickel 3 heraus und werden, jeder für sich, nebeneinander auf dem Abschlusselement 8 angeschweißt. Zu diesem Zweck weist das Abschlusselement 8 zwei Kontaktbereiche 12 auf (siehe Figuren 7 und 8; zur Veranschaulichung ist der Elekt- rolytkondensator 1 in den Figuren 7 und 8 im Vergleich zu der Darstellungen in den Figuren 1 und 4 bis 6 um 90° gedreht) . Der Stromfluss kann damit mehr gespreizt fließen. Die Induk¬ tivität des Elektrolytkondensators 1 ist somit geringer. Fi¬ gur 8 zeigt hierfür ein Beispiel mit dem Ladestrom. Durch die größere wirksame Oberfläche der Anodenstreifen 4 kann die Wärme besser an die Umgebung angegeben werden. Damit kann kurzzeitig der Elektrolytkondensator 1 mit einem höheren Strom belastet werden. Zusätzlich bewirkt die geringere In¬ duktivität im Frequenzbereich 10 kHz bis 100 kHz einen geringeren Widerstand ESR, da die Ströme weniger von der In¬ duktivität beeinflusst werden und somit niederohmiger fließen können .
In einem weiteren Schritt erfolgt das Einführen des Abschlus¬ selements 8 in das Gehäuse 2. Das Abschlusselement 8 wird mit der Unterseite 8b voran in das Gehäuse 2 eingebracht, bis der Seitenbereich 8c, und insbesondere das Dichtelement 10, mit der Einbuchtung 2b des Gehäuses 2 in Anschlag kommt. Das Ein¬ bringen des Abschlusselements 8 geschieht unter Krafteinwir¬ kung, so dass der Kondensatorwickel 3 durch die Erhebung 11 gegen den Boden 2a des Gehäuses 2 gedrückt wird und somit axial im Gehäuse 2 verspannt wird. Dadurch wird die Schwing¬ festigkeit des Elektrolytkondensators 1 erhöht. Durch die verjüngende Profilform des Dichtelements 10 wird das Ab¬ schlusselement 8 zentral in das Gehäuse 2 geführt und somit eingebaut. Damit ist auch der Anodendraht 6 zentraler ange¬ ordnet. Dies ermöglicht einen passgenaueren Einbau des Elekt¬ rolytkondensators 1 in die gewünschte Anwendung.
Danach wird ein oberer Teilbereich des Gehäuses 2 umbördelt, um das Gehäuse 2 des Elektrolytkondensators 1 fest zu ver¬ schließen. Der direkt an die Einbuchtung 2b zum offenen Ende 2c des Gehäuses 2 hin angrenzende Teilbereich des Gehäuses 2 wird dabei um den Seitenbereich 8c des Abschlusselements 8 herumgebogen (Figur 4). Nach diesem Verschließungsvorgang liegt das Gehäuse 2 lediglich an dem Dichtelement 10 des Ab¬ schlusselements 8 auf. Ein direkter Kontakt zwischen Gehäuse 2 und dem Metall des Abschlusselements 8 wird so vermieden. Das Dichtelement 10 dient als elektrische Isolierung (Ab¬ schlusselement 8 ist mit der Anode verbunden, das Gehäuse 2 mit der Kathode) .
In einem nächsten Schritt wird eine Kontaktplatte 14 zur ka- thodenseitigen Kontaktierung bereitgestellt. Die Kontaktplat te 14 weist eine Aussparung 14a zur Durchführung des Kathodendrahts 7 auf. Die Kontaktplatte 14 wird mit dem Boden 2a
des Gehäuses 2 verschweißt, wie später noch näher beschrieben wird .
Ferner wird eine Kontaktplatte 13 zur anodenseitigen Kontak- tierung bereitgestellt. Die Kontaktplatte 13 weist eine Aus¬ sparung 13a zur Durchführung des Anodendrahts 6 auf. Die Kon¬ taktplatte 13 wird dem Abschlusselement 8 verschweißt. Insbe¬ sondere wird die Kontaktplatte 13 mit dem Kontaktelement 9 verschweißt, welches aus dem oberen Ende des durch das Ab- Schlusselement 8 verschlossenen Gehäuses 2 herausragt.
Die Schweißung erfolgt mittels eines Schweißstroms, der aus¬ gehend vom Anodendraht 6 bzw. Kathodendraht 7 über das Ab¬ schlusselement 8 bzw. den Boden 2b in die jeweilige Kontakt- platte 13, 14 fließt (siehe Figur 6) . Jede Kontaktplatte 13, 14 selbst wird mit einer Elektrode kontaktiert. Anders als bei einer herkömmlichen Drahtkontaktierung der Plusseite, ist die Kontaktplatte 13 mittels mehrerer Punkten (Schweißpunkte 16 in Figur 6) mit dem Abschlusselement 8 elektrisch kontak- tiert. Nach dem Aufschweißen werden Anodendraht 6 und Katho¬ dendraht 7 entfernt, da sie keine Funktion mehr haben.
Zuletzt wird die Kontaktplatte 13, 14 elektrisch leitend mit einer Leiterplatte verbunden (nicht explizit dargestellt) . Vorzugsweise weisen die Kontaktplatten 13, 14 zur Leiterplat¬ te hin Kontaktierungselemente 15 auf (siehe Figuren 9, 10a, 10b, IIa, IIb und 12) .
Beispielsweise können die Kontaktplatten 13, 14 zur Leiter- platte hin Pressfit-Pins 17a zum Einpressen und oberhalb die¬ ser Pins 17a kleine Flächen 17b zum Pressen (Krafteintrag für den Einpressvorgang) aufweisen (siehe Figur 9) . Die Kontaktplatten 13, 14 können so gestaltet werden, dass sie den indi-
viduellen Anforderungen einer Anwendung / Einbausituation genügen. Beispielsweise ist die Anzahl der Kontaktpins 17a und/oder die Größe der Fläche 17b wählbar. Die Kontaktplatten 13, 14 können aber auch mit der Leiterplatte verlötet oder verschweißt werden. Die Kontaktplatten 13, 14 können auf der Seite zur Leiterplatte hin Lötpins zum Löten (Wellenlöten oder Tiegellötung) aufweisen. Die Kontaktplatten 13, 14 können auf der Seite zur Leiterplatte hin Pins zum Schweißen (Elektro- oder Autogen-Schweißen) aufweisen.
Auch hier ist die Zahl der Pins abhängig von der Einbausituation und der Anwendung wählbar.
Um ein SMD-Bauteil zu realisieren, müssen die Kontaktplatten 13, 14 eine spezielle Ausgestaltung aufweisen. Eine entspre¬ chende Ausgestaltung ist beispielsweise in dem Dokument DE 10 2009 012 627 AI beschrieben, welches hiermit explizit durch Verweis zum Inhalt dieser Offenbarung gemacht wird. Die Grundidee ist dabei, dass die von Lötflächen zum Elektro¬ lytkondensator 1 abfließende Wärme (beim Reflow-Löten) durch zusätzliche Oberflächen kompensiert, und den Lötflächen schnell genug zugeführt wird. Durch diese schnelle Wärmezu¬ fuhr sind kurzzeitige Wärmeprofile ausreichend, die ursprüng- lieh für kleine Bauelemente entwickelt wurden. Durch die nur kurze Heizzeit wird der empfindliche Elektrolyt im ther¬ misch trägen Kondensatorkörper thermisch nicht überlastet.
Zu diesem Zweck weist die jeweilige Kontaktplatte 13, 14, insbesondere dessen Kontaktierungselement 15, einen verlän¬ gerten Anschlussbereich 18 auf (Figuren 10a, 10b, IIa, IIb und 12) . Der verlängerte Anschlussbereich 18 ist derart aus¬ gebildet, dass ein mittlerer Bereich 18a des verlängerten An-
Schlussbereichs 18 mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte im Bereich 19 eines Lötanschlusses verbunden ist (siehe Figur 12) . Ein freies Ende 18b des verlängerten Anschlussbereichs 18 erstreckt sich über den Lötanschluss hinaus. Der Bereich zwischen dem freien Ende 18b und dem mittleren Bereich 18a ist vorzugsweise von einem weiteren Bereich 18c der Kontakt¬ platte 13, 14, der direkt auf dem Abschlusselement 8 / dem Boden 2b aufliegt, beabstandet. Dadurch ist keine direkte Wärmebrücke vom freien Ende 18b zu dem Elektrolytkondensator 1 vorhanden. Durch den verlängerten Anschlussbereich 18 wird Wärme während des Reflow-Lötprozesses an die Lötanschluss¬ stelle geführt, wobei nur ein geringer Anteil der Wärme über den weiteren Bereich 18c in den Innenraum des Elektrolytkondensators 1 gelangt. Dadurch wird der im Inneren des Gehäuses 2 angeordnete Kondensatorwickel 3 nicht übermäßig stark er¬ wärmt .
Die Figuren 10a, IIa und 12 zeigen hierbei einen verlängerten Anschlussbereich 18, bei dem der Bereich zwischen freiem Ende 18b und mittlerem Bereich 18a senkrecht zur Hauptachse
(Längsachse) des Elektrolytkondensators 1 verläuft. In den Figuren 10b und IIb verläuft der Bereich zwischen freiem Ende 18b und mittlerem Bereich 18a parallel zur Hauptachse (Längs¬ achse) des Elektrolytkondensators 1. Aus den Figuren 10a bis 12 ist ersichtlich, dass die SMD-Elektrolytkondensatoren mit 3 „stand-offs" definiert auf der Leiterplatte aufstehen.
Dicht daneben, und daher mit gut definiertem Abstand zur Leiterplatte von ca. 0,2 mm, sind die Lötbereiche 19 angeordnet. Die Lötbereiche 19 sind gut einsehbar und damit automatisch überprüfbar.
Die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände ist nicht auf die einzelnen speziellen Ausführungsformen beschränkt.
Vielmehr können die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen - soweit technisch sinnvoll - beliebig miteinander kombiniert werden .
Bezugs zeichenliste
1 Elektronisches Bauelement / Elektrolytkondensator
2 Gehäuse
2a Boden
2b Einbuchtung
2c Öffnung
3 Kondensatorwickel
4 Anodenstreifen
5 Kathodenstreifen
6 Anodendraht / Schweiß-Hilfsdraht
7 Kathodendraht
8 Abschlusselement
8a Oberseite
8b Unterseite
8c Seitenbereich
9 Kontaktelernent
10 Dichtelement
11 Erhebung
12 Kontaktbereich
13 Weiteres Kontaktelement / Kontaktplatte / Kontaktblech
13a Aussparung
14 Kontaktplatte / Kontaktblech
14a Aussparung
15 Kontaktierungselernent
16 Schweißpunkt
17a Press-fit Pin
17b Fläche
18 Anschlussbereich
18a Mittlerer Bereich
18b Freies Ende
18c Weiterer Bereich
19 Lötbereich