DE2225825A1

DE2225825A1 - Verfahren zum Herstellen plättchenförmiger Festkörper-Elektrolytkondensatoren

Info

Publication number: DE2225825A1
Application number: DE19722225825
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Osaka Tomiwa (Japan). P
Original assignee: Matsuo Electric Co Ltd
Current assignee: Matsuo Electric Co Ltd
Priority date: 1971-05-26
Filing date: 1972-05-26
Publication date: 1972-11-30
Also published as: CA941037A; US3781976A; BE783952A; SE389758B; DE2225825B2; AU4244172A; IT958954B; FR2138969A1; FR2138969B1; GB1328780A; NL7206837A; CH539330A

Description

:>767-72/H/i:;lf

Japanische Ann. 3üO 46-36151

und SiIO 46-53780
eingereicht: 26.:lai 1971 und
l'j. Juli 1971

*[atsuo Llectric Company, Limited

5-3, 3-chouie, Sennari-cho, Toyonaka-shi, Osak ,-fu (Japan)

Verfahren zum Herstellen plättchenförmiger Festkörper-Elektrolytkondensatoren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen plättchenförmiger Festkörper-Elektrolytkondensatoren unter Verwendung von KonJensatorelementen, die jeweils an den J.nden kammartig angeordnete Leiter gebildet werden. Insbesondere sollen Kondensatoren Hergestellt werden, die jeweils ein i\ondensatorelement enthalten, das in eine Kunstharzpackung eingebettet ist, aus lor zwei Anschlubeloktro.len horausragon.

j';r bedarf nach solchen in ramntharz vergossenen .'liniaturrvoncicnödtoren ist in Verbindung mit der Entwicklung der integrierten Schaltungen beträchtlich gestiegen. Da sie aber bishor nur ..lit speziell konstruierten und nehr qenauen Schablonen uivi ,-.('rl zf:ugen und nur bei einigen Geschick hergestellt werden konnten, bereitete die ilassenfortigung erhebliche Schwierigkei-Li·η. IriiJboriondore v/aren s i.e zu teuer und in ihrer geometrischen ¹JU'ι L i t.it ungleichiiiärjsiq .

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Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren anzugeben, das sich besser für die :'.assenfertigung eignet als die bisher bekannten Verfahren und bei den 'Iiniatur-Elektrolytkondensatoren der genannten Art r.iit geringerem Aufwand und entsprechend geringeren Kosten, jedoch mit höherer Qualität hergestellt v/erden.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe ciadurcn gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art eine Anschlußelektrodenanordnung hergestellt wird, in der eine Anzahl von Anschlußelektrodenpaaren in feilen und Spalten geordnet und dio tuischlußelektroclen durch Verbindungsglieder miteinander verbunden unci an einem bahnen gehaltert sind, daß die Kondensatorelemente und die kammartigen Leiter auf entsprechende Anschlußelektrodenpaare gelegt und mit ihnen verbunden v/erden, daß die Kondensatorelementa jeder Zeile unter Verwendung eines einzigen ^letallforiasatzes pro Zeile, in die ein Kunstharzmaterial gefüllt wird, in eine den Kondensatorelenenten der betreffenden Zeile gemeinsane Kunstharzpackung eingebettet werden, daß durch Abtrennen des Halterungsrahr.iens und der Verbindungsglieder entsprechend jeder Zeile ein zusammenhängender Zug aus Kondensatoren, die jeweils zwei von einer Seite oder verschiedenen Seiten der Kunstharzj.ackung herausragende Anschlußelektroden haben, gebildet wird, und daß dio Kondensatoren durch Zerteilen dieses Zuges getrennt v/er Jen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines typischen plättchenförmigen Festkörper-ElektrolytkonJensntors, wie er erfindungsgeiiiäss hergestellt werdrn kann.

Figur 2 (a) bis (b) Seitenansichten von drei abgewandelten Ausführungsforiuen des Kondensators nach i-'igur 1;

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Figur 3 eine Draufsicht auf eine karoitiförmige Platte, die beim beschriebenen Äusführungsbeispiel verwendet wird;

Figur 4 eine Draufsüit auf eine typische Anschlußelektrodenanordnung, die in Verbindung mit der Kartenplatte nach Figur 3 verwendet wird;

Figur 5 (a) eine Teilansicht zur Erläuterung eines Schrittes des beschriebenen Verfahrens;

Figur 5(b) einen Schnitt durch Figur 5(a) längs der Ebene V-V;

Figur 6 eine vergrösserte Schnittansicht eines mit einer Anschlußelektrode verbundenen Kondensatorelenentes;

Figur 7 eine Teilansicht zur Erläuterung eines anderen Schrittes des Verfahrens;

Figur b (a) eine Teilansicht zur Erläuterung eines weiteren Scnrittes des Verfahrens;

rigur ü(b) einen Schnitt durch Figur 8 (a) längs der Lbene VIII-VIII;

Figur 9 eine Teilschnittansicht einer Kondensator^elementbaugruppe aus Figur 7, die sich in einer lletallform gemäss einer bevorzugten Ausführungsform befindet;

Figur 10(a) und (b) eine Teilansicht von oben bzw. eine Seitenansicht zur Erläuterung eines weiteren Schrittes des Verfahrens;

Figur 11(a) und (b) eine Teilansicht von oben bzw. eine Seitenansicht zur Erläuterung eines weiteren Schrittes;

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Figur 12 eine Teilansicht zur Erläuterung einer Abwandlung des Verfahrens; und

Figur 13 eine perspektivische Ansicht eines Kondensators, der nach den durch Figur 12 erläuterten Verfahren hergestellt worden ist.

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszahlen jeweils gleiche Teile. Figur 1 zeigt ein Beispiel eines plättchenförmigen Festkörper-Llektrolytkondensators,wie er nach dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann. Er besteht aus einem Ilauptkörper 1 mit einer Kunstharzpackung und zwei Anschlußelektroden 2, die auf zwei verschiedenen Seiten herausragen. Die Figuren 2 (a) bis (c) zeigen drei abgewandelte Ausführungsformen des Kondensators nach Figur 1, die dadurch hergestellt werden, daß die Anschlußelektroden 2 bei einem abgewandelten Verfahren gemäss der Erfindung abgebogen werden.

Figur 3 zeigt ein typisches Beispiel einer Kammplatte 4, die aus einem Tragsteg 10 und mehreren senkrecht von diesem abstehenden Leitern 11 besteht. Sie v/ird durch Stanzen oder iitzen aus Blech aus einem Metall , wie Tantal, Niobium oder Aluminium hergestellt, das in der Lage ist, eine Oxidschicht zu bilden. Am Ende jedes der Leiter 11 wird ein Kondensatorelement 5 vorgeformt, wie es nocn näher in Verbinduna mit Figur 6 erläutert werden v/ird.

Figur 4 zeigt eine typische Ausführungsform einer Anschlußelektrodenanordnung ti, die zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Lrfinclung verwendet wird. Vorzugsweise wird sie durch Stanzen oder i.tzen aus Blech aus schweißbaren und lötbarein i'ietall, wie Wickel, Eisen, Kupfer oder einer der als "Kovar" bekannten FeniCo-Legierungen hergestellt. Sie umfasst einen rechteckigen Rahmen 12 und eine Anzahl rechtwinkeliger Anschlußelektroden 2, die in Zeilen und Spalten geordnet sind.

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Bei den Anschlußelektroden 2 handelt es sich um mehrere Paare von positiven und negativen Anschlußelektroden 2-A und 2-B, die einander zu beiden Seiten von Zwischenräumen 14 zugewandt sind. Diese Paare sind ihrerseits in mehrere Gruppen unterteilt. Jede Gruppe von Anschlußelektroden befindet sich jeweils in einer Zeile, so daß die erste Zeile die erste Gruppe von Anschlußelektroden 2-lA und 2-1B , die zweite Zeile die zweite Gruppe von Anschlußelektroden 2-2A und 2-2B, die dritte Zeile die dritte Gruppe von Anschlußelektroden 2-3Λ und 2-3B enthält usw. In Figur 4 sind beispielsweise die Änschlußelektrodenpaare in drei Zeilen und zehn Spalten geordnet, doch ist die Anzahl der Spalten und Zeilen selbstverständlich willkürlich und vom jeweiligen Bedarfsfall abhängig. Die positiven Anschlußelektroden 2-1Λ in cer ersten Zeile und die negativen Anschlußelektroden 2-3B in der letzten Zeile sind einstückig mit dem Rahmen 12 verbunden, während die benachbarten Anschlußelektroden , wie z.B. 2-1B und 2-2Λ in den angrenzenden Zeilen jeweils einstückig miteinanuer verbunden sind. Die Anschlußelektroden 2 in einer, gegebenen Zeile sind durch dünne Verbindungsglieder 13 miteinander und mit dem Rahmen 12 verbunden, so daß die Anschlußelektroden 2 in eier dargestellten Anordnung festliegen. Zwischen den elektroden sowie zwischen den I:.lektroden und dem Rahmen 12 können darstellungsgemäss Kerbenl5 vorgesehen sein, damit eine spätere Zertrennung erleichtert wird. In den vier Ecken des Räumens 12 befinden sich vier entsprechende Löcher, die als Pilotlöcner einfcgenaue Positionierung des Rahmens 12 ermöglichen. Die Anstände zwischen den Anschlußelektroden 2 in den jeweiligen Zeilen sollen genau mit denjenigen der Leiter 11 der Kammplatte 4 übereinstimmen.

Unter Bezugnahme auf Figur 5 und ff. soll nun das Verfahren gemäss nor Krfindung beschrieben v/erden. VJie in Figur 5 dargestellt ist, wird eine Kammplatte 4 mit Kondensatorelementen 5 aui jeac Zeile- von Ansclilußelel:trodenpaaren gelegt und zwar so,

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daß aie Kondensatoreleinente 5 jeweils auf den negativen Anschlußelektrocien und lie Leiter 11 auf den entsprechenden positiven Anschlußelektroden zu liegen konunen. In dieser Lage werden die Kondensatorelemente 5 und die Leiter 11 der Kammplatte jeweils an die entsprechenden Anschlußelektroden der Anordnung geschweißt oder gelötet. Dann werden die Leiter 11 jeder Kammplatte 4 längs der Linie X in Figur 5 zerschnitten, damit der Steg 10 entfernt v/erden kann, wie in Figur 7 gezeigt ist.

Die vergrösserte Schnittansicht der Figur 6 zeigt die Struktur eines Kondensatorelementes 5 und seiner Verbindung mit der Anschlußelektrode 2-ß. Das Kondensatorelement 5 enthält einen Anodenblock 17, der an die Oberseite des Leiters 11 der Kammplatte geschweißt ist und aus. einem Metall , wie Tantal, Titan, I-ieobium oder Aluminium besteht, das in der Lage ist, eine Oxidschicht zu bilden, unci ijei dem os sich un das tetall handelt, aus deiu auch der Leiter 11 bestellt. Vorzugsweise besteht der Anodenblock 17 aus gesinterten Iletallteilchen. Er kann aber auch aus Draht, Blech oder Folie des betreffenden iletalls hergestellt werden. Das Kondensatorelement 5 enthält ferner eine Oxidschicht 18, eine IialDleiterschicht 19 und eine Kathodonschicht 20, die nacheinander auf der Oberfläche des Blockes gebildet werden, und zwar nach allgemein bekannten Verfahren, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Die Kathodenschicht 20 v/ird vorzugsweise dadurch an die Anschlußelektrode 2-B der Kathode gelötet, daß eine Lotpille zwischen die Teile gelegt und die Anordnung in einem Elektro- oder Infrarot-Ofen erhitzt wird.

Beim nächsten Verfahrensschritt v/erden die Kondensatorelemente 5 mit den Leitern 11 in ;4etallformen gebracht. Beispielsweise durch Spritzpreßformung wird ihnen ein Kunstharz-Vergußmatcrial angeformt. Dies geschieht von Zeile zu Zeile, d.h. für jede Zeile wird eine einzige Kunstharzpackung 21 gebildet, wie in

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Figur 8 dargestellt ist. DarstellungsgemUss sind die Kondensatorelemente 5 und ihre Leiter 11 vollständig in die Kunstharzpackung 21 eingebettet, aus der zu beiden Seiten der Packung nur die ivnschlußelektroden 2 herausragen. Daß die Kunstharzpackung 21 über die gesamte Länge einer Seile geht, hat den Vorteil, daß die ^r-letallform nicht rait einzelnen Hohlräumen für die jeweiligen Kondensatoren versehen werden muss. Wenn die Verbindungsglieder 13 zuvor so ausgebildet bzw. angeordnet worden sind, daß ihre der Packung 21 zugewandte Seitenflächen sich in den gleichen Ebenen befinden wie die Seitenflächen der Packung, d.h. wie die Innenflächen der Metallform 22 geirtäss Figur 9, können ausserdem die Verbindungsglieder 13 dazu dienen, den Vergußkunstharz zu verblocken, wobei sie zu einer weiteren Vereinfachung der Metallform beitragen. Diese Merkmale führen zu einer beträchtlichen Herabsetzung des Aufwandes und somit der Kosten zum Herstellen der Metallform. Die Kunstharzpackung 21 ist mit einer Abschrägung 3 (Figur 1) zur leichteren Unterscheidung der Anodenanschlußelektrode versehen.

Nun werden die Anschlußelektroden 2 längs der Linien Y zertrennt, und anschliessend oder gleichzeiticf werden auch die Verbindungsglieder 13 abgetrennt, llan erhält also einen Zug aus Kondensatoren, wie er in Figur 10 dargestellt ist, bestehend aus einer einzigen Kunstharzpackung 21, die bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel 10 Kondensatoren enthält, Die üu beiden Seiten des Zuges herausragenden Anschlußelektroden 2 werden dann gleichzeitig unter Verwendung geeigneter Schablonen und Werkzeuge in eine gewünscnto Forn gebogen oder gefaltet (vgl. Figur 11). üanach werden die Kondensatoren dadurch voneinander getrennt, daß cl^r 7,ug bei den Linien 'Z in Fitjur 11 zarteilt wird, .v'ann der fertige Kondensator gerade Ansdilußolektroden haften soll, VCr-IOn sie selbstverständlich nicht abgebogen. Vor dem Zertrennnn können zun-ichst einige Iiüi- und i.lccruri'jsschrittc notv/en"i-j sein.

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Gemäss dem bisher beschriebenen Verfahren werden Kondensatoren hergestellt, dessen Elektroden sich auf verschiedenen Seiten befinden. Lrfindungsgemäss können aber auch Kondensatoren gefertigt werden, bei denen sich ein Elektrodenpaar auf der gleichen Seite befindet, wenn die Form der Anordnung 6 und die Lage der Kammplatten 4 so verändert werden, wie dies in Figur gezeigt ist. Ein Kondensator, wie er hierbei gebildet wird, ist in Figur 13 dargestellt. Statt der in der Zeichnung dargestellten rechteckigen Anschlußelektroden 2 ist ferner jede andere Elektrodenform möglich, wenn man den Anschlußelektroden 2 in der Anordnung 6 eine entsprechende Form gibt.

Ls ist ohne weiteres einzusehen, daß das beschriebene Herstellungsverfahren sehr einfach und gut für die Massenfertigung geeignet ist, also eine beträchtliche Herabsetzung der Herstellungskosten ermöglicht.

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Claims

Patentansprüche

/ 1 .W Verfahren zum Herstellen plättchenförmiger Festkörper-

Ulektrolytkondensatoren unter Verwendung von Kondensator- • elementen, die jeweils an den Enden kaminartig angeordneter

leiter gebildet werden, dadurch g e k e η η ζ ei c h net, daß eine Anschlußelektrodenanordnung (6) hergestellt wird, in der eine Anzahl von Anschlußelektrodenpaaren in Zeilen und Spalten geordnet und die Anschlußelektroden (2) durch Verbindungsglieder (13) miteinander verbunden und an einen Rahmen (12) gehaltert sind (Figur 4), daß die Kondensatorelemente (5) und die kammartigen Leiter (11) auf entsprechende Anschlußelektrodenpaare gelegt und mit ihnen verbunden v/erden ( (Figur 5), daß die Kondensatorelemente jeder Zeile unter Ver- : Wendung eines einzigen ^letallformsatzes pro Zeile, in die ι ein Kunstharzmaterial gefüllt wird, in eine den Kondensator-

elementen der betreffenden Zeile gemeinsame Kunstharzpackung (21) eingebettet v/erden (Figur 8) , daß durch Abtrennen des

\ ilalterungsralimens und der Verbindungsglieder entsprechend jeder Zeile ein zusammenhängender Zug aus Kondensatoren, die jev/eils zwei von einer Seite oder verschiedenen Seiten der Kunsth.irzpackung herausragende Anschlußelektroden haben, gebildet v/ird (Figur 10) , und daß die Kondensatoren durch Zerteilen die-

\ sen Zuges getrennt v/erden.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e η η -

ι ζ n i c Ji η e t , daß die aiii der Kunstharzpackung herausragen-

(UiIi Aii.sciilußelektroden vor dem Zerteilen in eine vorbestinmte Koriii gebogen werden.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 odor 2, dadurch g e }: c η η ζ ο. i ch η e t , daß die der Packung (21) zugewandten Uoitenf.läciifjn dor Verbindungsglieder (13) zuvor so angeordnet

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und ausgebildet werden, daß sie in den gleichen Ebenen liegen wie die Seitenflächen der Packung, so daß die Verbindungsglieder die Funktion eines Teiles der iiotallform (22) übernehmen.

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