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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zum
Herstellen eines Festelektrolytkondensators und spezieller ein Verfahren zum
Einkapseln der auf einem Reifen-Metallleitenahmen mit einem Formharz
montierten Elektrolytkondensatorelemente.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
Verfahren zum Herstellen eines Festelektrolytkondensators, bei dem
ein leitfähiges,
hochpolymeres Material als Festelektrolyt verwendet wird, wird mit
Bezug auf 6 und 7 als Beispiel
des herkömmlichen
Herstellungsverfahrens beschrieben. 6 ist eine
Draufsicht, die einen Teil eines mit einem Element als Festelektrolytkondensator
versehenen Reifen-Metallleiterrahmens zeigt. Der Metallleiterrahmen 16 weist
einen Anschlussabschnitt 18 auf, der durchgehend in einem
bestimmten regelmäßigen Intervall
in der Längenrichtung
vorgesehen ist, und ein Querelement 19 zwischen den jeweiligen
Anschlussabschnitten 18, um beide Seiten des Metallleiterrahmens
hinsichtlich der Breitenrichtung zu verbinden. Der Anschlussabschnitt 18 ist
mit einem Kondensatorelement 17 versehen, dessen Elektrode
mit dem Anschlussabschnitt 18 verbunden ist. Eine Perforation 20 dient
zum Transportieren des Leiterrahmens 16.
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7 ist
eine Teilansicht von oben, die zum Beschreiben eines Verfahrens
zum Einkapseln des Kondensatorelements 17 von 6 mit
einem Formharz genutzt wird. Ein Hauptverteiler 21 liegt
nahe an dem Metallleiterrahmen 16 an einer der Seiten entlang,
und eine Vielzahl von Nebenverteilern 22 zweigen von dem
jedes andere Querelement 19 bedeckenden Hauptverteiler 21 ab.
Von dem Nebenverteiler 22 wird durch einen Torabschnitt 23 Formharz
eingespritzt. Das Kondensatorelement 17 ist mit dem Formharz
eingekapselt, das auf dem Leiterrahmen 16 einen Festelektrolytkondensator 24 bildet.
Das Entfernen des Hauptverteilers 21 und des Nebenverteilers 22 stellt
fertig bearbeitete Teile des Festelektrolytkondensators zur Verfügung.
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Bei
dem oben beschriebenen, herkömmlichen
Herstellungsverfahren sind die auf dem Metallleiterrahmen 16 ausgebildeten
Festelektrolytkondensatoren 24, wie es in 7 gezeigt
ist, mit dem Hauptverteiler 21, dem Nebenverteiler 22 und
dem Torabschnitt 23 verbunden. Der zum Teilen der Kondensatoren 24 in
einzelne Teile erforderliche erste Vorgang soll den Hauptverteiler 21 und
den Nebenverteiler 22 von den auf dem Metallleiterrahmen 16 ausgebildeten
Festelektrolytkondensatoren 24 trennen. Der Vorgang des
Entfernens der Verteiler 21, 22 schafft folgende
Probleme.
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Eine
Kraft, die aufgebracht wird, um den Hauptverteiler 21 und
den Nebenverteiler 22 von dem Metallleiterrahmen 16 abzulösen, überträgt unvermeidlich
eine unerwünschte
Kraft auf das mit dem Nebenverteiler 22 bedeckte Querelement 19.
Die unerwünschte
Kraft beeinflusst die Festelektrolytkondensatoren 24 unzweckmäßig. Das
feste Anhaften zwischen dem Formharz und dem Leiterrahmen 16 wird
nämlich
verschlechtert und die Eigenschaft der hermetischen Abdichtung der
mit Harz einkapselten Kondensatorelemente 17 beeinträchtigt.
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Eine übliche Gegenmaßnahme,
die zur Lösung
des oben erwähnten
Problems ergriffen wird, ist es, auf dem Metallleiterrahmen 16 in
dem Bereich, der durch das Formharz zu überziehen ist, zum Zweck der
Erhöhung
der Klebefestigkeit gegenüber Kunstharz
das Sandstrahlen vorzusehen. Jedoch war eine solche Gegenmaßnahme nicht
wirksam genug, um den nachteiligen Einfluss der durch das Querelement 19 auf
den Festelektrolytkondensator 24 aufgebrachten Kraft völlig auszuschalten.
So war es mit dem üblichen
Verfahren schwierig, eine genügende
Sicherheit hinsichtlich der Qualität von Festelektrolytkondensatoren 24 in
Bezug auf die Eigenschaft hermetischer Abdichtung zu bewirken. Inzwischen
wird eine kostspielige Maschine mit kompliziertem Aufbau benötigt werden,
will man die Verteiler 21, 22 von dem Metallleiterrahmen 16 trennen, ohne
auf den Festelektrolytkondensatoren 24 eine unerwünschte Kraft
zu hinterlassen.
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Die
vorliegende Erfindung beabsichtigt, sowohl ein Verfahren zum Herstellen
der Festelektrolytkondensatoren als auch eine Maschine für die Herstellung
anzubieten, die die Festelektrolytkondensatoren, die eine ausgezeichnete
Zuverlässigkeit
hinsichtlich der Eigenschaft hermetischer Abdichtung aufweisen,
auf stabiler Basis zur Verfügung
stellen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
Verfahren zum Herstellen eines Festelektrolytkondensators gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nach Patentanspruch 1 definiert und umfasst die Bereitstellung
eines Metallleiterrahmens mit einem Querelement jeweils zwischen
zwei Kondensatorelementen entlang der Längsrichtung des Leiterrahmens,
die Bereitstellung eines Nebenverteilers, der sich von einem Hauptverteiler
in einem Bereich verzweigt, in dem kein Querelement vorhanden ist, und
Spritzen eines Formharzes über
den Nebenverteiler auf die Kondensatorelemente. Beim oben beschriebenen
Herstellungsverfahren wird der Leiterrahmen nicht durch unerwünschte Kräfte beeinflusst, wenn
beide Verteiler vom Leiterrahmen, auf dem die Kondensatorelemente
eingebaut wurden, getrennt werden, da der Nebenverteiler das Querelement nicht
bedeckt. Deshalb wird die Eigenschaft hermetischer Abdichtung nicht
unzweckmäßig beeinflusst, und
die so hergestellten Festelektrolytkondensatoren werden eine erstklassige
Zuverlässigkeit
besitzen.
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Bei
dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren nach der vorliegenden
Erfindung wird bevorzugt, den Metallleiterrahmen am Anfangspunkt und
am Endpunkt eines Bereiches, der einer Anzahl von Kondensatorelementen
entspricht, die in einem Schuss geformt werden können, mit einem Bezugsloch
zu versehen, um eine Verschiebung des Transportabstandes zu erfassen
zum entsprechenden Transportieren des Metallleiterrahmens für die Anzahl
von Kondensatorelementen. Die Bezugslöcher können durch einen Sensor erfasst
werden, um die Verschiebung des Transportabstandes zu verhindern.
So kann der Formvorgang auf einem höheren Niveau von Genauigkeit
effizient durchgeführt
werden.
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Wenn
die Metallleiterrahmen gefügt
werden, ist es vorzuziehen, das Bezugsloch an dem Ende eines ersten
Leiterrahmens und dem Bezugsloch am Anfang eines zweiten Leiterrahmens
miteinander verbinden zu lassen. Durch das Fügen zweier Metallleiterrahmen
auf diese Weise kann der Formungsvorgang ununterbrochen durchgeführt werden,
ohne an der Verbindung von zwei Leiterrahmen zu unterbrechen oder
die gefügten
Elemente dieses Abschnitts zu verwerfen. Dies trägt zu weiter erhöhter Produktivität und Ausbeuteverhältnis bei.
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Es
wird außerdem
bevorzugt, das Bezugsloch nur auf einer Seite hinsichtlich der Breitenrichtung
des Metallleiterrahmens vorzusehen. Mit dieser Ausführung kann
ein verkehrter Leiterrahmen leicht erfasst und das Auftreten eines
Problems verhindert werden.
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Der
Metallleiterrahmen mit den harzgekapselten Kondensatorelementen
wird von dem Nebenverteiler in einer Art und Weise abgetrennt, bei
der der Nebenverteiler von dem Metallleiterrahmen abgelöst wird,
während
zumindest der Metallleiterrahmen festgehalten wird. Weil der Nebenverteiler
kein Querelement bedeckt, wird der Metallleiterrahmen während des
Trennungsvorgangs keiner unerwünschten
Kraft ausgesetzt.
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Eine
Maschine zum Herstellen eines Festelektrolytkondensators nach der
vorliegenden Erfindung ist in Patentanspruch 6 definiert und umfasst eine
Transporteinrichtung zum Transportieren von in Harz eingekapselten
Festelektrolyt-Kondensatorelementen, die auf einem durch einen Hauptverteiler und
einen Nebenverteiler geformten Metallleiterrahmen integriert sind,
eine Halteeinrichtung zum Halten des Metallleiterrahmens von der
oberen und der unteren Fläche,
mit einem Austrittsabschnitt, um zu verhindern, dass mit dem Nebenverteiler
Kontakt hergestellt wird, und eine Führungseinrichtung, die an einer Stelle
stromabwärts
der Halteeinrichtung, die zur Führung
des Hauptverteilers vorgesehen ist, angeordnet ist. Der Metallleiterrahmen
wird vom Nebenverteiler abgetrennt, indem die Halteeinrichtung verwendet
wird. Weil die Trennung durch die Führungseinrichtung geleitet
wird, ist der Aufbau der vorliegenden Herstellungsmaschine ganz
einfach. Folglich können
die Festelektrolytkondensatoren mit ausgezeichneter hermetischer
Abdichtungseigenschaft bei nicht teuren Kosten mühelos hergestellt werden.
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Ein
im Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendeter
Metallleiterrahmen ist durch die Merkmale von Patentanspruch 8 definiert
und mit einer Vielzahl von Anschlussabschnitten, die sich hinsichtlich
der Breitenrichtung dehnen und in Längsrichtung angeordnet sind,
und einer Vielzahl von Querelementen versehen, die die beiden Seiten
hinsichtlich der Breitenrichtung überbrücken, wobei ein Querelement
für jeweils
zwei Anschlussabschnitte entlang der Längsrichtung angeordnet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht, die einen Teil des Metallleiterrahmens zeigt, der
zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators in einer ersten
beispielhaften Ausführung
nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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2 zeigt
einen Zustand des Metallleiterrahmens von 1, der mit
Festelektrolyt-Kondensatorelementen
montiert ist;
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3 zeigt
einen Zustand der Festelektrolyt-Kondensatorelemente von 2,
die mit Kunstharz eingekapselt sind;
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4(a), 4(b) und 4(c) sind Draufsichten, die verwendet
werden, um ein Verfahren zum Fügen
von Metallleiterrahmen in einer zweiten beispielhaften Ausführung nach
der vorliegenden Erfindung darzustellen; wobei 4(a) den
Endteil eines ersten Metallleiterrahmens zeigt, 4(b) den Anfangsteil
eines zweiten Metallleiterrahmens zeigt, 4(c) einen
Zustand zeigt, in dem der Teil des ersten Metallleiterrahmens und
der Anfangsteil des zweiten Metallleiterrahmens übereinander gelegt worden sind.
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5(a) und 5(b) zeigen
den Aufbau einer Maschine zur Herstellung eines Festelektrolytkondensators
in einer dritten beispielhaften Ausführung nach der vorliegenden
Erfindung; wobei 5(a) eine Schnittansicht,
von der Vorderseite gesehen, und 5(b) die
Seitenansicht ist;
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6 ist
eine Draufsicht, die einen Teil des zur Herstellung von normalen
Festelektrolytkondensatoren verwendeten Metallleiterrahmens zeigt,
der mit Kondensatorelementen montiert ist;
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7 zeigt
einen Zustand der Kondensatorelemente von 6, die mit
Formharz gekapselt sind.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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(Ausführung 1)
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Mit
Bezug auf 1 ist ein Anschlussabschnitt 2,
der von einem Paar aus negativem Elektrodenanschluss 2a und
positivem Elektrodenanschluss 2b gebildet wird, in einem
bestimmten gleichmäßigen Intervall
in Längsrichtung
eines Reifen-Metallleiterrahmens 1 zusammenhängend vorgesehen,
und ein beide Seiten des Leiterrahmens 1 verbindendes Querelement 3 ist
vorgesehen, wobei ein Querelement für jeweils zwei Anschlussabschnitte 2 angeordnet
ist. Der Leiterrahmen 1 ist mit dem Anschlussabschnitt 2 für zwei Reihen
in der Breite und einer Transportperforation 4 an den Seitenkanten
in einem bestimmten vorgegebenen regelmäßigen Intervall versehen.
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Wie
in 2 dargestellt ist, sind Festelektrolyt-Kondensatorelemente 5 auf
dem Metallleiterrahmen 1 am Anschlussabschnitt 2 montiert.
Die negative Elektrode und die positive Elektrode (von denen keine
gezeigt ist) des Kondensatorelements 5 sind jeweils mit
dem Anschlussabschnitt 2a und dem Anschlussabschnitt 2b verbunden,
und das Kondensatorelement 5 ist auf dem Anschlussabschnitt 2 befestigt.
Das Festelektrolyt-Kondensatorelement 5 ist
aus einer Vielzahl von Schichtfolien gebildet.
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Wie
in 3 gezeigt ist, wird der mit den Kondensatorelementen 5 montierte
Metallleiterrahmen 1 in ein Mehrfachformwerkzeug gelegt,
so dass sich nahe der einen Seite des Leiterrahmens 1 hinsichtlich
der Breitenrichtung und an dieser entlang ein Hauptverteiler 7 befindet,
und ein Nebenverteiler 8, der sich von dem Hauptverteiler 7 verzweigt,
befindet sich in einem Bereich zwischen den Kondensatorelementen 5,
in dem kein Querelement 3 vorhanden ist. Durch einen in
dem Nebenverteiler 8 vorgesehenen Torabschnitt 9 wird
Formharz zugeführt.
Die Kondensatorelemente 5 werden durch das Harz eingekapselt
und es werden mehrere Festelektrolytkondensatoren 10 (in 3 sind 48 Stücke dargestellt)
in einem einzigen Schuss hergestellt.
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Der
Metallleiterrahmen 1 ist mit einem Bezugsloch 6 an
dem Anfangspunkt und dem Endpunkt von jedem Bereich versehen, der
einer Anzahl von Kondensatorelementen entspricht, die in einem Schuss
geformt werden können.
Der Transportabstand des Leiterrahmens kann überprüft werden, indem das Bezugsloch 6 mit
einem Sensor (nicht gezeigt) an der Formstufe erfasst wird. In dem
Fall, dass eine Verschiebung erfasst wird, können vorher Gegenmaßnahmen
ergriffen werden, um sich ergebende Schwierigkeiten zu vermeiden.
Das Bezugsloch 6 ist nur an einer Seite des Leiterrahmens 1 vorgesehen,
deshalb kann es leicht gefunden werden, und Schwierigkeiten, wenn
ein Leiterrahmen 1 durch Fehler oder durch einen unerwarteten
Grund verkehrt zugeführt
wird, können
vermieden werden.
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In
der vorliegenden beispielhaften Ausführung ist das Querelement 3 einmal
für jeweils
zwei Kondensatorelemente, wie in 3 gezeigt,
vorgesehen; daher sind entsprechende Kondensatorelemente 5 abwechselnd
getrennt durch einen dieses Querelement enthaltenden Zwischenraum
und einen Zwischenraum, der dieses Querelement 3 nicht
aufweist. Weil der Nebenverteiler 8 in dem Zwischenraum
vorgesehen wurde, der kein Querelement 3 aufweist, zerbricht
der Vorgang des Ablösens
des Hauptverteilers 7 und des Nebenverteilers 8 vom
Leiterrahmen 1 den Torabschnitt, wobei die auf dem Metallleiterrahmen 1 integriert
gebildeten Festelektrolytkondensatoren 10 von den Hauptverteilern
getrennt werden. Der Hauptverteiler 7 und der Nebenverteiler 8 wurden
nämlich
nicht zum Querelement 3 des Metallleiterrahmens 1 gehörig ausgebildet,
weshalb eine zur Trennung aufgebrachte Kraft die Festelektrolytkondensatoren 10 kaum
erreicht. So wird das übliche Problem,
das eine an der Trennung der Verteiler erzeugte Spannung die hermetische
Abdichtung zwischen dem Formharz und dem Festelektrolytkondensator 10 und
dem Leiterrahmen 1 verschlechtert, bei der vorliegenden
Ausführung
nicht auftreten.
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(Ausführung 2)
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Ein
Verfahren zum gemeinsamen Fügen
eines ersten und eines zweiten Metallleiterrahmens einer bestimmten
spezifischen Länge
wird mit Bezug auf 4(a) bis 4(c) beschrieben.
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Wie
in 4(a) dargestellt ist, ist das Ende eines
ersten Metallleiterrahmens 1 an der Stelle des zur Stellenerfassung
vorgesehenen Bezugslochs 6 mit dem daran fest gehaltenen
Querelement 3 versehen. Als Nächstes wird, wie in 4(b) gezeigt ist, der Anfang eines zweiten
Metallleiterrahmens 1 an der Stelle des Bezugslochs 6 geschnitten, wobei
das Querelement 3 weggelassen wird. Und dann werden, wie
in 4(c) gezeigt ist, der Endteil des
ersten Leiterrahmens 1 gemäß 4(a) und
der Anfangsteil des zweiten Leiterrahmens gemäß 4(b) übereinander
gelegt und miteinander verbunden, indem sie das Bezugsloch 6 gemeinsam
teilen.
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Durch
das oben beschriebene Fügungsverfahren
kann ein einzelnes Stück
des Metallleiterrahmens mit zwei Leiterrahmen gebildet werden, die sich
im dunkel angedeuteten Bereich, wie in 4(c) gezeigt, überlappen.
Folglich kann der Metallleiterrahmen auf einer zusammenhängenden
Basis zugeführt
werden, was eine ununterbrochene Produktion ermöglicht. Außerdem setzt man sich keiner
Unbequemlichkeit wie zum Beispiel eine Verschiebung des Transportabstandes
zum Einkapseln der Kondensatorelemente in dem Formwerkzeug aus,
da sich das Bezugsloch 6 in dem überlappenden Bereich befindet.
Dies schafft einen bedeutenden Beitrag zur Produktivität und den
Herstellungskosten.
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(Ausführung 3)
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Mit
Bezug auf 5(a) und 5(b) wird
die Beschreibung hinsichtlich einer Herstellungsmaschine vorgenommen,
die den Metallleiterrahmen, auf dem Festelektrolytkondensatoren
ausgebildet und integriert sind, von den Verteilern ablöst und trennt.
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Die
Maschine besteht aus einer Transportwalze 11, einer Zahnwalze 12,
einer Druckwalze 13, einem Antriebsriemen 14 und
einer Verteilerführung 15.
Die Transportwalze 11 ist mit einem Steuerstift 11a versehen,
der mit der Transportperforation 4 (siehe 1)
des Metallleiterrahmens 1 im Eingriff zu bringen ist. Die
Zahnwalze 12 ist mit einem Pressabschnitt 12a,
um Druck auf den Metallleiterrahmen 1 auszuüben, einem
Austrittsabschnitt 12b zur Bereitstellung eines Austrittsraums
für den
Nebenverteiler 8, einem Erzeugnisaustrittsabschnitt 21c zur
Bereitstellung eines Austrittsraums für den Festelektrolytkondensator 10 und
einem Steuerstift 12d versehen, der in die Transportperforation 4 passt
(siehe 1). Die Druckwalze 13 ist versehen mit
einem Druckabschnitt 13a, um auf den Leiterrahmen 1 Druck
aufzubringen, und mit einem Erzeugnisaustrittsabschnitt 13b,
um einen Austrittsabschnitt für
den Festelektrolytkondensator 10 bereitzustellen. Der Antriebsriemen 14 ist
zwischen der Transportwalze 11 und der Zahnwalze 12 vorgesehen.
Die Verteilerführung 15 ist
in einem Paar vorgesehen, um den Hauptverteiler 7 von der
oberen und der unteren Richtung zu führen.
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Eine
Umdrehung der Transportwalze 11 im Uhrzeigersinn (in der
Zeichnung) transportiert den Leiterrahmen 1 nach rechts
(in der Zeichnung), wobei der Steuerstift 11a mit der Transportperforation 4 des Metallleiterrahmens 1 in
Eingriff gebracht ist. An dieser Stufe wird der Leiterrahmen 1 von
der oberen und der unteren Fläche
durch den Druckabschnitt 12a der Zahnwalze 12 und
durch den Druckabschnitt 13a der Druckwalze 13 festgehalten.
Der Festelektrolytkondensator 10 wird aufgrund des Erzeugnisaustrittabschnitts 21e der
Zahnwalze 12 und des Erzeugnisaustrittsabschnitts 13b der
Druckwalze 13 kontaktfrei abgestützt. Der Nebenverteiler 8 wird
außerdem
aufgrund des Austrittsabschnitts 21b der Zahnwalze 12 kontaktfrei
abgestützt.
Der Metallleiterrahmen 1 wird nämlich von der oberen und der
unteren Fläche durch
die Druckwalze 13 und die Zahnwalze 12, mit Ausnahme
des Festelektrolytkondensators 10 und des Nebenverteilers 8,
festgehalten.
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Wenn
die Transportwalze 11 rotiert, wird der Metallleiterrahmen 1 gezogen,
so dass er sich nach oben in Richtung der Transportwalze 11 nach
rechts (in der Zeichnung) bewegt, wogegen der Hauptverteiler 7,
geführt
durch die Verteilerführung 15,
gerade nach vorn fortschreitet, nach rechts (in der Zeichnung).
Der Nebenverteiler 8 schreitet auch, begleitet von dem
Hauptverteiler 7, in der gleichen Richtung fort. Anschließend wird
der Torabschnitt 9 zerbrochen und allein die Verteiler 7, 8 werden
von dem Leiterrahmen 1 getrennt, wobei sich der Trennungspunkt
irgendwo zwischen der Druckwalze 13, die mit der Zahnwalze 12 Kontakt
herstellt, und der Anfangskante der Verteilerführung 15 befindet.
Der die Festelektrolytkondensatoren 10 tragende Leiterrahmen 1 wird
eingehakt und zu der Transportwalze 11 transportiert.
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Mit
der vorliegenden Herstellungsmaschine können Verteiler leicht abgetrennt
werden, indem von einer einfach strukturierten Verteilerführung 15 Gebrauch
gemacht wird und der Metallleiterrahmen 1 von einer Kraft
oder einer Belastung, die beim Trennvorgang erzeugt wird, frei gehalten
wird. Deshalb beeinflusst die Trennung die hermetische Abdichtung der
Einkapselung nicht unzweckmäßig, und
es können
Festelektrolytkatalysatoren hoher Zuverlässigkeit angeboten werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden.
Obwohl die oben beispielhaft dargestellten Metallleiterrahmen 1 mit dem
Anschlussabschnitt 2 für
zwei Reihen in der Breitenrichtung des Leiterrahmens versehen sind, soll
verständlich
werden, dass diese Offenlegung zum Beispiel nicht als einschränkend zu
interpretieren ist. Der Anschlussabschnitt kann natürlich in
einer Reihe vorgesehen sein. Folglich deckt die Erfindung alle Abänderungen
und Modifizierungen ab, die in den Umfang der angefügten Patentansprüche fallen.