DE1589728B2 - Verfahren zum herstellen von elektrolytkondensatoren mit einem gesinterten anodenkoerper - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Elektrolytkondensatoren mit einem gesinterten Anodenkörper, der mit einer dielektrischen und einer halbleitenden festen Elektrolytschicht überzogen wird und bei dem der Anodenkörper auf einer Ventilmetallschicht aufgesintert wird.

Aus der CH-PS 1 83 310 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden für Elektrolytkondensatoren bekanntgeworden, bei dem zur Herbeiführung einer weitgehenden Oberflächenvergrößerung eine metallische Schicht mit mikroskopisch feinen Erhebungen auf der Elektrodenoberfläche dadurch gebildet wird, daß von außen eine dünne Metallschicht aufgebracht wird. Die feinen Erhebungen können dabei dadurch gebildet werden, daß die Metallschicht aulgespritzt, elektrolytisch abgeschieden oder aus einer Suspension aufgebracht wird.

Sollen die Elektroden insbesondere für kleine Elektrolytkondensatoren in einem rationellen Massenfertigungsverfahren hergestellt werden, so gestaltet sich das vorstehend erläuterte bekannte Verfahren insofern schwierig und aufwendig, als die Elektroden zunächst in einem ersten Verfahrensabschnitt hergestellt und sodann in einem weiterenVerfahrensabschnitt mit der die Oberflächenvergrößerung herbeiführenden metallischen Schicht versehen werden müssen. Insbesondere gibt die CH-PS 183 310 dabei keine konkrete Ausführungsform für den Verfahrensabschnitt zur Herstellung der Elektroden vor der Aufbringung der die Oberflächenvergrößerung herbeiführenden metallischen Schicht an.

Weiterhin ist aus der DT-AS 11 25 549 ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für elektrische Kondensatoren aus Tantal- und/oder Niobpulver bekanntgeworden, bei dem eine abgemessene Menge des Metallpulvers locker in eine Form eingebracht wird, so daß sich eine, lockere, nicht zusammenhängende Pulvermasse ergibt, und bei dem das lockere Pulver vor der Bildung einer Isolierschicht zu einem zusammenhängenden Körper gesintert wird.

Bei diesem bekannten Verfahren werden zur Herstellung der Elektroden Einzelformen benutzt, so daß sich auch dieses Verfahren insbesondere für die Herstellung von kleinen Elektrolytkondensatoren im Hinblick auf eine Massenfertigung relativ unrationell gestaltet. Ein solches Verfahren gestaltet sich auch deshalb nachteilig, weil die fertigen Elektroden bei der Weiterverarbeitung zu Elektrolytkondensatoren einzeln gehandhabt werden müssen, wobei es zu Verunreinigungen oder Beschädigungen der Elektroden kommen kann.

Gesinterte Anodenkörper für Elektrolytkondensatoren sind auch bereits so hergestellt worden, daß eine Ventilmetallschicht durch Eindrücken mit Vertiefungen versehen wird, daß in die Vertiefungen feuchtes Metallpulver eingefüllt und danach die Ventilmetallschicht zusammen mit dem in die Vertiefungen eingebrachten Metallpulver gesintert wird.

Ein derartiges Verfahren ist zwar für eine Massenherstellung von Anodenkörpern zweckmäßiger, da auf einer einzigen Ventilmetallschicht eine Vielzahl von Anodenkörpern gleichzeitig herstellbar ist.

Das Verfahren ist aber andererseits deshalb nachteilig, weil sich die Einbringung von genau bemessenen Metallpulvermengen in die Vertiefungen schwierig gestaltet. Darüber hinaus ergibt sich bei diesem Verfahren der weitere Nachteil, daß zur Herstellung der, Vertiefungen ein gesonderter Verfahrensschritt erforderlich ist und daß beim Eindrücken der Vertiefungen unerwünschte Spannungen in der Ventilmetallschicht entstehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in Rede stehenden Art anzugeben, das für eine Massenherstellung von Anodenkörpern für Elektrolytkondensatoren besonders rationell gestaltet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die Ventilmetallschicht eine Lochplatte aufgelegt wird, die Löcher dieser Lochplatte mit dem zu sinternden feuchten Metallpulver gefüllt werden, überschüssiges Metallpulver von der Lochplatte abgestrichen wird, das Metallpulver in der Form getrocknet wird und dann die Lochplatte von den getrockneten Pulverkörpern entfernt wird.

Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eint beim erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Lochplatte in Aufsicht.

Fig.2 eine Haltung für eine Ventilmetallschicht und eine auf diese aufgelegte Lochplatte, in deren Löcher zu sinterndes feuchtes Metallpulver gefüllt wird,

Fig.3 eine Seitenansicht einer Ventilmetallschicht mit auf ihr befindlichen Pulverkörpern nach Entfernung der Lochplatte,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines fertigen

Elektrolytkondensators mit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltem Anodenkörper und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines mit Kunststoff vergossenen Elektrolytkondensators.

Gemäß der Ausführungsform nach F i g. 1 kann eine beim erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Lochplatte 10 in Form einer Metallfolie mit einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten kreisförmigen Löchern 11 ausgebildet sein. Die Löcher 11 müssen dabei jedoch nicht kreisförmig sein; sie können vielmehr beispielsweise auch rechteckförmig, sechseckförmig oder sternförmig ausgebildet sein.

Wird die Lochplatte 10 von einer Ventilmetalischicht entfernt, bevor das in die Löcher 11 eingebrachte Metallpulver getrocknet und gesintert wird, so wird für die Lochplatte 10 zweckmäßigerweise ein feuchtigkeitsabweisendes Material, wie beispielsweise Polytetraf verwendet. Dadurch wird das Entfernen der Lochplatte 10 erleichtert, ohne daß eine Beschädigung des Metallpulvers zu befürchten ist. Wird andererseits die Lochplatte 10 auch während des Sintervorganges auf der Ventilmetallschicht belassen, so ist für die Lochplatte ein Material mit hohem Schmelzpunkt, wie beispielsweise Bornitrid oder Molybdän zu verwenden.

Fig.2 zeigt eine Halterung für eine Ventilmetalischicht 12 und eine auf diese aufgelegte Lochplatte 10, in deren Löcher 11 feuchtes Metallpulver 15 eingefüllt wird. Die Halterung umfaßt eine Trägerplatte 13 sowie eine Klemmeinrichtung 14, welche die Ventilmetalischicht 12 und die Lochplatte 10 auf einer ebenen Oberfläche 13* der Trägerplatte 13 festklemmt.

Das feuchte Metallpulver 15 wird in Form eines Breis in die Löcher 11 der Lochplatte 10 eingefüllt und bedeckt dabei die von der Lochplatte 10 freien Oberflächenbereiche der Ventilmetalischicht 12. Überschüssiges feuchtes Metallpulver 15 wird von der von der Ventilmetalischicht 12 abgewandten Oberfläche der Lochplatte 10 abgestrichen. Die Größe und die Tiefe der Löcher 11 in der Lochplatte 10 bestimmen dabei die verbleibende Menge des feuchten Metallpulvers 15.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsform einer Ventilmetalischicht 17 mit darauf befindlichen Pulverkörpern 18 lach Entfernen der Lochplatte 10.

Eine Sinterung kann entweder vor oder nach Entfernen der Lochplatte 10 erfolgen. Ob vor oder nach Zntfernen der Lochplatte gesintert wird, hängt von der Dicke der Pulverkörper 18 ab. Bei geringer Dicke der ^ulverkörper 18 im Bereich von etwa 0,75 bis etwa i,2 mm kann die Lochplatte 10 entfernt werden, ohne Jaß dabei die Pulverkörper 18 zerstört werden, wenn las Material der Lochplatte feuchtigkeitsabweisend ist ind die Pulverkörper 18 an ihm nicht haften. Bei •rheblich größeren Dicken der Pulverkörper 18 kann es :rforderlich sein, vor der Entfernung der Lochplatte 10 wenigstens teilweise vorzusintern. Bei der in F i g. 2 largestellten Konfiguration ergibt sich eine zufriedenteilende Sinterung bei noch vorhandener Lochplatte 0.

Fig.4 zeigt eine Ausführungsform eines Elektrolytondensators mit einem nach dem erfindungsgemäßen 'erfahren hergestellten gesinterten Anodenkörper, lach der Sinterung der Ventilmetalischicht mit den auf ir befindlichen Pulverkörpern erfolgt eine übliche nodische Oxidation zur Herstellung einer dielektri- :hen festen Oxidschicht. Diese wird sodann in üblicher /eise mit einer halbleitenden festen Elektrolytschicht 2 überzogen. Auf die halbleitende feste Elektrolythicht 22 wird eine Anschlußkappe 21 aufgebracht, an der ein Anschlußdraht 23 beispielsweise durch Löten angebracht wird. Die Ventilmetalischicht besitzt einen Ansatz 25, an der ein Anschlußdraht 24 beispielsweise angeschweißt ist. Zur Vermeidung eines Kurzschlusses zwischen den Anschlußdrähten 23 und 24 ist der Anschlußdraht 24 im Abstand von der Anschlußkappe 21 und der halbleitenden festen Elektrolytschicht 22 am Ansatz 25 der Ventilmetalischicht angebracht. Die Anschlußkappe 21 sowie die unter ihr liegende

ίο halbleitende feste Elektrolytschicht 22 können mit einer Deckschicht, beispielsweise aus Epoxidharz oder wärmefestem Lack überzogen werden.

Fig.5 zeigt einen beispielsweise mit Epoxidharz vollständig ummantelten Elektrolytkondensator der in Fig.4 dargestellten Art, wobei lediglich noch die Anschlußdrähte 23 und 24 aus einem Ummantelungskörper 26 herausragen. An Stelle einer derartigen Ummantelung kann der Kondensator auch in einen hermetisch dichten Becher eingebracht werden.

Im folgenden werden Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Eine geglühte hochreine und für die Weiterverarbeitung in eine geeignete Form geschnittene Tantal-Ventilmetallschicht wird auf die ebene Oberfläche einer Trägerplatte aufgebracht. Sodann wird auf diese Ventilmetalischicht eine Lochplatte mit einer Vielzahl von Löchern aufgebracht, wobei die Ventilmetalischicht und die Lochplatte in einer Halterung beispielsweise gemäß F i g. 2 gehaltert werden.

Sodann wird auf die Lochplatte eine Tantalpulver enthaltende breiige feuchte Masse aufgebracht. In dieser feuchten Masse ist Tantalpulver mit einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, Alkohol oder einer anderen organischen oder anorganischen Flüssigkeit versetzt, die leicht abtrocknet und das Tantal weder verschmutzt noch mit dem Tantal reagiert. Für die Wahl der zu verwendenden Flüssigkeit sind die Parameter Viskosität, Oberflächenspannung und leichte Entfernbarkeit aus dem Pulver maßgebend. Durch Mischen von Tantalpulver mit Flüssigkeit, wie destilliertem Wasser, Isopropylalkohol, Benzol, Toluol oder destilliertem Wasser mit Glykol sind breiige feuchte Massen praktisch zweckmäßig herstellbar. Bei Verwendung einer das Metallpulver enthaltenden breiigen feuchten Masse lassen sich Pulverkörper mit glatter Oberfläche und gewünschter Dichte herstellen. Es ist andererseits auch möglich, daß Metallpulver nach dem Einfüllen in die Löcher der Lochplatte zwecks Verdichtung anzufeuchten.

Die breiige feuchte Masse wird so auf die Lochplatte aufgesprüht, daß die Löcher vollständig ausgefüllt sind und eine Verbindung mit der Ventilmetalischicht entsteht. Überschüssiges feuchtes Metallpulver wird von der Oberfläche der Lochplatte abgestrichen.

Die Lochplatte kann ohne Zerstörung der in ihren Löchern befindlichen Pulverkörpern entfernt werden, wonach eine Sinterung der Pulverkörper auf der Folie erfolgt. Wie oben bereits ausgeführt, kann es in bestimmten Fällen notwendig sein, das Pulver bei noch auf der Ventilmetalischicht befindlicher Lochplatte wenigstens teilweise zu sintern. Vor der Sinterung ist jedoch eine Trocknung erforderlich, um ein Reißen der Pulverkörper durch in der Sinteratmosphäre noch vorhandene Feuchtigkeit zu vermeiden.

Nach der Sinterung werden die Tantal-Ventilmetalischicht und die auf ihr befindlichen gesinterten Pulverkörper zur Bildung einer dielektrischen Oxidschicht in üblicher Weise oxidiert. Danach wird eine

halbleitende Elektrolytschicht beispielsweise aus Mangandioxid aufgebracht. Auf diese halbleitende feste Elektrolytschicht wird ein leitender Überzug, beispielsweise aus Graphit oder Silber aufgebracht.

Sodann wird zur Herstellung eines Kathodenanschlusses und eines Anodenanschlusses jeweils ein Anschlußdraht am leitenden Überzug bzw. an der Tantal-Ventilmetallschicht angebracht.

Die Ventilmetallschicht wird sodann zur Herstellung von mit Anoden- und Kathodenanschluß versehenen Einzel-Elektrolytkondensatoren zertrennt. Bei dicken Ventilmetallschichten kann die Auftrennung in Einzel-Elektrolytkondensatoren durch Einschnitte erleichtert werden, welche vor der Weiterverarbeitung beispielsweise durch Ausstanzen hergestellt werden.

In einem letzten Verfahrensschritt werden die Einzel-Elektrolytkondensatoren gemäß F i g. 5 ummantelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1.Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit einem gesinterten Anodenkörper, der mit einer dielektrischen und einer halbleitenden festen Elektrolytschicht überzogen wird und bei dem der Anodenkörper auf einer Ventilmetallschicht aufgesintert wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Ventilmetallschicht (12,17,25) eine Lochplatte (19) aufgelegt wird, die Löcher (11) dieser Lochplatte mit dem zu sinternden feuchten Metallpulver (15) gefüllt werden, überschüssiges Metallpulver von der Lochplatte abgestrichen wird, das Metallpulver in der Form getrocknet wird und dann die Lochplatte von den getrockneten Pulverkörpern (18) entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver (15) vor dem Einfüllen in die Löcher (11) der Lochplatte (10) befeuchtet und in Form eines Breis in die Löcher (11) gefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver (15) nach dem Einfüllen in die Löcher (11) der Lochplatte (10) befeuchtet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver (15) vor dem Entfernen der Lochplatte (10) getrocknet und gesintert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Ventilmetallschicht (12,17,25) unc das Metallpulver (15)Tantal verwendet wird.

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