DE3329886C2 - Verfahren zum Herstellen von Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren - Google Patents

Abstract

Zum Herstellen von scheibenförmigen Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren werden rechteckförmige Kondensatorelemente mit einer Kathodenschicht und einem von dieser vorspringenden Anodenleiter an der Unterseite der Kondensatorelemente jeweils mit einem Paar von Elektrodenanschlußgliedern verbunden. Zu diesem Zweck wird ein aus dem Material der Anschlußglieder bestehender Metallstreifen so gestanzt und gepreßt, daß Paare L-förmiger Anschlußglieder entstehen, deren horizontale Schenkel mit dem Rest des Streifens verbunden bleiben, und die einander mit einer der Gesamtlänge des Kondensatorelements entsprechenden Entfernung zugewandt sind. Jeder der vertikalen Schenkel (32) hat rechtwinklig nach innen umgefaltete Seitenenden (34), deren gegenseitiger Abstand der Breite (W) des Kondensa tor elements entspricht. In das durch die vertikalen Schenkel (32) und ihre Seitenenden (34) gebildete Gehäuse wird das Kon den satorelement unter genauer Positionierung eingesetzt, worauf es in Kunstharz eingekapselt wird. Diese Anordnung wird dann von dem Streifen abgeschnitten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die gemäß diesem Verfahren hergestellten Kondensatoren eignen sich insbesondere für die Verwendung auf einer gedruckten Schaltungsplatte.

Ein Elektrolytkondensator dieses Typs hat an seiner Unterseite ein Paar von Anschlußelektroden und ein in Kunstharz eingekapseltes Kondensatorelement. Es sind schon verschiedene Verfahren zur automatischen Massenherstellung derartiger Kondensatoren bekannt, beispielsweise aus der US-PS 42 47 883. wonach ein Kondensatorelement zwischen zwei L-förmigc, einander zugewandte Anschlußglieder gebracht und die Anordnung dann in Kunstharz eingebettet wird. Dieses Verfahren ist deswegen ungünstig, weil zur genauen Positionierung der Anschlußglieder und des Kondensatorelements eine spezielle Einspann-Montagcvorrichtung oder dergL benötigt wird. Bei einem anderen, in dieser Hinsicht besseren Verfahren, das aus der US-PS 35 50 228 bekannt ist, wird ein Metallstreifen gestanzt und dann in die Form von zwei Elektrodenanschlüssen gepreßt die am einen Ende in Verbindung mit dem Streifen bleiben, worauf zwischen die beiden Anschlüsse ein Kondensatorelement gebracht wird. Nach der elektrischen Verbindung der beiden Elektroden: des Kondensatorelements mit den jeweiligen Anschlußgliedem wird die Anordnung in Kunstharz eingebettet Und dann von dem Streifen abgeschnitten. Bei diesem Verfahren ist zwar eine genaue Position der Anschlußglieder gewährleistet doch ist die Positionierung des Kondensatorelements bezüglich der Anschlußglieder unbefriedigend.

Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE-OS 18 11 837 bekannt Hierbei werden quaderförmige Tantalkondensatoren, aus deren einer Stirnseite ein Anodenstift herausragt zwischen von einem Leiterstreifen hochgebogene Abschnitte eingefügt und mit diesen verlötet Durch anschließendes Zerteilen des Streifens werden die Anschlüsse gebildet, die zur Bestückung von Leiterplatinen zur dem Kondensatorelement abgewandten Seite rechtwinklig abgebogen werden. Weiterhin ist es aus der US-PS 40 04 200 bekannt quaderförmige Keramikkondensatoren mit federnden Anschlußleitern zu versehen, die jeweils aus einem flachen Metallstreifen mit einem hochgebogenen, gegabelten Ende bestehen, wobei die hochgebogenen Endteile an einer Koxdensatoranschlußfläche anliegen und mit umgebogenen Randteilen die benachbarten Kondensatorflächen teilweise federnd klemmend umgreifen. Hierdurch erhält man eine provisorische Fixierung, ehe die Anschlußleiter mit den Anschlußflächen des Kondensators verlötet werden.

Aus der DE-AS 26 55 659 ist es bekannt, den Anschlußstift eines Tantalkondensators mit einem langgestreckten. Metall enthaltenden Element zu versehen, um einen besseren Kontaktübergang durcn elektrisch lcitenden Kleber zur Anodenkappe zu erhalten. Schließlich ist es aus der DE-OS 33 22 674 bekannt, einen Trokkenelektroiytkondensator auf einer Seite mit einer Kunstharzplatte zu isolieren, um die Handhabung des Kondensators durch einen Saugträger beim automatisehen Bestücken gedruckter Schaltungen zu erleichtern. Der Erfindung liegt gegenüber dem Verfahren nach der DE-OS 18 11 337 die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die automatische Massenherstellung von Kondensatoren des erwähnten Typs anzugeben, das mit einfachen Mitteln die genaue Positionierung des Kondensatorelements bezüglich seiner Anschlußglieder zu verbessern gestattet.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst. Demgemäß werden zunächst im wesentlichen rechteckförmige Kondensatorelemente vorbereitet die jeweils eine Kathodenschicht auf ihrer Außenfläche und einen von ihrer einen Endfläche abstehenden stiftförmigen Anodenleiter haben. Ein Metallstreifen wird durch Stanzen und Formpressen Zug um Zug in eine Reihe von Paaren einander zugewandter Elektrodenanschlußglieder mit fest vorgegebenen Intervallen verwandelt. |edcs Elcktrodeminschlußglied hat einen L-förmigcn Querschnitt mit einem aufrecht auf der Ebene des Mctallslreifens stehenden verti-

b? kalen Schenkelteil und einem mit dem Rest des Streifens in Verbindung bleibenden horizontalen Schcnkelteil. Ein Paar von Seitenflügeln oder Seitenenden des vertikalen Schenkelteils erstreckt sich von dessen beiden

Seilenrändern zum jeweils anderen Anschlußglied desselben Paares, wobei die beiden Seitenenden einander mit einem Abstand zugewandt sind, der der Breite des Kondensatorelements entspricht- Die vertikalen Schenkelteile des Anschlußpaares sind ihrerseits einander mit einer Entfernung zugewandt, welche der Gesamtlänge des Kondensatorelements einschließlich des stiftartigen Anodenleiters entspricht, wodurch zusammen mit den beiden erwähnten Seitenende ein rechteckförmiges Gehäuse gebildet wird Nun wird des Kondensatorelement in dieses aus dem Anschlußpaar gebildete Gehäuse eingepaßt, worauf die Kathodenschicht und der Anodenstift elektrisch mit je einem der Anschlußglieder verbunden wird. Sodann wird die Anordnung in Kunstharz eingekapselt und vom Rest des Streifens abgeschnitten.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert Es zeigen

F i g. l(a/ und (b) eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht eines Kondensatorelements, wie es in dem erfindungsgemäß hergestellten Trocken-Elektro- !yt-Koiidensator verwendet wird,

F i g. 2(a) und (b) eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht eines Metallstücks, das zweckmäßig beim Zusammenbau des Kondensators verwendet werden kann.

F i g. 3{a) und (b) eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht einer Unter-Baugruppe des Kondensators,

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Teil des Metallstreifens. der beim ersten eigentlichen Schritt des hier beschriebenen Verfahrens in einem gegebenen Muster gestanzt wird,

F i g. 5 und 6 Draufsichten auf denselben Teil des Metallstreifens während weiterer Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung,

F i g. 7 eine Draufsicht auf denselben Teil des Metallstreifens beim letzten Schritt des Verfahrens,

F i g. 8 einen Querschnitt durch die Kondensatoranordnung längs der Ebene VIII-VIIl in F i g. 7 und

F i g. 9 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäß hergestellten Trocken-Elektrolyt-Kondensators.

Das als Erstes bereitzustellende Kondensatorelement 12 ist in Fig. 1(a) und (b) mit 12 bezeichnet. Das Kondcnsatorelement 12 hat eine Kathodenschicht 14 auf der Außenfläche und einen von seiner einen Endfläche vorspringenden stiftförmigen Anodenleiier 16. Es kann in an sich bekannter Weise hergestellt werden, beispielsweise nach dem aus der US-PS 38 55 505 bekannten Verfahren. Das Kondensatorelement 12 hat eine wenigstens annähernd rechteckig-quaderförmige Gestalt (wie ein Parallelepipedon) mit der Länge L einschließlich des Anodcnleiters 16, einer Breite Wund einer Dicke T.

Als zweiter Schritt wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein U-förmiges Metallstück 18 vorbereitet, wie es in den Fig. 2(a) und (b) dargestellt ist, welches dann durch Schweißen oder Löten elektrisch mit dem Ende des Anoden'eiters verbunden wird, wie in den F i g. 3(a) und (b) dargestellt ist. Das Metallstück 18 hat vorzugsweise die Breite Wund eine Dicke von etwa T/2, so daß die Bodenflächen des Kondensatorelements 12 und des Metalistücks 18 beim Zusammenbau in derselben Ebene liegen, d. h. fluchten. Es ergibt sich somit eine Kondensator-Unterbaugruppe 20 mit der Gesamtlange/..der Breite Wund der Dicke T.

Die oben genannten Schritte können automatisch in an sich bekannter Weise ausgeführt werden und bedürfen keiner weiteren Beschreibung, da sie nicht Gegenstand der Erfindung sind.

Wie in Fig.4 dargestellt ist, wird ein Metallstreifen 22 so gestanzt, daß eine Serie von Mustern in vorbestimmten gleichbleibenden Abständen entsteht Darstellungsgemäß enthält jedes dieser Muster ein kreisförmiges Pilot- oder Führungsloch 24, ein Paar von recht- eckig-C-förmigen Schlitzen 26 sowie eine rechteckige öffnung 28 zwischen den Schlitzen 26. Die durch den Schlitz 26 begrenzte Fläche 30 entspricht dem vertikalen Teil des sich ergebenden Anschlußgliedes, während

ίο die Öffnung 28 der Trennung zwischen den horizontalen Teilen der beiden Anschlußglieder entspricht Die Breite W und die Länge L in F i g. 4 entsprechen den erwähnten Abmessungen des Kondensatorelements 12. Die dargestellte Abmessung W2 ist etwas größer ge-

is wählt als die Breite Wund etwas kleiner als die ebenfalls der Zeichnung zu entnehmende Abmessung Wi, während die dargestellte Abmessung Ti etwas größer gewählt ist als die Dicke T des Kondensatorelements 12. Der Streifen 22 kann aus einem leitenden lötfähigen Metall wie Nickel, Kupfer oder einer Nickel-Silber-Legierung bestehen und beispielsweise* angefähr 0.1 mm dick sein, wenn die Länge L des Kondenaatorelements 12 ungefähr 3 mm beträgt Das Führungsloch 24 dient in an sich bekannter Weise für die genaue Positionierung des zugehörigen Musters am jeweiligen Arbeitsort

Als nächster Schritt werden gemäß F i g. 5(a) die Flächen 30 des gestanzten Musters längs der gestrichelten Linien A in F i g. 4 rechtwinklig nach oben gefaltet so daß die vertikalen Teile 32 der beiden Anschlußglieder entstehen. Dann werden zur Bildung eines rechteckförmigen Gehäuses der Länge L und der Breite Wöber der öffnung 28 gemäß Fig.5(b) die beiden flügelartigen Seitenenden 34 der vertikalen Teile 32 längs der gestrichelten Linien Bin F i g. 4 rechtwinklig nach innen gefal- tet Danach wird auf die Innenfläche der vertikalen Teile 32 der beiden Anschlußgüeder gemäß F i g. 5(c) Lötpaste aufgebracht.

Wie in F i g. 6(a) ersichtlich ist, wird nun die in F i g. 3 dargestellte Unter-Baugruppe des Kondensators in das durch die vertikalen Teile 32 der beiden Anschlußglieder -^nd ihre Seitenenden gebildete Gehäuse eingesetzt Wie schon erläutert wurde, entspricht die Größe des Gehäuses derjenigen der Unter-Baugruppe 20, so daß sich eine genaue Positionierung ergibt Bei dieser Stufe des Verfahrens wird durch eine nicht dargestellte Einrichtung der Metallstreifen 22 örtlich so erhitzt daß das Lötmittel in der Lötpaste 36 schmutz und die beiden Elektroden des Kondensators an ihre jeweiligen Anschlußglieder angelötet werden. Der nächste Schritt be- steht darin, daß Fig.6(b) eine Metallform 38 an der Kondensator-Anschluß-Ancrdnung angebracht und ein in Luft oder durch Wärme härtendes klebendes Kunstharz >^vie Acryl- oder Epoxidharz in den Hohlraum 40 der Anordnung zur Einbettung des darin enthaltenen Kondensatorelemerts injiziert wird. Vor dsr Ausnärtung des klebenden Kunstharzes wird als Abdeckung eine dünne, ebene und glatte Platte 42 aus nicht-leitendem Kunststoff, wie z. B. Polyimidharz, auf das eingefüllte Harzmaterial aufgebracht.

Nach dem Aushärten des Harzes wird die Metallform 38 entfernt und der entstandene eingekapselte Kondensator mit der Kunstharzpackung 44 gemäß F i g. 8 und 9 vom Metallstreifen 22 längs der Linien Cin F i g. 7 abgeschnitten.

f>5 Gemäß dem beschriebenen Verfahren kann das Kondensatorelement 12 einfach und genau zwischen einem Paar von Elektrodenanschlußgliedern 32 positioniert werden. Auf das zur Erleichterung der Positionierung

verwendete Metallstück 18 gemäß Fig. 2 kann man
wahlweise auch verzichten, und in diesem Fall kann der
stiftförmige Anodenleiter 16 direkt an sein Anschlußglied 32 angelötet oder angeschweißt werden.

In diesem Fall ist es zweckmäßig, eine schlitzförmige
oder sonstige Positionierungsöffnung in einem der Anschlußglieder vorzusehen, wie dies auch in den schon
erwähnten US-Patentschriften beschrieben ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen io

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von insbesondere scheibenförmigen Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren, bei dem Kondensatorelemente mit jeweils im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt und mit einer auf ihrer Außenfläche gebildeten Kathodenschicht sowie einem von ihrer einen Endfläche abstehenden Anodenleiter vorbereitet werden,

ein leitender Metallstreifen durch Stanzen und Pressen in die Form mindestens eines Paares von Anschlußgliedern mit jeweils L-förmigem Querschnitt und einem aufrecht auf der Ebene des Streifens stehenden vertikalen Teil sowie einem mit dem Rest des Streifens in Verbindung bleibenden horizontalen Teil gebracht wird,

ein Kondensatorelement zwischen das bzw. jedes Paar von Anschlußgliedern gebracht und diese elektrisch mit der Xathodenschicht bzw. mit dem Anodenleiter verbunden werden,
das Kondensatorelemente in Kunstharz eingekapselt wird, und das eingekapselte Kondensatorelement vom Rest des Streifens abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seitenenden des vertikalen Teils des Anschlußgliedes im wesentlichen rechtwinklig nach innen umgefaltet werden, wobei die Entfernung zwischen den vertikalen Teilen des Paares von Anschlußgliedern jeweils im wesentlichen gleich der Gesamtlänge des Kondensatorelements einschließlich des Anodenleiters gewählt wird, während der gegensc/äge Abstand zwischen den beiden abgebogenen Seitenenden jedes der vertikalen Teile im wesentliche gleich der Breite des Kondensatorelements gewählt wird, und daß mit dem Ende des Anodenleiters ein Metallstück verbunden wird, dessen vertikale Abmessung so gewählt wird, daß seine Bodenfläche mit der des Kathodenelementes fluchtet, während die Seitenabmessung des Metallstücks so gewählt wird, daß sie im wesentlichen gleich der Breite des Kondensatorelements ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des einkapselnden Harzes vor dessen Aushärtung eine elektrisch isolierende dünne und flache Kunstharzplatte aufgebracht wird.