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DE20203300U1 - Kondensator mit Haftschicht am Kathodenkontakt - Google Patents

Kondensator mit Haftschicht am Kathodenkontakt

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Publication number
DE20203300U1
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DE
Germany
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housing
cathode contact
adhesive layer
capacitor
anode body
Prior art date
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DE20203300U
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English (en)
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Kemet Electronics Corp
Original Assignee
Epcos AG
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Publication date
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Publication of DE20203300U1 publication Critical patent/DE20203300U1/de
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Priority to EP02791642A priority patent/EP1481408A2/de
Priority to PCT/DE2002/004623 priority patent/WO2003075296A2/de
Priority to CNA028284402A priority patent/CN1623214A/zh
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/008Terminals
    • H01G9/012Terminals specially adapted for solid capacitors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

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Beschreibung
Kondensator mit Haftschicht am Kathodenkontakt
Die Erfindung betrifft einen Elektrolytkondensator mit einem Anodenkörper, der von einem Gehäuse umgeben ist. Auf der Oberseite des Anodenkörpers verläuft ein Kathodenkontakt.
Aus der Druckschrift DE 198 46 936 Cl sind Kondensatoren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen der Anodenkörper ein poröser Sinterkörper aus Tantalpulver ist. Aus dem Innern des Anodenkörpers ragt ein Anodenkontakt heraus. Auf der Oberseite des Anodenkörpers verläuft ein Kathodenkontakt, der elektrisch leitend mit der Außenseite des Anodenkörpers verbunden ist. Der Anodenkörper ist von einem Kunststoffgehäuse umspritzt.
Die bekannten Tantal-Elektrolytkondensatoren haben den Nachteil, daß sich bei der Herstellung des Gehäuses oft Blasen 0 zwischen dem Gehäuse und dem Kathodenkontakt bilden. Die Entstehung dieser Blasen wird erklärt durch eine sprunghafte Änderung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der für das Umspritzen üblicherweise verwendet Epoxid-Duroplaste im Bereich der Glastemperatur dieser Duroplaste. Diese Glastempe-5 ratur wird beim Umspritzen des Anodenkörpers mit dem Kunststoff erreicht beziehungsweise während dieses Prozesses sogar noch übertroffen. Aufgrund der plötzlichen, starken thermischen Ausdehnung der Kunststoffmasse entstehen an der Oberseite des Bauelements, wo die Dicke des Gehäuses relativ gering ist, leicht Blasen, das heißt, daß sich die über dem Kathodenkontakt befindliche Gehäuseschicht von diesem ablöst. In dem durch die Blasen gebildeten Hohlraum kann sich leicht Feuchtigkeit einlagern, die bei thermischer Beanspruchung des Kondensators durch schlagartiges Verdampfen zum Aufreißen des Gehäuses führen kann. Darüber hinaus kann das Gehäuse auch leicht an der Stelle der Blase bei äußeren mechanischen Beanspruchungen aufreißen.
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Ein weiterer Umstand begünstigt die Bildung der Blase. Die für das Umspritzen des Anodenkörpers verwendeten Kunststoffe enthalten üblicherweise einen Haftreduzierer in Form von Wachsen beziehungsweise in Form von Phenolen, die dafür sorgen, daß der Kunststoff sich nach dem Umspritzen des Anodenkörpers leicht aus dem für das Umspritzen verwendete Spritzgußwerkzeug in Form einer Spritzgußform ablösen läßt. Für Spritzgußformen werden üblicherweise Eisenwerkstoffe verwendet. Dementsprechend sind die in der Kunststoffmasse verwendeten Haftreduzierer dafür geeignet, die Haftung des Kunststoffs auf Eisenoberflächen zu reduzieren. Da darüber hinaus üblicherweise auch die Kathodenkontakte Eisen enthalten, ist auch an der Oberfläche des Kathodenkontakts die Haftung des Gehäuses verringert.
Bislang wurde versucht, das Problem der Blasenbildung dadurch zu lösen, daß die Wandstärke des Gehäuses oberhalb des Kathodenkontakts mit relativ großer Dicke ausgeführt wurde. Eine dicke Wandstärke kann aufgrund ihrer mechanischen Stabilität die Bildung der Blase verhindern. Diese Maßnahme hat jedoch den Nachteil, daß sie die Volumenausnutzung des Kondensators, das heißt, die pro Volumen zur Verfügung stehende Kapazität verschlechtert.
Eine weitere Lösung des Problems, die bisher versucht wurde, besteht in einem weiteren Prozeßschritt, in dem das Gehäuse nachgehärtet wurde. Dieser Lösungsversuch hat den Nachteil, daß ein zusätzlicher Prozeßschritt notwendig wird, der die 0 Herstellungskosten für das Bauelement erhöht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kondensator der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Gefahr des Abhebens des über dem Kathodenkontakt liegenden Gehäuseteils vermindert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kondensator nach Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kondensators sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
Es wird ein Kondensator angegeben, der einen Anodenkörper aufweist. Der Anodenkörper ist von einem Gehäuse umgeben. Desweiteren ist aus dem Inneren des Anodenkörpers ein Anodenkontakt herausgeführt, der aus dem Innern des Anodenkörpers herausragt. Desweiteren weist der Kondensator einen entlang der Oberseite des Anodenkörpers verlaufenden Kathodenkontakt auf, der mit einer Haftschicht beschichtet ist.
Durch das Vorsehen einer Haftschicht auf der Gehäuseseite des Kathodenkontakts kann die Haftung des Gehäuses am Kathodenkontakt verbessert werden und mithin kann die Gefahr der Bildung einer Blase verringert werden.
Insbesondere kann das Gehäuse einem spritzgußfähigen Kunststoff enthalten, was den Vorteil bietet, daß das Gehäuse 0 durch Spritzgießen einfach und kostengünstig in großen Stückzahlen herstellbar ist.
Darüber hinaus kann der spritzgußfähige Kunststoff ein Mittel . enthalten, das die Haftung des Kunststoffs an eisenhaltigen Oberflächen reduziert. Ein solches Mittel kann beispielsweise ein Wachs oder auch eines oder mehrere Phenole sein. Durch ein solches Mittel wird es ermöglicht, mittels eisenhaltiger Spritzgußformen das Gehäuse des Kondensators herzustellen.
Durch Umspritzen des Anodenkörpers mit einem spritzgußfähigen Kunststoff erhält man einen Anodenkörper, der von dem Gehäuse umspritzt ist.
Der Kathodenkontakt kann vorteilhafterweise aus dem eisenhaltigen Material eines Systemträgers gebildet sein. Systemträger werden vorteilhafterweise verwendet, um eine Vielzahl von Kondensatoren in großen Stückzahlen einfach und preiswert
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herzustellen. Dabei wird von einem bandförmigen Systemträger ausgegangen, an dem eine Vielzahl von Anodenkörpern befestigt wird. Nach dem Vereinzeln werden die Anodenkörper mit dem spritzgußfähigen Kunststoff umspritzt. Üblicherweise werden Systemträgermaterialien verwendet, die aus Eisen bestehen oder zumindest eisenhaltig sind. Beispielsweise kommt es in Betracht, ein Systemträgermaterial zu verwenden, das aus Eisen-/Nickelstahl besteht.
Der Kathodenkontakt kann vorteilhafterweise die Form eines Blechstreifens aufweisen, wie er in üblichen Prozessen aus einem Systemträger gewonnen werden kann. Ein solcher Blechstreifen hat außerdem den Vorteil, daß für die Kontaktierung des Kathodenkontakts mit dem Anodenkörper des Kondensators eine relativ große Kontaktfläche zur Verfügung steht.
Als Material für die Haftschicht kommt es beispielsweise in Betracht, Silber, Kupfer, Zinn oder auch Blei zu verwenden. Generell sind sämtliche Materialien geeignet, die die Haftung 0 des Kathodenkoritakts zum Gehäuse verbessern. Bei Verwendung eines Kunststoffs, der ein Mittel enthält, welches die Haftung des Kunststoffs an eisenhaltigen Oberflächen reduziert, ist insbesondere darauf zu achten, daß die den Kathodenkontakt bedeckende Haftschicht wenig oder gar kein Eisen enthält.
Experimente mit bereits vor dem Vereinzeln mit einer Haftschicht versehenen Systemträgern haben gezeigt, daß insbesondere Silber als Material für die Haftschicht besonders gut geeignet ist. Silber hat den Vorteil, daß es zum einen die beim Betrieb des Kondensators auftretenden relativ hohen Temperaturen nicht so leicht schmilzt oder sich verflüchtigt und damit auch nicht aus dem Kondensator austreten kann. Ferner hat es sich gezeigt, daß Silber eine ausreichende Biegefähigkeit aufweist, die erforderlich ist, um den aus dem Systemträger gebildeten Kondensator durch Biegen des Kathodenkontakts in seine endgültige Form zu bringen.
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Die Haftschicht kann vorteilhafterweise galvanisch auf dem . Kathodenkontakt aufgebracht werden. Ein solcher galvanischer Prozeß hat den Vorteil, daß eine Vielzahl von Kathodenkontakten beziehungsweise Systemträgern gleichzeitig in einem einzigen Galvanikbad beschichtet werden können.
Vorteilhafterweise weist die Haftschicht eine Dicke von 0,1 bis 0,5 &mgr;&pgr;&igr; auf. Eine dünnere Haftschicht birgt die Gefahr, daß die Haftung zum Gehäuse verschlechtert wird. Insbesondere bei Verwendung von Silber für die Haftschicht haben dickere Haftschichten den Nachteil, daß für ihre Herstellung hohe Kosten entstehen.
Aufgrund des Vorsehens der Haftschicht auf der Gehäuseseite des Kathodenkontakts kann die Dicke des Gehäuses über dem Kathodenkontakt reduziert werden, wodurch es vorteilhaft ist, den Kondensator so auszuführen, daß die Dicke des Gehäuses über dem Kathodenkontakt 2 bis 5 mm beträgt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt beispielhaft einen Kondensator im schematisehen Querschnitt.
Der Kondensator weist einen Anodenkörper 1 auf, der porös ist und der durch Pressen eines Tantalpulvers hergestellt ist. Bei der Herstellung des Anodenkörpers 1 wird beispielsweise 0 ein Anodenkontakt 3 in Form eines Drahtes oder in Form eines Tantalbleches umpresst. Dieser Anodenkontakt 3 ragt aus dem Innern des Anodenkörpers 1 heraus. Nach außen hin ist der Anodenkontakt 3 mit einem Anodenanschluß 6 kontaktiert. Diese Kontaktierung kann beispielsweise durch Schweißen oder Löten erfolgen. Der Anodenanschluß 6 bildet durch Umbiegen an der Außenseite des Gehäuses 2 an der Unterseite des Gehäuses 2 eine Lötfläche 8..Der Anodenkörper 1 ist von dem Gehäuse 2
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umspritzt. Das Gehäuse 2 enthält einen spritzgußfähigen Kunststoff, beispielsweise ein Epoxid-Duroplast, welches seinerseits noch Haftreduzierer in Form von Wachsen oder Phenolen enthält. Auf der Oberseite des Anodenkörpers 1 ist ein Kathodenkontakt 4 angeordnet, der mit dem Anodenkörper 1 elektrisch kontaktiert ist. Die Befestigung des Kathodenkontaktes 4 auf der Oberseite des Anodenkörpers 1 erfolgt durch Kleben mittels Silberleitkleber.
Auf der Oberseite des Kathodenkontakts 4 ist eine Haftschicht 5 angeordnet, welche eine Dicke d zwischen 0,1 und 0,5 &mgr;&tgr;&eegr; aufweist. Die Dicke D des Gehäuses 2 über dem Kathodenkontakt 4 beträgt 1 bis 10 mm. Der Kathodenkontakt 4 ist gebildet aus einem Teil eines Leadframes und hat die Form eines Blechs, welches auf der Außenseite des Gehäuses 2 um das Gehäuse 2 herumgebogen ist und auf der Unterseite des Gehäuses 2 eine Lötfläche 8 bildet.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Tantal-Elektrolytkondensatoren, sondern ist bei jeder Art von ventilmetallhaltigen Kondensatoren anwendbar.
P2002,0160
Bezugszeichenliste
1 Anodenkörper
2 Gehäuse
3 Anodenkontakt
4 Kathodenkontakt
5 Haftschicht
6 Anodenanschluß 8 Lötfläche
d Dicke der Haftschicht
D Dicke des Gehäuses

Claims (10)

1. Kondensator mit
- einem Anodenkörper (1), der von einem Gehäuse (2) umgeben ist,
- mit einem aus dem Innern des Anodenkörpers (1) herausragenden Anodenkontakt (3), und
- mit einem entlang der Oberseite des Anodenkörpers (1) verlaufenden Kathodenkontakt (4), der gehäuseseitig mit einer Haftschicht (5) beschichtet ist.
2. Kondensator nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (2) einen spritzgußfähigen Kunststoff enthält.
3. Kondensator nach Anspruch 2, bei dem der spritzgußfähige Kunststoff ein Mittel enthält, das die Haftung des Kunststoffs an eisenhaltigen Oberflächen reduziert.
4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Anodenkörper (1) von dem Gehäuse (2) umspritzt ist.
5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Kathodenkontakt (4) aus eisenhaltigem Material eines Systemträgers gebildet ist.
6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Kathodenkontakt (4) die Form eines Blechstreifens aufweist.
7. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Haftschicht (5) galvanisch auf dem Kathodenkontakt (4) aufgebracht ist.
8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Haftschicht (5) eine Dicke (d) von 0,1 bis 0,5 µm aufweist.
9. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Haftschicht (5) Silber enthält.
10. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Dicke (D) des Gehäuses (2) über dem Kathodenkontakt (4) 2 bis 5 mm beträgt.
DE20203300U 2002-03-01 2002-03-01 Kondensator mit Haftschicht am Kathodenkontakt Expired - Lifetime DE20203300U1 (de)

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