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DE1589008A1 - Kondensator und Verfahren zu Seiner Herstellung - Google Patents

Kondensator und Verfahren zu Seiner Herstellung

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DE1589008A1
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capacitor
foils
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electrodes
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Union Carbide Corp
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Publication date
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Description

8.12.66
Union Carbide Corporation» Hew York Kondensator und Verfahren su seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Kondensator «it abwechselnden Windungen von die Elektroden bildenden Folien, swisohen denen sich dielektrische Filme befinden, wobei die benachbarten Folien jeweils an entgegengesetsten Enden des Kondensators über die überlappenden Gebiete hervorstehen und Metallisch mit Leitungsdrähten verbunden sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren sur Herstellung eines solchen Kondensat ore.
Gewundene Kondensatoren werden Im allgemeinen durch Aufwikkeln τοη sich überlappenden Streifen τοη Netallfolien und swlschenllegenden dielektrischen Streifen su rohrförmigen Spulen oder Zylindern hergestellt. Die Metallischen Folien können eine geringere Breite haben als die dielektrischen Streifen. Hierbei sind die beiden Metallfolien an den gegenüberliegenden Enden des Kondensators oder der Spule so angeordnet, dass die beiden Folien nur la Mittleren feil sich überlappen. Sie Folienwindungen an einem Ende des Rohres bilden dann die eia·* Elektrodenverbindung su de» Kondensator, während die Folienwindungen an dea anderen Ende des Rohres die swelte Elektrode bilden und Mit dem Kondensator verbunden sein können. Der Mittlere Teil des Rohres, wo die Folien sich überlappen, bildet das wirkeaee Gebiet dee Kondensators.
Bei de» bekannten Verfahren werden die auf jeder Seite des Rohres hervorstehenden Teile der Metallfolien Mit einem Lot übersogen und dadurch elektrisch Miteinander verbunden. LeI-
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tungedrähte können dann «it diesen verlöteten Gebieten verbunden werden.
Ss wurde nun gefunden, dasβ das Verbinden der Leitungsdrähte ■it den verhältnieoässlg kleinen Enden der Metallfolien ein kritischer Verfahrensschrltt bei der Herstellung der Kondensatoren ist. Eine gute elektrische und mechanische Verbindung erfordert es, dass die verlöteten Teile eine gewisse Mindestgrösse haben. Bas hierfür zur Verfügung stehende Gebiet ist aber begrenzt durch die Abmessungen des Kondensators. Es ist besonders schwierig, nach diesem Verfahren gewundene Kondensatoren ait niedriger Kapazität herzustellen.
Me Erfindung zeigt einen Weg, üb wirksamer elektrische Leitungsdrähte Bit gewundenen Kondensatoren su verbinden.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines gewundenen Kondensators, wobei abwechselnd die Elektroden bildende Folien Bit zwischenliegenden dielektrischen Filmen aufgewunden werden, so dass die eine Folie an einer Seite über die überlappenden Gebiete hervorsteht und die andere Folie an der anderen Seite hervorsteht, worauf Ban die Leitungsdrähte metallisch mit den hervorstehenden fellen der Folien an jeder Seite der Windungen verbindet. SrfindungsgebMss werden die überstehenden Teile der Folien auf jeder Seite der Windung abgeschrägt, worauf man die elektrischen Leitungsdrähte ait den abgeschrägten Kanten verbindet.
Die Erfindung betrifft ferner einen Kondensator der beschriebenen Art. Er ist dadurch gekennzeichnet, dass die hervorstehenden Teile der die Elektroden bildenden Folien abgeschrägt sind und diese abgeschrägten Teile Bit den Leitungsdrähten verbunden sind.
Di· Zeichnungen erläutern die Erfindung.
Die Fig. 1 1st eine perspektivische Ansicht, welche 5die Stellung der einzelnen Folien und der dielektrischen Zwisehen-
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schichten beim Auf «rinden um eine Achse zeigt;
die Fig. 2 ist ein Schnitt durch die nach Fig. 1 gewickelten Streifen;
die Fig. 3 zeigt perspektivisch die Verwendung von Metallfolien; wobei die eine dieser Folien vorher auf beiden Seiten einen Überzug von dielektrischem Material erhalten hat, und wobei · dieser Überzug den dielektrischen Film bildet, der die Folien voneinander trennt?
die Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Streifen nach Fig. 3;
die Fig. 5 zeigt perspektivisch eine ähnliche Anordnung, bei welcher beide die Elektroden bildenden Metallfolien vor dem Aufwinden beiderseitig mit dielektrischen Material überzogen sind;
die Fig. 6 ist ein Schnitt durch eine Windung nach Fig. 5»
die F^g. 7 zeigt eine Endansloht eines aufgewundenen Kondensators mit eine» hohlen Kern zwischen den Backen einer Presse;
die Fig. 8 zeigt daeselbe nach den Zusammendrücken der Windungen, wobei der hohle Kern in wesentlichen beseitigt ist;
die Fig. 9 zeigt perspektivisch einen abgeflachten, gewundenen Kondensator alt abwechselnden Streifen von Folien und dielektrischen Schichten;
die Fig. 1o zeigt perspektivisch denselben Kondensator nach dem schrägen Abschneiden der Snden;
die Fig* 11 zeigt perspektivisch den abgeflachten Kondensator mit seinen schräg abgeschnittenen Snden und mit Leitungsdrähten, welche alt verhältnismäßig grossen Gebieten der Folien verlötet sind.
Hach der Fig. 1 wird ein Kcatensator 12 um eine Achse 14 herumgewickelt. Zwischen den abwechselnden Schichten 16 und 17 der Folien werden Streifen 18 und 19 von dielektrischem Material aufgewickelt. Sie Fig. 1 und 2 zeigen, dass die Metallfolien 16 und 17 jeweils eine geringere Breite Wy haben ale die Breite W1) jeder dB? dielektrischen Schichten 18 und 19° Die Kanten
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Aar Sollen 16 und 17 sind an den gegenüberliegenden Seiten der dielektrischen Schichten 18 und 19 so angeordnet, daea eie den mittleren Teil Wq Überlappen, wodurch das wirksame Gebiet entsteht. Sie äueceren, nicht überlappenden Teile der Folien werden verwendet zua Yerbindan mit den Leitungsdrähten· Einer der Leitungsdrähte wird alt dem rechten Bande der Folie 17 und der andere Leitungsdraht alt des linken Bande der Folie 16 verbunden.
Die leitfähigen Folien 16 und 17 können aus Aluniniua, Kupfer, Stahl oder einen anderen geeigneten Metall bestehen. Die in den Pig. 1 und 2 gezeigten dielektrischen Pilae 18 und 19 elnd dünne Blätter oder Streifen von elektrisch isolierenden Material, Hie Papier oder Kunstetoff. Ale Kunststoffe können hierbei beispielsweise Polystyrol, Polypropylen, Polytetrafluoräthylen, Polyester, Polycarbonate, Cellulosetriacetat und andere geeignete organische Stoffe verwendet werden.
Die dielektrische Schicht braucht nicht ein besonderes Blatt Bu sein. Man kann auch einen FiIa von dielektrischem Material alt der Oberfläche der Folie verbinden, oder aan kann auch einen dünnen FiIn eines organischen dielektrischen Materials auf einer oder beiden Seiten der Metallfolie alt diesen verachweiasen oder aus den Daiapfzustande niederschlagen. Besondere gut geeignet als dielektrisches Material 1st Polyparaxylylen, das aus den Daapfsustend in »ehr dünner und glelchaäaslger Schioht auf die Metallfolien niedergeachlagen werden kann.
Die Fig. 3 bis 6 zeigen solche alt elnea Dielektrikum Überzogene Metallfolien. Fach den Fig. 3 und 4 ist ein Streifen 2o der Folie auf beiden Seiten alt einen organischen Dielektrikum 21 und 22 überzogen. Die zweite Folie 24 braucht nicht alt dea dielektrischen Material überzogen zu sein, weil die überzüge auf beiden Seiten der Folie 2o die erforderliche dielektrische Trennung zwischen den Folien bewirken. Die beiden Folien werden teilweise überlappend aufgewickelt, um freie Kanten für jede Folie herzustellen. Der Kunststoffüberzug aa einen Ende der Folie 2o kann aufgeschlitzt sein, wobei die Innere Kante
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23 dieser folie nit de« Kunststoff übersogen bleibt.
Sie Fig.- 5 und 6 «eigen die Verwendung τοη swei Metallfolien 25 und 26, Ton denen jede auf beiden Seiten alt de« organ!*-" ^ sohen Dielektrikum Ubersogen ist. Diese folien können hergestellt werden durch längsweises Aufsohneiden eines breiten Streifens einer folie, die beiderseitig alt de» Kunststoff übersogen istο Die eine Hälfte 2$ der Folie wird dann überlappend Bit der anderen Hälfte 26 so angeordnet, dass die mit dem Kunststoff ttbersogenen Kanten innerhalb der Windungen liegen und die Schnittkanten sich an der Aussenselte befinden. Bei Verwendung solcher Streifen hat der dielektrische PiIa zwischen den abwechselnden Folien eine doppelte Dicke.
Man kann auch gewickelte Kondensatoren herstellen unter Verwendung von Metallelektroden, die aus Metallfilmen auf Streifen von dielektrischem Material, wie Polyester, bestehen.
Venn im Torstihenden und nachstehenden τοη Folien die Rede ist, so sollen darunter alle metallischen Elektroden-Bestandteile Terstanden sein, unabhängig davon, ob es sieh um freie Blätter oder Folien aus Metall oder um einen niedergeschlagenen Metallfilm handelt. Unter einem Dielektrikum soll eine Schicht, ein Streifen oder ein Film τοη dielektrischem Material Terstanden werden, unabhängig daTon, ob diese Schicht einen besonderen oder verbundenen Streifen bildet, oder ob er aus Dampf niedergeschlagen, mit dem Metall veraohweiest oder sonstwie mit diesem verbunden 1st. Auch das Verfahren betrifft die Verwendung aller dieser beschriebenen Ausführungsformen.
Die Fig. 7 zeigt einen gewickelten Kondensator 27 in Fora eines Rohres oder einer Spule mit einem hohlen Kern 28 nach Entfernen der Achse 14. Die Spule befindet sich »wischen swei flachen Platten 29 und 3o, die beim Zusammenpressen die Spule abflachen und das Volumen des hohlen Kernes Terringern, wie di« Fig. 8 es seigt.
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Die Fig. 9 zeigt den abgeflachten gewickelten Kondensator 32. Die Kondensatoreinheit besteht aus abwechselnden Folien 16 und 17t zwischen denen eich besondere Streifen von dielektrischem Material 18 und 19 befinden, wie es auch die Fig. 1 gezeigt hatte. Die Überlappende Breite Wq der Folien let dee wirksame Gebiet dee Kondensators. Die:Bänder H an jeder Seite sind die nicht»überlappenden Enden jeder Folie, die Ib allgemeinen breiter sind als in den üblichen gewickelten Kondensatoren. Die Fig. 1o zeigt diese Ränder nach den schrägen oder diagonalen Abschneiden· Hit der waagerechten Ebene des Kondensator bilden diese Schrägschnitte einen kleinen Winkel, so dass das durch den Schnitt freigelegte Gebiet 33 erheblich grosser ist, als der Querschnitt an Ende 34 des Kondensators nach Fig. 9· Die Fig. 11 seigt, dass das grosser« Gebiet 33, das durch den Schrägschnitt freigelegt ist, genügend Raun bietet sub Auflöten der Leitungsdrähte 35 und 36. Ee wäre schwierig, diese Leitungedrähte 3? und 36 an der senkrechten Stirnfläche 34 des abgeflachten Kondensators zu befestigen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann zur Herstellung von Kondensatoren beliebiger Grosse verwendet werden. E8 ist aber besonders geeignet zur Herstellung von sehr kleinen Kondensatoren Bit einer niedrigen Kapazität. Solche Einheiten können hergestellt werden durch Aufwickeln von nur wenigen Windungen abwechselnder Folien Bit dielektrischen Filmen üb einen Kern Bit einer geringen Überlappung der Folien. Man:, kann also nach dea erfindungsgeiitäseen Yerfahren Kondensatoren Bit der gewünschten niedrigen Kapazität herstellen. Hach dem Verfahren der Erfindung können sogar solche Kondensatoren hergestellt werden, die eine einsige aktlTe Windung haben. Ein derartiger Kondensator kann senkrecht zu seiner Achse einen Querschnitt von weniger als o,6 mm haben, der zu klein ist zur wirksamen Anbringung der Leitungsdrähte. Durch Abschneiden oder Abschleifen der Kanten in eines spitzen Winkel zur Achse kann aber die Berührungsfläche bis zu 6 ma vergröesert werden, was genügt, üb die Leitungsdrähte fest anzulöten. Bas Verfahren ermöglicht nicht nur eine gute mechanische Bindung, sondern auch einen direkten elektrischen Kontakt zu jeder Windung der Folie, wo«
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bei der Wideretand des Kontaktes Terringert und die elektrischen Eigenschaften verbessert werden· Kondensatoren nach der Erfindung haben einen niedrigen Streufaktor und sind auch bei hohen Frequenzen sehr stabile
Bei einer" belsplelsweieen; toafiihrungsfona wurden Pollen ver-WeMQt9 die .alt JFiil^amiqflylesi übersogen waren, welches aus .des* Bas^fsustmad'niedergeschlagen war« Diese Folien wurden um ■ei»© Achse -m±t ®±n<sm Burehsiesser von .2,5 sia gewickelt» Der mittlerej> überlappende Seil hatte eine Breite von 6,4 mm» wan- -rend-die Hfeöer auf Jeder Seite 1,6 oder 3,2 mm breit waren..' Bas gewielsslte KosaülöEßatorrohr. wurde dann von der Achse ent~ feririt und. unter. ©lässigem Brück abgeflacht und zusammengepresst. MaE kamm natürlich such die abgeflachte Kon&eneatorel stielt 'anders, herstellen als durch Aufwickeln um.eine zylindrische Achse .und■nachfolgendes Busaümenpressen., Dieses Verfahren wird aber in. der Kegel-angewendet.
Die abgeflachte EomSensatoreinheit wird dann durch Erwärmen, ZeB. durch Mlbstladiges !wärmen bei tjo° C, getrocknet. Darauf bringt man ein' härtfearee -'Imprägniermittel in die Zwischenräume £Wisehen Sie Wicklungen des Kondensators» Hierfür kann ein beliebiges geeignetes Imprägniermittel verwendet werden, das gegebenenfalls durch mchträgllches Erhitzen ausgehärtet wird»
Die imprägniert en Koadensatoresi werden Sann vorbereitet zum Abschleifen der Hinder durch Befestigen auf einer Oberfläche, z.B. auf einem flachen Aluminlusstab derselben Breite wie die Kondensat©reao Mit Hilfa eines unter Druck klebenden Streifens werden die londeneatoreinhoiten so auf dem Stabe befestigt, dass die Kanten der Kondensatoren mit den Kanten des Aluminium-Stabes abschneidesi. Dann können die Randgebiete abgeschliffen werden mit Hilfe eines Schleifbandes, wobei der geringe Winkel entsteht, wie die Fig. Io es zeigt. Man sollte hierbei vermeiden, auch Stelle der mittleren überlappenden Gebiete abzuschleifen.
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Die Fig. Io seigt, dass durch dieses Verfahren die Windungen 37 der Folie freigelegt werden. Die freigelegte 0ber<? fläche 33 wird zum Verlöten vorbereitet durch Auftragen eines Kupferüberisugee 38 aittels Aufsprühen durch eine Flaume» lach Flg. 11 können dann die Leitungsdrähte 35 und 36 Mittels geringer Kengen eines Lutmittels 39 an der Kupferschicht befestigt worden* Sie Leitungsdrähte können aus »it Zinn ttberssogenem Nickel von eines Durchmesser von ο ,64 bud bestehen. Sie Enden der Brähte sind in einer Länge von etwa 6,4 in» ab« geflächt bis staä helben Burchnesser.
Ser so hergestellte Kondensator kann nun in üblicher Weise eingekapselt werden, z.B0 durchEintauchen inWachs, Hare oder Kunststoff, oder durch Einbringen in einen Behälter«
Sie Ränder brauchen natürlich nicht nur durch Schleifen abgeschrägt au werden. Saseelbe Ergebnis wird ereielt» wenn man schneidet, abschabt oder andere entspreohende Verfahren anwendet.
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Claims (6)

Patentansp r Üe hβ
1. ^Kondensator mit abwechselnden Windungen von die Elektroden bildenden Folien, zwischen denen sieh dielektrisch« Filme befinden, wobei die benachbarten Pollen jeweils an entgegengesetzten Enden des Kondensators über die Überlappenden Gebiete hervorstehen und metallisch Bit leitung«- drähten verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die hervorstehenden Teile der die Elektroden bildenden Folien abgeschrägt sind und diese abgeBohragten feile alt den Leitungsdrähten verbunden sind.
2. Kondensator nach Anspruoh 1» dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den hervorstehenden feilen der die Elektroden bildenden Folien ein gehärtetes Imprägniermittel befindet.
3c Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach Anspruch oder 2 duroh Aufwickeln abwechselnder, die Elektroden bildenden Folien mit dazwischen angeordneten dielektrischen Pillion derart, dass die benachbarten Folien Jeweils an entgegengesetzten Enden des Kondensators über dl· überlappenden Ueblete hervorstehe* und Metallisches Terbinden der hervorstehenden Folienteil· alt Leitungsdrähten, dadurch gekennzeichnet, dass «an dl« hervorstehenden fell· der die Elektroden bildenden Folien vor des Terbinden «it den Leitungsdrähten abschrägt.
4· Yerfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Kondensator zu einem Rohr aufwindet und dieses dann vor dem Abschrägen der hervorstehenden Teile «ueammendirtiokt.
5» Verfahren nach Anspruoh 3 oder 4> dadurch gekennzeichnet, dass man den Kondensator vor dem Abschrägen der hervorstehenden felle mit einem härtbaren Imprägniermittel tränkt und dieses dann aushärtet·
6. Verfahren nach eine« der Ansprüche 3 Me 5t dadurch gekennzeichnet t dass man die abgeschrägten, hervorstehenden feile Tor dem Verbinden mit den Leitungsdrähten durch Flammsprühen mit einer metallischen Schicht übersieht.
7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als oetallisohe Schicht Kupfer verwendet und die
Leitungsdrähte auf die Kupfersohioht anlötet.
Leersei te
DE1589008A 1965-12-13 1966-12-13 Verfahren zur Herstellung eines Wickelkondensators Expired DE1589008C3 (de)

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