Brevet FR2462775A1 — publié le 19810213

L'invention concerne la fabrication de condensateurs électrolytiques secs à anode d'aluminium. Suivant le procédé classique, on élabore un condensateur élémentaire comprenant une lamelle d'aluminium solidaire d'une tige ; la lamelle est ensuite couverte d'oxyde d'aluminium, puis d'un oxyde semi-conducteur tel que du bioxyde de manganèse. Enfin, on dépose sur le bioxyde de manganèse au moins une couche conductrice de cathode, la plupart du temps une première couche de graphite, partiellement recouverte d'une métallisation par exemple à l'argent. Industriellement, ces opérations se font en même temps sur une série de condensateurs élémentaires solidaires d'une barrette-support. On souhaite à l'heure actuelle réaliser des condensateurs de ce type qui présentent une valeur de capacité importante. A cet effet, il est connu d'empiler une pluralité de condensateurs élémentaires obtenus par le procédé ci-dessus, et de relier entre elles, dans un montage en parallèle, leurs connexions anodique et cathodique, respectivement. Le problème est l'établissement de la connexion anodique commune, car l'aluminium pratiquement pur ne se prête pas à une métallisation préalable, du type de celles a base d'argent. Par ailleurs, comme on le verra plus loin, l'aluminium en bande accepte mal le pliage, qui fragilise l'anode des condensateurs,et est de surcroît difficilement compatible avec les impératifs d'une fabrication en série. La présente invention a pour but principal d'améliorer cette situation. Suivant le procédé proposé, on soude un ruban métallique, avantageusement de cuivre étamé, transversalement sur l'ensemble des tiges reliées aux lamelles ou parties actives des condensateurs ; les tiges sont ensuite séparées de la barrette-support après quoi les condensateurs élémentaires sont empilés avant la mise en place des connexions cathodique et anodique, cette dernière étant fixée sur le ruban de cuivre étamé. Dans une mise en oeuvre préférentielle de l'invention, le ruban de cuivre étamé est également découpé de manière qu'il en reste, sur chaque condensateur élémentaire, une portion du côté ot s'étend la lamelle ; après l'empilement, les portions ainsi obtenues sont déformées pour être reliées en commun. Cette liaison en commun est avantageusement réalisée par soudage. Dans une variante de l'invention, le ruban de cuivre est plié, sans être découpé, pour réaliser l'empilement précité de condensateurs élémentaires. Avantageusement, une colle conductrice est déposée sur la couche conductrice de cathode, avant fixation des connexions anodique et cathodique. De préférence, on interpose également un enduit semiflexible entre les condensateurs élémentaires empilés. L'invention concerne enfin le produit obtenu par le procédé ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront å la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés pour illustrer à titre non limitatif différents modes de mise en oeuvre de la présente invention, et sur lesquels - la figure I illustre un ensemble de condensateurs élémentaires avec tiges et lamelles dont les tiges sont solidaires d'une barrette-support ;; - la figure 2 illustre la fixation du ruban de cuivre étamé sur l'ensemble des tiges du condensateur élémentaire - la figure 3 illustre un condensateur élémentaire après découpage d'une portion du ruban de cuivre étamé - la figure 4 illustre un empilement de plusieurs condensateurs élémentaires, dont les portions de ruban de cuivre étamé sont réunies - la figure 5 illustre rapposition d'une colle conductrice sur le côté cathodique de l'empilement de la figure 4 - la figure 6 illustre l'interposition d'un enduit semi-flexible entre les différents condensateurs élémentaires équipés de la couche de colle conductrice obtenue a la figure 5 - la figure 7 illustre un condensateur selon la figure 6, équipé de ses connexions anodique et cathodique, sur lequel il ne reste donc plus à faire que l'opération d'enrobage ; et - la figure 8 illustre une variante de la figure 4, dans laquelle le ruban de cuivre est plié au lieu d'être coupé, en vue de réaliser l'empilement de condensateurs élémentaires. La fabrication de condensateurs électrolytiques secs à anode d'aluminium peut se faire de la manière suivante - estampage d'une feuille d'aluminium telle 16, pour obtenir (figure 1) une série d'éléments de condensateurs en forme de drapeaux, tels 10, avec des tiges, telles 12, solidaires d'une barrette transversale 14 ; les futures parties actives des condensateurs, telles que 18, de forme généralement carrée ou rectangulaire, seront ci-après dénommées "lamelles - nettoyage et attaque chimique des lamelles, de façon à leur donner une certaine porosité superficielle. - formation d'une ou de préférence de plusieurs couches d'oxyde d'aluminium sur les lamelles, par oxydation électrolytique en milieux acides, suivie d'un traitement par un sel acide de phosphate destiné à préparer l'oxyde d'aluminium aux traite ments thermiques ultérieurs. - dépôt sur l'oxyde des lamelles d'un oxyde semi-conducteur, tel que du bioxyde de manganèse, par imprégnation à l'aide d'une solution de nitrate de manganèse, suivie de pyrolyse, ces deux opérations étant de préférence répétées. - dépôt de graphite sur l'oxyde de manganèse, puis d'une argen ture sur le graphite, pour constituer la cathode. - fixation d'une connexion anodique sur la tige d'aluminium, ainsi que d'une connexion cathodique sur l'argenture externe du graphite, séparation des différents condensateurs élémen- taires et finition des condensateurs par enrobage moulé. On obtient ainsi un condensateur qui enferme une lamelle unique. Il est souhaitable, pour obtenir des capacités plus importantes, de fabriquer des condensateurs "multiples", enfer mant plusieurs lamelles, dont les connexions anodiques et cathodiques sont respectivement reliées entre elles, dans un montage en parallèle. Si l'établissement d'une connexion cathodique commune est relativement simple, il n'en est pas de même pour les connexions anodiques, car l'aluminium pratiquement pur ne se prête pas à une métallisation préalable, du type de celles à base d'argent. De plus, l'aluminium en bande accepte mal le pliage, qui fragilise l'anode ; et un tel pliage rend difficile la fa.- brication en série de condensateurs selon le procédé précité. Les procédés qui visent a réaliser des condensateurs multiples par pliage d'une série d'anodes initialement solidaires ne donnent donc pas entière satisfaction. Dans une réalisation pratique de la présente invention, on met en oeuvre le procédé précité jusqu'a l'étape de fixation des connexions (exclue). Comme le montre la figure 2, on soude alors un ruban de cuivre étamé sur les tiges telles que 12 des dix ou vingt drapeaux portés par la barrette 14. Avantageusement, le ruban de cuivre étamé fait 1 à 2 mm de largeur pour environ 0,05 mm d'épaisseur, et le soudage est électrique. Ensuite, on sépare chaque drapeau (tige 12 + lamelle 18) de la barrette 14. Dans un mode de réalisation préférentiel, on découpe le ruban de cuivre, de manière à en laisser avec chaque drapeau une petite longueur 21, du côté ot s'étend la lamelle 18. La figure 3 le montre, sous la forme d'une vue en perspective ol l'on distingue le graphite 26, qui constitue l'anode, et son argenture 24, en attente de connexion. L'étape suivante (figure 4) consiste a empiler plusieurs drapeaux selon la figure 3, de sorte que leurs portions de ruban 21 s'étendent du même côté. Les extrémités libres de ces portions sont alors légèrement déformées de manière a les réunir, après quoi on procède à leur soudage, électrique ou au fer a souder. De l'autre côté (figure 5), qui correspond à la cathode, on dépose une colle conductrice (flèche 28) qui relie entre eux les différents pôles négatifs (argenture), à la fois électriquement et mécaniquement. La colle peut être une suspension à 62 % d'argent dans un liant polymère organique. Cette colle déposée est illustrée en 30 sur la figure 6, qui est schématisée pour simplifier le dessin. En particulier, les rubans tels que 21 ont été schématisés sous la forme de simples fils. Avantageusement, on interpose entre les drapeaux une couche mince d'un enduit semi-flexible, tel que 31, afin de répartir les contraintes mécaniques sur toute la surface des lamelles 18. Cet enduit est par exemple un vernis cellulosique, ou une résine polyuréthane, ou encore une résine aux silicones. Après cela (figure 7), on fixe par soudure électrique ou au fer une connexion anodique 41 sur les rubans 21 ; le fil de connexion cathodique 42 est fixé par curage ou soudure sur la métallisation latérale 30, ou sur la colle conductrice qui la touche. Enfin, le composant est placé dans un boitier moulé, de manière connue. On obtient de cette façon des condensateurs très fiables, dont les capacités s'échelonnent entre 0,22 et 100 micorFarads, suivant les dimensions de la lamelle élémentaire et le nombre de lamelles empilées. La figure 8 illustre une variante de l'invention et est à comparer à la figure 4 : au lieu de découper le clinquant de cuivre 20 en morceaux 21, on le plie de manière à empiler les lamelles 18 en superposition. (Il n'est alors pas nécessaire de prévoir le soudage des clinquants 21 entre eux). Le reste des opérations se passe de la manière décrite à propos des figureq 5 à 7. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée par le mode de réalisation décrit, et s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication de condensateurs électrolytiques secs à anode d'aluminium, du type dans lequel on élabore un condensateur élémentaire comprenant une lamelle d'aluminium, solidaire d'une tige, la lamelle étant couverte d'oxyde d'aluminium, puis d'un oxyde semi-conducteur tel que du bioxyde de manganèse, et enfin d'au moins une couche conductrice de cathode, telle que du graphite partiellement recouvert d'une métallisation, ces opérations se faisant en même temps sur une série de condensateurs élémentaires solidaires d'une barrette-support, caractérisé par le fait que l'on soude un ruban métallique avantageusement de cuivre étamé transversalement sur l'ensemble des tiges, que celles-ci sont ensuite séparées de la barrette-support, et que les condensateurs élémentaires sont ensuite empilés avant la mise en place des connexions cathodique et anodique, cette dernière étant fixée sur le ruban de cuivre étamé. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ruban de cuivre étamé est également découpé, de manière qu'il en reste sur chaque condensateur élémentaire une portion du côté où s'étend la lamelle, et qu'après l'empilement, ces portions ainsi obtenues sont déformées pour être reliées en commun. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la liaison en commun desdites portions de ruban de cuivre étamé est réalisée par soudage. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ruban de cuivre étamé est plié pour réaliser ledit empilement de condensateurs élémentaires. 5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une colle conductrice est déposée sur la couche conductrice de cathode, avant fixation des connexions anodique et cathodique. 6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'un enduit semi-flexible est interposé entre les condensateurs élémentaires empilés.