DE1273638B - Schichtenweise aufgebaute saeulenfoermige Modulbaugruppe - Google Patents

Description

• Schichtenweise aufgebaute säulenförmige Modulbaugruppe Die Erfindung bezieht sich auf eine schichtenweise aufgebaute säulenförmige Modulbaugruppe, bei der im Abstand übereinandergeschichtete Schichtelektroden zwei Kapazitäten bilden und ein die Seitenflächen des säulenförmigen Körpers bildender dielektrischer Körper sowohl der Träger der Schichtelektroden als auch ihr Trennkörper ist.
• Eine derartige Baugruppe ist aus dem USA.-Patent 3 021589 bekannt; dabei sind elektrische Zuleitungen in den säulenförmigen Körper eingebettet, um die Stromzuführungen zu bilden.
• Es ist ferner bekannt, eine Mehrzahl elektrischer Bauelemente tragender Isolierplättchen zur Bildung einer Modulbaugruppe übereinander zu schichten und käfigartig zusammenzufassen.
• Von den einzelnen Schaltplättchen führen Stromzuführungen nach außen, so daß die Stromzuführungen verschiedener Plättchen der säulenförmigen Anordnung an den verschiedenen Außenkanten miteinander verbunden werden können und der aus den übereinandergeschichteten Plättchen gebildete säulenförmige Körper eine zusammengefaßte elektrische Schaltungsgruppe bildet (deutsche Auslegeschrift 1150721).
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung der eingangs erörterten bekannten Kondensatorbauweise eine Modulbaugruppe zu bilden, welche eine Kapazitäten und Widerstände enthaltende Schaltungsgruppe darstellt, und dabei eine robuste Baugruppe kleinster Abmessungen zu erhalten.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem einheitlichen säulenförmigen Körper mindestens zwei Schichtelektroden im Abstand voneinander eingebettet sind und mit ihren Anschlußkanten an einer ersten Seitenfläche des säulenförmigen Körpers zugänglich sind und mindestens eine weitere Schichtelektrode zwischen den beiden Schichtelektroden eingebettet ist und mit einem Teil ihrer Anschlußkante an einer zweiten Seitenfläche des säulenförmigen Körpers zugänglich ist und eine Widerstandsschicht die zugänglichen Kanten der beiden erstgenannten Schichtelektroden an der ersten Seitenfläche verbindet.
• Es ergibt sich dadurch ein besonders geringer Raumbedarf des Widerstandes, da für diesen keine zu der Schichtelektrode parallele zusätzliche Schicht vorgesehen werden muß. Ferner wird eine unerwünschte kapazitive Kopplung zwischen der Widerstandsschicht und der zwischen den beiden Schichtelektroden eingebetteten weiteren Schichtelektrode weitgehend vermieden, da diese weitere Schichtelektrode der Widerstandsschicht lediglich eine Seitenkante zuwendet und diese Seitenkante gegenüber der Widerstandsschicht einen ausreichenden Abstand aufweisen kann.
• Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in dem säulenförmig aufgebauten Körper zwei übereinander angeordnete Elektrodengruppen, die je aus einem Paar im Abstand voneinander angeordneter Schichtelektroden und einer dazwischen angeordneten Schichtelektrode bestehen, angeordnet sind und ein Verbindungsstreifen das Paar im Abstand voneinander angeordneter Schichtelektroden der ersten Elektrodengruppe und das Paar im Abstand voneinander angeordneter Schichtelektroden der zweiten Elektrodengruppe an der zweiten Seitenfläche miteinander verbindet und daß der Widerstand die zwischen den beiden Schichtelektrodenpaaren angeordneten Schichtelektroden der beiden Elektrodengruppen an der ersten Seitenfläche miteinander verbindet. Bei dieser Ausgestaltung sind die durch den Widerstand miteinander verbundenen Schichtelektroden in besonders großem Maß gegen kapazitive Einstreuungen von außen abgeschirmt.
• Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an gegenüberliegenden Seitenflächen des säulenförmigen Körpers angeordnete Verbindungsstreifen mit ihren Enden in Richtung aufeinander zu die angrenzenden Kanten des Körpers umgreifen und mit ihren Enden an der gemeinsamen, zwischen den Kanten liegenden Seitenfläche des Körpers anliegen und daß der Widerstand sich längs dieser Seitenfläche erstreckt und mit den umgreifenden Enden der Verbindungsstreifen Kontakt bildet. Dadurch wird einerseits ein mechanisch stabiler Anschluß der durch den Widerstand miteinander verbundenen Schichtelektroden erreicht; ferner ist diese Anschlußweise fertigungstechnisch leicht durchzuführen.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Von den Figuren zeigt F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Modulbaugruppe in natürlicher Größe, F i g. 2 eine Darstellung in größerem Maßstab, wobei der dielektrische Körper der Baugruppe weggelassen ist, um besser in Gerippeform die elektrisch leitenden Teile des Schichtkörpers zu zeigen, F i g. 3 eine perspektivische Darstellung in noch größerem Maßstab, in der die Formen und die Anordnung der Elektrodengruppen der Kapazitäten und die Grenzflächen des Isolierkörpers, letztere in strichpunktierter Weise, dargestellt sind, F i g. 4 eine weiter vergrößerte Schnittdarstellung entsprechend der Schnittebene 4-4 der F i g. 2, F i g. 5 eine Darstellung im gleichen Maßstab wie F i g. 4 entsprechend der Schnittebene 5-5 der F i g. 2, F i g. 6 eine schematische Schaltungsanordnung entsprechend einer erfindungsgemäßen, aus einem festen Körper bestehenden Modulbaugruppe, F i g. 7 eine vereinfachte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Modulbaugruppe.
• Eine erfindungsgemäße Baugruppe, die den Zusammenbau eines Widerstandes mit Kapazitätsgruppen, welche durch elektrische Schichtelektroden eines zusammenhängenden dielektrischen Körpers gebildet werden, in einer solchen Weise gestattet, daß eine kapazitive Kopplung zwischen dem Widerstand und den angrenzenden Elektrodenflächen vermieden wird, wird in den F i g. 4 und 5 gezeigt. Statt beispielsweise an der Stelle 14 in der Flächenebene einer Elektrode einen Zwischenraum mit einem Widerstand zu überbrücken, wie es bisher üblich war, ist der Widerstand 12 senkrecht zu den Kanten der Elektrodenschichten 13, 15, 16 der oberen Kapazitätsgruppe 17 und ebenfalls senkrecht zu den Kanten der Elektrodenscbichten 13', 15', 16' der unteren Kapazitätsgruppe 18 angeordnet. Es ergibt sich auf diese Weise die Möglichkeit eines von der dielektrischen Masse ausgefüllten Raumes S gewünschter Breite zwischen dem Widerstand 12 und der am nächsten liegenden Kante der Elektroden 15, 16 und 15', 16'. F i g. 2 und 3 zeigen eine praktische Konstruktion einer aus einem festen Körper bestehenden Modulbaugruppe mit erfindungsgemäßer Anordnung des Widerstandes relativ zu den Elektrodenflächen.
• In F i g. 2 und 3 sind strichpunktiert die Begrenzungslinien des dielektrischen Monolithkörpers 24 angedeutet. Die Anordnung der Schichtelektroden 13, 15, 16 und 13', 15', 16' ergibt sich aus F i g. 3, aus der zu ersehen ist, daß die Zwischenelektroden der Kapazitäten 17 und 18 Zungen 25 und 26 aufweisen, die an den Ecken über die Hauptfläche der Elektroden hervorstehen, und zwar nach derselben Richtung in Richtung auf die vordere Seitenfläche der Baugruppe. Die Zungen 25, 26 sind die einzigen Teile der Kapazitätselektroden 13 und 13', die mit der vorderen Seitenfläche des dielektrischen Körpers 24 abschneiden. Alle anderen Kanten der Elektroden 13 und 13' sind vollständig in das dielektrische Material eingebettet. Die Zungen 25 und 26 befinden sich in elektrischem Kontakt mit den nach innen eingebogenen Enden der beiden stromleitenden Streifen 27 und 28, welche an den gegenüberliegenden seitlichen Flächen des dielektrischen Körpers anliegen. Die Streifen 27 und 28 können aus einer Folie bestehen oder Streifen einer stromleitenden Masse sein, die aufgestrichen, aufgesprüht oder in ähnlicher Weise auf die Seitenflächen des dielektrischen Körpers 24 aufgedruckt sind.
• Die Zunge 25 der Schichtelektrode 13 befindet sich nur in Kontakt mit dem Streifen 27, während die Zunge 26 der Schichtelektrode 13' sich nur in Kontakt mit dem anderen stromleitenden Streifen 28 befindet. Die einzige elektrische Verbindung der Schichtelektrode 13 der Kapazität 17 mit der Schichtelektrode 13' der Kapazität 18 erfolgt durch den Widerstand 12, welcher den Zwischenraum überbrückt und an der vorderen Seitenfläche des dielektrischen Körpers 24 aufgestrichen, aufgedruckt, aufgesprüht oder in einer sonstigen ähnlichen Weise aufgebracht ist.
• Die Schichten 15 und 16 der Kapazität 17 haben eine Zunge 34, und jede der Schichtelektroden 15' und 16' der Kapazität 18 haben eine ähnliche Zunge 35, wobei diese Zunge aus der Hauptkontur der Schichtelektroden in Richtung auf die hintere Begrenzungsfläche des dielektrischen Körpers hervorstehen. Die Zungen 34 und 35 sind die einzigen Teile der Elektroden 15, 16, 15' und 16', welche an der hinteren Begrenzungsfläche des dielektrischen Körpers 24 abschneiden. Sämtliche übrigen Kanten der Elektroden sind vollständig in der dielektrischen Masse eingebettet und umschlossen. Die Zungen 34 und 35 befinden sich in elektrischem Kontakt mit einem gemeinsamen stromleitenden Streifen 36, der sich senkrecht zu den Kanten der Schichtelektroden 15,16,15' und 16' erstreckt und an der hinteren Begrenzungsfläche des dielektrischen Körpers 24 anliegt. Der Streifen 36 kann aus einer stromleitenden Folie bestehen, oder es kann sich um ähnliche Schichten wie bei den Streifen 27 und 28 handeln.
• Die stromleitenden Streifen 27, 28 und 36 sind dann in üblicher Weise mit Anschlüssen 37, 38, 39 verlötet oder in einer ähnlichen Weise mit solchen verbunden, so daß sich Anschlüsse zum Anschluß an einen Außenstromkreis ergeben, bei denen die Impedanzen 12, 17 und 18 eine bestimmte Stromkreisanordnung bilden. Diese Anschlüsse können direkt von den Seitenflächen der Modulbaugruppen nach verschiedenen Richtungen abstehen, sie können sich aber auch alle von der Baugruppe in einer gemeinsamen Richtung und über die zuvor als hintere Begrenzungsfläche genannte Fläche des dielektrischen Körpers 24 hinaus erstrecken.
• Din folgenden Angaben können als Richtlinien für den Bau einer derartigen Modulbaugruppe dienen. Es handelt sich bei den F i g. 1 bis 5 um eine Baugruppe mit zwei Kapazitäten, von denen jede eine Gruppe von zwei oder mehr Schichtelektroden aufweist. F i g. 7 zeigt eine ähnliche erfindungsgemäße Anordnung, die sich gegenüber F i g. 4 dadurch unterscheidet, daß je eine der beiden Elektroden nur aus einem Elektrodenpaar 15 a-13 a bzw. 16a-13a besteht, wobei die Schichtelektrode 13a beiden Kapazitäten gemeinsam ist. Die übrigen Teile der in F i g. 7 dargestellten Anordnung tragen dieselben Bezugszeichen wie in den F i g. 1 bis 6, es wurde jedoch das Zusatzzeichen »a« verwendet, und die Zungen 25a, 34a sind an den Begrenzungsflächen des dielektrischen Körpers 24a zugänglich, und es sind die stromleitenden Streifen 27a, 28a und 36a und der Widerstand 12 a und die Anschlüsse 37 a, 38 a und 39 a vorgesehen. In F i g. 7 ist der dielektrische Zwischenraum S ebenfalls zu beachten, der die unerwünschte kapazitive Kopplung des Widerstandes 12 a mit der Schichtelektrode 13 a verhindert.
• Eine Modulbaugruppe kann Kapazitäten im Bereich bis zwischen 0,01 und 0,3 mF haben, und die Größe des Widerstandes kann zwischen 10 Ohm und 10 Megohm liegen. Die Dimensionen des Schichtkörpers können zwischen 5 . 5 . 0,5 bis 25.25-0,6 mm liegen, und der dielektrische Körper 24 kann entweder eine verhältnismäßig dünne Scheibe oder ein Block oder auch ein längliches Prisma sein. Die Elektrodenschichten können etwa 0,001 mm stark sein und quadratisch, rechteckig, rund oder eine sonst geeignete Form haben und in ihrer Flächenausdehnung etwas kleiner sein als die entsprechenden Dimensionen des dielektrischen Körpers, in welchem sie eingebettet sind. Die Schichtelektrodengruppen können aus einer beliebigen Anzahl einzelner Schichten bestehen, je nach der gewünschten Kapazität. Die Streifen 27, 28 und 36 brauchen nicht stärker als 0,025 und nicht breiter als 0,5 mm zu sein, und dasselbe gilt für den Widerstand 12.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Schichtenweise aufgebaute säulenförmige Modulbaugruppe, bei der im Abstand übereinandergeschichtete Schichtelektroden zwei Kapazitäten bilden und ein die Seitenflächen des säulenförmigen Körper (24) mindestens zwei Körper sowohl der Träger der Schichtelektroden als auch ihr Trennkörper ist, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß in einem einheitlichen säulenförmigen Körper (24) mindestens zwei Schichtelektroden (13, 13';15 a,16 a) im Abstand voneinander eingebettet sind und mit ihren Anschlußkanten an einer ersten Seitenfläche des säulenförmigen Körpers zugänglich sind und mindestens eine weitere Schichtelektrode (16,15',13 a) zwischen den beiden Schichtelektroden (13, 13'; 15 a, 16 a) eingebettet ist und mit einem Teil ihrer Anschlußkante an einer zweiten Seitenfläche des säulenförmigen Körpers zugänglich ist und eine Widerstandsschicht (12, 12a) die zugänglichen Kanten der beiden erstgenannten Schichtelektroden (13, 13'; 15a, 16a) an der ersten Seitenfläche verbindet.
2. 2. Modulbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem säulenförmig aufgebauten Körper (24) zwei übereinander angeordnete Elektrodengruppen (17, 18), die je aus einem Paar im Abstand voneinander angeordneter Schichtelektroden (15, 16; 16', 15') und einer dazwischen angeordneten Schichtelektrode (13, 13') bestehen, angeordnet sind und ein Verbindungsstreifen (36) das Paar im Abstand voneinander angeordneter Schichtelektroden (15,16) der ersten Elektrodengruppe (17) und das Paar im Abstand voneinander angeordneter Schichtelektroden (15', 16') der zweiten Elektrodengruppe (18) an der zweiten Seitenfläche miteinander verbindet und daß der Widerstand (12) die zwischen den beiden Schichtelektrodenpaaren (15, 16; 15', 16') angeordneten Schichtelektroden (13, 13') der beiden Elektrodengruppen (17, 18) an der ersten Seitenfläche miteinander verbindet.
3. 3. Modulbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stromleitenden Verbindungsstreifen (36, 27, 28) sich an den Seitenflächen des säulenförmigen Körpers (24) senkrecht zu den Kanten der Schichtelektroden erstrecken.
4. 4. Modulbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an gegenüberliegenden Seitenflächen des säulenförmigen Körpers (24) angeordnete Verbindungsstreifen (27, 28) mit ihren Enden an der gemeinsamen, zwischen den Kanten liegenden Seitenfläche des Körpers (24) anliegen und daß der Widerstand (12) sich längs dieser Seitenfläche erstreckt und mit den umgreifenden Enden der Verbindungsstreifen (27, 28) Kontakt bildet.
5. 5. Modulbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtelektroden Anschlußzungen (25, 26, 34, 35) aufweisen, die an den Seitenflächen der die Schichtelektroden umkleidenden dielektrischen Masse an verschiedenen Seiten des säulenförmigen Körpers (24) hervorstehen und in leitender Verbindung mit den stromleitenden Verbindungsstreifen (27, 28, 36) stehen. In Betracht gezogene Durckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1150 721; USA.-Patentschrift Nr. 3 021589.