DE1812197A1

DE1812197A1 - Power connection element for electrical components

Info

Publication number: DE1812197A1
Application number: DE19681812197
Authority: DE
Inventors: Hartwig Lohse; Kugelstadt Dipl-Phys Werner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-02
Filing date: 1968-12-02
Publication date: 1970-07-09
Also published as: DE1812197B2

Description

Stromanschlußelement für elektrische Bauelemente Die Erfindung betrifft ein Stromanschlußelement für elektrische Bauelemente, deren Tragerkörper insbesondere eine durchgehende axiale Bohrung besitzen, die teilweise metallisiert ist.Power connection element for electrical components The invention relates to a power connection element for electrical components, their support body in particular have a continuous axial bore that is partially metallized.

Bauelemente, bei denen das erfindungsgemäße Anschlußelement vorteilhaft zur Anwendung gelangt, sind beispielsweise elektrische Widerstände, die aus einem keramischen, zylindrischen Trägerkörper mit außen aufgebrachter Widerstandsschicht bestehen. Der Trägerkörper besitzt eine durchgehende axiale Bohrung, die im Bereich der Stirnenden mit einer Metallisierung überzogen ist, die einerseits den elektrischen Kontakt zwischen der Widerstandsschicht und dem axialen Anschlußdraht herstellt und andererseits ein Anlöten der Anschluß elemente und damit eine Erhöhung der mechanischen Pestigkeit erlaubt.Components in which the connecting element according to the invention is advantageous is used, for example, electrical resistors that consist of a ceramic, cylindrical carrier body with an externally applied resistance layer exist. The carrier body has a continuous axial bore in the area the front end is coated with a metallization, which on the one hand the electrical Establishes contact between the resistance layer and the axial connecting wire and on the other hand a soldering of the connection elements and thus an increase in the mechanical Pestilence allowed.

Es sind bereits sehr viele Möglichkeiten bekannt, die Anschlußdrähte in axialen Bohrungen zu befestigen. Die Drähte weisen dabei meist eine Querschnittserweiterung auf, die zu einem Alcmm.sitz des Drahtes in der Bohrung führt. So ist es bekannt, die Anschlußelemente mit Zähnen, Hiefen oder Ein-Schnitten zu versehen, die sich widerhakenähnlich in die Wand der Bohrung krallen.There are already many known ways of connecting wires to be fixed in axial bores. The wires usually have an enlarged cross-section which leads to an Alcmm. seat of the wire in the hole. So it is known to provide the connecting elements with teeth, grooves or incisions, which are Claw like a barb into the wall of the hole.

Eine andere bekannte Befestigungsart benützt eine zusätzliche Hülse, die beim Einstauchen deformiert wird und so für den nötigen Halt sorgt.Another known type of fastening uses an additional sleeve, which is deformed when plunging and thus provides the necessary hold.

Bei wieder anderen Befestigungsarten wird der Anschlußdraht so fest in die Bohrung eingestaucht, daß das Drahtmaterial zu fließen beginnt und den ganzen Querschnitt der Bohrung ausfüllt.With other types of fastening, the connecting wire becomes so tight pushed into the hole so that the wire material begins to flow and the whole Fills cross-section of the hole.

Die nach den bekannten Verfahren eingesetzten--Anschlußelemente werden zum Teil nachträglich noch angolotet oder mit einem elektrisch leitfähigen Kleber oder Kitt befestigt.The - connection elements used according to the known method partly afterwards or with an electrically conductive adhesive or putty attached.

Vor einiger Zeit ist ein Verfahren zum Kontaktieren elektrischer Bauelemente, insbesonderç-elektrischer Widerstände, vorgeschlagen worden, das eine wachsende Bedeutung gewinnt.Some time ago, a method for contacting electrical components, In particular, electrical resistances have been proposed to be a growing one Importance is gaining.

Hierbei wird nach dem vorläufigen Einsetzen der hnschlußdrähte die Luft aus den Bohrungen entfernt, indem die Widerstande in Vacuum gebracht werden. Daraufhin werden-die Widerstände in das flüssige Lot getaucht. Stellt man nun den normalen Luftdruck wieder her, so gelangt das Lot in die feinsten Spalten und Öffnungen, wodurch die Festigkeit und Sicherheit der Lötverbindung wesentlich gegenüber der bei dem üblichen Lötverfahren erreichbaren erhöht wird.Here, after the preliminary insertion of the connecting wires, the Air is removed from the holes by placing the resistors in a vacuum. The resistors are then dipped into the liquid solder. If you now put the normal air pressure is restored, the solder gets into the finest gaps and openings, whereby the strength and security of the soldered connection are significantly compared to the is increased achievable with the usual soldering process.

Dieses sogenannte Unterdrucklötverfahren läßt sich bei Verwendung der bisher bekannten Mischlußdrähte -jedoch nur anwenden, wenn die Anschlußelemente in Sacklöcher eingesetzt sind. Bei durchgehenden axialen Bohrungen würde das Lot über die Drahtenden hinausschießen und im Innern des Trägerkörpers einen elektrischen Kurzschluß verursachen.This so-called vacuum soldering process can be used of the previously known mixed-wire wires -but only use if the connecting elements are inserted in blind holes. In the case of through-going axial bores, the solder would Shoot out over the wire ends and create an electrical one inside the carrier body Cause short circuit.

Es sind auch Keramikkörper mit zwei stirnseitigen Sacklöchern bekannt. Sie sind jedoch viel schwieriger und umstandlicher herzustel-len als Körper mit durchgehender Bohrung. Die Keramikkörper mit zviei Sacklöchern werden im ungebrannten, d.h.Ceramic bodies with two blind holes at the end are also known. However, they are much more difficult and laborious to produce than bodies with through hole. The ceramic bodies with two blind holes are made in the unfired, i.e.

im nur angetrockneten Zustand, mit geeigneten Vorrichtungen angebohrt. Dabei trcteii leicht Beschcidigungen der stehenbleibenden Zylinderwand auf, die meist erst nach dem Brennen oder gar erst nach dem Beschichten mit Widerstandematerial erkennbar sind. Außerdem ist es sehr schwierig, die notwegen engen Toleranzen der Bohrungen einzuhalten, da der Bohrlochdurchmesser stark von der Körnung und dem Trocknungszustand der zu verarbeitenden, mechanisch empfindlichen Rohlinge abhängt.in the only dried state, drilled with suitable devices. In doing so, the remaining cylinder wall is easily damaged usually only after firing or even after coating with resistor material recognizable are. In addition, it is very difficult to get the tight tolerances of the bores must be adhered to, as the drill hole diameter depends heavily on the grain size and the state of dryness depends on the mechanically sensitive blanks to be processed.

Stellt man die Trägerkörper für kappenlose 3auelemellte im Strangpreßverfahren her, so vermeidet man die eben geschilderten Schwierigkeiten bezüglich der möglichen mechanischen Vorschädigungen und der Toleranz der Bohrungen. Das dabei entstehende durchgehende Loch bringt jedocll den oben geschilderten Nachteil bei der Anweiidung des Vacuumlötverfahreiis.If you make the support body for capless 3auelemellen in the extrusion process here, one avoids the difficulties just described with regard to the possible mechanical damage and the tolerance of the bores. The resulting However, through hole brings the disadvantage described above in the instruction of the vacuum soldering process.

@er Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, durcli geeignete Konstruktion dafür zu sorgen, daß das Lot nicht über das gewünschte Maß in das Bohrloch eindringen kamin. @ The invention is therefore based on the object by means of suitable Construction to ensure that the solder does not go beyond the desired extent into the borehole penetrate chimney.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das in die Bohrung des Trägerkörpers einzuführende Ende des Anschlußelements als pilzförmiger Kopf mit einer dünnwandigen elastische Lippe ausgebildet ist.This object is achieved in that the in the bore of the support body to be introduced end of the connecting element as a mushroom-shaped head with a thin-walled elastic lip is formed.

Die Bohrung selbst wird weckmäßig nur auf etwa die halbe Länge des zwischen Vorderkante des Körpers und anlagering der Lippe definierten Abstandes lötbar metallisiert. Hierdurch wird erreicht, daß das Lot, wenn es durch den auf die Evakuierung folgenden Druckanstieg der Atmosphäre bis zur Lippe vorgestoßen ist, infolge der kapillardepressiven Wirkung der nicht metallisierten Keramikwand den verbleibenden Spalt zwischen Lippe und Keramik nicht überwinden kann.The hole itself is only woken up to about half the length of the defined distance between the front edge of the body and the lip solderable metallized. This ensures that the solder when it is through the on the evacuation advanced to the lip following an increase in atmospheric pressure is due to the capillary depressive effect of the non-metallized ceramic wall cannot overcome the remaining gap between the lip and the ceramic.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den Teil don Drahtschaftes, der später innerhalb der Bohrung ist, mit mindestens drei Zentrierprägungen zu versehen, damit die Drähte für die Weiterverarbeitung genügend festgelegt sind.Furthermore, it is advantageous to don the wire shaft that is later inside the hole is to be provided with at least three centering embossing so the wires are sufficiently fixed for further processing.

Die durch den pilzförmigen Kopf und die Zentrierprägungen hervorgerufenen Querschnittserweiterungen macht man zweckmäßig so groß, daß beim Einführen des Anschlußelementes in eine Bohrung an der unteren Toleranzgrenze eine elastische Verformung stattfindet. Es hat sich gezeigt, daß dabei eine höhere Festigkeit der Drahte in axialer Richtung erreicht wird, als wenn. eine plastische Verformung auftritt.The ones caused by the mushroom-shaped head and the centering embossments Cross-sectional enlargements are expediently made so large that when the connecting element is inserted elastic deformation takes place in a hole at the lower tolerance limit. It has been shown that the wires have a higher strength in the axial direction is achieved as if. plastic deformation occurs.

Vorteilhaft besteht das erfindungsgemäße Anschlußelement aus kaltgezogenem, verzinnten oder mit einer Zinn-Blei-Oberfläche versehenen Kupferdraht, der eine ausgezeichnete Festigkeit, Zähigkeit und Lötbarkeit besitzt.The connecting element according to the invention advantageously consists of cold-drawn, tinned or tin-lead coated copper wire, the one possesses excellent strength, toughness and solderability.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert werden.The invention will be explained in detail with reference to the drawing.

Auf einem zylindrischen Trägerkörper 1 aus Keramik mit durchgehcnder axialer Bohrung befindet sich eine der Einfachheit wegen nicht dargestellte Widerstandsschicht.- Eine Metallisierung 2 stellt den elektrischen Kontakt zwischen Außenseite und Bohrung her. In die Bohrung wird ein Anschlußdraht 3 mit angestauchtem, pilzförmigem Kopf, der in eine dünnwandige, elastische Lippe 5,5-' ausläuft, eingesetzt. Die vor dem Einführen in die Bohrung abstehende Lippe 5 wird dabei elastisch verformt, wie bei 5' gezeigt. Anschließend wird die in der Bohrung befindliche Luft weitgehend entfernt, so daß beim folgenden Druckanstieg das flüssige Lot 6 bis zur Lippe 5' vordringen kann. Dadurch wird die Lippe 5' eng an die Wand der Bohrung gepreßt, was eine zusätzliche Erhöhung der axialen Abzugsfestigkeit bewirkt. Da die Innenseite der Bohrung nur eta auf die Hälfte des Abritandes zwischen Stirnende und Lippe metallisiert ist, kann das Lot die zwischen Lippe und Bohrungsimlenwand verbliebene fiestfue nicht überwinden, so daß ein Kurzschluß zwischen dcn beiden axialen Stromzuführungselementen aupgeschloasen i3t. Am Draht 3 sind zusätzlich drei gleichmäßig am Umfang verteilte Zentrierprägungen 4 angestaucht, die für einen ausreichenden Halt des Anschlußelementes in der Bohrung des Trägerkörpers 1 bis zum Lötprozeß sorgen.On a cylindrical support body 1 made of ceramic with durchgehcnder axial bore there is a resistance layer, not shown for the sake of simplicity. A metallization 2 provides the electrical contact between the outside and the bore here. A connecting wire 3 with an upset, mushroom-shaped head is inserted into the hole. which ends in a thin-walled, elastic lip 5.5- ', inserted. The one before Insertion into the bore protruding lip 5 is elastically deformed, as in 5 'shown. Most of the air in the hole is then removed, so that the liquid solder 6 penetrate to the lip 5 'with the subsequent pressure increase can. As a result, the lip 5 'is pressed tightly against the wall of the bore, which is an additional Increases the axial pull-off strength. Because the inside of the hole only eta is metallized on half of the abrasion between the front end and the lip, the solder cannot fiestfue the remaining between the lip and the inner wall of the hole Overcome, so that a short circuit between the two axial power supply elements aupgeschloasen i3t. On wire 3 there are also three evenly at the Circumferentially distributed centering embossings 4 upset, which for a sufficient hold of the connection element in the bore of the support body 1 to the soldering process.

4 Patentansprüche 1 Figur4 claims 1 figure

Claims

Claims 1. Power connection element for electrical components, the support body in particular have a continuous axial bore, which is partially metallized iat, the connecting element having enlarged cross-sections, d a -d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the in the bore of the carrier body (1) to be inserted end of the connecting element (3) as a mushroom-shaped head with a thin-walled lip (5.5 ') is formed.

2. Power connection element according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n @ t that the diameter of the mushroom-shaped head is slightly larger is than the largest occurring bore diameter.

3. Power connection element according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e k It is noted that the part of the wire shaft that will later be inside the Bore is provided with at least three centering marks.

4. Power connection element according to claim 1 to 3, d a d u r c h g e e does not indicate that it is made from cold drawn copper wire.