Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchführungskondensator und insbesondere einen Durchführungskondensator zur Abschirmung eines Leiters an einer durch eine Wandung führenden Öffnung.The present invention relates to a feedthrough capacitor and, more particularly, to a feedthrough capacitor for shielding a conductor at an opening through a wall.
Im Allgemeinen sind Durchführungskondensatoren (nachfolgend als „Dukos” bezeichnet) koaxial aufgebaute Kondensatoren, die eine Führung und Abschirmung einer durch eine Wandung einer elektrischen Vorrichtung hindurch tretenden elektrischen Leitung erlauben. Im Allgemeinen soll dabei eine Übertragung von hochfrequenter Störstrahlung von einer Seite der Wandung auf die andere Seite der Wandung vermieden werden, ohne dass ein elektrisches Nutzsignal beeinträchtigt wird, das von einer Seite der Wandung auf die andere Seite der Wandung zu übertragen ist. Häufig stellt die Wandung einen Teil eines Gehäuses einer elektrischen Vorrichtung dar, um im Gehäuse untergebrachte elektrische oder elektronische Bauteile gegen äußere Einflüsse zu Schützen. Moderne hochintegrierte Bauelemente und elektronische Schaltungen sind jedoch im hohen Maße anfällig für Fehlfunktionen durch elektromagnetische Störeinflüsse. Deshalb sind immer umfangreichere Maßnahmen zur Störspannungsunterdrückung notwendig, die einen großen Einfluss auf Herstellungskosten elektrischer und elektronischer Vorrichtungen haben.In general, feedthrough capacitors (hereinafter referred to as "dukos") are coaxially constructed capacitors that allow routing and shielding of an electrical line passing through a wall of an electrical device. In general, a transmission of high-frequency interference radiation from one side of the wall to the other side of the wall should be avoided without adversely affecting a useful electrical signal which is to be transmitted from one side of the wall to the other side of the wall. Frequently, the wall is a part of a housing of an electrical device to protect housed in the housing electrical or electronic components against external influences. However, modern highly integrated devices and electronic circuits are highly prone to malfunction by electromagnetic interference. Therefore, more and more extensive measures for noise suppression are necessary, which have a great influence on manufacturing costs of electrical and electronic devices.
Mit Bezug auf die 1a und 1b wird nachfolgend der Einsatz eines herkömmlichen Dukos beschrieben.With reference to the 1a and 1b the use of a conventional duo is described below.
1a zeigt eine elektrische oder elektronische Vorrichtung 100 mit einem Gehäuse 110 und wenigstens einem elektrischen und/oder elektronischen Bauteil 120, das in 1a schematisch dargestellt ist. Das Bauteil 120 weist einen Anschluß 122 und einen Anschluß 124 auf, wobei ein elektrisches Versorgungssignal mittels des Anschlusses 122 in das Bauteil 120 eingebracht wird und an den Anschluß 124 ein elektrisches Bezugspotential, wie z. B. Masse E1, angelegt wird. Das elektrische Versorgungssignal wird dem Bauteil 120 über Leitungen L1, L2 zugeführt, wobei die externe Leitung L2 über einen Duko 130 mit der internen Leitung L1 elektrisch verbunden ist. Dazu ist eine Öffnung 114 in einer Wandung des Gehäuses 110 vorgesehen, in die der Duko 130 eingeführt ist. Der Duko 130 weist eine innere Elektrode 132 auf, die in 1a schematisch durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Ferner weist der Duko 130 eine auf seiner äußeren Mantelfläche bereitgestellte äußere Elektrode 134 auf. Für gewöhnlich ist die äußere Elektrode 134 mit dem Bezugspotential E1 über das Gehäuse 110 und einen Anschluß 112 verbunden. Durch die koaxial bereitgestellten Elektroden des Dukos 130 wirkt dieser als Kondensator. Dies wird anhand von 1b im Folgenden kurz dargestellt. 1a shows an electrical or electronic device 100 with a housing 110 and at least one electrical and / or electronic component 120 , this in 1a is shown schematically. The component 120 has a connection 122 and a connection 124 on, with an electrical supply signal by means of the connection 122 into the component 120 is introduced and to the terminal 124 an electrical reference potential, such as. B. mass E1, is applied. The electrical supply signal is the component 120 supplied via lines L1, L2, wherein the external line L2 via a duko 130 is electrically connected to the internal line L1. This is an opening 114 in a wall of the housing 110 provided in which the duko 130 is introduced. The duko 130 has an inner electrode 132 on that in 1a is shown schematically by the dashed line. Furthermore, the duo points 130 a provided on its outer surface outer electrode 134 on. Usually the outer electrode is 134 with the reference potential E1 across the housing 110 and a connection 112 connected. Through the coaxially provided electrodes of the Dukos 130 this acts as a capacitor. This is based on 1b briefly presented below.
1b stellt schematisch eine Ersatzschaltung eines Ausschnitts der Darstellung in 1a dar, der die Leitungen L1 und L2 zwischen den Anschlüssen 122 und 136 zeigt und den Duko 130 (vgl. 1a) umfasst. Ein Widerstand R stellt hierbei schematisch den Widerstand der Leitungen und des Dukos dar. Die Kapazität C repräsentiert die kapazitive Wirkung des Dukos 130 in 1a, dessen äußere Elektrode mit dem Bezugspotential E1 verbunden ist. Ein an den Anschluß 136 angelegtes Versorgungssignal IG soll nun dem Duko 130 in 1a zugeführt werden. Im Allgemeinen weist ein Kondensator einen Blindwiderstand XC = 1/(ωC) bzw. einen Leitwert BC = ωC, auf, wobei ω die Kreisfrequenz des beaufschlagten Signals über ω = 2πf mit der Frequenz f zusammenhängt. Am Knoten K tritt eine Aufteilung des Nutzsignals IG auf, so dass ein Anteil I1 des Nutzsignals IG dem Anschluß 122 zugeführt wird und ein Anteil I2 über den Kondensator C zum Potential E1 abfließt. Die Größe des Anteils I2 hängt vom Leitwert BC ab. Damit ist aber die Größe des Anteils I1 bestimmt (IG = I1 + I2). Es ist ersichtlich, dass der Anteil I2 mit zunehmender Frequenz f aufgrund des zunehmenden Leitwerts BC zunimmt und die Hochfrequenzanteile des Versorgungssignals IG hauptsächlich über die Kapazität C zum Bezugspotential E1 abfließen. Für kleinere Frequenzen f nimmt der Leitwert BC des Kondensators C ab, so dass hier das Verhältnis I1/I2 groß wird. Aus den vorangehenden Erläuterungen ist erkennbar, dass der Duko 130 in 1a als Tiefpassfilter wirkt, der Hochfrequenzanteile eines an den Duko 130 anliegenden Anschlusses ableitet, d. h. ein Eintreten in oder Austreten aus dem Gehäuse 110 verhindert. 1b schematically illustrates an equivalent circuit of a portion of the illustration in 1a representing the lines L1 and L2 between the terminals 122 and 136 shows and the duko 130 (see. 1a ). A resistor R here represents schematically the resistance of the lines and the duo. The capacitance C represents the capacitive effect of the duo 130 in 1a , whose outer electrode is connected to the reference potential E1. One to the connection 136 applied supply signal I G is now the Duko 130 in 1a be supplied. In general, a capacitor has a reactance X C = 1 / (ωC) or a conductance B C = ωC, where ω is the angular frequency of the applied signal over ω = 2πf with the frequency f. At the node K occurs a division of the useful signal I G , so that a share I 1 of the useful signal I G the terminal 122 is supplied and a portion I 2 flows through the capacitor C to the potential E1. The size of the portion I 2 depends on the conductance B C. However, this determines the size of the component I 1 (I G = I 1 + I 2 ). It can be seen that the proportion I 2 increases with increasing frequency f due to the increasing conductance B C and the high-frequency components of the supply signal I G flow mainly through the capacitance C to the reference potential E1. For smaller frequencies f, the conductance B C of the capacitor C decreases, so that here the ratio I 1 / I 2 becomes large. From the foregoing explanations it can be seen that the duo 130 in 1a As a low-pass filter acts, the high-frequency components of the Duko 130 derived terminal, ie entering or exiting the housing 110 prevented.
2 stellt schematisch einen herkömmlichen Duko 200 dar, der aus einem zylinderförmigen dielektrischen Grundkörper 210 mit Mantelfläche 220 und Stirnfläche 212 gebildet ist. In den Stirnflächen 212 ist eine den zylinderförmigen Grundkörper 210 durchsetzende innere Elektrode 230 gebildet. Auf der Mantelfläche 220 ist eine äußere Elektrode 220 vorgesehen, wobei die innere Elektrode 230 von der äußeren Elektrode 220 durch das dielektrische Material des zylinderförmigen Hohlkörpers 210 separiert wird, wobei wenigstens das dielektrische Material des zylinderförmigen Grundkörpers 210 an den Stirnflächen 212 freiliegt. Über die schematische Darstellung in 2 hinausgehend, können herkömmliche Durchführungskondensatoren ferner flanschartige Austragungen an den Stirnflächen aufweisen, die eine Montage der Dukos an Wandungen unterstützen können. 2 schematically represents a conventional duo 200 which consists of a cylindrical dielectric body 210 with lateral surface 220 and face 212 is formed. In the faces 212 is a cylindrical base body 210 penetrating internal electrode 230 educated. On the lateral surface 220 is an outer electrode 220 provided, wherein the inner electrode 230 from the outer electrode 220 through the dielectric material of the cylindrical hollow body 210 is separated, wherein at least the dielectric material of the cylindrical base body 210 on the front surfaces 212 exposed. About the schematic representation in 2 In addition, conventional feedthrough capacitors may further include flange-type discharges on the end faces, which may assist in mounting the dukos to walls.
Abhängig von der konkreten Anwendung ist die innere Elektrode 230 in einer den Grundköper 210 durchsetzenden Bohrung als leitende Beschichtung vorgesehen. In diesen Fällen wird der elektrische Leiter (z. B. L2 in 1a) entlang der Bohrung durch den Duko 200 geführt bzw. wird der Duko entsprechend auf den elektrischen Leiter „aufgefädelt”. In anderen Anwendungen ist die innere Elektrode 230 als die Bohrung füllendes Elektrodenmaterial ausgebildet, wobei die an den Stirnflächen 212 freiliegende innere Elektrode 230 entsprechend mit elektrischen Leitern zu kontaktieren ist. Hierbei hängt die Güte des durch den Duko 200 durchgeführten Signals stark von der Kontaktierung der an den Stirnflächen 212 freiliegenden inneren Elektrode ab.Depending on the specific application is the inner electrode 230 in one the basic body 210 passing hole provided as a conductive coating. In these cases, the electric Ladder (eg L2 in 1a ) along the hole through the duko 200 guided or is the Duko accordingly "threaded" on the electrical conductor. In other applications, the inner electrode 230 formed as the bore-filling electrode material, wherein the end faces 212 exposed inner electrode 230 should be contacted with electrical conductors accordingly. The quality of the duko depends on this 200 carried out signal strongly from the contacting of the end faces 212 exposed inner electrode.
Im Allgemeinen sind Dukos hohen Qualitätsstandards unterworfen, um eine zuverlässige Durchführung von Nutzsignalen durch Wandungen bei gleichzeitiger Unterdrückung von Störsignalen aufrechtzuerhalten. So sind Dukos in allgemeinen Anwendungen großen Temperaturunterschieden ausgesetzt, so dass eine zuverlässige Arbeitsweise eines Dukos in einem Temperatureinsatzbereich von minus 55° Celsius bis 125° Grad Celsius bereitzustellen ist. Weiterhin sind in Anwendungsbereichen wie Automotiv, Consumer und Industrie Serienbauteile auf Kapazität, Verlustwinkel und Isolationswiderstand genau zu prüfen, so dass eine bis zu 100%-tige Einhaltung minimaler Toleranzen bezüglich mechanischer und elektrischer Eigenschaften von Dukos bei minimalen Abweichungen gewährleistet werden kann, wobei Toleranzgrenzen häufig direkt vom Kunden festgelegt werden. Für die Herstellung ergibt sich daher die Anforderung, dass unabhängig von Fertigungschargen eine gleichbleibend hohe Produktqualität aufrechtzuerhalten ist, wobei trotz unterschiedlicher Ausführungsformen, z. B. bedrahtet, unbedrahtet, belotet etc., eine gute Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten ist. Es ist ersichtlich, dass diese Standards einen entsprechend hohen Herstellungsaufwand erfordern, der folglich zu hohen Herstellungskosten und damit zu einem hohen Verkaufspreis für Dukos führt. Im Bereich der Automobilindustrie oder der Medizintechnik werden beispielsweise seitens der Kunden sehr hohe Qualitätsstandards gefordert, jedoch wird dabei der sich ergebende relativ hohe Bauteilpreis vom einschlägigen Kundenkreis weitgehend akzeptiert. Trotzdem besteht die fortwährende Aufgabe, den Qualitätsstandard nach Möglichkeit zu verbessern, ohne die Produktkosten zu erhöhen.In general, dukos are subject to high quality standards in order to maintain reliable performance of utility signals through walls while suppressing spurious signals. Thus, in general applications, dukos are exposed to large temperature differences, so that a reliable operation of a dukos in a temperature range of -55 ° Celsius to 125 ° Celsius is to be provided. Furthermore, in application areas such as automotive, consumer and industrial series components on capacity, loss angle and insulation resistance are to be checked exactly, so that up to 100% compliance with minimum tolerances can be ensured with respect to mechanical and electrical properties of Dukos with minimal deviations, with tolerance limits frequently be determined directly by the customer. For the production, therefore, there is the requirement that a consistently high product quality is to be maintained, regardless of production batches, although despite different embodiments, for. B. wired, unwired, soldered, etc., to ensure good traceability. It can be seen that these standards require a correspondingly high production cost, which consequently leads to high production costs and thus to a high selling price for Dukos. For example, customers in the automotive or medical sector demand very high quality standards, but the resulting relatively high component price is largely accepted by the relevant customer base. Nevertheless, there is a continuing challenge to improve quality standards wherever possible without increasing product costs.
Dies stellt insbesondere für die Nachrüstung elektronischer und/oder elektrischer Vorrichtungen ein Problem dar, da einhergehend mit einer Nachrüstung auch eine Anpassung in den elektrischen Eigenschaften notwendig ist, um weiterhin den Anforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu genügen. Der Grund dafür liegt darin, dass Nachrüstungen elektrischer und/oder elektronischer Bauteile, wie z. B. des Bauteils 120 in 1a, neue Anforderungen an die Abschirmung von Störsignalen aufwerfen können und/oder neue Durchführungen für elektronische Leitungen vorzusehen sind, so dass bestehende Dukos nicht mehr die notwendigen Durchführungscharakteristik aufweisen und dementsprechend nachträglich neue bzw. weitere Dukos einzubauen sind. Es hat sich herausgestellt, dass eine Montage von Dukos besonders in diesen Situationen sehr verkompliziert wird und damit weitere Kosten nach sich ziehen kann. Dies liegt zum einen darin, dass die elektrische und/oder mechanische Verbindung von Dukos mit Versorgungsleitungen, wie z. B. den Leitungen L1 und L2 in 1a, entweder aufgrund einer erforderlichen Durchführung von Leitungen durch den Duko einen großen Montageaufwand erforderlich machen kann, oder aber eine mechanische Stabilität mechanischer Verbindungen von Dukos mit Leitungen aufgrund von notwendigen Lotverbindungen, Klebeverbindungen etc., verringert werden.This is a problem especially for the retrofitting of electronic and / or electrical devices, since, in addition to retrofitting, an adaptation in the electrical properties is necessary in order to continue to meet the requirements with regard to electromagnetic compatibility (EMC). The reason for this is that retrofits of electrical and / or electronic components, such. B. of the component 120 in 1a , may pose new requirements for the shielding of interference signals and / or provide new feedthroughs for electronic lines, so that existing dukos no longer have the necessary performance characteristics and accordingly new or additional Dukos are to be installed. It has been found that a mounting of Dukos is very complicated especially in these situations and can therefore incur further costs. This is, on the one hand, that the electrical and / or mechanical connection of Dukos with supply lines, such. B. the lines L1 and L2 in 1a , either due to a necessary implementation of lines through the Duko can make a large installation effort required, or a mechanical stability of mechanical connections of Dukos with lines due to necessary Lotverbindungen, adhesive joints, etc., can be reduced.
Es besteht daher ein Bedarf an Durchführungskondensatoren, die die vorangehend geschilderten Nachteile und Probleme vermeiden und gleichzeitig den hohen Anforderungen an Betriebseigenschaften von Dukos genügen. Insbesondere sind Dukos bereitzustellen, die eine einfache und unkomplizierte Montage ermöglichen.There is therefore a need for feedthrough capacitors which avoid the disadvantages and problems described above and at the same time meet the high demands on operating characteristics of Dukos. In particular Dukos are to be provided, which allow easy and uncomplicated installation.
Die vorliegende Erfindung stellt in einem Aspekt einen Durchführungskondensator bereit, der einen dielektrischen Grundkörper mit einer Oberfläche und eine in der Oberfläche ausgebildete Nut aufweist. Ferner ist eine elektrisch leitfähige Beschichtung über der Oberfläche angeordnet, so dass über der Oberfläche ein erster elektrisch leitfähiger Bereich und ein zweiter elektrisch leitfähiger Bereich gebildet sind. Der erste elektrisch leitfähige Bereich ist wenigstens teilweise in der Nut und der zweite elektrisch leitfähige Bereich ist außerhalb der Nut angeordnet und der erste elektrisch leitfähige Bereich ist vom zweiten elektrisch leitfähigen Bereich elektrisch isoliert. Ein entsprechend ausgebildeter Durchführungskondensator weist keine in einem „Loch” oder „Henkel” gebildete Elektrode auf. Damit kann von komplizierten Montageverfahren abgesehen werden, in denen ein Leiter durch den Durchführungskondensator durchgeführt wird. Vielmehr kann der erfindungsgemäße Durchführungskondensator leicht auf einen elektrischen Leiter aufgesetzt werden bzw. wird ein Leiter einfach in die Nut eingelegt.The present invention, in one aspect, provides a feedthrough capacitor having a dielectric body having a surface and a groove formed in the surface. Furthermore, an electrically conductive coating is arranged above the surface, so that a first electrically conductive region and a second electrically conductive region are formed above the surface. The first electrically conductive region is at least partially in the groove and the second electrically conductive region is arranged outside the groove, and the first electrically conductive region is electrically insulated from the second electrically conductive region. An appropriately designed feedthrough capacitor has no electrode formed in a "hole" or "handle". This can be dispensed with complicated assembly process, in which a conductor is performed by the feedthrough capacitor. Rather, the feedthrough capacitor according to the invention can be easily placed on an electrical conductor or a conductor is simply inserted into the groove.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hierin kann die Nut eine im Querschnitt U-förmige Gestalt aufweisen. Dies erlaubt eine leichte Verbindung des Durchführungskondensators mit einem Leiter, wobei die vorteilhaften kapazitiven Eigenschaften des Durchführungskondensators nicht beeinträchtigt werden. Weiterhin kann durch eine entsprechend ausgebildete Nut eine gewünschte kapazitive Eigenschaft vorgegeben werden, die innerhalb geringer Toleranzen zu einem hohen Grad reproduzierbar ist.In a further advantageous embodiment herein, the groove may have a cross-sectionally U-shaped configuration. This allows easy connection of the feedthrough capacitor to a conductor, while not compromising the advantageous capacitive characteristics of the feedthrough capacitor. Furthermore, by means of a correspondingly formed groove, a desired capacitive property can be preset which can be reproduced to a high degree within narrow tolerances.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung hierin kann die Nut eine im Querschnitt V-förmige Gestalt aufweisen. Dadurch wird eine leichte Verbindung mit einem Leiter ermöglicht, wobei die vorteilhaften kapazitiven Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden. Weiterhin kann durch eine entsprechend ausgebildete Nut eine gewünschte kapazitive Eigenschaft vorgegeben werden, die innerhalb geringer Toleranzen zu einem hohen Grad reproduzierbar ist. In an alternative advantageous embodiment herein, the groove may have a cross-sectionally V-shaped configuration. This allows easy connection to a conductor while not compromising the beneficial capacitive properties. Furthermore, by means of a correspondingly formed groove, a desired capacitive property can be preset which can be reproduced to a high degree within narrow tolerances.
In einer weiteren vorteilhafteren Ausgestaltung kann der dielektrische Grundkörper quaderförmig ausgebildet sein und die Nut ist in einer Seitenfläche gebildete. Diese Ausgestaltung erlaubt eine unkomplizierte Montage an Stabkerndrosseln. Außerdem lassen sich gewünschte elektrische Eigenschaften durch die einfache geometrische Gestalt sehr genau vorgeben.In a further advantageous embodiment, the dielectric base body can be formed cuboid and the groove is formed in a side surface. This embodiment allows an uncomplicated installation on rod core chokes. In addition, desired electrical properties can be specified very precisely by the simple geometric shape.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der dielektrische Grundköper eine Dielektrizitätkonstante aufweisen, die mit der geometrischen Gestalt der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers geeignet abgestimmt sein kann, so dass der Durchführungskondensator eine Kapazität von mindestens 0,1 pF und/oder höchstens 100 nF aufweist. Dadurch kann ein vorteilhafter Durchführungskondensator mit festgelegten mechanischen und elektrischen Eigenschaften in großer Stückzahl reproduziert werden. Dabei sind die kapazitiven Eigenschaften über einen großen Anwendungsbereich vorteilhafterweise über Material und Form leicht auf konkrete Anwendungen abstellbar.In a further advantageous embodiment, the dielectric base body can have a dielectric constant which can be suitably coordinated with the geometric shape of the surface of the dielectric base body, such that the feedthrough capacitor has a capacitance of at least 0.1 pF and / or at most 100 nF. As a result, an advantageous feedthrough capacitor having specified mechanical and electrical properties can be reproduced in large numbers. The capacitive properties over a wide range of application advantageously over material and shape are easily offset to specific applications.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der dielektrische Grundkörper aus einem dielektrischen Material gebildet sein, das bei Temperaturen bis –75° Celsius und/oder bis 150° Celsius seine elektrischen und/oder mechanischen Eigenschaften um weniger als 25% verändert. Damit werden Durchführungskondensatoren bereitgestellt, die über einen weiten Temperaturbereich und/oder extremsten Bedingungen zuverlässige mechanische und/oder elektrische Eigenschaften aufrecht erhalten.In a further advantageous embodiment, the dielectric base body may be formed of a dielectric material that changes its electrical and / or mechanical properties by less than 25% at temperatures up to -75 ° Celsius and / or up to 150 ° Celsius. Thus, feedthrough capacitors are provided which maintain reliable mechanical and / or electrical properties over a wide temperature range and / or extreme conditions.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Durchführungskondensator ferner einen länglichen elektrischen Leiter umfassen, der mit dem ersten oder zweiten leitenden Bereich leitend verbunden ist. Dadurch kann ein flexibler Einsatz des Durchführungskondensators ermöglicht werden, wobei eine Verbindung eines Leiters mit einem der elektrisch leitfähigen Bereiche mittels des länglichen elektrischen Leiters auf einfache Weise ermöglicht wird.In a further advantageous embodiment, the feedthrough capacitor may further comprise an elongate electrical conductor conductively connected to the first or second conductive region. Thereby, a flexible use of the feedthrough capacitor can be made possible, wherein a connection of a conductor to one of the electrically conductive regions by means of the elongated electrical conductor is made possible in a simple manner.
In einer speziellen Ausgestaltung hierein kann die leitende Verbindung eine Löt- oder Steck- oder Schweiß- oder Klebeverbindung sein. Damit kann ein vorteilhaftes elektrisches Verhalten des Durchführungskondensators bei gleichzeitig gegebener mechanischer Stabilität bereitgestellt werden.In a specific embodiment, the conductive connection may be a soldered or plugged or welded or glued connection. Thus, a favorable electrical behavior of the feedthrough capacitor can be provided with simultaneous mechanical stability.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die eine Wandung, eine elektrische Leitung und einen Durchführungskondensator entsprechend einer der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte aufweisen kann. Dabei ist der Durchführungskondensator mit der Wandung mechanisch verbunden und der erste elektrisch leitfähige Bereich ist mit der elektrischen Leitung elektrisch verbunden. Die damit bereitgestellte elektronische Vorrichtung weist einen leicht austauschbaren Durchführungskondensator auf, der vorteilhafte mechanische und elektrische Eigenschaften bereitstellt.In another aspect of the present invention, an electronic device is provided that may include a wall, an electrical lead, and a feedthrough capacitor according to any of the embodiments and aspects described above. In this case, the feedthrough capacitor is mechanically connected to the wall and the first electrically conductive region is electrically connected to the electrical line. The electronic device provided therewith has an easily replaceable feedthrough capacitor that provides advantageous mechanical and electrical properties.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Wandung eine Ausnehmung aufweisen, in die der Durchführungskondensator wenigstens teilweise aufgenommen ist. Damit kann eine zuverlässige mechanische Verbindung des Durchführungskondensators mit der Wandung vorgesehen sein, wobei die Austauschbarkeit des Durchführungskondensators nicht beeinträchtigt wird.In an advantageous embodiment, the wall may have a recess into which the feedthrough capacitor is at least partially accommodated. Thus, a reliable mechanical connection of the feedthrough capacitor can be provided with the wall, wherein the interchangeability of the feedthrough capacitor is not affected.
In einer vorteilhafteren Ausgestaltung hierin kann die Ausnehmung ein in der Wandung gebildetes Durchgangsloch sein. Damit wird eine zuverlässige Durchführung der elektrischen Leitung durch die Wandung bereitgestellt.In a more advantageous embodiment herein, the recess may be a through hole formed in the wall. This provides a reliable implementation of the electrical line through the wall.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der zweite leitende Bereich und die Wandung geerdet. Damit wird eine Abschirmung von Hochfrequenzsignalen ermöglicht.In a further advantageous embodiment, the second conductive region and the wall are grounded. This enables a shielding of high-frequency signals.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Leitung an einem Leitungsabschnitt vom Grundkörper teilweise oder vollständig umschlossen. Dies erlaubt eine leichte Montage und auch einen einfachen Austausch des Durchführungskondensators, ohne dass elektrische Eigenschaften des Durchführungskondensators beeinträchtigt werden und/oder die Leitung wenigstens teilweise ausbauen ist.In a further advantageous embodiment, the line is partially or completely enclosed at a line section of the main body. This allows easy assembly and also easy replacement of the feedthrough capacitor without affecting the electrical properties of the feedthrough capacitor and / or at least partially removing the line.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung hierein kann der Durchführungskondensator mit der Leitung an dem Leitungsabschnitt elektrisch verbunden sein, der vom Grundkörper teilweise oder vollständig umschlossen ist. Die dabei durch den Durchführungskondensator durchgeführten Signale werden nicht nachteilig beeinflusst.In an advantageous embodiment, the feedthrough capacitor can be electrically connected to the line at the line section, which is partially or completely enclosed by the main body. The case performed by the feedthrough capacitor signals are not adversely affected.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die elektrische Vorrichtung ferner ein oder mehrere Befestigungselemente, die in der Nut des dielektrischen Grundkörpers angeordnet sind um die elektrische Leitung in der Nut zu fixieren. Damit kann eine zuverlässige mechanische und/oder elektrische Kontaktierung der elektrischen Leitung sichergestellt werden.In a further advantageous embodiment, the electrical device further comprises one or more fastening elements which are arranged in the groove of the dielectric base body in order to fix the electrical line in the groove. In order to a reliable mechanical and / or electrical contacting of the electrical line can be ensured.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Durchführungskondensator bereitgestellt, der einen dielektrischen Grundkörper mit einer Nut und einen in der Nut gebildeten ersten elektrisch leitfähigen Bereich und einen außerhalb der Nut angeordneten zweiten elektrisch leitfähigen Bereich umfasst, wobei der Durchführungskondensator in einem Bereich von 80 MHz bis 700 MHz ein betragsmäßiges Dämpfungsverhalten von größer als 27 dB aufweist.In another aspect of the present invention, there is provided a feedthrough capacitor comprising a dielectric body having a groove and a first electrically conductive region formed in the groove and a second electrically conductive region disposed outside the groove, wherein the feedthrough capacitor is in a range of 80 MHz up to 700 MHz has an attenuation behavior of greater than 27 dB.
In einer vorteilhaften Ausführungsform hierin liegt das Dämpfungsverhalten in einem Bereich von 90 MHz bis 120 MHz betragsmäßig bei mehr als 30 dB.In an advantageous embodiment herein, the attenuation behavior in a range from 90 MHz to 120 MHz amounts to more than 30 dB.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Figuren anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt:Further details of the invention are described in the figures with reference to schematically illustrated embodiments. Hereby shows:
1a eine Anwendung eines bekannten Durchführungskondensators gemäß dem Stand der Technik; 1a an application of a known feedthrough capacitor according to the prior art;
1b schematisch ein Ersatzschaltbild für einen bekannten Durchführungskondensator in der Anwendung gemäß 1a; 1b schematically an equivalent circuit diagram for a known feedthrough capacitor in the application according to 1a ;
2 schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen bekannten Durchführungskondensator; 2 schematically in a perspective view a known feedthrough capacitor;
3a schematisch in einer Querschnittsansicht einen Durchführungskondensator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3a schematically in a cross-sectional view of a feedthrough capacitor according to an embodiment of the present invention;
3b schematisch eine Querschnittsansicht eines Grundkörpers gemäß einer Ausführungsform; 3b schematically a cross-sectional view of a main body according to an embodiment;
3c schematisch eine Querschnittsansicht des Grundkörpers aus 3b unter einem weiteren geometrischen Aspekt; 3c schematically a cross-sectional view of the main body 3b under another geometric aspect;
4a schematisch eine perspektivische Ansicht eines Durchführungskondensators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 4a schematically a perspective view of a feedthrough capacitor according to another embodiment of the present invention;
4b schematisch eine Querschnittsansicht der in 4a dargestellten Ausführungsform; 4b schematically a cross-sectional view of in 4a illustrated embodiment;
4c schematisch eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; 4c schematically a cross-sectional view of another embodiment of the invention;
4d schematisch einen Durchführungskondensator gemäß der in 4c dargestellten Ausführungsform, wobei eine Leitung in die Nut aufgenommen ist; 4d schematically a feedthrough capacitor according to the in 4c illustrated embodiment, wherein a conduit is received in the groove;
4e schematisch eine Aufsicht auf einen Durchführungskondensator gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; 4e schematically a plan view of a feedthrough capacitor according to another embodiment of the invention;
4f schematisch eine Querschnittsansicht eines Durchführungskondensators gemäß einer weiteren Ausführungsform; 4f schematically a cross-sectional view of a feedthrough capacitor according to another embodiment;
4g schematisch eine Querschnittsansicht eines Durchführungskondensators gemäß einer weiteren Ausführungsform; 4g schematically a cross-sectional view of a feedthrough capacitor according to another embodiment;
5a eine Dämpfungskurve, in der Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zu bekannten Durchführungskondensatoren dargestellt sind; 5a a damping curve in which embodiments of the invention compared to known feedthrough capacitors are shown;
5b schematisch eine Dämpfungskurve unterschiedlicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. 5b schematically a damping curve of different embodiments of the present invention.
3a zeigt schematisch eine Querschnittsansicht eines Durchführungskondensators 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Durchführungskondensator 300 umfasst einen dielektrischen Grundkörper 305, über dessen Oberfläche eine elektrisch leitfähige Beschichtung angeordnet ist. In der Oberfläche ist ferner eine Nut 330 ausgebildet. Über wenigstens einem Bereich der Oberfläche innerhalb der Nut ist ein erster elektrisch leitfähiger Bereich 322 durch die elektrisch leitfähige Beschichtung gebildet, wohingegen ein zweiter elektrisch leitfähiger Bereich 312 über einem Oberflächenbereich 310 außerhalb der Nut 330 durch die elektrisch leitfähige Beschichtung gebildet ist. Der erste elektrisch leitfähige Bereich 322 ist von dem zweiten elektrisch leitfähigen Bereich elektrisch isoliert. Dies bedeutet, das die ersten und zweiten elektrisch leitfähigen Bereiche 322, 312 auf der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 305 nicht wegzusammenhängend angeordnet sind, insbesondere gibt es keinen Weg oder Pfad von dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 322 zum zweiten elektrisch leitfähigen Bereich 312 der nicht durch einen freiliegenden Oberflächenbereich des dielektrischen Grundkörpers verläuft. Dies bedeutet, dass der erste elektrisch leitfähige Bereich 322 und der zweite elektrisch leitfähige Bereich 312 über der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 305 jeweils eine Elektrode des Durchführungskondensators 300 darstellen. Es wird angemerkt, dass eine Kapazität des Durchführungskondensators 300 von der Geometrie der leitenden Schichten 312, 322 und von der Geometrie des dielektrischen Grundkörpers 305 abhängt bzw. dadurch bestimmt wird. 3a schematically shows a cross-sectional view of a feedthrough capacitor 300 according to an exemplary embodiment of the present invention. The feedthrough capacitor 300 comprises a dielectric base body 305 , over the surface of which an electrically conductive coating is arranged. In the surface is also a groove 330 educated. Over at least a portion of the surface within the groove is a first electrically conductive region 322 formed by the electrically conductive coating, whereas a second electrically conductive region 312 over a surface area 310 outside the groove 330 is formed by the electrically conductive coating. The first electrically conductive area 322 is electrically isolated from the second electrically conductive region. This means that the first and second electrically conductive areas 322 . 312 on the surface of the dielectric base body 305 In particular, there is no path or path from the first electrically conductive region 322 to the second electrically conductive area 312 which does not extend through an exposed surface area of the dielectric base body. This means that the first electrically conductive area 322 and the second electrically conductive region 312 above the surface of the dielectric body 305 in each case one electrode of the feedthrough capacitor 300 represent. It is noted that a capacitance of the feedthrough capacitor 300 from the geometry of the conductive layers 312 . 322 and the geometry of the dielectric base 305 depends or is determined by it.
Eine einfache Montage einer elektrischen Leitung (nicht dargestellt) wird bei dem in 3a dargestellten Durchführungskondensator 300 dadurch ermöglicht, dass der dielektrische Grundkörper 305, anschaulich gesprochen, keine „vollständig von Material umgebenen Löcher bzw. Henkel” aufweist, auf deren inneren Oberflächen einer der elektrisch leitfähigen Bereiche 312, 322 gebildet ist. Obwohl dies in der Querschnittsansicht in 3a nicht dargestellt ist, kann der dielektrische Grundkörper 305 zusätzlich zu der Nut 330 Löcher und/oder Henkel aufweisen, die jedoch nicht zur Aufnahme einer elektrischen Leitung (nicht dargestellt) vorgesehen sind. A simple assembly of an electrical line (not shown) is in the in 3a illustrated feedthrough capacitor 300 thereby allowing the dielectric base body 305 , to be descriptive, no "completely surrounded by material holes or handle" has, on the inner surfaces of one of the electrically conductive areas 312 . 322 is formed. Although this is in the cross-sectional view in 3a not shown, the dielectric base body 305 in addition to the groove 330 Have holes and / or handles, but not for receiving an electrical line (not shown) are provided.
Die Nut 330 kann als Öffnung oder Ausnehmung in der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 305 angesehen werden, die keine in einer Schnittebene durch den dielektrischen Grundkörper vollständig von Material umgebene Ausnehmung („Loch”) darstellt. In anderen Worten existiert zu jedem geschlossenen Weg auf der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 305, der wenigstens teilsweise auf einem Oberflächenbereich in der Nut 330 verläuft, ein auf der Oberfläche durch reine Verschiebung des Wegs auf der Oberfläche bildbarer verschobener Weg, der vollständig außerhalb der Nut 330 versäuft. Dies ist beispielsweise bei dem in 2 gezeigten bekannten Durchführungskondensator nicht möglich, da ein geschlossener Weg durch die Bohrung, der den Grundkörper 210 umwickelt, ohne einen Längsschnitt durch die Mantelfläche 220 nicht aus der Bohrung heraus verschiebbar ist.The groove 330 can as an opening or recess in the surface of the dielectric base body 305 which is not a recess ("hole") completely surrounded by material in a sectional plane through the dielectric base body. In other words, every closed path exists on the surface of the dielectric base body 305 at least partially on a surface area in the groove 330 runs, on the surface by pure displacement of the path on the surface bildbarer shifted path, which is completely outside the groove 330 versäuft. This is for example in the case of 2 shown known feedthrough capacitor is not possible because a closed path through the hole, the body 210 wrapped without a longitudinal section through the lateral surface 220 is not displaced out of the bore.
Die Nut 330 weist eine Öffnung d1 auf, deren Abmessung derart auf eine elektrische Leitung (nicht dargestellt) abgestimmt sein kann, dass eine elektrische Leitung in die Nut einschiebbar ist bzw. der Durchführungskondensator 300 mittels der Nut 330 auf die elektrische Leitung aufsteckbar ist. Es wird angemerkt, dass eine Breitendimension der Nut 330, die in der Querschnittsansicht in 3a als entlang der mit „d1” bezeichneten Linie verlaufend dargestellt ist, in einigen anschaulichen Ausführungsformen größer ist als ein Durchmesser einer elektrischen Leitung (nicht dargestellt). In anderen Ausführungsformen, insbesondere in Ausführungsformen, in denen das den dielektrischen Grundkörper 305 bildende Material zu einem gewissen Grad elastische Eigenschaften aufweist, kann die Breitendimension „d1” durchaus kleiner sein als der Durchmesser einer elektrischen Leitung, die in die Nut 330 einzudrücken bzw. einzuschnappen ist, wobei eine den Durchführungskondensator 300 an der elektrischen Leitung fixierende Verbindung ermöglicht wird. In anschaulichen Ausführungsformen, in denen der dielektrische Grundkörper wenigstens teilweise elastische Eigenschaften aufweist, kann dieser derart in einer Ausnehmung oder in einem Durchgangsloch einer Wandung (nicht dargestellt) angebracht werden, dass eine zuverlässige mechanische Fixierung in der Ausnehmung oder in dem Durchgangsloch erfolgt, wobei die elastischen Eigenschaften des Grundkörpers zu einer Verringerung von d1 führen können. Dabei kann eine mechanisch stabile Befestigung des Durchführungskondensators 300 an einer in die Nut 330 eingebrachten elektrischen Leitung (nicht dargestellt) bereit gestellt werden, zum anderen kann eine vorteilhafte Abdichtung der Ausnehmung oder des Durchgangsloches vorgesehen werden. In einem anschaulichen Beispiel kann der dielektrische Grundkörper derart elastisch sein, so dass d1 auf Null verringerbar und die Nut verschließbar ist bzw. die Nut 330 in ein Durchgangsloch transfomierbar ist.The groove 330 has an opening d1, the dimension of which can be matched to an electrical line (not shown) such that an electrical line can be inserted into the groove or the feedthrough capacitor 300 by means of the groove 330 can be plugged onto the electrical line. It is noted that a width dimension of the groove 330 in the cross-sectional view in 3a as shown running along the line labeled "d1", in some illustrative embodiments, is larger than a diameter of an electrical lead (not shown). In other embodiments, in particular in embodiments in which the dielectric base body 305 forming material to some extent has elastic properties, the width dimension "d1" may well be smaller than the diameter of an electrical line, which in the groove 330 depress or snap in, one being the feedthrough capacitor 300 on the electrical line fixing connection is made possible. In illustrative embodiments, in which the dielectric base body has at least partially elastic properties, it can be mounted in a recess or in a through hole of a wall (not shown) such that a reliable mechanical fixation takes place in the recess or in the through hole elastic properties of the body can lead to a reduction of d1. In this case, a mechanically stable attachment of the feedthrough capacitor 300 at one in the groove 330 introduced electrical line (not shown) are provided, on the other hand, an advantageous sealing of the recess or the through hole can be provided. In one illustrative example, the dielectric base body may be so elastic that d1 can be reduced to zero and the groove can be closed or the groove 330 is transfomierbar in a through hole.
Alternativ oder zusätzlich kann in der Nut 330 wenigstens ein Befestigungselement (in 3a sind zwei optionale Befestigungselemente 350 angedeutet) vorgesehen sein. Die optionalen Befestigungselemente 350 können auf einem Bereich der inneren Oberfläche 320 der Nut 330 angeordnet sein, beispielsweise auf einem Bereich der inneren Oberfläche 320 der Nut 330, über dem nicht der erste elektrisch leitfähige Bereich 322 vorgesehen ist. Mittels der optionalen Befestigungselemente kann ein direkter Kontakt einer elektrischen Leitung (nicht dargestellt), die in die Nut 330 eingebracht ist, mit dem dielektrischen Grundkörper 305 vermieden werden und/oder ein Kontakt (mechanisch und/oder elektrisch) zwischen der elektrischen Leitung (nicht dargestellt) und dem ersten elektrisch leitfähigen Bereich 322 verbessert werden. Die optionalen Befestigungsmittel 350 können beispielsweise aus einem isolierenden Material oder aus einem elektrisch leitfähigen Material sein. Die optionalen Befestigungselemente 350 können beispielsweise eigenständige Elemente oder als ausgestaltetes Oberflächenprofil des dielektrischen Grundkörpers 305 in der Nut 330 ausgebildet sein. In einem speziellen Beispiel können isolierende elastische Einsätze aus einem geeigneten Material als Befestigungselemente 350 vorgesehen werden. Es wird angemerkt, dass die Befestigungselemente in der Nut derart angebracht sein können und/oder derart ausgebildet sein können (in Material und/oder Gestalt), dass ein Herausgleiten einer in der Nut 330 angeordneten elektrischen Leitung bzw. eines Leitungsabschnitts zuverlässig verhindert wird. Beispielsweise können die Befestigungselemente in die Nut hineingerichtete Widerborsten aufweisen oder als Widerborstenartige Elemente ausgebildet sein, so dass eine in die Nut eingeschobene elektrische Leitung oder ein in die Nut eingeschobener Leitungsabschnitt in die Befestigungselemente eingreift oder einrastet.Alternatively or additionally, in the groove 330 at least one fastening element (in 3a are two optional fasteners 350 indicated) may be provided. The optional fasteners 350 can on a region of the inner surface 320 the groove 330 be arranged, for example, on an area of the inner surface 320 the groove 330 , over which not the first electrically conductive area 322 is provided. By means of the optional fastening elements can be a direct contact of an electrical line (not shown), in the groove 330 is introduced, with the dielectric base body 305 be avoided and / or a contact (mechanically and / or electrically) between the electrical line (not shown) and the first electrically conductive area 322 be improved. The optional fasteners 350 may for example be made of an insulating material or of an electrically conductive material. The optional fasteners 350 For example, independent elements or as a configured surface profile of the dielectric base body 305 in the groove 330 be educated. In a specific example, insulating elastic inserts of a suitable material may be used as fasteners 350 be provided. It is noted that the fasteners may be mounted in the groove and / or may be formed (in material and / or shape) such that one slides out of the groove 330 arranged electrical line or a line section is reliably prevented. For example, the fastening elements can have resistance bristles which are directed into the groove or can be designed as Widerbrstenartige elements, so that an inserted into the groove electrical line or inserted into the groove line section engages or snaps into the fasteners.
In einem speziellen Beispiel können der erste elektrisch leitfähige Bereich 322 und/oder der zweite elektrisch leitfähige Bereich 312 jeweils einen Bereich der inneren Oberfläche 320 bzw. der äußeren Oberfläche 310 des dielektrischen Grundkörpers 305 überlagern, der in der in 3a dargestellten Querschnittsansicht einem halben Umfang entspricht, wie durch die Linie M-M angedeutet ist. Es wird angemerkt, dass das kapazitive Verhalten des Durchführungskondensators 300 gemäß anteilsmäßiger Überlagerung der Oberflächen 310, 320 durch die elektrisch leitfähigen Bereiche 312, 322 eingestellt und abgestimmt werden kann.In a specific example, the first electrically conductive region 322 and / or the second electrically conductive region 312 each one area of the inner surface 320 or the outer surface 310 of the dielectric base body 305 superimpose in the in 3a shown Cross-sectional view corresponds to half a circumference, as indicated by the line MM. It is noted that the capacitive behavior of the feedthrough capacitor 300 in proportion to the superposition of the surfaces 310 . 320 through the electrically conductive areas 312 . 322 can be adjusted and tuned.
Anhand der 3b und 3c werden einige geometrische Aspekte möglicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diskutiert. 3b zeigt einen dielektrischen Grundkörper 305b, der gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform ausgebildet sein kann. Ein Oberflächenbereich außerhalb der Nut 330b ist in 3b mit dem Bezugszeichen 312b versehen. Beispielhaft sind im Oberflächenbereich 312b drei Normalenvektoren n1, n2, n3 dargestellt. Am Fuß entsprechender Normalenvektoren n1, n2, n3 sind zugehörige Krümmungsrichtungen k1, k2, k3 durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Die Krümmungsrichtungen k1, k2, k3 zeigen die Richtung der Krümmung der Oberfläche am Ort der Normalenvektoren an und sind entlang Radialrichtungen von Kreisen gerichtet, die sich an die Oberfläche in den jeweiligen Punkten am besten anschmiegen. Die Richtungen k1, k2, k3 sind dabei zum Kreismittelpunkt hin orientiert. Eine antiparallele Orientierung der Richtungen k1, k2, k3 bezüglich der Richtung des jeweiligen Normalenvektors n1, n2, n3 wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als „negativ” bezeichnet. Aus der Darstellung in 3b ist ersichtlich, dass der Oberflächenbereich 312b eine negative Krümmung aufweist. Übertragen auf die in 3a dargestellte Ausführungsform wird angemerkt, dass der zweite elektrisch leitfähige Bereich 312 über einem Bereich der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers angeordnet ist, der eine negative Krümmung aufweist. Insbesondere weist der zweite elektrisch leitfähige Bereich 312 (vgl. 3a) eine negative Krümmung auf.Based on 3b and 3c Some geometric aspects of possible embodiments of the present invention will be discussed. 3b shows a dielectric base 305b , which according to the in 3a illustrated embodiment may be formed. A surface area outside the groove 330b is in 3b with the reference number 312b Mistake. Exemplary are in the surface area 312b three normal vectors n1, n2, n3 shown. At the foot of corresponding normal vectors n1, n2, n3, corresponding directions of curvature k1, k2, k3 are indicated by dashed arrows. The curvature directions k1, k2, k3 indicate the direction of curvature of the surface at the location of the normal vectors, and are directed along radial directions of circles which best conform to the surface at the respective points. The directions k1, k2, k3 are oriented towards the center of the circle. An antiparallel orientation of the directions k1, k2, k3 with respect to the direction of the respective normal vector n1, n2, n3 is referred to as "negative" in the context of the present description. From the illustration in 3b it can be seen that the surface area 312b has a negative curvature. Transferred to the in 3a illustrated embodiment, it is noted that the second electrically conductive region 312 is disposed over a portion of the surface of the dielectric base body having a negative curvature. In particular, the second electrically conductive region 312 (see. 3a ) has a negative curvature.
Anhand von 3c wird nun das Krümmungsverhalten einer inneren Oberfläche 320 der Nut 330 beschrieben. 3c zeigt Normalenvektoren n4, n5, n6 der inneren Oberfläche 320. Die zugehörigen Krümmungsrichtungen sind mit entsprechenden gestrichelten Pfeilen k4, k5 und k6 angedeutet. Hier sind die Richtungen k4, k5, k6 parallel zu den entsprechenden Richtungen der Normalenvektoren n4, n5, n6 orientiert. Dies wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als „positive” Krümmung bezeichnet. Übertragen auf die in 3a dargestellte Ausführungsform wird angemerkt, dass der erste elektrisch leitfähige Bereich 322 innerhalb der Nut 330 angeordnet ist, wobei der Bereich der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers innerhalb der Nut 330 eine positive Krümmung aufweist. Insbesondere weist der erste elektrisch leitfähige Bereich 322 (vgl. 3a) eine positive Krümmung auf.Based on 3c now becomes the curvature of an inner surface 320 the groove 330 described. 3c shows normal vectors n4, n5, n6 of the inner surface 320 , The associated directions of curvature are indicated by corresponding dashed arrows k4, k5 and k6. Here, the directions k4, k5, k6 are oriented parallel to the corresponding directions of the normal vectors n4, n5, n6. This is referred to in the present description as a "positive" curvature. Transferred to the in 3a illustrated embodiment, it is noted that the first electrically conductive region 322 inside the groove 330 is arranged, wherein the area of the surface of the dielectric base body within the groove 330 has a positive curvature. In particular, the first electrically conductive region 322 (see. 3a ) has a positive curvature.
Aus den vorangehenden Betrachtungen zu den 3b und 3c lassen sich bezüglich des ersten elektrisch leitfähigen Bereiches 322 und des zweiten elektrisch leitfähigen Bereichs 312 gemäß der in 3a dargestellten Ausführungsform einige geometrische Merkmale feststellen. Hinsichtlich des ersten elektrisch leitfähigen Bereichs 322 bzw. eines Bereichs der Oberfläche innerhalb der Nut 330, über dem der erste elektrisch leitfähige Bereich 322 ausgebildet ist, weist die in 3a dargestellte Ausführungsform wenigstens eine positive Krümmungsrichtung auf. Dabei ist zu bemerken, dass entlang einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Querschnittsansicht in 3a durchaus eine negative Krümmung vorhanden sein kann, womit eine sattelförmige Oberfläche vorliegen würde. Demgegenüber weist der zweite elektrisch leitfähige Bereich 312 bzw. ein Bereich der Oberfläche außerhalb der Nut 330, über dem der zweite elektrisch leitfähige Bereich 312 gebildet ist, wenigstens eine negative Krümmungsrichtung auf. Auch hier ist der Fall einer sattelförmigen Oberfläche außerhalb der Nut 330 nicht ausgeschlossen.From the preceding considerations to the 3b and 3c can be with respect to the first electrically conductive region 322 and the second electrically conductive region 312 according to the in 3a illustrated embodiment determine some geometric features. With regard to the first electrically conductive region 322 or a portion of the surface within the groove 330 over which the first electrically conductive area 322 is formed, the in 3a illustrated embodiment at least one positive direction of curvature. It should be noted that along a direction perpendicular to the plane of the cross-sectional view in FIG 3a quite a negative curvature may be present, creating a saddle-shaped surface would be present. In contrast, the second electrically conductive region 312 or an area of the surface outside the groove 330 over which the second electrically conductive region 312 is formed, at least one negative curvature direction. Again, the case of a saddle-shaped surface outside the groove 330 not excluded.
Die anhand der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen dargestellte Nut stellt jedoch keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung auf eine bestimmte Ausgestaltung der Nut dar. In alternativen Ausgestaltungen der Nut kann diese auch eine von einem kreisförmigen bzw. kreissegmentförmigen Querschnitt abweichende Gestalt aufweisen. Beispielsweise kann die Nut in einer Querschnittsansicht eine elliptische oder polygone Gestalt oder von entsprechenden Teilsegmenten davon aufweisen. Auch können in unterschiedlichen Querschnittsansichten unterschiedliche geometrische Figuren als Formen der Nut bereitgestellt sein.However, the groove shown with reference to the above-described embodiments does not represent a limitation of the present invention to a particular embodiment of the groove. In alternative embodiments of the groove, this groove may also have a different shape from a circular or circular segment-shaped cross section. For example, in a cross-sectional view, the groove may have an elliptical or polygonal shape or corresponding sub-segments thereof. Also, different geometric shapes may be provided as shapes of the groove in different cross-sectional views.
Weitere anschauliche Ausführungsformen werden nun mit Bezug auf die 4a bis 4e beschrieben.Further illustrative embodiments will now be described with reference to FIGS 4a to 4e described.
4a stellt eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In dieser Ausführungsform ist ein Durchführungskondensator 400a gezeigt, der einen dielektrischen Grundkörper 410a und elektrisch leitfähige Schichten 420a und 430a aufweist. In der dargestellten Ausführungsform ist der dielektrische Grundkörper 410a quaderförmig ausgebildet, wobei Kanten des Grundkörpers gemäß der Darstellung in 4a abgerundet sein können, was jedoch keine Beschränkung der vorliegenden Beschreibung darstellt. Der dielektrische Grundkörper 410a weist eine in einer Seitenfläche ausgebildete Nut 440a auf. Innere Oberflächen bzw. Seitenflächen der Nut sind mit der elektrisch leitfähigen Schicht 430a wenigstens teilsweise bedeckt. Auf einer der Nut 440a gegenüber liegenden Seitenfläche des dielektrischen Grundkörpers 410a ist die elektrisch leitfähige Schicht 420a angeordnet. Dazwischen liegende Seitenflächen 414a und 412a, sowie die entsprechenden, in der perspektivischen Ansicht in 4a nicht einsehbaren Seitenflächen, weisen keine elektrisch leitfähige Beschichtung auf, so dass dort das dielektrische Material des dielektrischen Grundkörpers 410a freiliegt. Damit sind die elektrisch leitfähigen Schichten 420a und 430a mittels des dielektrischen Grundkörpers 410a elektrisch isoliert. Es wird angemerkt, dass die elektrisch leitfähigen Schichten 420a, 430a jeweils einen elektrisch leitfähigen Bereich darstellen, der über der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 410a angeordnet ist. 4a FIG. 12 illustrates another exemplary embodiment of the present invention. In this embodiment, a feedthrough capacitor is shown 400a shown a dielectric body 410a and electrically conductive layers 420a and 430a having. In the illustrated embodiment, the dielectric body is 410a formed cuboid, wherein edges of the base body as shown in FIG 4a may be rounded, but this is not a limitation of the present description. The dielectric base 410a has a groove formed in a side surface 440a on. Inner surfaces or side surfaces of the groove are connected to the electrically conductive layer 430a at least partially covered. On one of the groove 440a opposite side surface of the dielectric base body 410a is the electrically conductive layer 420a arranged. Intermediate side surfaces 414a and 412a , as well as the corresponding, in the perspective view in 4a not visible side surfaces, have no electrically conductive coating, so that there the dielectric material of the dielectric base body 410a exposed. Thus, the electrically conductive layers 420a and 430a by means of the dielectric base body 410a electrically isolated. It is noted that the electrically conductive layers 420a . 430a each represent an electrically conductive region, which is above the surface of the dielectric base body 410a is arranged.
Eine beispielhafte anschauliche Ausführungsform des in 4a dargestellten Durchführungskondensators 400a wird nachstehend mit Bezug auf die 4b beschrieben. Es ist ein Durchführungskondensator 400b in einer Querschnittsansicht dargestellt. Der Durchführungskondensator 400b einen dielektrischen Grundkörper 410b mit einer Nut 440b auf, die als eine Vertiefung mit einer Tiefe h1 in der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 410b ausgebildet ist. Der dielektrische Grundkörper weist eine Erstreckung H1 entlang einer Richtung auf, die durch eine Erstreckung der Nut 440b entlang der Tiefe h1 festgelegt wird, wobei H1 größer als h1 ist. Zum Beispiel kann H1 größer oder gleich 1,5 h1 sein, wie etwa H1 = 2 h1 oder größer.An exemplary illustrative embodiment of the in 4a illustrated feedthrough capacitor 400a will be described below with reference to 4b described. It is a feedthrough capacitor 400b shown in a cross-sectional view. The feedthrough capacitor 400b a dielectric base body 410b with a groove 440b as a depression having a depth h1 in the surface of the dielectric base body 410b is trained. The dielectric base body has an extension H1 along a direction that extends through an extension of the groove 440b along the depth h1, where H1 is greater than h1. For example, H1 may be greater than or equal to 1.5 h1, such as H1 = 2 h1 or greater.
Die in 4b dargestellte Nut 440b kann als eine U-förmige Vertiefung ausgebildet sein oder einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen. In dem dargestellten speziellen Beispiel weist die Vertiefung einen Boden und dazu senkrechte Seitenwände auf. Dieses spezielle Beispiel ist nicht beschränkend. Alternativ kann die Vertiefung auch einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.In the 4b illustrated groove 440b may be formed as a U-shaped recess or have a rectangular cross section with rounded corners. In the illustrated specific example, the recess has a bottom and side walls perpendicular thereto. This particular example is not limiting. Alternatively, the recess may also have a trapezoidal cross-section.
Der in 4b im Querschnitt dargestellte dielektrische Grundkörper 410b kann beispielsweise eine quaderförmige Ausgestaltung entsprechend des dielektrischen Grundkörpers 410a in 4a aufweisen. Auf einem Bereich der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 410b außerhalb der Nut 440b, z. B. auf wenigstens einer Seitenfläche oder wenigstens einem Teilbereich davon, kann eine elektrisch leitfähige Schicht 420b vorgesehen sein. In der dargestellten Ausführungsform kann die elektrisch leitfähige Schicht 420b eine gesamte Mantelfläche des dielektrischen Grundkörpers 410b bis auf Seitenflächen 412b und nicht dargestellte Stirnflächen bedecken. Ferner sind innere Oberflächen bzw. Seitenflächen der Nut 440b wenigstens teilweise mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 430b bedeckt. Durch freiliegendes dielektrisches Material des dielektrischen Grundkörpers 410b an den Flächen 412b und an nicht dargestellten Stirnflächen sind die elektrisch leitfähigen Schichten 420b und 430b voneinander elektrisch isoliert.The in 4b shown in cross-section dielectric base body 410b For example, a cuboid configuration corresponding to the dielectric base body 410a in 4a exhibit. On a region of the surface of the dielectric base body 410b outside the groove 440b , z. B. on at least one side surface or at least a portion thereof, may be an electrically conductive layer 420b be provided. In the illustrated embodiment, the electrically conductive layer 420b an entire lateral surface of the dielectric base body 410b except for side surfaces 412b and cover not shown faces. Furthermore, inner surfaces or side surfaces of the groove 440b at least partially with an electrically conductive layer 430b covered. By exposed dielectric material of the dielectric base body 410b on the surfaces 412b and not shown faces are the electrically conductive layers 420b and 430b electrically isolated from each other.
In der in 4b konkret dargestellten beispielhaften Ausführungsform sind ferner Normalenvektoren n7, n8 und n9 mit entsprechenden Krümmungsrichtungen k7, k8 und k9 dargestellt. Die von der elektrisch leitfähigen Schicht 420b bedeckten Oberflächenbereiche des dielektrischen Grundkörpers 410b können wenigstens teilweise eine negative Krümmung aufweisen, wie in 4b dargstellt ist. Den Krümmungsrichtungen k7 und k8 entsprechende Krümmungsradien können beispielweise bis auf Fertigungstoleranzen gleich groß sein. Die von der elektrisch leitfähigen Schicht 430b bedeckten Oberflächenbereiche des dielektrischen Grundkörpers 410b innerhalb der Nut 440b können wenigstens teilweise eine positive Krümmung aufweisen. Ein der Krümmungsrichtung k9 entsprechender Krümmungsradius kann bis auf Fertigungstoleranzen halb so groß sein, wie ein Krümmungsradius von Bereichen mit negativer Krümmung. Diese besonders beispielhafte Ausgestaltung kann aufgrund seiner symmetrischen Auslegung eine reproduzierbare Kapazität des Durchführungskondensators 400b ermöglichen. Auch können Krümmungen innerhalb der Nut 440b auf einen Querschnitt einer elektrischen Leitung (nicht dargestellt) abgestimmt sein, so dass ein elektrischer und/oder mechanischer Kontakt der elektrischen Leitung (nicht dargestellt) mit der elektrisch leitfähigen Schicht 430b erhöht wird. Es wird angemerkt, dass ein Krümmungsradius von Bereichen mit negativer Krümmung jedoch aus mehr als doppelt so groß sein kann, wie ein Krümmungsradius von Bereichen mit positiver Krümmung. Unter einem Krümmungsradius soll hierbei ein Radius eines Kreises verstanden werden, der sich an einen Oberflächenbereich am besten anschmiegt.In the in 4b Specifically illustrated exemplary embodiment also normal vectors n7, n8 and n9 are shown with corresponding curvature directions k7, k8 and k9. The of the electrically conductive layer 420b covered surface areas of the dielectric base body 410b may at least partially have a negative curvature, as in 4b is dargstellt. The curvature radii k7 and k8 corresponding radii of curvature can be the same size, for example, except for manufacturing tolerances. The of the electrically conductive layer 430b covered surface areas of the dielectric base body 410b inside the groove 440b may at least partially have a positive curvature. A curvature radius corresponding to the curvature direction k9 can be half as large as a curvature radius of regions with a negative curvature, except for manufacturing tolerances. This particularly exemplary embodiment, due to its symmetrical design, a reproducible capacity of the feedthrough capacitor 400b enable. Also, bends can be inside the groove 440b be matched to a cross section of an electrical line (not shown), so that an electrical and / or mechanical contact of the electrical line (not shown) with the electrically conductive layer 430b is increased. It is noted, however, that a radius of curvature of regions of negative curvature may be more than twice as large as a radius of curvature of regions of positive curvature. Here, a radius of curvature should be understood to mean a radius of a circle which fits snugly against a surface area.
Anhand von 4b wird nun ein explizites Beispiel für den Durchführungskondensator 400b angegeben. Die Krümmung zur Krümmungsrichtung k9 kann gemäß diesem Beispiel 5 cm–1 (entspricht Krümmungsradius von 0,2 cm) betragen, während eine der Krümmungsrichtung k7 und der Krümmungsrichtung k8 zugeordnete Krümmung 2,5 cm–1 (entspricht Krümmungsradius von 0,4 cm) betragen kann. Die Höhe H1 kann bis auf eine Fehlertoleranz von 0,2 cm in der Größenordnung von 3 cm liegen, wobei eine Tiefe h1 1,5 cm betragen kann. Die Bereiche 412b können in der in 4b dargestellten Querschnittsansicht eine Breite von 1,14 bis 1,25 cm aufweisen. Eine Breite der Nut 440b kann in einem Bereich von 1,0 cm mit einer Fehlertoleranz von 0,1 cm liegen. In dem dargestellten expliziten Beispiel kann der Durchführungskondensator 400b, abhängig vom verwendeten Material, einen Kapazität von 0,1 nF bis 5 nF aufweisen. Dabei wird angemerkt, dass durch Größe, Material und Geometrie auch abweichende Werte erreicht werden können. Beispielsweise können durch Verwendung spezieller dielektrischer Materialien mit sehr großen oder sehr kleinen Dielektrizitätskonstanten bedeutend größere oder kleinere Kapazitätswerte eingestellt werden.Based on 4b will now be an explicit example of the feedthrough capacitor 400b specified. The curvature to the direction of curvature k9 can according to this example be 5 cm -1 (corresponds to a radius of curvature of 0.2 cm), while a curvature assigned to the direction of curvature k7 and the curvature direction k8 is 2.5 cm -1 (corresponds to a radius of curvature of 0.4 cm). can amount. The height H1 can be up to a fault tolerance of 0.2 cm in the order of 3 cm, wherein a depth h1 can be 1.5 cm. The areas 412b can in the in 4b shown cross-sectional view have a width of 1.14 to 1.25 cm. A width of the groove 440b may be in the range of 1.0 cm with a tolerance of 0.1 cm. In the illustrated explicit example, the feedthrough capacitor 400b , depending on the material used, have a capacity of 0.1 nF to 5 nF. It should be noted that deviating values can be achieved by size, material and geometry. For example For example, by using particular dielectric materials with very high or very low dielectric constants, significantly larger or smaller capacitance values can be set.
In 4c ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform anhand eines Durchführungskondensators 400c dargestellt, der einen dielektrischen Grundkörper 410c und elektrisch leitfähige Schichten 420c und 430c aufweisen kann. Der dielektrische Grundkörper 410c kann gemäß der in den 4a und 4b dargestellten Ausführungsformen ausgebildet sein, wobei lediglich eine Nut 440b, in der dargestellten Querschnittsansicht eine V-Form mit Öffnungswinkel α, in einer Seitenfläche des dielektrischen Grundkörpers 410c ausgebildet sein kann. Hinsichtlich geometrischer Aspekte wird auf die vorangehende Diskussion zu den 4a und 4b verwiesen. Hinsichtlich einer Anordnung der elektrisch leitfähigen Schichten 420c und 430c wird ebenfalls auf die Erläuterungen zu den 4a und 4b verwiesen. In Analogie zu den in den 4a und 4b dargestellten Ausführungsformen sind die mit elektrisch leitfähigen Schichten 420c und 430c insbesondere durch freiliegende Seitenflächen 412c und nicht dargestellt das Stirnflächen des dielektrischen Grundkörpers 410c elektrisch isoliert.In 4c is another exemplary embodiment using a feedthrough capacitor 400c illustrated, the a dielectric base body 410c and electrically conductive layers 420c and 430c can have. The dielectric base 410c can according to the in the 4a and 4b be formed embodiments shown, wherein only a groove 440b in the illustrated cross-sectional view, a V-shape with opening angle α, in a side surface of the dielectric base body 410c can be trained. With regard to geometric aspects, reference is made to the preceding discussion on the 4a and 4b directed. With regard to an arrangement of the electrically conductive layers 420c and 430c will also refer to the explanatory notes to the 4a and 4b directed. In analogy to those in the 4a and 4b Embodiments shown are those with electrically conductive layers 420c and 430c especially by exposed side surfaces 412c and not shown the end faces of the dielectric base body 410c electrically isolated.
Für ein explizites anschauliches Beispiel der in 4c dargestellten Ausführungsform können ähnliche Maße und Dimensionen angewendet werden, wie hinsichtlich des Beispiels im Zusammenhang mit 4b vorangehend beschrieben ist. Es wird an dieser Stelle hinzugefügt, dass der Öffnungswinkel α in einem Bereich von 15 bis 45°, beispielsweise in einem Bereich von 20 bis 30° liegen kann, z. B. bei 25° plus/minus 2°. Eine Erstreckung des in den 4b und 4c dargestellten dielektrischen Grundkörpers entlang einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene kann gemäß einem anschaulichen Beispiel 5 cm mit einer Fehlertoleranz von 0,2 cm betragen. In dem dargestellten expliziten Beispiel kann der Durchführungskondensator 400b, abhängig vom verwendeten Material, einen Kapazität von 0,1 nF bis 5 nF aufweisen. Dabei wird angemerkt, dass durch Größe, Material und Geometrie auch abweichende Werte erreicht werden können. Beispielsweise können durch Verwendung spezieller dielektrischer Materialien mit sehr großen oder sehr kleinen Dielektrizitätskonstanten bedeutend größere oder kleinere Kapazitätswerte eingestellt werden.For an explicit illustrative example of in 4c In the embodiment shown, similar dimensions and dimensions can be used as with respect to the example associated with FIG 4b has been described above. It is added at this point that the opening angle α can be in a range of 15 to 45 °, for example in a range of 20 to 30 °, z. At 25 ° plus / minus 2 °. An extension of the in the 4b and 4c according to one illustrative example can be 5 cm with a fault tolerance of 0.2 cm. In the illustrated explicit example, the feedthrough capacitor 400b , depending on the material used, have a capacity of 0.1 nF to 5 nF. It should be noted that deviating values can be achieved by size, material and geometry. For example, by using particular dielectric materials with very large or very small dielectric constants, significantly larger or smaller capacitance values can be set.
In 4d ist in einer schematischen Querschnittsansicht eine beispielhafte Anwendung eines Durchführungskondensators 400d dargestellt. Der Durchführungskondensator 400d ist ähnlich dem in 4c dargestellten Durchführungskondensator 400c ausgeführt, obwohl dies jedoch keine Beschränkung der vorliegenden Beschreibung darstellt. Es ist auch möglich, die anhand der 3a bis 3c beschriebenen Durchführungskondensatoren und die anhand der 4a und 4b beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen entsprechend anzuwenden.In 4d FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an example application of a feedthrough capacitor. FIG 400d shown. The feedthrough capacitor 400d is similar to the one in 4c illustrated feedthrough capacitor 400c but this is not a limitation of the present description. It is also possible to use the 3a to 3c described implementing capacitors and the basis of the 4a and 4b described illustrative embodiments apply accordingly.
Der Durchführungskondensator 400d weist eine in der Oberfläche eines dielektrischen Grundkörpers 410d ausgebildete Nut 440d auf, die beispielsweise in einer Seitenfläche ausgebildet sein kann. Wenigstens ein Teilbereich einer inneren Oberfläche der Nut 440d kann mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 430d versehen sein, wobei wenigstens ein Bereich der Oberfläche außerhalb der Nut 440d mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 420d versehen ist. Die elektrisch leitfähigen Beschichtungen 420d, 430d sind durch freiliegende Oberflächenbereiche 412d des dielektrischen Grundkörpers 410d elektrisch isoliert.The feedthrough capacitor 400d has one in the surface of a dielectric base body 410d trained groove 440d on, which may be formed for example in a side surface. At least a portion of an inner surface of the groove 440d can with an electrically conductive coating 430d be provided, wherein at least a portion of the surface outside the groove 440d with an electrically conductive coating 420d is provided. The electrically conductive coatings 420d . 430d are due to exposed surface areas 412d of the dielectric base body 410d electrically isolated.
In die Nut 440d ist ein elektrischer Leiter L eingelegt. Der elektrische Leiter L ist mit der elektrisch leitenden Beschichtung 430d elektrisch leitend verbunden. Dazu kann z. B. der elektrische Leiter L an wenigstens einem Bereich seiner Oberfläche kein Isolationsmaterial (nicht dargestellt), wie etwa eine isolierende Ummantelung aufweisen. Der elektrische Leiter L kann in die Nut eingelegt, eingeschnappt, eingeklebt, eingegossen oder eingelötet sein. Der elektrische Leiter L kann ein Teil einer elektrischen Leitung sein, die zur Stromversorgung und/oder Signalübertragung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils vorgesehen ist.In the groove 440d an electrical conductor L is inserted. The electrical conductor L is connected to the electrically conductive coating 430d electrically connected. This can z. B. the electrical conductor L on at least a portion of its surface no insulation material (not shown), such as having an insulating sheath. The electrical conductor L can be inserted into the groove, snapped, glued, cast or soldered. The electrical conductor L may be a part of an electrical line which is provided for the power supply and / or signal transmission of an electrical or electronic component.
In 4e ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Durchführungskondensators 400e in einer Aufsicht schematisch dargestellt. Es ist eine Aufsicht auf einen Oberflächenbereich 412e eines dielektrischen Grundkörpers dargestellt, in dem eine Nut 430e ausgebildet ist. Wenigstens ein Teilbereich der Oberfläche innerhalb der Nut 430e ist mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen, z. B. kann die gesamte Oberfläche innerhalb der Nut 430e, etwa die gesamt mit dem Bezugszeichen versehene Fläche 430e, mit der elektrisch leitenden Beschichtung versehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Nut 430e auch wenigstens teilsweise mit einem elektrisch leitfähigen Material aufgefüllt sein.In 4e is another exemplary embodiment of a feedthrough capacitor 400e shown schematically in a plan. It is a plan view of a surface area 412e a dielectric base body shown in which a groove 430e is trained. At least a portion of the surface within the groove 430e is provided with an electrically conductive coating, for. B., the entire surface within the groove 430e , approximately the area provided with the reference numeral 430e be provided with the electrically conductive coating. Alternatively or additionally, the groove 430e also be at least partially filled with an electrically conductive material.
Der Durchführungskondensator 400e kann beispielsweise Kontaktelemente 435e aufweisen, die mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung in der Nut 430e elektrisch leitend Verbunden sind oder in ein elektrisch leitfähiges Füllmaterial in der Nut 430e wenigstens teilweise eingebettet sein. Beispielsweise können Drähte 437e mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung in der Nut 430e verlötet, verschweißt, mittels eines elektrisch leitfähigen Klebers verklebt oder in ein elektrisch leitfähiges Füllmaterial in der Nut 430e wenigstens teilweise vergraben bzw. eingebettet sein. Alternativ kann eine Steckverbindung vorgesehen sein, in der ein Steckelement 437e in eine Steckeraufnahme 435e eingreift, die mit der elektrisch leitenden Beschichtung elektrisch gekoppelt ist. Wieder alternativ können die Kontaktelemente 435e als Klemmen ausgebildet sein. Ferner können weiter Anschlusselemente 439e vorgesehen sein, um den Durchführungskondensator 400e mit einer Versorgungsleitung und/oder Signalleitung zu verbinden. Die Anschlusselemente können als Anschlusspads, Steckverbinder, Klemmen oder ein anderes geeignetes Verbindungselement ausgebildet sein.The feedthrough capacitor 400e can, for example, contact elements 435e have, with the electrically conductive coating in the groove 430e electrically conductive or in an electrically conductive filling material in the groove 430e be at least partially embedded. For example, wires can 437E with the electrically conductive coating in the groove 430e soldered, welded, glued by means of an electrically conductive adhesive or in an electrically conductive filling material in the groove 430e be at least partially buried or embedded. Alternatively, a plug connection be provided, in which a plug-in element 437E in a plug receptacle 435e engages which is electrically coupled to the electrically conductive coating. Again alternatively, the contact elements 435e be designed as terminals. Furthermore, further connection elements 439e be provided to the feedthrough capacitor 400e to connect to a supply line and / or signal line. The connection elements can be designed as connection pads, plug connectors, terminals or another suitable connection element.
In 4f ist eine weitere anschauliche Ausführungsform eines Durchführungskondensators 400f dargestellt. Die in 4f dargestellte Ausführungsform ist ähnlich der in 4b dargstellten Ausführungsform, so dass in diesem Zusammenhang auch auf die entsprechende Beschreibung von 4b verweisen wird.In 4f is another illustrative embodiment of a feedthrough capacitor 400f shown. In the 4f The embodiment shown is similar to that in FIG 4b dargstellten embodiment, so that in this context also to the corresponding description of 4b will refer.
Der Durchführungskondensator 400f weist einen dielektrischen Grundkörper 410f auf der ähnlich dem in 4b dargestellten dielektrischen Grundkörper 410b ausgebildet sein kann. In einer Seitenfläche des dielektrischen Grundkörpers 410f ist eine Nut 440f ausgebildet. Die Nut 440f kann ähnlich der in 4b dargestellten Nut 440b ausgebildet sein, insbesondere eine U-förmige Vertiefung aufweisen. Auf wenigstens einem Teilbereich der Oberfläche innerhalb der Nut 440f ist eine elektrisch leitfähige Schicht 430f vorgesehen. Auf wenigstens einem Teilbereich der Oberfläche außerhalb der Nut 440f ist eine weitere elektrisch leitfähige Schicht 420f vorgesehen, so dass zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht 420f und der elektrisch leitfähigen Schicht 430f kein elektrisch leitfähiger Kontakt besteht. Beispielsweise kann dazu ein Teilbereich der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 410f, z. B. die Oberflächenbereiche 412f in 4f, freiliegen bzw. nicht durch eine elektrisch leitfähige Beschichtung bedeckt sein.The feedthrough capacitor 400f has a dielectric base 410f on the similar to the one in 4b represented dielectric base body 410b can be trained. In a side surface of the dielectric base body 410f is a groove 440F educated. The groove 440F can be similar to the one in 4b shown groove 440b be formed, in particular have a U-shaped recess. On at least a portion of the surface within the groove 440F is an electrically conductive layer 430f intended. On at least a portion of the surface outside the groove 440F is another electrically conductive layer 420f provided so that between the electrically conductive layer 420f and the electrically conductive layer 430f no electrically conductive contact exists. For example, this can be a partial area of the surface of the dielectric base body 410f , z. B. the surface areas 412f in 4f , be exposed or not covered by an electrically conductive coating.
In der Nut 440f kann wenigstens ein Befestigungselement 450f vorgesehen sein. Das Befestigungselement 450f kann als eine Perforierung in der inneren Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 410f bereitgestellt werden oder als eigenständiges Element in die Nut 450f eingebracht sein. Das Befestigungselement 450f kann beispielsweise auf eine in der Nut 440f freiliegende Oberfläche 452f aufgebracht sein und daran geeignet befestigt sein. Hinsichtlich des Befestigungselements 450f können ähnliche Anmerkungen gelten, wie hinsichtlich des Befestigungselements 350 in der Beschreibung zu 3a oben ausgeführt sind.In the groove 440F can at least one fastener 450f be provided. The fastener 450f can be considered as a perforation in the inner surface of the dielectric base body 410f be provided or as an independent element in the groove 450f be introduced. The fastener 450f for example, on one in the groove 440F exposed surface 452f be applied and suitably attached thereto. With regard to the fastener 450f For example, similar comments may apply as for the fastener 350 in the description too 3a are executed above.
In 4g ist eine weitere anschauliche Ausführungsform eines Durchführungskondensators 400g dargestellt. Die in 4g dargestellte Ausführungsform ist ähnlich der in 4c dargstellten Ausführungsform, so dass in diesem Zusammenhang auch auf die entsprechende Beschreibung von 4c verweisen wird.In 4g is another illustrative embodiment of a feedthrough capacitor 400g shown. In the 4g The embodiment shown is similar to that in FIG 4c dargstellten embodiment, so that in this context also to the corresponding description of 4c will refer.
Der Durchführungskondensator 400g weist einen dielektrischen Grundkörper 410g auf der ähnlich dem in 4c dargestellten dielektrischen Grundkörper 410c ausgebildet sein kann. In einer Seitenfläche des dielektrischen Grundkörpers 410g ist eine Nut 440g ausgebildet. Die Nut 440g kann ähnlich der in 4c dargestellten Nut 440c ausgebildet sein, insbesondere eine V-förmige Vertiefung darstellen. Auf wenigstens einem Teilbereich der Oberfläche innerhalb der Nut 440g ist eine elektrisch leitfähige Schicht 430g vorgesehen. Auf wenigstens einem Teilbereich der Oberfläche außerhalb der Nut 440g ist eine weitere elektrisch leitfähige Schicht 420g vorgesehen, so dass zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht 420g und der elektrisch leitfähigen Schicht 430g kein elektrisch leitfähiger Kontakt besteht. Beispielsweise kann dazu ein Teilbereich der Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 410g, z. B. die Oberflächenbereiche 412g in 4g, freiliegen bzw. nicht durch eine elektrisch leitfähige Beschichtung bedeckt sein.The feedthrough capacitor 400g has a dielectric base 410g on the similar to the one in 4c represented dielectric base body 410c can be trained. In a side surface of the dielectric base body 410g is a groove 440g educated. The groove 440g can be similar to the one in 4c shown groove 440c be formed, in particular represent a V-shaped recess. On at least a portion of the surface within the groove 440g is an electrically conductive layer 430g intended. On at least a portion of the surface outside the groove 440g is another electrically conductive layer 420g provided so that between the electrically conductive layer 420g and the electrically conductive layer 430g no electrically conductive contact exists. For example, this can be a partial area of the surface of the dielectric base body 410g , z. B. the surface areas 412g in 4g , be exposed or not covered by an electrically conductive coating.
In der Nut 440g kann wenigstens ein Befestigungselement 450g vorgesehen sein. Das Befestigungselement 450g kann als eine Perforierung in der inneren Oberfläche des dielektrischen Grundkörpers 410g bereitgestellt werden oder als eigenständiges Element in die Nut 450g eingebracht sein. Das Befestigungselement 450g kann beispielsweise auf eine in der Nut 440g freiliegende Oberfläche 452g aufgebracht sein und daran geeignet befestigt sein. Hinsichtlich des Befestigungselements 450g können ähnliche Anmerkungen gelten, wie hinsichtlich des Befestigungselements 350 in der Beschreibung zu 3a oben ausgeführt sind.In the groove 440g can at least one fastener 450g be provided. The fastener 450g can be considered as a perforation in the inner surface of the dielectric base body 410g be provided or as an independent element in the groove 450g be introduced. The fastener 450g for example, on one in the groove 440g exposed surface 452g be applied and suitably attached thereto. With regard to the fastener 450g For example, similar comments may apply as for the fastener 350 in the description too 3a are executed above.
Zu den anhand der 4a bis 4g beschriebenen Ausführungsformen wird angemerkt, dass zusätzlich oder alternativ zu einer elektrisch leitfähigen Schicht in der Nut diese wenigstens teilweise mit einem elektrisch leitfähigen Material befällt sein kann. In einigen anschaulichen Beispielen hierin kann ein länglicher elektrischer Leiter in die Nut eingelegt und durch das elektrisch leitfähige Material wenigstens teilweise eingebettet sein. In einem speziellen Beispiel kann der längliche elektrische Leiter ein Draht sein. Alternativ kann ein längliches und elektrisch leitfähiges Plättchen verwendet sein.To the basis of the 4a to 4g described embodiments, it is noted that in addition to or as an alternative to an electrically conductive layer in the groove, this can be at least partially filled with an electrically conductive material. In some illustrative examples herein, an elongate electrical conductor may be inserted into the groove and at least partially embedded by the electrically conductive material. In a specific example, the elongated electrical conductor may be a wire. Alternatively, an elongated and electrically conductive plate may be used.
Es wird angemerkt, dass dielektrische Grundkörper gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen, beispielsweise der in den 3 bis 4 dargestellten Ausführungsformen, aus verschiedenen elektrisch isolierenden Materialien hergestellt sein können. Diese Materialien können auch spezielle mechanische und/oder thermische Eigenschaften aufweisen, wie etwa Elastizität, Festigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Wärmespeicherfähigkeit, usw. In einigen anschaulichen Ausführungsformen ist der dielektrische Grundkörper aus einem Material gebildet, das bei Temperaturen bis –75°C, z. B. bis –30°C oder bis –15°C, und/oder bis 150°C, z. B. bis 100°C oder bis 50°C, seine elektrischen und/oder mechanischen Eigenschaften um weniger als 25%, beispielsweise um weniger als 10%, etwa 5% oder weniger, verändert.It is noted that basic dielectric bodies according to different embodiments, for example, those in the 3 to 4 illustrated embodiments, may be made of various electrically insulating materials. These materials may also have special mechanical and / or thermal properties such as elasticity, strength, thermal conductivity, heat storage capacity, etc. In some illustrative embodiments, the dielectric body is formed of a material that can withstand temperatures as low as -75 ° C, e.g. B. to -30 ° C or to -15 ° C, and / or to 150 ° C, z. B. to 100 ° C or to 50 ° C, its electrical and / or mechanical properties by less than 25%, for example, less than 10%, about 5% or less, changed.
In einem anschaulichen Beispiel können dielektrische Grundkörper aus dielektrischen Keramikmaterialien hergestellt sein. Geeignete dielektrische Keramiken können unterschiedliche elektrische Eigenschaften, z. B. Dielektrizitätskonstante, Temperaturverhalten, z. B. thermische Ausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit und dergleichen, Isolationswiderstand und Verlustfaktor aufweisen. Es wird angemerkt, dass ein gewünschtes kapazitives Verhalten eines erfindungsgemäßen Durchführungskondensators durch geeignetes Abstimmen von dielektrischem Material für den dielektrischen Grundkörper, elektrisch leitfähigem Material für die elektrisch leitenden Schichten und durch Geometrie des dielektrischen Grundkörpers und Geometrie der elektrisch leitenden Schichten entworfen werden kann. Bei der Herstellung dielektrischer Grundkörper wird die Geometrie des dielektrischen Grundkörpers dadurch eingestellt, dass der geometrische Grundkörper in eine gewünschte vorbestimmte geometrische Form gepresst wird. Anhand geeigneter Formkörper lässt sich dadurch der Einfluss der Geometrie auf das kapazitive Verhalten des herzustellenden Durchführungskondensators mit ziemlich großer Genauigkeit herstellen. Nach dem Pressvorgang kann ein Sintervorgang durchgeführt werden um das gepresste Material zu versintern. Anschließend wird der gepresste und gegebenenfalls gesinterte Grundkörper vollständig metallisiert, wobei z. B. ein galvanisches Verfahren zum Beschichten verwendet werden kann. Durch Entfernen von elektrisch leitendem Material auf vorab festgelegten Oberflächenbereichen werden zwei voneinander elektrisch isolierte Elektrodenbereiche gebildet. Mögliche Fertigungsprozesse können daher Preß-, Brenn-, Schleifvorgänge umfassen, die einen Durchführungskondensator mit vorab bestimmten kapazitiven und/oder mechanischen Eigenschaften ergeben. Es wird angemerkt, dass die erfindungsgemäßen Durchführungskondensatoren aufgrund seiner nicht in einem Durchgangsloch oder „Henkel” ausgebildeten Elektrode eine gegenüber herkömmlichen Durchführungskondensatoren stark vereinfachte Montage von elektrischen Leitungen erlauben, da z. B. Innenleiter nicht durch Bohrungen bekannter Dukos zu führen sind. Damit können diese Durchführungskondensatoren jederzeit nachträglich montiert werden und es ergibt sich eine große Flexibilität bei der Integration der Montage und des Einbaus von Durchführungskondensatoren in Fertigungslinien.In an illustrative example, dielectric bodies may be made from dielectric ceramic materials. Suitable dielectric ceramics may have different electrical properties, e.g. B. Dielectric constant, temperature behavior, z. As thermal expansion coefficient, thermal conductivity and the like, insulation resistance and loss factor. It is noted that a desired capacitive behavior of a feedthrough capacitor according to the invention can be designed by suitably tuning dielectric material for the dielectric base body, electrically conductive material for the electrically conductive layers, and geometry of the dielectric base body and geometry of the electrically conductive layers. In the production of dielectric base body, the geometry of the dielectric base body is adjusted by pressing the geometric base body into a desired predetermined geometric shape. By means of suitable shaped bodies, this makes it possible to produce the influence of the geometry on the capacitive behavior of the feedthrough capacitor to be produced with fairly high accuracy. After the pressing process, a sintering process can be performed to sinter the pressed material. Subsequently, the pressed and optionally sintered body is completely metallized, wherein z. B. a galvanic process for coating can be used. By removing electrically conductive material on predetermined surface areas, two electrically isolated electrode areas are formed. Possible manufacturing processes may therefore include pressing, firing, grinding operations that yield a feedthrough capacitor having predetermined capacitive and / or mechanical properties. It is noted that the feedthrough capacitors according to the invention, due to its not formed in a through hole or "handle" electrode allows a comparison with conventional feedthrough capacitors greatly simplified assembly of electrical lines, since z. B. Inner conductors are not to be passed through holes known Dukos. Thus, these bushing capacitors can be retrofitted at any time and there is a great deal of flexibility in the integration of assembly and installation of feedthrough capacitors in production lines.
Anhand der 5a und 5b wird nun das Dämpfungsverhalten erfindungsgemäßer Durchführungskondensatoren gemäß anschaulicher Ausführungsformen dargestellt und mit herkömmlichen Durchführungskondensatoren verglichen. Die in den 5a und 5b dargestellten Dämpfungskurven basieren jeweils auf Messungen von einem Voll-Duko, d. h. von einem Durchführungskondensator mit einer Durchgangsbohrung, ähnlich dem anhand der 1a dargestellten Durchführungskondensator, und einem U-Duko gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Durchgangsloch des Voll-Dukos zu 5a bzw. 5b war derart gestaltet, dass eine Halbierung in Längsrichtung eine mit einer U-förmigen Nut vergleichbare halbkreisförmige Nut ergab, so dass im folgenden von einer U-förmigen Nut gesprochen wird und der entsprechende Durchführungskondensator als U-Duko bezeichnet wird.Based on 5a and 5b The attenuation behavior of feedthrough capacitors according to the invention will now be illustrated according to illustrative embodiments and compared with conventional feedthrough capacitors. The in the 5a and 5b in each case based on measurements of a full Duko, ie by a feedthrough capacitor with a through hole, similar to that of the 1a and a U-type duk according to one illustrative embodiment of the present invention. The through hole of the full dukos too 5a respectively. 5b was designed such that a halving in the longitudinal direction resulted in a comparable with a U-shaped groove semicircular groove, so that in the following is spoken by a U-shaped groove and the corresponding feedthrough capacitor is referred to as U-Duko.
Eine mit dem Bezugszeichen a bezeichnete Kurve (nachfolgend Kurve a genannt) in 5a resultierte aus Messungen an einem Voll-Duko mit einer Kapazität von 2,0 nF und eine mit dem Bezugszeichen b bezeichnete Kurve (nachfolgend Kurve b genannt) stellt das Dämpfungsverhalten des zugehörigen U-Dukos dar. 5a zeigt, dass das Dämpfungsverhalten des U-Dukos, wie durch Kurve b dargestellt ist, in einem Bereich ab ungefähr 40 MHz bis ungefähr 320 MHz größer ist, als das Dämpfungsverhalten des Voll-Dukos, das durch Kurve dargestellt ist. Hingegen weist der U-Duko (Kurve b) gegenüber dem Voll-Duko (Kurve a) im Bereich bis ungefähr 40 MHz ein geringeres Dämpfungsverhalten auf. Es wird angemerkt, dass ab ca. 800 MHz auftretende Messungenauigkeiten in der Kurve a bzw. b von der Kontaktierung des Voll-Dukos bzw. des U-Dukos resultieren, da sich die Kontaktierung bei den auszumessenden Bauteilen schwierig gestaltete, so dass das Verhalten ab ca. 800 MHz stark durch Messungenauigkeiten beeinflusst ist.A designated by the reference numeral a curve (hereinafter called curve a) in 5a resulted from measurements on a full duo with a capacitance of 2.0 nF and a curve denoted by the reference b (hereinafter referred to as curve b) represents the damping behavior of the associated U-Dukos. 5a shows that the damping behavior of the U-duo, as shown by curve b, in a range from about 40 MHz to about 320 MHz is greater than the damping behavior of the full duo, which is represented by curve. On the other hand, the U duo (curve b) has a lower attenuation behavior compared to the full duo (curve a) in the range up to about 40 MHz. It is noted that measurement inaccuracies occurring in the curve a or b from about 800 MHz result from the contact of the full duo or the duo Duo, since the contact with the components to be measured difficult designed so that the behavior from about 800 MHz is strongly influenced by measurement inaccuracies.
Die 5b zeigt eine weitere Messreihe, in der ein Durchführungskondensator mit einer Kapazität von 1,5 nF und einem Durchgangsloch als innerer Elektrode im Vergleich zu dessen halbiertem Durchführungskondensator mit U-förmiger Nut hinsichtlich des Dämpfungsverhaltens untersucht wurde. Auch hier lassen sich ab ca. 800 MHz auftretende Messungenauigkeiten auf Schwierigkeiten bei der Kontaktierung der Durchführungskondensatoren zurückführen.The 5b Fig. 11 shows another series of measurements in which a feedthrough capacitor having a capacitance of 1.5 nF and a through hole as an inner electrode was examined for attenuation behavior in comparison with its U-shaped groove halved feedthrough capacitor. Again, from about 800 MHz occurring inaccuracies can be attributed to difficulties in contacting the feedthrough capacitors.
In 5b stellt eine Kurve a' das Dämpfungsverhalten des vollen Durchführungskondensators dar. Demgegenüber repräsentiert eine Kurve b' das Dämpfungsverhalten des entsprechenden U-Dukos. Die Kurven a' und b' zeigen, dass der U-Duko (Kurve b') zwischen 15 und 800 MHz eine stärkere Dämpfung aufweist.In 5b represents a curve a 'the damping behavior of the full feedthrough capacitor. In contrast, represents a curve b' the damping behavior of the corresponding U-Dukos. The curves a 'and b' show that the U duo (curve b ') has a greater attenuation between 15 and 800 MHz.
Aus den Messungen hat sich ergeben, dass halbe Durchführungskondensatoren gemäß der anhand von 5a diskutierten anschaulichen Ausführungsform in einem Bereich von 60 MHz bis 90 MHz ein betragsmäßiges Dämpfungsverhalten von größer als 27 dB aufweisen, somit in diesem Frequenzbereich ein gegenüber vollen Durchführungskondensatoren besseres Dämpfungsverhalten zeigen. Insbesondere liegt ein Dämpfungsverhalten von halben Durchführungskondensatoren im Bereich von ungefähr 90 MHz bis ungefähr 400 MHz betragsmäßig bei mehr als 36 dB. Dabei wird in einem Bereich von ungefähr 110 MHz bis ungefähr 270 MHz ein betragsmäßiges Dämpfungsverhalten von mehr als 43 dB bereit gestellt. Insbesondere ist das Dämpfungsverhalten in einem Bereich von ungefähr 130 MHz bis ungefähr 240 MHz betragsmäßig größer als 45 dB. Hinsichtlich der anhand von 5b beschriebenen anschaulichen Ausführungsform ergibt sich, dass der U-Duko in einem Bereich von 70 MHz bis ungefähr 400 MHz ein Dämpfungsverhalten bereitstellt, dass betragsmäßig größer ist als 36 dB.From the measurements, it has been found that half feedthrough capacitors according to the 5a in a range from 60 MHz to 90 MHz have an absolute damping behavior of greater than 27 dB, thus showing better damping behavior in this frequency range than full feedthrough capacitors. In particular, an attenuation behavior of half feedthrough capacitors in the range of about 90 MHz to about 400 MHz is more than 36 dB in magnitude. In this case, an absolute damping behavior of more than 43 dB is provided in a range from approximately 110 MHz to approximately 270 MHz. In particular, the attenuation behavior is greater than 45 dB in a range from about 130 MHz to about 240 MHz. Regarding the basis of 5b described illustrative embodiment, it is found that the U-Duko in a range of 70 MHz to about 400 MHz provides a damping behavior that is greater in magnitude than 36 dB.
Die Erfinder haben erkannt, dass der Innenleiter im halben U-Duko stärker als Induktivität wirken kann (Pi-Filterverhalten), wodurch eine stärkere Dämpfung erreichbar ist.The inventors have recognized that the inner conductor in half U-Duko can act more as an inductance (Pi filter behavior), whereby a stronger attenuation can be achieved.
Die anhand in 5a und 5b dargestellten Messungen bestätigen, dass Durchführungskondensatoren mit dielektrischen Grundkörpern. welche eine in einer Nut ausgebildete Elektrode aufweisen, gegenüber bekannten Durchführungskondensatoren vor allem in Bereichen niedriger Frequenzen gegenüber Störsignalen ein stärkeres Dämpfungsverhalten erreichen können. Darüber hinaus vereinfacht sich in diesen Ausführungsformen die Montage von Durchführungskondensatoren, was auch zur Senkung von Herstellungskosten führt und eventuellen Nachrüstung stark vereinfacht.The basis in 5a and 5b shown measurements confirm that feedthrough capacitors with dielectric bodies. which have an electrode formed in a groove, compared with known feedthrough capacitors, especially in areas of low frequencies to interference signals can achieve a stronger damping behavior. In addition, simplified in these embodiments, the assembly of feedthrough capacitors, which also leads to the reduction of manufacturing costs and greatly simplifies any retrofitting.
