DE2025757A1 - Leitungsanschluß - Google Patents

Leitungsanschluß

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DE2025757A1 DE19702025757 DE2025757A DE2025757A1 DE 2025757 A1 DE2025757 A1 DE 2025757A1 DE 19702025757 DE19702025757 DE 19702025757 DE 2025757 A DE2025757 A DE 2025757A DE 2025757 A1 DE2025757 A1 DE 2025757A1
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Description

BATENTANWÄLTE
DR- I. MAAS
DR. Λν, PFEIFFER
DR. F. VO;ths,\'LE)TNER
β-MÖ'KCHäN 23 UNQEREfiSTH.25.TEL. 300236
Vitramon, Inc., Bridgeport, Connecticut, V.St,A.
Leitungsanachluß
Die Erfindung betrifft einen Leitungsanschluß an ein elektronisches Bauteil, das eine Einbettmasse aus warmeschrumpfbarem Material hat.
Es wurden bisher zwei,Verfahren zum Einsetzen eines Verbindungs- oder Anschlußdrahtes in eine Ausnehmung eines elektronischen Bauteils mit einem wärmeschrumpfbaren Körper, z. B. aus keramischem, glasartigem., organischem oder anderem Material, das vor dem letzten Brand oder dem Härten wärmebehandelt oder gesintert werden muß, angewandt. Bei dem ersten Verfahren werden die Innenwände der Ausnehmung oder Aussparung mit einem leitfähigen "Anstrich", vorzugsweise einer Masse auf Silberbasis, überzogen und der Leiter oder Anschlußdraht wird direkt in die Ausnehmung oder Aussparung eingesetzt« Der Süber-"Anstrich11 hat zwei Wirkungen, nämlich die Verbindung zwischen den leitfähigen Elementen in dem Körper dee elektronischen Bauteils, die zu der Ausneh-
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mung hin freiliegen, und dem Anschlußdraht herzustellen und als elastischer "Puffer" zu dienen, der die fehlende Elastizität des Anschlußdrahtes während des Brennens ausgleicht, so daß der Körper rund um den Anschlußdraht auf diesen aufschrumpft und dadurch eine mechanische Verbindung hergestellt wird* Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß der Silber-"Anstrich" feucht sein muß, d.h. er muß ■ h ■ einen ausreichenden Feuchtigkeitsgehalt haben, so daß er fließfähig bleibt, während der Anschlußdraht in die Ausnehmung eingesetzt wird, so daß sich der "Anstrich" von selbst an den praktisch steifen Draht anpassen kann. Im Ergebnis wird dabei bei einer übermäßig großen Anzahl von Komponenten deren. "Anstrich" weggeschoben oder geschwächt, wenn der Anschlußdraht eingesetzt wird» Während des Brennens des Bauteils bewirkt das teilweise Fehlen des "Puffers" zwischen dem schnellschrumpfenden Körper und dem nicht elastischen Anschlußdraht starke Drucktinterschiede» Wenn der Körper gehärtet ist, sind dann diese Druckunterschiede für die Erzeugung von Rissen verantwortlich, die natürlich ein Versagen des Bauteils zur Folge haben können.,
Bei dem zweiten Verfahren wird das oben beschriebene verbes*= sert, indem eine dünne elastisch® Hüls® aus leitendem, hochtemperaturfastem Material in die Ausnehmung oder Aussparung in Verbindung mit den freiliegenden elektrischen Elementen d©a Körpers eingesetzt wird ο Wie suvor wird die Verbindung· mit einer Sohioht aus einem Silber="AnstriGh" hergestellt, mit dem di© Wände dar Ausnehmung ausgekleidet werden."Dies geschieht ohn© daß die laotateil® d@s ersten Verfahrens in Kaut genommen werden müssen,, da di© Elastis-ität der Hüls© eine Anpassung an'alle Terand®rung®η dir Wände d®r Ausnahmung sr= möglieht und da&uroh in ianigtm Kontakt mit dem Körper bleibt<
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Außerdem bewirkt die Elastizität der Hülse eine stärkere Verankerung dieser Hülse und eine zuverlässigere Funktionsweise des fertigen Bauteils, da der Körper während des Brennens schrumpfen und die Hülse fest ergreifen kann, ohne daß Druckspannungen durch unterschiedliche Schrumpfungsgeschwin-, digkeiten des Körpers entstehen, Nach dem Brennen, bei dem die Hülse befestigt wird, kann der Leitungsdraht eingesetzt und durch Verlöten u.dgl. befestigt werden.
Die Verwendung der Hülse zur Aufnahme der Anschlußleitung hat viele Vorteile gegenüber dem direkten Einsetzen dieser Leitung in die Ausnehmung oder Aussparung. Das Verfahren hat jedoch auch einen schwerwiegenden Nachteil. Die extrem kleine Toleranz'zwischen der Hülse und der Anschlußleitung führt gewöhnlich dazu, daß der Leitungsdraht das gesamte oder nahezu gesamte Lot auf den Boden der Hülse schiebt, wenn er in-dieselbe eingesetzt wird. In den meisten Fällen wird auch ein Anteil des Silber-"Anstrichs" auf der Wand der Ausnehmung über der Hülse durch den eingeschobenen Leitungsdraht abgekratzt, so daß der "Anstrich" am Boden der Hülse endigt. Da sich alles oder nahezu alles Lot am Boden der Hülse befindet, steht die Verbindung zwischen Hülse-Lot-Anschlußdraht in direkter Beziehung zu der Oberfläche der Spitze des Anschlußdrahtes. Wie man sich leicht vorstellen kann, ist dieses Ende äußerst klein und daher genügt das Einsetzen des Leitungsdrahtes in die Hülse oft nicht den minimalen akzeptierbaren Forderungen. Das Vorhandensein des Silber-"Anstrichs" am Boden der Hülse schwächt darüberhinaus die Verbindung zwischen der Hülse und dem Anschlußdraht, erstens durch Verunreinigung des Lotes und zweitens da der Anschlußdraht die Wände der Ausnehmung über der Hülse berührt und abschabt, bevor der Draht das Lot zum Boden der Hülse hinschiebt, bildet das Silber
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eine Schicht zwischen dem Ende des Drahtes und dem Lot, wodurch die Kontaktfläche zwischen dem Lot und dem Draht weiter verringert wird.
Die Erfindung beseitigt die beschriebenen Nachteile eines Systems mit einem Hülseneinsatz, während gleichzeitig alle Vorteile erhalten werden, indem die Hülse in die Ausnehmung so eingeführt wird, daß ein Lotraum zwischen dem Boden der Ausnehmung und dem äußersten unteren Teil der Hülse verbleibt, der ausreicht, um zu ermöglichen, daß das Lot das Ende des Drahtes fest ergreift und festhält, wenn dieser in der Hülse angeordnet ist. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird der Lottropfen, der zu dem Boden der Ausnehmung durch die "Kolbenwirkung" des Anschlußdrahtes gedrückt wird, wenn dieser durch die Hülse eingeschoben wird, in Berührung mit Teilen der Seitenwand des Leitungsdrahtes, sowie mit dem Ende der Spitze kommen. Dadurch kann die Kontaktfläche zwischen dem Lot und dem Anschlußdraht verdoppelt oder sogar verdreifacht werden, ohne daß in irgendeiner Weise die Abmessungen der Ausnehmung oder des Leitungsdrahtes verändert werden.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Kondensators mit Anschlußdrähten, die axial oder radial geführt sind.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Hülse.
Figur 3 zeigt einen Endschnitt durch einen Kondensator mit einem Hülseneinsatzanschluß nach dem Stande der Technik und
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Figur 4 zeigt einen Endschnitt durch einen Kondensator mit einem Hülseneinsatzanschluß nach der Erfindung.
Die Erfindung kann zwar auf viele elektrische Bauteile, wie z.B. Induktoren, Widerstände, Transistoren, Thermistoren und Kombinationen derselben angewandt werden, um einen elektrischen Anschluß eines elektrischen Elementes in einem gebrannten Körper aus thermoschrurapfbarem oder wärmeschrumpfbarem Material herzustellen^ <jie nachstehende Beschreibung jedoch erläutert diese Verbindung anhand von Kondensatoren.
Der Kondensator 10 weist versetzte, im Abstand voneinander angeordnete, elektrische Elemente 12, 14 auf, die in dem dielektrischen Material 16 in bekannter Weise eingebettet sind. Ausnehmungen 18 und 20 befinden sich im KC-per und werden z.B. durch Bohren vor dem Brennen hergestellt, so daß sie durch die gegeneinander versetzten elektrischen Elemente verlaufen. Das heißt die Ausnehmung 18 verläuft durch einen Teil der Elemente 12, der nicht von den Elementen 14 überlappt ist ^ und in gleicher Weise verläuft die Ausnehmung 20 durch einen Teil der Elemente 14, der nicht von den Elementen 12 überlappt ist. Die Elemente, die durch die Ausnehmung oder Aussparung freigelegt sind, werden dadurch elektrisch miteinander verbunden, vorzugsweise mit einem Überzug aus einem leitfähigen Silber-"Anstrich" (nicht dargestellt), der auf. die Wände der Ausnehmung aufgetragen ist, um aus dem Bauteil einen Kondensator zu machen«
Gemäß der Erfindung wird eine elastische Hülse 24 aus einem Material, das die Brenntemperatur des Körpers aushalten kann-, z#B* Silber, Platin, Palladium* Sold oder legierungen dieser Metalle, in jede Ausnehmung 18 und 20 eingesetzt und bildet
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eine Anschlußeinrichtung für den Körper des Bauteils. Bisher wurde die Hülse, wie in Figur 3 dargestellt ist, bis auf den Boden der Ausnehmungen 18 und 20 geschoben, d.h. sie wurde eingeführt, bis das untere Ende 26' der Hülse. 24' physikalischen Kontakt mit dem Boden 28' der Ausnehmung 20 hatte. Gemäß der Erfindung wird das untere Ende 26 der Hülse 24 jedoch gut überhalb des Bodens 28 der Ausnehmung 18 angeordnet. Die Wirkung dieser Maßnahme und die dadurch |> erhaltenen überraschenden Vorteile -werden nachstehend beschrieben.
Die Hülse kann zwar mit Schlitzen oder dergl«.. versehen sein, um sie elastisch zu machen^ vorzugsweise hat sie jedoch eine dünne elastische Wand, wie in Figur 2 dargestellt» Eine elastische Hülse hat den Vorteil9 daß sie beim Einsatz In die Auskleidung elastisch nachgeben kann und dadurch ein au starkes Abkratzen des Verbindungsüberzugs (nicht dargestellt) von den Wänden dar Ausmentrang verhindert wird.'Außer·= dem kann eine elastisch©'Hülse.fast von dem Körper gefaßt werden, wenn dxeeer während öes Brennens schrumpft* Die Fähigkeit einer elastischen Hüls@9 den Druokpder durch den ) schrumpfenden Körper erzeugt wird9 aufannehmen, vergrößert die Zuverlässigkeit das ©Islctronisonan Bauteils ©Ostens" weil dadurch keine Spannung auf den Körper übertragen wird., der beim Brennen äußerst brüoaig wirdB und zweitens weil die Hüls© Unterschied©-längs ä@a Wind®» ä@r Ausn@bmung oder Unterschiede hinaiehtlieh ä®2? Söhrumpfga.eebwindigksiten
des Kdrpes3®
©iiiimal 4i© Hüls®. f©st an CteHg tanö St@ll© g@tialt@n wird, äor- Ansohlwßdg'a.ht q&@i? @ia© ©aösro Iom von Vasfeindungs· la öle HüliG ©iag©i©tst w©i?i©a0 ; na ig® Zusasnmensst·=
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zen des Bauteils zu vollenden. Diese Art der Herstellung ist besonders vorteilhaft, da die Anschlußdrähte die Brenntemperaturen des Körpers des Bauteils nicht aushalten können und dadurch die mögliche Auswahl unter den Materialien für die Anschlußdrähte stark vergrößert wird.
Wie oben beschrieben, wird bei Systemen nach dem Stande der Technik die Hülse bis zum Boden der Ausnehmung vorgeschoben. Im Ergebnis hervor wurde alles oder nahezu das gesamte lot, das in die Hülse zur Vorbereitung des Einsatzes des Bleidrahtes in dieselbe eingegeben wurde, zum Boden der Ausnehmung gedrückt, wenn der. Draht durch die Hülse vorgeschoben wurde. Da daher das lot den Anschlußdraht nur an seinem äußersten Ende berührte, war die Verbindung zwischen dem Draht und dem Bauteil oft sehr schwach. Außerdem schwächte jeder Süber-"Anstrich" am Boden der Ausnehmung, der von dem eingeschobenen Anschlußdraht abgekratzt wurde, die Verbindung gleichfalls erstens, weil das Silber das Lotmittel verunreinigte und zweitens weil es sich zwischen dem Lot und dem Anschlußdraht befand, was die Kontaktfläche zwischen Lot und Draht weiter verringerte.
Durch die Erfindung ist es möglich, sowohl das Hülsensystem mit allen seinen Vorteilen beizubehalten als auch die Kontaktfläche zwischen dem Lot und dem Anschlußdraht so weit zu vergrößern als dies für eine sichere Gewährleistung der Verbindung erforderlich ist. Es wurde weiter gefunden, daß das gewünschte Endergebnis ohne Vergrößerung der Abmessungen der Ausnehmung oder des Anschlußdrahtes erreicht werden kann.
Wie am besten in Figur 4 dargestellt ist, besteht die Maßnahme der Erfindung darin, daß die Hülse 24 in die Ausnehmung 18 so
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eingesetzt wird, daß ein Lotraum 30 zwischen dem Boden der Ausnehmung 28 und dem untersten Ende 26 der Hülse freibleibt. Wenn daher der Anschlußdraht in den Körper des Bauteils eingesetzt wird, berührt der Lottropfen Teile der Seitenwand des Anschlußdrahtes, sowie dessen Spitze. Dadurch kann die Kontaktfläche zwischen dem lot und dem Anschlußdraht bis zum zwei- oder dreifachen und dadurch die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Anschlußdraht und dem Bauteil entsprechend vergrößert werden«·
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Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Anschlußverbindung für ein elektrisches Bauteil, bestehend aus einem monolithischen Körper aus wärmeschrumpfbarem Material, in dem wenigstens ein elektrisch leitfähiges Element eingebettet ist, wobei der Körper eine Ausnehmung aufweist, die sich von einer Oberfläche desselben senkrecht zu der Hauptebene des elektrisch leitfähigen Elementes nach innen erstreckt und das elektrisch leitfähige Element durchdringt, wobei weiter eine elastische Hülse aus elektrisch leitfähigem Material in die Ausnehmung eingesetzt ist und elektrisch mit dem elektrisch leitfähigen Element kommuniziert und wobei ein Anschlußdraht aus elektrisch leitfähigem Material mit Spiel in die Hülse einsetzbar und darin verlötbar ist, um den äußeren Anschluß der elektrisch leitfähigen Elemente zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum in der Ausnehmung zwischen deren Sohle und dem untersten Ende der Hülse frei ist, so daß beim Einsatz des Anschlußdrahtes ein Teil desselben sich durch die Hülse und aus der Hülse heraus in diesen freien Raum in der Ausnehmung erstreckt und dieser freie Raum einen erweiterten Raum für da3 Lotmittel bildet, so daß der Leitungsdraht mit seinen Seiten mit dem Lötmittel in Berührung kommt, wenn er ganz in die Ausnehmung eingeschoben ist*
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