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S T A P E L K O N D E N S A T O R -Die Erfindung betrifft einen Stapelkondensator,
bestehend aus mit Elektroden versehenen Keramikschichten und mindestens einer den
Stapel ábschließenden Keramikschicht ohne Elektroden.
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Bei derartigen Stapelkondensatoren ist der Kapazitätswert von der
Dicke der Keramikschicht, von der Größe der auf die Keraniikschicht aufgebrachten
Elektrodenfläche und von der Anzahl er keramischen Schichten abhängig.
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Bei der Herstellung solcher Stapelkondensatoren ergeben sich durch
die Toleranzen der aufgebrachten Elektrodenflächen und insbesondere durch Dickentoleranzen
t r Keramikschichten weite Toleranzen des gewünschten Kapazitätswertes.
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Es ist bekannt, diese weiten herstellungsbedingten Kapazitätstoleranzen
dadurch zu verringern, daß bei zu großen Kapazitätswerten mittels z.B. Sandstrahlverfahren
durch die Grundfläche hindurch einige Keramikschichten kegelförmig ausgeschliffen
werden, wodurch die auf sie aufgebrachten Elektrodenflächen entsprechend verkleinert
werden und der Kapazitätswert abnimmt.
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Bei zu kleinen Kapazitätswerten gibt es die Möglichkeit, durch Aufbringen
von an Luftatmosphäre schnell trocknenden und dabei leitend werdenden Metallpräparaten
auf die Grundflächen die Anzahl der zum gapazit8tswert beitragenden Keramikschichten
und damit den Xapazit,ätswert zu erhöhen.
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Die bekannten Abgleichvcrfahren haben den Nachteil, daß Stapetkondensatoren
nach dem kegeligen Ausschleifen mittels z.D. B Ç dstrahlverfahren nicht-mehr feuchtesicher
sind, da die Elektroden frei liegen und nur die Schichtstärke des Dielektriku:ns
Kriechstrecke ist, so daß der kegelige Anschliff in einem weiteren Arbeitsgang mit
einem glasigen Material ausgegossen werden muß bzw. bei der zusätzlichen Metallisierung
der Grundflächen die Kriechstrecken zwischen den beiden Außenmetallisierungen verkleinert
werden oder von vorneherein klein sind und damit die Spannungssicherheit minimal
ist.
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In der deutschen Auslegeschrift 1 614 429 wird ein abgleichbarer Stapelkondensator
beansprucht, bei den auf den normalerweise von Metallelektroden freibleibenden Grundflächen
gitterartige Leiterbahnen aufgebracht sind. Durch die Metallisierung der freien
Gitterfelder kann der Kapazitätswert in Grenzen stufenweise erhöht werden.
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Beim Gegenstand der Erfindung nach der deutschen Auslegeschrift 1
61!* 591 handelt es sich darum1 daß dem Abgleich dienende Teilflächen seitlich herausgeführt
werden, wobei Jedoch wenigstens eine zusätzliche Metallschicht (9, 15, 16) notwendig
ist, die auf eintrr Mantelfläche des Keramikkörpers angeordnet ist und infolge der
Herausführung der Teilflächen in ihrer gesamten Breite sehr breit sein muß, so daß
die Kriechstrecken an der Oberfläche des Stapelkondensators - wie auch die Abbildungen
Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen - sehr stark reduziert sind.
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Vorteil der Erfindung ist es, mit der norulen Überrandzetallisiebung
einen abgleichbaren Stapelkondensator zu schaffen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stapelkondensator
zur Verfügung zu stellen, bei dem die aufgezählten Nachteile (Spannungssicherheit,
Feuchtesicherheit, zusätzliche Arbeitsgänge u.dgl.) beim Abgleich nicht auftreten,
da der Abgleich den Keramikkörper nicht verändert und die Außenkon--taktierung als
bekannte Überrandmetallisierung ausgeführt ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Elektroden aus Teilflächen bestehen und jede Elektroden-Teilfläche
mit einem aus dem Elektrodenmaterial bestehenden Leitungszug seitlich der gegenüberliegenden
Kontaktierungsflächen im Bereich der Überrandkontaktierung herausgeführt ist, wobei
die Leitungszüge so breit ausgeführt sind, daß die am Stapelkondensator auftretende
Wirkstromkomponente zu keiner thermischen Überlastung des Kondensators führt.
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Um infolge des Raumbedarfs der seitlich der Kontaktierungsflächen
herausgeführten Leitungszüge die Überrandkontaktierung nicht zu groß auslegen zu
müssen, werden Je die Hälfte der Leitungszüge gegenüberliegend herausgeführt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
durch Unterteilung der Elektrodenfläche in Teilflächen'-die mit aus dem Elektrodenmaterial
bestehenden Leitungszügen seitlich der gegenüberliegenden Kontaktierungsflächen
im Bereich der Überrandkontaktierung herausgeführt sind - eine Abgleichmöglichkeit
zu schaffen, indem die Leitungsherausführungen von der Überrandkontaktierung mittels
z.B. Schleifscheibe getrennt werden1 wodurch der Kapazitätswert in gezielten Stufen
reduziert werden kann. 1 r ir'i i
Da sich die im Bereich einer Übrrandkontaktierung
herausgefiilurten Leitungszügc und ihre Teilflächen auf dem gleichen elektrischen
Potential befinden wie die Überrandkontaktieruna, ist der Abgleich problemlos Ein.
schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird in folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Darstellung
eines Stapelkondensators nach der Erfindung, bei dem die Außenmetallisierung an
den Stirnseiten nur angedeutet ist, Fig. 2 eine Draufsicht des Fig. 1 dargestellten
Stapelkelldensators, Fig. 3 einen Schnitt durch den in Fig. 2 dargestellten Stapelkondensator
entlang der Schnittlinie AB und Fig. 4 einen Schnitt durch den in Fig. 2 dargest.llten
Stapelkondensator entlang der Schnittlinie CD.
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In Fig. 1 ist ein Stapelkondensator dargestellt, der aus mindestens
einer keramischen Schicht ohne Elektrodenflächen und daran anschließenden kernmischen
Schichten mit Elektrodenflächen aufgebaut ist, bei dem die beiden Außenmetallisierungen
aus den Stirnkontaktierungen (10) und den Überrandmetallisierungen (9) bestehen,
welche die Herausführungen (5a) aus der Stirnseite (6) und (5b) aus den Mantelflächen
(7) elektrisch miteinander verbinden.
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In Fig. 2 sind die Herausführungen (5b) aus der Mantelflache (7) im
Bereich der Überrandmetallisierung (9) parallel zu den GrFlndflächen (8) des Stapelkondensators
dargestellt.
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Fig. 3 zeigt eine-Keramikschicht (i) mit der Elektroden-Hauptfläche
(2), die mit dem Leitungszug (4a) an die Stirnseite (6) herausgeführt (5a) ist,
und den Elektroden-Teilflächen (3), die mit den Leitungszügen (4b) seitlich der
Stirnseite (6) an die Mantelfläche (7) in den Bereich der Überrandmetallisierung
(9) herausgeführt (5b) sind.
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In Fig. 4 ist eine der Fig. 3 entsprechende Keramikschicht mit Elektroden-Haupt-
und -Teilflächen dargestellt, wobei im Stapelkondensator Schichten nach Fig. 3 und
Fig. 4 aufeinanderfolgen.
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Bei diesen Stapelkondensatoren kann es sich um solche mit oder 7 ohne
Drahtanschlüsse handeln, wobei die Stapelkondensatoren ohne Drahtanschlüsse (Chipkondensatoren)
direkt nach bekannten Verfahren in z.B. gedruckte Schaltungen eingelötet werden,
während Stapelkondensatoren mit Drahtanschlüssen, welche an den Außenkontaktierungen
elektrisch leitend befestigt sind, im Normalfall feuchtesicher umkleidet werden.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in den Figuren
dargestellte Ausführung der Elektroden-Teilflächen be-,schränkt, sondern sie gilt
ganz allgemein für Stapelkondensatoren, bei denen die Elektroden aus einer Hauptfläche
und Teilflächen aufgebaut sind und jede Elektroden-Teilfläche mit einem |aus dem
Elektrodenmaterial bestehenden Leitungszug seitlich der
gegenüberliegenden
Kontaktierungsflächen im Bereich der Überrandmetallisierung herausgeführt ist.
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Ergibt sich durch die Herstellungsmethode der Stapelkondensatoren
beispielsweise eine Fertigungsstreuung nach einer Glockenkurve + von # 20 % um den
gewünschten Kapazitätxnennvert und soll das Fertigungslos auf - 10 % Kapazitätstoleranz,abgeglichen
werden, so legt man das Streumaximum des Fertigunggloses vorteilhafterweise 10 %
über den gewünschten Kapazitätsnennwert. Durch Wahl zweier 10 prozentiger Elektroden-Teilflächen
und einer 80 prozentigen Elektroden-Hauptfläche je Keramikachicht, wird es möglich,
auf einer Mantelfläche in zwei Schritten zu Je 10 % (len Kapazitätswert auf die
gewünschten t 10 X um den Nennwert alzugleichen.
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Liegt die Fertigungsstreuung in Form einer Glockenkurve bei z.B.
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10 % um ein Streumaximum, so ist es sinnvoll, das Streumaximum ca.
5 X über dem Kapazitätsnennwert zu wählen, um mit 5 prozentigen Teilflächen in jedem
Fall das gesamte Fertigungslos auf 10 prozentige Kondensatoren abgleichen zu können,
wobei der größte Teil des Fertigungsloses ebenso gut auf 5 X abgleichbar ist. Kondensatoren
mit einer 5 prozentigen und noch engeren 2j Kapazitätstoleranz um den Nennwert sind
jedoch nur bei Typ 1 -Kondensatoren (IEC-J>ublikation 108) interessant Bei einer
glockenhaften Fertigungsstreuung von # 10 % um ein Verteilungsmaximum legt man zur
Erzielung 2 prozentiger Stapelkondensatoren das Verteilungsmaximum vorteilhafterweise
5 % über den Kapazitätsnennwert und hat die Möglichko$t, mit 4 prozentigen
Elektroden-Teilflächen
durch Abgleich auf einer Martelfläche den Kapazitätsnennwert auf # 2 % genau einzustellen,
wobei der Fertigungs-Kapazitätsbereich von - 7 % bis + 5 % bzw.
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+ 10 , (13 %) um das Streumaximum ausgenutzt wird.
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Diese Ausführungsbeispiele sind so gewählt, daß die Elektroden-Teilflächen
gleich groß sind und der gewünschte Kapazitätswert mit der gewünschten Kapazitätstoleranz
durch Abgleich auf nur einer Mantelfläche erreicht werden kann. Durch Abgleich auf
beiden Mantelflächen ist der doppelte Herstellungs-Kapazitätswert-Streubereich ausnutzbarb
Sind die Elektrodell-Teilflächen, die an den gegenüberliegenden Außenkontaktierungen
im Bereich der Überrandmetallisierungen herausgeführt sind, nicht gleich groß, so
daß der Abgleich in größeren und feineren Stufen möglich ist, können die Grundflächen
vorteilhafterweise konisch ausgebildet sein, um die Bereiche größerer bzw feinerer
Abgleichstufen optisch einfarh sichtbar zu machen.