DE2344684C3 - Elektrischer Scheibenkondensator für gedruckte Schaltungen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Scheibenkondensator für gedruckte Schaltungen, bestehend aus einem ebenen Keramikplättchen, dessen beide Hauptflächen jeweils eine einen Belag des Kondensators bildende, aufgetragene Metallschicht und metallfreie Bereiche aufweisen und von denen eine als auf die gedruckte Schaltung aufzubringende Anschlußseite ausgebildet ist, und das eine weitere aufgetragene Metallschicht besitzt, die von der auf die der anschlußseitigen Hauptfläche gegenüberliegenden Hauptfläche aufgebrachten Metallschicht eines Belages bis zur anderen Hauptfläche reicht und dort von der Metallschicht des Belages beabstandet endet

Ein derartiger elektrischer Kondensator ist beispielsweise aus der DE-AS 10 64 574, insbesondere Fig. 2, bekannt. Bei diesem bekannten, unmittelbar in eins gedruckte Schaltung einsetzbaren Kondensator ist der erreichbare Kapazitätswert jedoch durch die Projektion des einen Kondensatorbelages auf den gegenüberliegenden Belag begrenzt, so daß die Hauptflächen des Kondensatorkörpers nicht voll für die Kapazität des Kondensators zur Verfugung stehen.

Bei Scheibenkondensatoren beliebiger, vorzugsweise kreisförmiger oder rechteckiger Umrandung war es bislang nur möglich, die auf der Oberfläche des Träge^körpers einer gedruckten Schaltung aufliegende Metallfläche eines Belags des Kondensators mit einem entsprechenden Leitungszug der Schaltung direkt zu verlöten. Die gegenüberliegende Belagfläche wird beispielsweise mittels einer Drahtverbindung zwischen diesem Belag und einem weiteren Leitungszug hergestellt, wobei diese Verbindung durch eine Kolbenlötung hergestellt wird. Diese Verfahrensweise ist jedoch infolge des zusätzlichen Lötvorganges anwendungstechnisch kompliziert.

Aus der DE-AS 12 50 559 ist ein Auflötkondensator in Scheiben- oder Plättchenform bekannt, bei dem die beiden Hauptflächen des Kondensatorkörpers je zwei nebeneinanderliegende Beläge besitzen, die durch einen belagfreien Streifen voneinander getrennt sind, und bei dem zwei gegenüberliegende senkrechte Kerben in der Mantelfläche mit Verbindungsleitungen zwischen je einem oberen und einem unteren Teilbelag versehen sind.

Es ist bekannt, an Stelle normaler Scheibenkondensatoren ohne Drahtanschlüsse und ohne Umhüllung, Trapezkondensatoren einzusetzen. Bei Verwendung derartiger Trapezkondensatoren ist es jedoch erforderlich, im Trägerkörper für die gedruckte Schaltung eine Durchgangsöffnung vorzusehen, in welche der Trapezkondensator eingesteckt wird. Die erforderlichen Durchgangsbohrungen sind insbesondere bei keramischen Trägerkörpern aus fertigungstechnischen Gründen schwierig herzustellen. Außerdem besitzen Trapezkondensatoren gegenüber den bekannten Scheibenkondensatoren eine größere Einbauhöhe.

Eine andere bekannte Kondensatorbauform, die zum Einsatz in gedruckte Schaltungen geeignet ist, bildet der flachrohrförmige Keramikkondensator mit einer Innenmetallierung und zwei an den gegenüberliegenden Schmalseiten liegenden Außenmetallisierungen. Bei dieser Bauform werden zwei Kapazitäten in Serie geschaltet, so daß nur niedrige Kapazitätswerte herstellbar sind. Außerdem ist auch bei dieser Bauform die Einbauhöhe größer als bei Scheibenkondensatoren gleicher Spannungsfestigkeit und gleicher Kapazität.

Werden große Kapazitätswerte gefordert, so bilden keramische Mehrschichtkondensatoren in Chipbauform für den Einsatz in gedruckten Schaltungen eine gute Alternative. Diese Kondensatoren sind jedoch durch ihren Mehrlagenaufbau teuer.

Eine Zusammen- und Gegenüberstellung bekannter Kondensatorbauformen mit Vor- und Nachteilen beim Einbau in gedruckte Schaltungen ist in der Zeitschrift »Funkschau, Heft 17 vom 17. August 1973, Seite 617« • "röffentlicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen keramischen Scheibenkondensator zur Verfügung zu

stellen, der liegend in eine gedruckte Schaltung, beispielsweise durch Tauchlötung, eingelötet werden !fann, ohne ein weiteres Verbindungshilfsmittel wie einen Draht zu benötigen und der nicht die vorgenannten Nachteile des aus der DE-AS 10 64 574 bekannten Kondensators aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Keramikplättchen an seinem Umfang eine nach außen offene Kerbe besitzt mit einer schrägen Fläche, die vollständig mit einer aufgetragenen Metallschicht versehen ist und die innerhalb der Metallschicht der der Anschlußseite abgewandten Hauptfläche beginnt und schräg zum Rand der anschlußseitigen Hauptfläche verläuft und dort von der hier aufgetragenen Metallschicht beabstandet endet Vorzugsweise verläuft die offene, schräge Kerbe zu einer Tangente des Randes der Keramikplättchen senkrecht

Die offene Kerbe kann beim Pressen des Keramikplätichens mitgestaltet werden; es ist jedoch auch möglich, die offene Kerbe in das gesinterte Keramikplättchen einzuschleifen und anschließend die Metallisierung der Hauptflächen und der Kerbe durchzuführen. Die Metallschichten auf den Hauptflächen und in der offenen Kerbe können dabei mittels Siebdruckverfahrens oder mittels Spritzverfahrens aufgebracht werden. Die Metallschicht der anschlußseitigen Hauptfläche besitzt zur Umrandung hin einen metallfreien Streifen, so daß die erforderliche Isolierung zwischen der anschlußseitigen Metallschicht und der Metallisierung der Kerbe und dem damit elektrisch leitend verbundenen Kondensatorbelag über diesen metallfreien Streifen gegeben ist.

Der Scheibenkondensator wird auf der Oberfläche des Trägerkörpers der gedruckten Schaltung derart angeordnet, daß die spitzwinkelige Kante der Kerbe den entsprechenden Leitungszug der Schaltung berührt bzw. überdeckt, wobei die Überdeckung geringer als die Querausdehnung des metallfreien Randes zwischen dem Metallisierungsrand des anschlußseitigen Belages und der Umrandung des Keramikplättchens ist. Danach wird beispielsweise durch eine Tauchlötung eine mechanisch feste und elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kondensator und den beiden Leitungszügen hergestellt. Wird der Kondensator mit einem Lötlack überzogen, so steigt das auf dem Leitungszug der gedruckten Schaltung vorhandene Lötzinn bei der Lötung infolge seiner Oberflächenspannung leichter in die metallisierte Kerbe hinein.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, eine Verbindung zwischen der von der gedruckten Schaltung abgewandten Belagfläche eines Scheibenkondensators und einem Leitungszug auf der Oberfläche der gedruckten Schaltung durch einen Lötvorgang herzustellen, ohne daß weitere Hilfsmittel, wie beispielsweise ein Verbindungsdraht, erforderlich wären. Ein weiterer Vorteil liegt in der einfachen und an sich bekannten Herstellung der erfindungsgemäßen Kondensatoren und in der geringen Einbauhöhe derselben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen kreisförmigen Scheibenkondensator,

Fig.2 einen Scheibenkondensator kreisförmiger Grundflächengestalt und

F i g. 3 einen Scheibenkondensator im Querschnitt auf einem Trägerkörper einer gedruckten Schaltung.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen plattchenförmigen Kondensator, bestehend aus einem ebenen Keramikplättchen 1 mit auf den beiden Hauptflächen befindlichen Metallschichten 2a und 2b und metallfreien Streifen 4, wobei eine offene Kerbe 6 schräg von der einen Hauptfläche bis an den Rand 5 der zweiten Hauptfläche verläuft Dabei ist mindestens die Grundfläche der Kerbe 6 mit einer Metallschicht 3 bedeckt, die mit der Metallschicht 2a beispielsweise durch Spritzen

ίο oder Siebdrucken gleichzeitig aufgebracht werden kann und die miteinander verbunden sind. Die Grundfläche der Kerbe 6 beginnt auf der einen Hauptfläche innerhalb der Metallschicht 2a und verläuft schräg zum Rand 5 der anschlußseitigen Hauptfläche, so daß sich

iS dort eine spitzwinkelige Kante ausbildet. Die Kerbe 6 kann durch entsprechende Ausbildung des Preßwerkzeuges beim Pressen oder nach dem Pressen des Keramikplättchens 1 und nach dem Sintervorgang in das gesinterte Plättchen 1 eingeschliffen werden. Es ist

ω auch möglich, die Kerbe 6 in das gepreßte Keramikplättchen i einzuschleifen und den Sinterbrand anschließend durchzuführen. Danach werden die Hauptflächen unter Ausbildung c'er Beläge metallisiert.

In Fig. 2 ist ein Kondensator in Scheibenform dargestellt, wobei die Kerbe 6 gleichzeitig mit der Hauptfläche metallisiert wird, so daß sich die Metallschicht 2a und die Metallisierung 3 der Kerbe 6 bis an den Rand 5 ergibt, /'.wischen dem Rand der Metallschicht 2a und dem Rand 5 des Kondensatorplättchens 1 kann sich eine metailfreie Fläche 4 befinden. Das ebene Plättchen 1 kann außer der dargestellten Scheibenform auch rechteckig, trapezförmig oder von beliebiger anderer Grundflächengestalt sein. Die Kerbe 6 verläuft vorteilhafterweise senkrecht zu einer Tangente des Randes 5 des Keramikplättchens 1.

In F i g. 3 ist ein Kondensator auf dem Trägerkörper 7 einer gedruckten Schaltung dargestellt. Auf der Oberfläche des Trägerkörpers 7 sind Leitungszüge 8 vorhanden, die mit einer Schicht 9 aus Lötzinn versehen sind. Der keramische Kondensator in Plättchenform wird derart auf die Oberfläche des Trägerkörpers 7 aufgelegt bzw. aufgeklebt, daß der Rand 5 mit der Kerbe 6 auf dem Endbereich eines Leitungszuges 8 zu liegen kommt. Durch den metallfreien Streifen 4 zwischen dem Rand 5 des Keramikplättchens 1 und der Metallschicht 2b ist auch nach dem Festlöten des Kondensators auf dem Trägerkörper 7 die elektrische Isolierung der beiden Kondensatorbeläge gegeneinander gegeben. Während des Lötvorganges, der beispielsweise durch Heißluft- oder Tauchlötung durchgeführt werden kann, schmilzt das Lötzinn 9 auf den metallischen Leitungszügen 8 und verbindet auf der einen Seite die Metallschicht 2b mit einem Leitungszug 8. Auf der anderen Seite fließt das geschmolzene Lötzinn 9 infolge seiner Oberflächenspannung in die mit einer Metallschicht 3 bedeckte Kerbe 6 und verbindet so die Metallschicht 2a mit dem anderen Leitungszug 8.

Der Lctvorgang wird vorteilhafterweise erleichtert, wenn der plättchenförmige Kondensator mit einem bekannten Lötlack umkleidet ist.

Es versteht sich von selbst, daß unter der oben beschriebenen gedruckten Schaltung nicht nur gedruckte Schaltungen im herkömmlichen Sinne, beispielsweise auf glasfaserverstärkten Trägerkörpern verstanden

6j werden sollen, sondern allgemein Schaltungen in Dickschicht- und/oder Dünnschichttechnik auf beliebigen, u. a. auch auf keramischen Trägerkörpern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Scheibenkondensator für gedruckte Schaltungen, bestehend aus einem ebenen Keramikplättchen, dessen beide Hauptflächen jeweils eine einen Belag des Kondensators bildende, aufgetragene Metallschicht und metallfreie Bereiche aufweisen und von denen eine als auf die gedruckte Schaltung aufzubringende Anschiußseite ausgebildet ist, und das eine weitere aufgetragene Metallschicht besitzt, die von der auf die der anschlußseitigen Hauptfläche gegenüberliegenden Hajptfläche aufgebrachten Metallschicht eines Belages bis zur anderen Hauptfläche reicht und dort von der Metallschicht des Belages beabstandet endet, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikpättchen ((} an seinem Umfang eine nach außen offene Kerbe (6) besitzt mit einer schrägen Fläche, die vollständig mit einer aufgetragenen Metallschicht (3) versehen ist und die innerhalb der Metallschicht (2a^der der Anschlußseite abgewandten Hauptfläche beginnt und schräg zum Rand (5) der anschlußseitigen Hauptfläche verläuft und dort von der hier aufgetragenen Metallschicht (2b) beabstandet endet.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die offene, schräge Kerbe (6) zu einer Tangente des Randes (5) des Keramikplättchens (1) senkrecht verläuft.

3. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe (6) beim Pressen des Keramikplättchens (t) gestaltet und nach dem Sinterbrand die Metallisierung (2a, 26, 3) der Hauptflächen und der Kerbe (6) durchgeführt wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe {6) in das gesinterte Keramikplättchen (1) eingeschliffen und anschließend die Metallisierung (2a, 2b, 3) der Hauptflächen und der Kerbe (6) durchgeführt wird.

5. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten (2a, 2b) im Siebdruckverfahren auf die Hauptflächen des Keramikplättchens (t) aufgebracht werden, wobei sich gleichzeitig die Metallschicht (3) in der offenen Kerbe (6) ausbildet.

6. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten (2a, 2b) auf die Hauptflächen des Keramikplättchens (1) und die Metallschicht (3) in der offenen Kerbe (6) im Spritzverfahren aufgebracht werden