DE2345109B2

DE2345109B2 - Keramikkondensator für Schichtschaltungen

Info

Publication number: DE2345109B2
Application number: DE2345109A
Authority: DE
Inventors: Helfried Dipl.-Ing. Dr. Deutschlandsberg Schmickl (Oesterreich)
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1973-09-06
Publication date: 1980-07-03
Also published as: LU69320A1; NL7404501A; US3914666A; ES425099A1; ATA307673A; GB1415135A; HU169393B; FR2224853A1; DE2345109A1; AT332500B; FR2224853B3; JPS5012559A

Description

Die Erfindung betrifft einen Keramikkondensator für Schichtschaltungen, welcher aus einem rohrförmigen Hohlkörper aus keramischen Dielektrikumsmaterial besteht, der auf der Außenseite zwei dort aufgebrachte, voneinander getrennte und jeweils einen Belag bildende Metallschichten aufweist und auf dessen Innenseite eine einzige zusammenhängende Metallschicht aufgebracht ist, die einen Gegenbelag zu den Außenbelägen darstellt.

Aus der DE-AS 10 18 553 ist ein rohrförmiger Keramikkondensator mit mehreren Außenbelägen und einem zusammenhängenden — einen Gegenbelag darstellenden — Innenbelag bekannt, der sich jedoch nicht zum Einsatz in Schichtschaltungen eignet, da er auf der Außenseite Verstärkungen, wie z. B. Wülste, Rippen oder dergleichen besitzt.

Aus der US-PS 27 69 944 ist ein Kondensator bekannt, welcher einen rohrförmigen Hohlkörper aus einem Dielektrikumsmaterial aufweist. Der rohrförmigc Hohlkörper besitzt auf der Außenseite zwei in Rohrachsenrk.-htung voneinander getrennte Mctallschichten zweier Beläge, an denen die Zuleitungsdrähte konl.iklieit sind. Dieser bekannte Kondensator ist wegen der Konstruktion zum Einsatz in Schichtschaltungen nicht geeignet.

Weiterhin ist aus der DE-AS 10 64 574 ein Kondensator bekannt, dessen Dielektrikum aus einem Rohr aus Keramik besteht Dieses Rohr weist eine äußere Metallschicht eines Belags und eine innere Metallschicht eines Gegenbelags auf, wobei die innere Metallschicht um eine Stirnseite des Rohres bis auf die Außenseite reicht Dieser Kondensator eignet sich zwar iür den ίο Einsatz in Schichtschaltungen, jedoch bereitet die Herstellung der Metallschicht des Innenbelages, welche um die Stirnseite des Rohres herum nach außen geführt ist, Schwierigkeiten.

Aus der DE-OS 21 02 356 ist ein Keramikkondensator ent einem als flacher Hohlkörper ausgebildeten Keramikkörper bekannt Der bekannte Kondensator weist zusammenhängende Innen- und Außenmetallschichten zweier Beläge auf, an weiche Anschlußdrähte kontaktiert sind.

Weiterhin ist aus der US-PS 30 01 106 ein Keramikkondensator mit einem rohrförmigen Keramikkörper annähernd rechteckförmigen Querschnitts bekannt Der bekannte Kondensator weist zwei äußere Metallschichten auf, an welche die Anschlußdrähte kontaktiert sind. Die auf der Innenseite befindliche Metallschicht ist mit einer der äußeren Metallschichten leitend verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Keramikkondensator für den Einsatz in Schichtschaitungen anzugeben, welcher eine große Kapazität pro Volumeneinheit aufweist Weiterhin soll der Keramikkondensator eine große Packungsdichte gewährleisten und sich für eine rationelle Massenfertigung eignen.

Diese Aufgabe wird mit einem Keramikkondensator der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlkörper einen rechteckförmigen Querschnitt besitzt und zwei einander gegenüberliegende, zueinander parallel verlaufende und eben ausgebildete breite Seiten und zwei gegenüberliegende schmale Seiten aufweist, daß die ak Beläge dienenden lötbaren Metallschichten auf der Außenseite des Körpers — in Achsrichtung gesehen — nebeneinander angeordnet und durch parallel zur Achse des rohrförmigen Körpers verlaufende Zwischenräume voneinander getrennt sind, daß die auf der Außenseite befindlichen, als Beläge dienenden Metallschichten jeweils auf eine der schmalen Seiten und auf an diese angrenzende Bereiche der breiten Seiten aufgebracht sind und daß zwischen ihnen ein Zwischenraum vorgesehen ist, der mindestens der doppelten Wandstärke des Hohlkörpers entspricht.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die schmalen Seiten derart ausgebildet, daß sie nach außen gewölbt sind und an ihren Außenflächen nach innen eingebaucht sind.

'Λ Der Keramikkondensator gemäß der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. E.« zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Keramikkondensator, F i g. 2 einen Querschnitt des Kondensators,

F i g. 3 das Ersatzschaltbild des Kondensators,
w F i g. 4 den Einbau des Kondensators in eine .Schichtschaltung,

Fig. 5 einen Kondensatorblock, der aus mehreren übereinander gestapelten Einzelkondensatoren besieht,

F i g. 6 das Fürsatzschaltbild des Kondensators nach "'· F ig. 5,

Fig. 7 den Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Kondensators.

In F i g. 1 ist ein Kondensator dargestellt, der einen

Keramikhohlkörper 1 und zwei voneinander getrennte, äußere Metallschichten 2, 3 aufweist, die als Beläge dienen.

Fig,2 stellt einen Querschnitt dieses Kondensators längs der Ebene H-II der Fig. 1 dar. Der Hohlköroer 1 aus einem keramischen PielektrikumsmateriaJ besitzt zwei einander gegenüberliegende, zueinander parallel verlaufende und eben ausgebildete breiten Seiten 4, 5 und zwei gegenüberliegende schmalen Seiten δ, 7 auf der Innenseite des Hohlkörpers ist eine zusammenhängende Metallschicht 8 angebracht, die als Gegenbelag zu des Außenbelägen dient Auf der Außenseite des Hohlkörpers 1 befinden sich die zwei voneinander getrennten MetaIJschichten 2, 3, die sich über die schmalen Seiten 6,7 und über angrenzende Bereiche der breiten Seiten 4, 5 erstrecken, jedoch einen Zwischenraum freilassen, der mindestens der doppelten Wandstärke des Hohlkörpers 1 entspricht, um einer elektrischen Entladung zwischen den äußeren Metallschichten 2,3 vorzubeugen.

F i g. 3 zeigt das Ersatzschaltbild dieses Keraniikkondensators, welcher als zwei in Serie geschaltete Einzelkondensatoren betrachtet werden kann.

F i g. 4 zeigt den Einbau dieses Keramikkondensators in eine Schichtschaltung. In der Figur ist zu erkennen, daß die äußeren Metallschichten 2, 3 mit Leiterbahnen 9, 10 einer Schichtschaltung 11 an den Seiten 12, 13 verlötet sind.

Fig.5 zeigt, wie ein Kondensatorblock, der aus mehreren Einzelkondensatoren dadurch gebildet wurde, daß ihre äußeren Metallschichten 2, 3 elektrisch

leitend und mechanisch miteinander verbunden sind, auf einer Schichtschaltung Il mit zwei Leiterbahnen 9, 10 angebracht ist,

Fi g. 6 zeigt das Ersatzschaltbild des Blockkondensators nach F i g, 5, welches als Parallelschaltung mehrerer Einheiten mit jeweils zwei in Serie geschalteter Kapazitäten aufgefaßt werden kann.

F i g. 7 zeigt im Querschnitt eine andere Ausbildung des Keramikkondensators, dessen schmale Seiten 6, 7 nach außen gewölbt sind und an ihren Außenflächen nach innen eingebaucht sind.

Insgesamt gesehen, zeichnet sich der erfindungsgemäße Keramikkondensator durch die folgenden Vorteile aus:

Er läßt sich rationell — und damit auch billig — herstellen, er zeichnet sich wegen seiner Bauform durch eine hohe Volumenkapazität aus und iäßt sich mit hoher Packungsdichte bei besonders guter elektrischer Zuverlässigkeit in Schichtschaltungen einsetzen.

Weiterhin gewährleistet die Kon?' - uktion des erfindungsgemäßen Kondensators eine Rolikeramik-Einsparung von etwa 50%. Dies rührt daher, daß der Kondensator als eine Anordnung mit einer Serienschaltung zweier Kapazitäten aufgefaßt werden kann. Dadurch wird die doppelte Spannungsfestigkeit beim erfindungsgemäßen Kondensator (Überschlagsweg entspricht zweimal der Wandstärke des Keramikkondensators) erreicht Ein vergleichbarer Kondensator üblicher Bauart müßte bei gleicher Spannuni'sfestigkeit die doppelte Keramikdicke aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Keramikkondensator für Schichtschaltungen, welcher aus einem rohrförmigen Hohlkörper aus

; keramischem Dielektrikumsmateriai besteht, der auf ! der Außenseite zwei dort aufgebrachte, voneinander j getrennte und jeweils einen Belag bildende Metallschichten aufweist und auf dessen Innenseite eine einzige zusammenhängende Metallschicht aufgebracht ist, die einen Gegenbelag zu den Außenbelägen darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (t) einen rechteckförmigen Querschnitt besitzt und zwei einander gegenüberliegende, zueinander parallel verlaufende und eben ausgebildete breite Seiten (4,5) und zwei gegenüberliegende schmale Seiten (6, 7) aufweist, daß die als Beläge dienenden lötbaren Metallschichten (2,3) auf der Außenseite des Körpers — in Achsrichtung gesehen — nebeneinander angeordnet und durch parallel zur Achse des rohrförmigen Körpers verlaufende Zwischenräume voneinander getrennt sind, daß die auf der Außenseite befindlichen, als Beläge dienenden Metallschichten (2,3) jeweils auf eine der schmalen Seiten (6, 7) und auf an diese angrenzende Bereiche der breiten Seite (4, 5) aufgebracht sind und daß zwischen ihnen ein Zwischenraum vorgesehen ist, der mindestens der doppelten Wandstärke des Hohlkörpers (1) entspricht.

2. Keramikkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen Seiten (6, 7) derart ausgebildet sind, daß sie nach außen gewölbt und an ihren Außenflächen nacn innen eingebaucht sind.

3. Keramikkondensator nach A.nspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus mehreren, mit ihren breiten Seiten aufeinanderliegend übereinandergestapelten Einzelkondensatoren mit Hohlkörpern (1) besteht, deren als Außenbeläge dienenden Metallschichten (2, 3) elektrisch leitend und mechanisch miteinander verbunden sind.