DE2439581C2

DE2439581C2 - Abgleichbarer Schichtkondensator

Info

Publication number: DE2439581C2
Application number: DE19742439581
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 8672 Selb Fink
Original assignee: Draloric Electronic 8500 Nuernberg De GmbH; Draloric Electronic 8500 Nuernberg GmbH
Current assignee: Draloric Electronic GmbH
Priority date: 1974-08-17
Filing date: 1974-08-17
Publication date: 1982-02-18
Also published as: DE2439581A1

Description

Die Erfindung betrifft einen abgleichbaren Schichtkondensator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei derartigen Schichtkondensatoren ist der Kapazitätswert von der Dicke der Keramikschicht, von der Größe der auf die Keramikschichten aufgebrachten MetallfJächen der Beläge und von der Anzahl der metallbeschichteten, keramischen Schichten abhängig. Bei der Herstellung solcher Schichtkondensatoren ergeben sich durch die Toleranzen der Größe der aufgebrachten Metallflächen der Beläge und insbesondere durch Dickentoleranzen der Keramikschichten weite Toleranzen des gewünschten Kapazitätswertes.

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 Metallschichten der Beläge entsprechend verkleinert werden und der Kapazitätswert abnimmt. Bei zu kleinen Kapazitätswerten gibt es die Möglichkeit, durch Aufbringen von an Luftatmosphäre schnell trocknenden und dabei leitend werdende den Mstallpräparaten auf die Grundflächen die Anzahl der zum Kapazitätswert beitragenden Keramikschichten und damit den Kapazitätswert zu erhöhen.

Die bekannten Abgleichverfahren haben den Nachteil, daß Stapelkondensatoren nach dem kegeligen Ausschleifen mittels z. B. Sandstrahlverfahren nicht mehr feuchtesicher sind, da dann Metallschichten freiliegen und nur die Schichtstärke des Dielektrikums Kriechstrecke ist, so daß der kegelige Anschliff in einem weiteren Arbeitsgang mit einem glasigen Material

so 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.

In der DE-AS 16 14 429 ist ein abgleichbarer Schichtkondensator beschrieben, bei dem auf den normalerweise von Metallschichten freibleibenden Grundflächen gitterartige Leiterbahnen aufgebracht sind. Durch die Metallisierung der freien Gitterfelder kann der Kapazitätswert in Grenzen stufenweise erhöht werden.

Beim Gegenstand nach der DE-AS 16 14 591 handelt es sich darum, daß dem Abgleich dienende Teilflächen seitlich herausgeführt werden, wobei jedoch wenigstens eine zusätzliche Metallschicht (9, 15, 16) notwendig ist, die auf einer 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 Schichtkondensators — wie auch die Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen — sehr stark reduziert sind.

Aus der DE-OS 21 19 040 ist ein mehrschichtiger Kondensator mit einem ersten und einem zweiten Satz von Metallschichten entsprechend den beiden Belägen bekannt, bei dem die Metallschichten des ersten Satzes die des zweiten Satzes überlappen und durch Schichten aus dielektrischem Material von diesen getrennt sind, bei dem mindestens bei einer Metallschicht eines der beiden Sätze sich der Randbereich um ein geringeres Maß auf die entsprechende zu kontaktierende Stirnfläche des Kondensatorkörpers zuerstreckt, als andere Randbereiche dieses Satzes von Metallschichten, bei dem der kontaktierbar freiliegende Randbereich von mindestens einer zwischen den Enden des Stapels liegenden Metallschicht in einem Abstand von einer Stirnfläche des Kondensatorkörpers angeordnet wird, die die freiliegenden Endabschnitte der Metallschichten des gleichen Satzes aufweist, und bei dem Stirnfläche Stirnflächen des Kondensatorkörpers mit einem leitenden Überzug versehen wird, der den im Abstand angeordneten, zu kontaktierenden Abschnitt mit den stirnseitigen Randabschnitten der Metallschichten des gleichen Satzes verbindet.

Bei dieser bekannten Bauform eines abgleichbaren Schichtkondensators ist jedoch infolge eines Abgleichs, welcher durch elektrische Abschaltung der Abgleichsschicht, die in einem Abstand von der zugeordneten Stirnfläche des Kondensatorkörpers endet, erfolgt, das elektrische Potential dieser Schicht nicht mehr festgelegt, so daß diese Schicht einen Blindbelag bildet. Außerdem ist diese bekannte Kondensatorbauform nur in großen Schritten in ihrer Kapazität veränderbar, da beim Abschalten einer Metallschicht zwei aktive Dielektrikumsschichten für den Kapazitätswert nicht mehr wirksam sind. Daraus folgt auch, daß diese bekannte Kondensatorbauform bei niedrigen Kapazitätswerten mit weniger als vier Dielektrikumsschichten nicht angewandt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen abgleichbaren Schichtkondensator zur Verfügung zu stellen, bei dem im abgeglichenen Zustand die ursprüngliche Spannungsfestigkeit und Feuchtesicherheit gewährleistet bleibt, bei dem der Abgleich keinen Schieifvorgang erfordert, bei dem die Möglichkeit zum Abgleich von der Anzahl der Dielektrikumssschichten unabhängig, also auch bei niedrigen Kapazitätswerten mit geringer Anzahl von keramischen Schichten in engen Bereichen schrittweise möglich ist und der Keramikkörper nicht verändert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Ansprüche» 1 gelöst.

Bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, durch Unterteilung der auf eine Oberfläche einer Keramikschicht aufgebrachten Metallschicht in Haupt- und Teilflächen — die mit ars dem Metall dieser Schifchten bestehenden Anschlußflächen innerhalb von an die Stirnseiten angrenzenden Abschnitte der Seitenflächen herausgeführt sind — eine Abgleichmöglichkeit zu schaffen, indem die Leitungsherausführungen mittels Randkontaktschichten mit der Stirnkontaktfläche elektrisch verbunden werden, wo-» durch der Kapazitätswert in gezielten Stufen erhöht werden kann.

Da sich die im Bereich einer Randkontaktschicht herausgeführten Anschlußflächen und die jeweils zugeordneten Teilflächen auf dem gleichen elektrischen Potential befinden wie die Stirnkontaktschicht, ist der Abgleich problemlos.

Dabei ist es unabhängig von der Anzahl der übereinander angeordneten Keramikschichten mit Metallschichten möglich, einen Abgleich auch in engsten Kapazitätsbereichen durchzuführen und mit der Seitenkontaktschicht, wie sie bei keramischen Chipkondensatoren zum Einbau in elektronische Schaltungen notwendig ist, einen abgleichbaren Schichtkondensator zu schaffen, bei dem sich auch nach dem Abgleich keine Blindbeläge Undefinierten Potentials ausbilden.

Die Erfindung wird in der Zeichnung anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Schichtkondensators,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den in F i g. 1 dargestellten Schichtkondensator,

F i g. 3 eine Seitenansicht des in F i g. 1 dargestellten Schichtkondensators und

F i g. 4 einen Schnitt durch den in F i g. 2 dargestellten Schichtkondensator.

In Fig. 1 ist ein Schichtkondensator dargestellt, dar aus mindestens einer keramischen Deckschicht ohne Metallschichten und daran anschließenden keramischen Schichten mit Metallschichten aufgebaut ist, bei dem die beiden Kontaktierungsschichten aus den Stirnkontaktschichten 10 und daran anschließenden Randkontaktschichten 9 bestehen, welche die Metallflächen alternierend elektrisch miteinander verbinden. An den Seitenflächen 7 des Kondensators sind die Anschlüsse 5b der Teilflächen 3 und an die Stirnseiten 6 des Kondensators die Anschlüsse 5a der Hauptflächen 2 herausgeführt.

In F i g. 2 sind die Anschlüsse 56 an der Seitenfläche 7 im Bereich der Randkontaktschichten 9 parallel zu den Grundflächen 8 des Stapelkondensators dargestellt.

F i g. 3 zeigt eine Seitenansicht des Kondensators mit strichliert dargestellten Haupt- und Teilflächen 2 bzw. 3. Die Hauptflächen 2 sind mit den Anschlußflächen 4a an die Stirnseite 6 herausgeführt und dort durch die Stirnkontaktschicht 9 miteinander verbunden. Die Teilflächen 3 sind mit ihren Anschlußflächen 46 auf eine Seitenfläche 7 herausgeführt und können dort einfach durch Pinsel-, vorzugsweise Tauchmetallisierung des Kondensatorkörpers, mit den ihnen entsprechenden Kontaktschichten 9 versehen werden, über die sie mit den Stirnkontaktschichten 10 leitend verbunden werden.

In Fig.4 ist eine Keramikschicht 1 mit einer in eine Haupt- und Teilflächen 2 bzw. 3 unterteilten Metallschicht dargestellt, wobei im Kondensatorstapel derartige Schichten um jeweils 180 Winkelgrad gedreht, alternierend aufeinanderfolgen.

Bei diesen Schichtkondensatoren kann es sich um solche mit oder ohne Drahtanschlüsse handeln, wobei die Schichtkondensatoren ohne Drahtanschlüsse (Chipkondensatoren) direkt nach bekannten Verfahren in z. B. gedruckte Schaltungen eingelötet werden, während Schichtkondensatoren mit Drahtanschlüssen, welche an den Konlaktschichten elektrisch leitend befestigt sind, im Normalfall feuchtesicher umkleidet werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die in den Figuren dargestellte Ausführung der Teilflächen beschränkt.

Ergibt sich durch die Herstellungsmethode der Schichtkondensatoren beisnielsweise eine

streuung nach einer Glockenkurve von ±20% um den gewünschten Kapazitätsnennwert und soll das gesamte Fertigungslos auf ±10% Kapazitätstoleranz abgeglichen werden, so legt man das Streumaximum des Fertigungsloses vorteilhafterweise 10% unter den gewünschten Kapazitätsnennwert. Durch Wahl zweier in bezug auf die Flächenausdehnung lOprozentiger Teilflächen und einer 80prozentigen Hauptfläche je Keramikschicht, wird es möglich, auf einer Mantelfläche beispielsweise durch Tauchmetallisierung in einem Schritt den Kapazitätswert auf die gewünschten ± 10% um den Nennwert abzugleichen.

Liegt die Fertigungsstreuung in Form einer Glockenkurve bei z. B. ±10% um ein Streumaximum, so ist es sinnvoll, das Streumaximum ca. 5% unter dem Kapazitätsnennwert zu wählen, um mit in bezug auf die Flächenausdehnung 5prozentigen ΤεΠΠβςηεη in jedem Fall das gesamte Fertigungslos auf lOprozenttge Kondensatoren abgleichen zu können, wobei der größte Teil des Fertigungsloses ebenso gut auf 5% abgleichbar ist. Kondensatoren mit einer 5prozentigen und noch engeren Kapazitätstoleranz um den Nennwert sind jedoch nur bei Typ 1 — Kondensatoren (IEC-Publikation 108) interessant.

Diese Ausführungsbeispiele sind so gewählt, daß die Teilflächen gleich groß sind und der gewünschte Kapazitätswert mit der gewünschten Kapazitätstoleranz durch Abgleich auf jeder beliebigen Abgleichstelle erreicht werden kann.

Sind die Teilflächen, die an den gegenüberliegenden Außenkontaktierungen im Bereich der Randkontaktschichten 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 einfach sichtbar zu machen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Abgleichbarer Schichtkondensator, bestehend aus aufeinander gestapelten Keramikschichten, die jeweils einseitig mit mit Ausnahme einer zur Kontaktierung dienenden Anschlußfläche vom Rand beabstandeten Metallschichten der beiden Beläge versehen sind, und mindestens einer auf die freiliegende Metallschicht des Stapels aufgebrachten, den Stapel abschließenden metallfreien Keramikschicht, bei dem die Anschiußflächen der Belagschichten innerhalb zweier, jeweils einem Belag zugeordneter, verschiedener Bereiche der Stirnseiten des Kondensators freiliegend herausgeführt sind, wobei die Anschlußflächen aufeinanderfolgender Schichten abwechselnd in einem der beiden gegenüberliegenden Bereiche herausgeführt sind, bei dem jeweils mittels einer auf einem dieser Bereiche der Stirnseite des Kondensatorblockes aufgebrachten Metallschicht die in diesem Bereich liegenden Anschlußflächen der zu einem der beiden Beläge des Kondensators gehörenden Metallschichten elektrisch leitend verbunden sind und bei dem außerdem vom Rand beabstandete zum Abgleich des Kondensators dienende Metallschichten vorgesehen sind, deren Anschlußflächen an den Seitenflächen des Kondensators innerhalb von an die Stirnseiten angrenzenden Abschnitten freiliegen, dadurch gekennzeichnet, daß jede auf einer Oberfläche einer Keramikschicht (1) aufgetragene Metallschicht in eine Hauptfläche (2), die eine Metallschicht eines Belages darstellt, und in eine oder mehrere von der Hauptfläche (2) und untereinander elektrisch isolierte Teilflächen (3), die zum Abgleich des Kondensators dienen, unterteilt ist, daß die Teilflächen (3) zwischen der Hauptfläche

(2) und der dieser elektrisch zugeordneten Stirnfläche (6) angeordnet sind, daß deren Anschlußflächen (Ab) innerhalb von an diese Stirnseite (6) angrenzende Abschnitte (9) der Seitenflächen (7) herausgeführt sind und die stirnseitige Kontaktschicht (10) eines Belages den Bereich der Stirnfläche nicht mitbedeckt, an dem die Anschlüsse (5b) der diesem Belag zugeordneten, zum Abgleich dienenden Teilflächen

(3) freiliegen.

2. Abgleichbarer Schichtkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Keramikschicht (1) eine gerade Anzahl von Teilflächen (3), die zum Abgleich dienen, vorhanden ist, die symmetrisch auf beiden Seiten der zwischen ihnen durchführenden Anschlußfläche (Aa) der Hauptfläche (2) angeordnet sind und deren Anschlußflächen (^jeweils an gegenüberliegenden Seitenflächen (7) herausgeführt sind.

3. Abgleichbarer Schichtkondensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Abgleich dienenden Teilflächen (3) gleich groß sind.

4. Abgleichbarer Schichtkondensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Abgleich dienenden Teilflächen (3) ungleich groß sind.

5. Abgleichbarer Schichtkondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der ungleich großen Teilflächen (3), die zum Abgleich des Kondensators dienen, durch konische Ausbildung der Grundfläche (8) des Kondensators von außen zu ersehen ist.

6. Verfahren zum Abgleich eines Schichtkonden-

sators nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätswert durch elektrische Verbindung von Teilflächen (3) über ihre Anschlüsse (5b) mit den Stirnkontaktschichten (10) mittels Auftrages von Randkontaktschichten (9) abgeglichen wird.

7. Verfahren zum Abgleicji eines Schichtkondensators nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Randkontaktschichten (9) durch Tauchmetallisierung oder Pinselrnetallisierung zwischen den an die Stirnseiten (6) angrenzenden Abschnitten der Seitenflächen (7) und den Stirnkontaktflächen (6) aufgebracht werden.