DE2513785A1 - Subminiaturisierter, fest einstellbarer kondensator - Google Patents

Description

COMPAGNIE EUROPEEME DE COIiPOSANTS EIECTROIiIQUES

128, rue de Paris

93 - MONTREUIL-SOUS-BOIS /Frankreich

Unser Zeichen; l· 957

Subminiaturisierter, fest einstellbarer
Kondensator

Die Erfindung betrifft subminiaturisierte,fest einstellbare Kondensatoren. Sie bezieht sich insbesondere auf den Kondensatortyp, bei welchem der Wert der Kapazität im
Verlauf der Einstellung vergrößert oder verkleinert werden kann, wobei der eingestellte Endwert fest ist.

Auf dem Gebiet der elektrischen Kondensatoren handelt es sich bei der Erfindung um die Klasse der einstellbaren
Kondensatoren mit kleinem Kapazitätswert, die hauptsächlich zur Feineinstellung der genauen Schwingungsfrequenz eines Oszillators oder eines abgestimmten Kreises eines
Verstärkers oder eines Filters bestimmt sind.

In diese Klasse von bekannten Kondensatoren werden insbesondere die Trimmer- und Verlängerungskondensatoren eingeordnet, deren Betriebsgleichspannung im allgemeinen

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250 Volt nicht überschreitet und deren Kapazität sich in einem begrenzten Bereich befindet, der im großen und ganzen zwischen ungefähr 1 pF und 500 pF liegt. Unter diesen Kondensatoren gibt es folgende Typen:

- Schraubkondensator, bei welchem eine Fläche eines elastischen und ebenen leitenden Belages mit Hilfe einer isolierten Einstellschraube in bezug auf eine Fläche eines anderen festen und ebenen leitenden Belages, der durch ein zwxschengeschaltetes Dielektrikum isoliert ist, eingestellt wird; die Kapazität des Kondensators ist zwischen ungefähr 0,5 pF und 15 pF einstellbar?

- Rohrkondensator, bei welchem ein Belag aus einer metallisierten äußeren Oberfläche eines Elements besteht, dessen Eindringtiefe in ein Rohr einstellbar ist, dessen Wand das Dielektrikum bildet und zur Bildung des festen Belages an seiner äußeren Oberfläche metallisiert ist; die Kapazität überschreitet kaum 60 pF, wobei ihr Minimalwert ungefähr 10% kleiner ist als ihr Maximalwert;

- Scheibenkondensator, bei welchem die ungefähr zur Hälfte metallisierte Oberfläche einer Keramikscheibe einen Belag bildet; die maximale Kapazität kann ungefähr 500 pF erreichen, wobei der Minimalwert ungefähr 20% kleiner ist als ihr Maximalwert und wobei die Einstellung durch Drehung einer Scheibe auf der anderen und die entsprechende Überdeckung der Beläge erfolgt.

Außerdem können der Differentialkondensator und der Kondensator mit zwei verdrillten isolierten Drähten genannt werden.

Es ist anzumerken, daß die Herstellung des Keramikscheibenkondensators, der eine große Kapazitätsänderung und eine hohe Maximalkapazität hat, mehr Schwierigkeiten bereitet, wenn seine Abmessungen klein sind. In diesem Fall nehmen nämlich die überlagerbaren Flächen der Beläge des Kondensators ungefähr die Hälfte der Scheibe ein, die Kapazitätseinstellung erfolgt nur mit einer Genauigkeit, die einer halben Umdrehung der Einstellwelle entspricht, und das Dielektrikum ist äußerst dünn und muß geglättet sein,

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um Unebenheiten zu vermeiden, damit die Kapazität vergrößert werden kann, und um eine luftschicht unregelmäßiger Dicke zu vermeiden, welche zwischen den Belägen ein Dielektrikum bildet.

Wenn die mit einem einstellbaren Kondensator zu versehende · Anordnung verhältnismäßig sehr klein ist, beispielsweise eine elektronische Kleinuhr, und wenn der für diesen Kondensator verfügbare Raum klein ist, bringt seine Herstellung Probleme mit sich.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines subminiaturisierten, fest einstellbaren Kondensators, der trotz seiner sehr kleinen Abmessungen eine verhältnismäßig große Gesamtänderung der Kapazität und eine Feineinstellung aufweist, die eine fest einstellbare Kapazität mit stabilem Wert zu erzielen gestattet. Außerdem hat der Kondensator nicht gewisse Nachteile der bekannten Ausführungsformen und die Änderungskurve seiner Kapazität kann vor der Montage vorbestimmt werden.

Der einstellbare Kondensator nach der Erfindung enthält, kurz gesagt, Beläge, von denen der eine zumindest teilweise aus einem elastischen leitenden Material besteht, welches in seiner der Minimalkapazität entsprechenden Form eine Kontaktfläche mit kleiner Abmessung in bezug auf den anderen Belag und eine weitere vorbestimmte Kontaktfläche in seiner der Maximalkapazität angenäherten Position aufweist, wobei die Kapazitätsänderung durch die Verformung der leitenden Oberfläche des Materials erreicht wird, welches in veränderlicher Weise entsprechend dem durch eine Einstelleinrichtung ausgeübten Druck zusammengedrückt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist ein subminiaturisierter, fest einstellbarer Kondensator, welcher zwei durch ein

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Dielektrikuni getrennte Beläge aufweist/ von denen einer eine unter der Einwirkung einer Einstelleinrichtung relativverstellbare Lage hat, hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Masse eines Belages zumindest teilweise aus elastischem Material besteht, welches dem Dielektrikum eine Fläche darbietet, und daß die durch die Einstellung erfolgende Verformung dieser Fläche den Wert der Kapazität ändert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:

Die Fig. 1 bis 3 eine schematische Darstellung der

Grundstrukturen des Kondensators nach der Erfindung,

Fig. 4 teilweise aufgebrochen eine per

spektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Kondensators nach der Erfindung,

Fig. 5 teilweise aufgebrochen eine perspek

tivische Darstellung einer abgewandelten Ausfuhrungsform des Kondensators nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Abwandlung der Ausführungsform

von Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung

einer weiteren abgewandelten Ausführungsform des Kondensators nach der Erfindung, und

Fig. 8 teilweise aufgebrochen eine perspekti

vische Darstellung des Kondensators

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in einer bevorzugten Ausführungsform für mikroelektronische Schaltungen.

Die Grundstrukturen des fest einstellbaren Kondensators sind in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, in denen gleiche Funktionsteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

So bezeichnet die Bezugszahl 1 einen der beiden Beläge, der vorzugsweise fest ist; die Bezugszahl 2 bezeichnet das Dielektrikum; die Bezugszahl 3 bezeichnet den zweiten Belag aus elastischem Leitermaterial; und die Bezugszahl 4 bezeichnet die auf einen der beiden Beläge einwirkende Einstelleinrichtung.

In Fig. 1 ist der feste Belag 1 eben und ein starres Dielektrikum 2 ist ihm überlagert. Der elastische leitende Belag 3 hat die Form einer Halbkugel und ein Punkt ihrer Oberfläche berührt die Oberfläche des Dielektrikums 2; diese Stellung entspricht der minimalen Kapazität. Unter der Einwirkung der Einstelleinrichtung 4 wird in der zu der Oberfläche des Dielektrikums 2 senkrechten Richtung ein Druck auf die ebene Fläche des Belages 3 ausgeübt. Der Druck drückt den Belag 3 zusammen und die Kugelfläche breitet sich durch Verformung auf der Oberfläche des Dielektrikums 2 aus und verändert auf diese Weise den Wert der Kapazität des auf diese Weise gebildeten einstellbaren Kondensators.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Grundausführungsform von Fig. 1. Sie unterscheidet sich durch die Tatsache, daß der elastische Belag aus einem elastischen Metall- oder Kunststoffteil 30 besteht, welches von einem überzug aus leitendem elastischen Material 3 umhüllt ist, das durch den von der Einstelleinrichtung 4 ausgeübten Druck verformbar

Fig. 3 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform, bei

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welcher der starre Belag 1 unter der Einwirkung der Einstelleinrichtung 4 einen Druck auf ein verformbares ebenes Dielektrikum 2 ausübt, welches auf einer Fläche eines leitenden elastischen Belages 3 angeordnet ist. Unter der Einwirkung dieses Druckes wird die aus den Teilen 2 und 3 bestehende Anordnung verformt und nimmt die vorteilhafterweise abgerundete Form des starren Belages 1 an. Die Änderung der Kapazität des Kondensators hängt von dem durch die Einstelleinrichtung 4 auf den Belag 1 ausgeübten Druck ab.

Es ist zu erkennen, daß die oben genannten Bauteile hauptsächlich in Abhängigkeit von dem verwendeten Material unterschiedlich ausgeführt werden können.

Die leitende Masse des unverformbaren Belages 1 besteht beispielsweise aus einem leitenden Metall, wie etwa Messing, Kupfer oder Silber, welches den Belag bildet oder aber in Form einer leitenden metallischen Schicht, vorzugsweise aus Silber, direkt auf eine der Flächen des vorzugsweise aus Keramik bestehenden Dielektrikums aufgebracht ist.

In diesem Fall ist diese Schicht auf einem starren Dielektrikum mit der erforderlichen Konfiguration herstellbar. Diesem Belag wird eine von der gewählten Ausführungsform abhängige Form gegeben, beispielsweise rechteckig, quadratisch oder kreisförmig, und der Belag hat zumindest eine ebene oder kugelige Fläche. Dieser Belag hat vorzugsweise Einrichtungen zum Anschließen und/oder Befestigen des Kondensators an einer zugeordneten Schaltung.

Das Dielektrikum 2 wird, je nach Lage des Falles, entweder aus starrem Material, vorzugsweise Keramik, oder aus verformbarem Material hergestellt, wie beispielsweise einem Kunststoff, dessen Dielektrizitätskonstante keinen hohen Wert hat.

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Ein metallisches Oxid, wie beispielsweise durch anodische Oxydation erhaltenes Tantaloxid oder durch thermische Oxydation erhaltenes Siliziumoxid bildet in manchen Fällen das starre Dielektrikum.

Da dielektrische Material wird in Abhängigkeit von der gewünschten Dielektrizitätskonstanten gewählt, die im allgemeinen zwischen k = 2 (Teflon), K = 11 (Tantaloxid) und sogar k = 120 (Titandioxid) liegt; es kann durch jede andere Verbindung gewählt werden, die ein keramisches Dielektrikum bildet. Wenn dieses Dielektrikum eine Form haben soll, die unter der Einwirkung des empfangenen Druckes veränderbar ist, wird das Material so gewählt, daß es die erforderliche Nachgiebigkeit aufweist. Außerdem hängt die Wahl des dielektrischen Materials von den gewünschten Temperaturkompensationskenndaten sowie von dem Temperaturbereich seiner Benutzung ab.

Der Belag 3, der den Wert der Kapazität einzustellen gestattet, besteht aus einer elastischen leitenden Masse, die vorzugsweise durch eine Druckkraft und gegebenenfalls durch eine Zugkraft verformbar ist. Die verlangte Charakteristik dieser Masse.ist eine elastische Biegsamkeit, welche das Verändern zumindest einer ihrer Flächen unter der Einwirkung von Druck erlaubt, wobei diese Fläche zunehmend ihre Ausgangsform wieder annimmt, wenn der durch die Einstelleinrichtung ausgeübte Druck abnimmt.

Das zum Herstellen dieses Belages 3 verwendete elastische Material ist beispielsweise ein Gummi, der leitend gemacht ist oder aber einen leitenden überzug trägt.

In gewissen Fällen ist es vorteilhaft, wenn das elastische Material verhältnismäßig weich ist, beispielsweise um seiner Verformung weniger Widerstand entgegenzusetzen; eine steifere Elastizität dieser leitenden Masse wird durch Armieren derselben mit einem in diese Masse eingebetteten Kunststoff- oder Metallstück 30 erzielt.

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Zwei Beispiele von gewölbten elastischen Belägen, die auf einem ebenen Dielektrikum flachgedrückt werden können, sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt.

Die Verwendung eines elastischen Materials ermöglicht die Benutzung eines insgesamt ebenen keramischen Dielektrikums, dessen mit diesem Belag in Berührung kommende Fläche in einem nach dem Brennen ungeschliffenen Zustand ist, was einen unleugbaren industriellen Vorteil darstellt.

Die Einstelleinrichtung 4 besteht vorzugsweise aus einem Teil,welches sich auf einer der Flächen der beiden Beläge derart abstützt, daß es auf dieselbe direkt oder über ein Zwischenstück eine Druckkraft ausübt, die beispielsweise durch den Antrieb einer Einstellschraube erzielt wird. Dieser Antrieb besteht gegebenenfalls aus einem Teil mit Positionen zum Einstellen durch Niederdrücken oder unter der Einwirkung der veränderlichen Zugspannung einer Feder.

Außerdem ist jeder Belag 1 bzw. 3 mit einem elektrischen Anschluß verbunden, welcher an seinem äußeren Ende für den Anschluß an eine zugeordnete Schaltung mit einem gekrümmten Teil versehen ist, der seine Biegsamkeit verbessert.

Es ist zu bemerken, daß bei den oben genannten Grundstrukturen ein einziger Belag aus Keramikmaterial hergestellt ist, wobei die Elastizität des anderen Belages sowie die den elektrischen Verbindungen gegebene Elastizität die Zerbrechlichkeit der bekannten Ausführungsformen vermeidet. Die Kondensatoren nach der Erfindung halten ohne Nachteile Schwingungen, Stöße oder sogar plötzliche Beschleunigungen aus. Außerdem bleiben derartige mechanische Beanspruchungen ohne Auswirkung auf den Wert der Kapazität, die nach dem Festlegen der Einstelleinrichtung 4, beispielsv/eise durch einen kleinen Klebstoff- oder Farbtropfen, eingestellt ist.

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Nachdem auf diese Weise oben die Grundausführung des einstellbaren Kondensators nach der Erfindung sowie die Grundausführung seiner Hauptbauteile dargelegt worden ist, werden nun bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.

Ein erstes Beispiel zeigt in perspektivischer Ansicht, teilweise aufgebrochen, Fig. 4. Diese Ausführungsform entspricht einer Grundstruktur, die der in Fig. 2 dargestellten nahekommt.

Betrachtet man Fig. 4 von unten nach oben, so erkennt man nacheinander:

- eine metallische Verbindung 12, welche eine Scheibe 10 trägt, die ausreichend dick ist, damit in ihrem Mittelpunkt eine öffnung 11 angebracht werden kann; diese Öffnung wird durch Drücken hergestellt und wirkt mit dem Außengewinde einer Einstellschraube 4 zusammen; bei anderen Ausführungsformen ist in diese öffnung 11 ein Innengewinde geschnitten;

- auf der Scheibe 10 ist eine dielektrische Platte 2 angeordnet, die mit einer zentralen Öffnung 21 zum Hindurchführen der Einstellschraube 4 versehen ist. Die Fläche der Platte 2, die auf der Scheibe 10 ruht, ist metallisiert und bildet den festen Belag 1. Die dielektrische Platte 2 besteht aus unbearbeiteter gebrannter Keramik und hat eine Dicke von ungefähr 10,4 mm,einen äußeren Durchmesser von ungefähr 5 mm, während der Durchmesser ihrer öffnung 21 ungefähr 1,2 mm beträgt;

- der verformbare Belag 3 hat die Form einer Schale, in deren Boden eine öffnung 31 gebohrt ist. Diese Schale besteht aus einer runden Metallscheibe, welche elastische divergente Radien hat und in einen leitenden Gummi eingebettet ist; auf diesen Gummi wirkt einerseits die Berührung mit dem Dielektrikum 2 an dem äußeren Umfang der öffnung und andererseits die Berührung an den äußeren Rändern der Schale mit einem elektrischen Anschluß 5 ein;

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- der Anschluß 5 besteht aus einer Scheibe,- die mit einem zentralen Loch 51 versehen und durch einen Anschluß 53 verlängert ist, welcher mit einem gekrümmten Teil 52 versehen ist, um ihm iiu Verlauf seiner Verschiebung eine größere Elastizität zu geben. Die Dicke der Scheibe 5 ist so groß, daß ein durch die Einstelleinrichtung 4 auf sie ausgeübter und auf den Rand der den Belag 3 bildenden Schale übertragener Druck deren leitende Masse verformt und gegen den festen Belag 1 drückt;

- die Einstelleinrichtung 4 besteht aus einer Schraube aus Isolierstoff, beispielsweise aus Nylon, mit einem Durchmesser und einer Gewindesteigung, die der öffnung 11 der Scheibe 10 angepaßt sind.

Pig» 4 zeigt, daß die Einstellung der Kapazität hauptsächlich durch die Veränderung der Entfernung zwischen den Belägen erfolgt, d.h. durch Annähern oder Entfernen der Innenfläche des elastischen Belages 3 von der Oberfläche des Dielektrikums 2, welches mit seinem Belag 1 auf der Anschlußscheibe 10 angeordnet ist, wodurch die den Hauptteil der Kapazität festlegende Äbstützflache verändert wird. Die Verschiebung erfolgt unter der Einwirkung der Scheibe 5, deren Abstand in bezug auf den festen Belag 1 durch die Anzahl von Umdrehungen erzielt wird, die der Einstellschraube 4 gegeben werden. Die Feinheit der Einstellung hängt von der Gewindesteigung ab.

Ein Isolierstück 13 ist verschiebbar auf der Verbindung 12 gelagert. Dieses Isolierstück ist mit der Scheibe 5 fest verbunden und dient zum Aufrechterhalten der relativen Lage der Scheiben 10 und 5. Die äußeren Enden dieser Anschlüsse, die in dem oberen Teil von Fig. 4 sichtbar sind, dienen zum Anschließen an Teile einer zugeordneten Schaltung.

Der fest einstellbare Kondensator gemäß der beschriebenen

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Ausführungsform zeichnet sich durch die Einfachheit der verwendeten Teile und ihrer Montage aus, was sich durch niedrige Herstellungskosten ausdrückt. Außerdem ermöglicht seine Konzeption die Herstellung eines Subminiaturkondensators, der so kleine Abmessungen hat, daß er in äußerst kleinen Räumen verwendet werden kann, wie beispielsweise im Innern einer elektronischen Kleinuhr.

Bei einer nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform wird das Dielektrikum in Form einer Keramikplatte nicht verwendet. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist die gewölbte Oberfläche des verformbaren Belages 3 mit einem sehr dünnen verformbaren Dielektrikum überzogen, beispielsweise aus "PARYLENE". Die Änderung der Kapazität erfolgt in einer Weise, die der in Fig. 4 dargestellten analog ist.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Diese Ausführungsform ist ausgeklügelter und einfacher zugleich.

Der Kondensator ist in einem zylindrischen Gehäuse 40 montiert, dessen Deckel durch die Einstelleinrichtung aus Isolierstoff gebildet ist. Am Boden des Gehäuses ist ein Metalldraht 1 angeordnet, der derart zickzackförmig gebogen ist, daß er den Boden des Gehäuses bedeckt und auf diese Weise eine dem anderen Belag 3 zugewandte Fläche bildet. Der Draht 1 ist ein Tantaldraht, dessen Oberfläche mit Tantaloxid bedeckt ist, welches das Dielektrikum bildet. An der Seele 9 eines äußeren Endes dieses Drahtes ist mit leitendem Klebstoff ein Ausgangsanschluß 12 angeklebt. Dieser Ausgangsanschluß tritt durch eine öffnung 41 aus dem Gehäuse 40 aus. Der verformbare Belag 3 aus elastischem, vorzugsweise leitendem Material besteht aus einer Scheibe, die auf der Fläche angeordnet ist, welche durch die Tantaloxidschicht des Drahtes 1 gebildet ist. Die in Fig. 5 obere Fläche der Scheibe 3 ist mit einer leitenden Schicht überzogen. Zwischen dieser oberen

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Fläche und der ebenen Fläche des unteren Endes einer Schraube 4 ist ein Ausgangsanschluß 5 angeordnet, der über eine weitere öffnung 42 die Wand des Gehäuses 40 durchquert. Dieser Anschluß 53 hat einen die Scheibe 5 bildenden ebenen Teil, auf welchem sich die ebene Fläche der Schraube 4 abstützt. Durch Drehen der Schraube 4 wird die Kapazität eingestellt.

Es ist zu bemerken, daß die Einstellschraube 4 außerdem als Deckel für das Gehäuse 40 dient. Dieser Deckel kann auf Gewinde aufgeschraubt werden, die entweder innen oder außen an den Wänden des Gehäuses vorgesehen sind.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der Ausfuhrungsform von Fig. 5, bei welcher die beiden Beläge rohrförmig und konzentrisch sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Boden des Isoliergehäuses 40 mit einem Innengewinde 43 für die ebenfalls aus Isolierstoff bestehende Einstellschraube 4 versehen. In das Gehäuse 40 ist der Tantaldraht 1 in Form einer Wendel mit aneinanderliegenden Windungen eingeführt, wobei die Seele eines äußeren Endes des Drahtes mit einem Ausgangsanschluß 12 verbunden ist. Zwischen den Windungen und der Einstellschraube 4 ist das leitende verformbare Material 3 angeordnet, welches einen Ausgangsanschluß 53 hat. Ein Teil der Schraube 4, der in das Gewinde 43 eingeschraubt ist, hat einen konstanten Durchmesser, und auf dem anderen Teil der Schraube ist ein Teil 44 angebracht, welches einen bis zu einer von dem Schraubenkopf unabhängigen Unterlagscheibe 45 zunehmenden Durchmesser hat, so daß durch das Eindringen der Schraube 4 der verformbare Belag 3 zusammengedrückt und auf diese Weise die Kapazität verändert wird.

Bei einer in den Zeichnungen nicht dargestellten weiteren abgewandelten Ausführungsform wird der Tantaldraht im Innern des Gehäuses 40 so angeordnet, daß er eine Schraubenlinie mit veränderlicher Steigung bildet. Die Einstelleinrichtung 4 enthält dann einen Schraubteil aus verformbarem

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Material, welcher einen metallischen Mittelteil umhüllt, der in dem Kopf der Einstellschraube endigt. Dieser Kopf ist mit einem Anschlußdraht verbunden, welcher einige Windungen aufweist, damit die Einstellschraube ohne Nachteile gedreht und auf diese Weise durch das Eindringen der Schraube das Verändern der Kapazität des Kondensators ermöglicht wird.

Noch eine weitere Ausführungsform ist in perspektivischer Darstellung in Fig. 7 angegeben. Bei dieser Ausführungsform verwendet man ebenfalls einen Tantaldraht als festen Belag 1, wobei das Dielektrikum 2 aus Tantaloxid besteht, welches durch Elektrolyse an der Oberfläche dieses Drahtes hergestellt wird. Dieser Belag ist mit einem Anschluß 12 verbunden, welcher an die Seele des Drahtes mit einem leitenden Klebstoff angeklebt ist. Das Montageteil ist eine Platte 6, die zu einem "U" mit langgestreckten Schenkeln umgebogen ist, zwischen die ein Teil 4 eingepreßt werden kann, welches auf diese Weise in dem Teil 6 durch Haftreibung festgehalten wird. Die Teile 4 und 6 bestehen beispielsweise aus Kunststoff. Zwischen dem Einstellteil 4 und dem Tantaldraht 1, der auf dem Boden des "U" angeordnet ist, befindet sich das leitende verformbare Material 3, welches mit einer metallischen Einlage verbunden ist, die einen Anschluß 53 bildet. Der Anschluß ist an der Stelle 52 mit einem gebogenen Teil versehen, wodurch das Teil 4 verschoben werden kann, ohne daß eine Beanspruchung auf den Anschluß 53 übertragen wird. Eine Seite des Teiles 6 und die entsprechende Seite des Teiles sind mit versetzten Öffnungen 7 und 8 versehen, welche das Einstellen der Kapazität durch Zusammendrücken des verformbaren Belages 3 ermöglichen.

Bei entsprechender Wahl von Materialien und von Schutzvorkehrungen für die das Dielektrikum bildende Tantaloxidschicht des Drahtes 1 ist eine für eine Serienfertigung geeignete Ausführung möglich. In diesem Fall wird eine gewisse Anzahl

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von Kondensatoren parallel in einem Streifen hergestellt, der anschließend in mehrere Elementarkondensatoren zerschneidbar ist.

Die bevorzugte Ausführungsform des einstellbaren Kondensators, der in Verbindung mit Mikroelektronikschaltungen verwendet wird, ist in Fig. 8 dargestellt. Der Kondensator wird beispielsweise auf einem Substrat 20 einer Hybridschaltung hergestellt, und auf diesem Substrat sind zwei Leiterbahnen 12 und 54 angeordnet worden. Auf die Bahn 12, welche einen ersten Ausgang bildet, und auf das Substrat 20 ist mit einem leitenden Klebstoff eine Siliziumscheibe geklebt, welche den Belag 1 bildet. Die Oberfläche dieser Scheibe ist mit Siliziumoxid bedeckt, mit Ausnahme des Berührungspunktes mit der Bahn 12, und diese oxydierte Oberfläche bildet das Dielektrikum 2. Auf derjenigen Fläche des Dielektrikums 2, die der mit der Bahn 12 in Berührung befindlichen gegenüberliegt, ist ein Anschlußkontakt 53 angeordnet, welcher mit der Bahn 54 verbunden ist, welche einen zweiten Ausgang bildet. Dieser Anschluß 53 stellt den Kontakt mit dem verformbaren Belag 3 her und seine Oberfläche ist so klein wie möglich, um die Restkapazität des Kondensators zu minimieren.

Der verformbare Belag 3 besteht aus einer kugelförmigen oder abgeplatteten Linse aus leitendem oder mit einem leitendem Überzug versehenem elastischem Material, welches auf dem Dielektrikum 2 unter der Einwirkung des durch eine Einstelleinrichtung 4 ausgeübten Druckes ausgebreitet werden kann. Diese Einstelleinrichtung 4 besteht aus dem Deckel, der in das innen oder außen an einem Zylinder 40 vorgesehene Gewinde schraubbar ist, welcher aus isolierendem Kunststoff besteht und mit isolierendem Klebstoff auf das Substrat 20 um die Scheibe 1 herum geklebt ist.

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Die Abmessungen eines in Fig. 4 dargestellten Kondensators betragen z.B. ungefähr: Höhe 2,5 mm, Durchmesser 5 mm;
seine technischen Kenndaten sind im wesentlichen:

- zwischen ungefähr 8 pF und 40 pF veränderliche Kapazität;

- Betriebstemperaturbereich: -20 °C bis +70 °C; und

- Art des Dielektrikums: Keramik mit einer Dielektrizitätskonstanten von 600 und einem definierten Temperaturkoeffizienten.

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Claims (18)

1. Patentansprüche

   Subminiaturisierter, fest einstellbarer Kondensator mit zwei durch ein Dielektrikum getrennten Belägen, von denen einer eine Relativposition hat, die unter der Einwirkung eines Druckes verstellbar ist, der durch eine Einstelleinrichtung gesteuert wird, welche den Abstand zwischen den Belägen verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile des Kondensators subminiaturisiert sind, daß die leitende Masse eines Belages (3) zumindest teilweise aus einem elastischen nichtmetallischen Material besteht, welches eine Seite mit durchgehender Oberfläche dem Dielektrikum (2) darbietet, und daß der Druck, der mittels der Einstelleinrichtung (4) übertragen wird und dabei eine reversible Verformung des Materials dieser Seite hervorruft, sich durch eine Veränderung der Kapazität ausdrückt.
2. 2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der reversibel verformbare elastische Belag (3) und das Dielektrikum (2) zwischen einer festen unverformbaren Fläche und einer beweglichen unverformbaren Fläche angeordnet sind, die durch die Einstelleinrichtung (4) in einer zu den Flächen senkrechten Richtung verschiebbar ist, von denen eine den unverformbaren Belag (1) bildet, und daß jeweils mit dem einen bzw. anderen Belag ein Ausgangsanschluß verbunden ist.
3. 3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer minimalen Berührungsfläche einer Seite des Dielektrikums (2) mit dem die bewegliche Fläche bildenden Belag eine minimale Kapazität entspricht, und daß einer maximalen Berührungsfläche eine maximale Kapazität entspricht, wobei die Fläche der anderen Seite des Dielektrikums mit dem anderen Belag in Berührung ist.

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4. 4·. Kondensator naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unverformbare Belag (1), der eine mit dem elastischen Belag (3) zusammenwirkende beliebige Form hat, eine metallisierte Seite aufweist, die mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist.
5. 5. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unverformbare Belag (1) ein Dielektrikum aufweist, welches aus einer Oxidschicht besteht.
6. 6. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum ein Keramikmaterial ist.
7. 7. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Belag (3) einem biegsamen Dielektrikum (2) zugeordnet ist und daß diese Anordnung durch den unverformbaren Belag (1) unter der Einwirkung der Einstelleinrichtung (4) verformbar ist.
8. 8. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Belag (3), der eine gewählte Form hat, beispielsweise mit einer konvexen Seite, ein Leitermaterial (30) enthält, welches in Gummi eingebettet ist.
9. 9. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Masse des verformbaren elastischen Belages verstärkt ist.
10. 10. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsanschlüsse (12, 53) jeweils eine Kontaktscheibe (5, 10) aufweisen, von denen eine durch eine Anschlußverbindung verlängert ist, die mit einer Elastizitätsfalte (52) versehen ist.
11. 11. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (4) aus einer Schraube besteht, die isolierend ist, wenn sie die Bauteile eines Kondensators zusammenhält, und die metallisch ist, wenn sie den unverform-

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    baren Belag bildet.
12. 12. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile des Kondensators sind: eine leitende Scheibe (10), welche die feste Fläche bildet und mit einer·Zusammenbauöffnung (11) und mit einer Anschlußverbindung (12) versehen ist; eine weitere leitende Scheibe (5), welche die bewegliche Fläche bildet und mit einem Ausgangsanschluß (53) mit einer Elastizitätsfalte (52) und mit einer zentralen öffnung (51) versehen ist; ein fester Belag (1), welcher aus einer Metallisierungsschicht auf der mit der Scheibe (1G) der festen Ebene in Kontakt befindlichen Seite einer Keramikplatte besteht,die mit einer zentralen öffnung (21) versehen ist und das Dielektrikum (2) bildet; die gewölbte Scheibe eines verformbaren elastischen Belages (3), deren zentrale Öffnung (31) auf dem Dielektrikum angeordnet ist, während der Rand des Belages (3) mit der Scheibe (5) der beweglichen Fläche in Berührung istj und eine isolierende Montageschraube (4), welche durch die zentralen öffnungen (51, 31, 21) hindurchgeführt und in die Zusammenbauöffnung (11) entsprechend der Einstellung der Kapazität eingeschraubt ist.
13. 13. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile des Kondensators sind: ein Isoliergehäuse (40), welches mit Durchführungsöffnungen (41, 42) für die Ausgangsanschlüsse (12, 53) versehen ist; ein Tantaldraht, der, in aneinanderliegenden Zickzackwindungen auf dem Boden des Gehäuses angeordnet, den unverformbaren Belag (1) bildet, welcher mit einem Ausgangsanschluß (12) verbunden ist; eine Tantaloxidschicht, die auf diesem Draht gebildet ist und das Dielektrikum (2) bildet; die leitende Masse des verformbaren Belages (3), die auf dem Tantaldraht angeordnet und mit einer Scheibe (54) eines weiteren Ausgangsanschlusses (53) bedeckt ist; und der Schraubdeckel des Gehäuses, der die Einstelleinrichtung (4) des Kondensators bildet.

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14. 14. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator ein Rohrkondensator ist, daß der unverformbare Belag (1) ein Tantaldraht ist, der eine in einem Isoliergehäuse (40) mit aneinanderliegenden Windungen angebrachte Wendel bildet, daß das Dielektrikum

    (2) durch die oxydierte Oberfläche des Drahtes gebildet ist, und daß die leitende Masse des verformbaren Belages

    (3) durch eine Einstellschraube (4) verformt wird, die einen Teil (44) mit veränderlichem Durchmesser hat.
15. 15. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusammenbauteil des Kondensators aus einem U-förmigen Teil (6) besteht, daß der unverformbare Belag (1) und das Dielektrikum (2) aus einem Tantaldraht bestehen, der mit einer Tantaloxidschicht bedeckt ist, und daß der elastische Belag (3) auf diesem Draht angebracht ist und durch ein zwischen den U-Schenkeln gehaltenes Einstellteil (4) zusammengedrückt wird.
16. 16. Kondensator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Batterie von parallelen Elementarkondensatoren mit einem einzigen U-Teil hergestellt ist, und daß diese Kondensatoren abtrennbar sind.
17. 17. Kondensator nach Anspruch 2, der in Verbindung mit einer Mikroelektronikschaltung verwendet wird, deren Substrat als Befestigungsbasis für den Kondensator dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (20) auf einer Seite zwei Leiterbahnen aufweist, welche über ein Gehäuse (40) aus Isolierstoff überstehen, welches den Kondensator umschließt, daß eine erste Leiterbahn (12) mit einer Seite einer Siliziumscheibe verbunden ist, die auf dem Substrat befestigt ist und den unverformbaren Belag (1) bildet, daß die oxydierte Fläche ihrer anderen Seite das Dielektrikum (2) bildet, welches durch einen Ausgangsanschluß (53) mit der anderen Leiterbahn (54) verbunden ist, und daß der elastische Belag (3) die Form einer bikonvexen

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    Linse hat, deren eine Seite auf dem Dielektrikum (2) und auf dem Ausgangsanschluß (53) angeordnet ist, während ihre andere Seite einem veränderlichen Druck der Einstelleinrichtung (4) ausgesetzt ist, die durch einen Schraubdeckel des Gehäuses gebildet ist.
18. 18. Anordnung mit einem Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator in die Oszillatorschaltung einer elektronischen Kleinuhr eingebaut ist»

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