DE2927011C2

DE2927011C2 - Chip-Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2927011C2
Application number: DE2927011A
Authority: DE
Inventors: John Taylor Bennington Vt. Ogilvie; David Gale Williamstown Mass. Thompson
Original assignee: Sprague Electric Co
Current assignee: Sprague Electric Co
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1979-07-04
Publication date: 1985-08-08
Also published as: CA1131724A; GB2027274A; GB2027274B; US4247883A; DE2927011A1; JPS6212651B2; JPS5521194A

Description

Die Erfindung betrifft einen Chip-Kondensator gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Gekapselte Chip-Kondensatoren mit externen Anschlüssen sind bekannt. Im allgemeinen haben diese Anschlüsse die Form von Endkappen, die eingepaßt über die Enden der Einheit geschoben sind. Bei sehr kleinen Chip-Kondensatoren wird jedoch die Ausrichtung und die Verbindung der Endkappen, sowohl in elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht, ein Problem. Es sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden, um diese Probleme zu vermeiden. So ist beispielsweise aus der US-PS 40 64 611 die Verwendung von Schablonen bekannt, die ein halbautomatisches Herstellungsverfahren ermöglichen. Ein anderes Verfahren besteht darin, daß man die Einheit in einem Metallgehäuse unterbringt, die elektrischen Anschlüsse herstellt, das Gehäuse mit cinem Kapselmaterial füllt und am Schluß einen Teil des Gehäuses wegschneidet.

Die DE-OS 22 33 809 betrifft elektrische Kondensatoren, insbesondere Wickelkondensatoren, die in einem Gehäuse mit einer Vergußmasse vergossen werden.

Dem in dieser Veröffentlichung offenbarten Kondensator liegt die Aufgabe zugrunde, die Anschlußdrähte eines in einer Umhüllung vergossenen Kondensators festzulegen, ohne daß zusätzliche Verfahrensschritte erforderlich sind und ohne daß die Anschlußdrähte eine besondere Ausbildung haben müssen. Dies wird dadurch gelöst, daß die Umhüllung aus einem Gehäuse und einem Deckel besteht, daß das Gehäuse Einschnitte besitzt, durch die die Anschlußdrähte geführt sind und daß der Deckel zwei den Einschnitten entsprechende Ansätze besitzt, die in die Einschnitte des Gehäuses eingreifen und die Anschlußdrähte dort festlegen. Vorteilhafterweise sind die Einschnitte in dem Gehäuse dreieckförmig ausgebildet und die Ansätze am Deckel haben die Form von abgestumpften Dreiecken.

bo Die DE-AS 22 43 877 offenbart einen Kondensator, der an seinen Enden metallische, U-förmige Kappen aufweist. Diese Endkappen bilden die Anschlußelektroden. die auf einem Kondensatorkörper mittels eines Klebstoffes oder ähnlichem nach der Herstellung des

b5 Kondensatorkörpers von außen aufgebracht werden.

Ein Chip-Kondensator mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in der DE-OS 27 03 84d offenbart.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Chip-Kondensator zu schaffen, der eine automatische Herstellung auch bei kleinen Einheiten bei guter elektrischer und mechanischer Verbindung der Anschlüsse ermöglicht

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäß ausgebildeten Chip-Kondensators anzugeben. Diebe Aufgabe wira durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig.! die Ansicht von Kondensatorkörpern in einem durch die Anoden- und die Kathodenanschluß-Schienen gebildeten Kanal vor der Kapselung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Anodenanschlusses,

Fig.3 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Chip-Kondensators.

Die F i g. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Stufe >n dem Verfahren zur Herstellung der Kondensatoren. Es sind langgestreckte L-förmjge Metallschienen 21 und 22 vorgesehen, von denen Teile den Anodenanschluß Ii und den Kathodenanschluß 12 bilden. Diese Schienen sind derart zueinander angeordnet, daß sie einen konstant breiten Kanal bilden und die Kondensatorkörper 13 zwischen sich aufnehmen können. Die Kathodenverbindungen 14 werden durch einen leitfähigen Kleber oder durch Lötmaterial hergestellt Die Anodendrähte 18, die an einer gemeinsamen nicht dargestellten Verfahrensschiene angebracht sind, werden kammartig durch die Schlitze 15 eingeführt und mit der Schiene am unteren Ende des jeweiligen Schlitzes verschweißt, wodurch die Körper ausgerichtet werden. Danach werden die überstehenden Teile der Drähte entfernt. Die abgebogenen Kanten bzw. Lippen 17 dieser Schienen werden in der Kapselung eingebettet und verbinden die Einheit mit ihr. Danach werden die Einheiten z. B. durch Aufschneiden zwischen den Körpern getrennt, wie es durch die gestrichelte Linie 19 angezeigt ist, wobei die Anodenschlitze 15 als versetzte Ausrichtpunkte dienen können.

In der Fig.2 beziehen sich die Bezugsziffern 11 und 12 auf den Kathoden- bzw. Anodenanschluß von im wesentlichen L-förmigem Querschnitt, die sich gegenüberstehen. Sie weisen jeweils eine horizontale und eine vertikale Metallplatte auf, die in einem rechten Winkel entlang einer gemeinsamen Kante miteinander verbunden sind. Ein nicht genau dargestellter Kondensatorkörper ist zwischen ihnen vorgesehen und elektrisch mit ihnen verbunden. Der Anodenanschluß 12 weist in der als erste Stirnfläche dienenden senkrechten Metallplatte einen an der oberen Kante beginnenden und nach der gemeinsamen Kante hin verlaufenden Schlitz 15 auf, der den Anodenleiterdraht 18 aufnimmt. Die stirnseitigen und längsseitigen Kanten beider Anschlüsse sind nach innen gebogen, um Sperrlippen 17 auszubilden, die in der Kapselung 16 eingebettet sind.

Wie die F i g. 3 zeigt, besitzen sowohl der Anodenanschluß 11 als auch der Kathodenanschluß 12 im wesentlichen L-förmigen Querschnitt und stehen sich beabstandet gegenüber. Zwischen ihnen ist ein Kondensatorkörper 13 angeordnet. Der Anodenanschluß hat in seinem rückwärtigen Teil einen Schlitz 15, durch den sich der Anodendraht 18 erstreckt, wobei die Verbindung zu der Anode an dem bodenseitigen Teil des Schlitzes 15 durchgeführt wird. Der Kathodenanschluß 14 wird mit dem anderen Anschluß hergestellt Der Kondensatorkörper und der innere Teil des Anodenanschlusses wird von dem kapselnden Material 16 umgeben, wobei die abgebogenen Sperrlippen 17 der Anschlüsse in dieser Kapselung eingebettet sind Die Kapselung schneidet nicht bündig mit den Metallplatten der Anschlüsse in ein und derselben Ebene parallel zu der Kondensatorseitenfläche ab, sondern erhebt sich leicht Ober ihnen.

Es folgt nun eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele des Herstellungsverfahrens. Entsprechend dem beanspruchten Verfahren werden zwei Metallschienen von im wesentlichen L-förmigem Querschnitt auf einer Basis angeordnet, derart, daß sie mit konstantem Abstand beabstandet gegenüberstehend einen Kanal bilden und den Kondensatorkörper mit einem festen Elektrolyten oder andere Kondensatorkörper aufnehmen können. Die Basis ist eine Bearbeitungsvorrichtung, die aus einem Material hergestellt ist, das nicht an dem kapselnden Material anhängt Sie kann beispielsweise durch eine Platte gebildet werden, die zwischen den Anschlüssen einen Abstandshalter aufweist. Die Schlitze verhindern, daß das kapselnde Material die Anschlußbereiche der Anschlüsse mit den Schalttafeln nachteilig beeinflußt. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Bearbeitungsvorrichtung aus einem Stück bestehen, das in der Mitte einen erhöht ausgebildeten Teil aufweist, um so die gleichen Enden zu gewährleisten.

Die Metallschiene, die als Anodenanschluß dient, ist geschlitzt, um so die Anodenleiterdrähte des Kondensators aufzunehmen, wobei die Abstände der Schlitze entlang der Schiene den Abständen der Kondensatoren und den Anodendrähten, die mit der Behandlungsschiene verbunden sind, entsprechen. Daher dienen die Schlitze auch als Ausrichtpunkte für das spätere Trennen der Einheiten. Die Kondensatoren, die mit dieser Behandlungsschiene verbunden sind, werden in die Kanäle eingeführt Danach wird die Kathodenverbindung hergestellt Das letztere kann durchgeführt werden, indem man einen leitfähigen Kleber anbringt oder indem man die Verbindung zur Kathoden-Metallschiene und/ oder zum kathodenseitigen Ende des Kondensators durch Löten herstellt, und zwar vor der Einführung in die Metallschienenanordnung unter die gebogene Sperrlippe der Kathoden-Metallschiene. Die Anodendrähte durchdringen die Schlitze im unteren Teil, benachbart dem sie angeschweißt werden. Verwendet man die Methode des Schweißens durch Laserstrahlen, dann wird gleichzeitig mit dem Schweißvorgang der Leiter getrennt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Behandlungsschiene entfernt werden. Als nächstes wird die Kapselung an die Kanalanordnung herangeführt, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Kondensatoren aufweist. Die Kapselung wird ausgehärtet, und schließlich werden die einzelnen Einheiten getrennt, vorzugsweise in Würfel geschnitten, und zwar jeweils zwischen den Schlitzen. Die Schlitze der Anoden-Metallschiene gewährleisten nicht nur einen guten Metall-Metall-Kontakt für die Anoden-Verbindung, im speziellen für das Schweißen, sondern dienen auch als Bezugspunkte für das Schneiden in Würfel.

Des Verfahren erlaubt das Herstellen einer Vielzahl von Einheiten zur gleichen Zeit und ist mit Vorteil leicht zu automatisieren.

Der fertige Kondensator selbst hat Anschlüsse, die durch übliche Anordnungen mit dem Schaltkreis ver-

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bunden werden können, ζ. B. durch Rückflußlöten, und die im Hinblick auf die verschließenden Sperrlippen, die in der Kapselung eingebettet sind, sich nicht von der Kapselung lösen können. Somit weist der fertig hergestellte Kondensator zwei Anschlüsse von im wesentlichen L-förmigem Querschnitt auf, die sich gegenüberstehen. Die vertikale Metallplatte des Anodenanschlusses ist von der oberen Kante zur unteren Metallplatte hin geschlitzt. Die stirn- und längsseitigen Kanten beider Anschlüsse sind nach innen abgebogen, um so verschließende Sperrlippen zu bilden. Vorzugsweise ist der Kondensatorkörper mit dem Kathodenanschluß über eine Lötverbindung oder über einen leitfähigen Kleber verbunden; die Verbindung des Kondensatorkörpers mit dem Anodenanschiuß erfolgt zweckmäßig durch Anschweißen des Anodendrahtes an den Schlitz benachbart seinem unteren Ende. Die Anodenverbindung kann jedoch auch durch einen leitfähigen Kleber oder durch Löten hergestellt werden. Der gesamte Körper wird dann gekapselt, wobei die Sperrlippen in der Kapseiung eingebettet sind. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt haften die kapselnden Materialien mit den gewünschten Eigenschaften zur Verwertung für die Kondensatoren noch nicht gut mit dem Metall. Die Anforderungen, die das Metall erfüllen muß, sind diejenigen, daß es lötbar und schweißbar ist, d. h. aus Nickel, Kupferlegierungen, goldplattiertem Nickel, Eisen-Nickel-Legierungen usw. besteht. Die Kapselung muß eine ausreichend hohe Viskosität haben, daß sie durch die Kanäle auf und um die Kondensatorkörper festgehalten wird, wobei sie jedoch andererseits befähigt sein muß, in Aussparungen und um Ecken zu fließen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein Transfer-Schmelzverfahren zum Kapseln der Einheiten vorzusehen. Wenn sich das kapselnde Material gut mit dem Metall verbindet, ist es verständlicherweise nicht notwendig, die Kanten der Anschlüsse lippenförmig umzubiegen, wodurch die Herstellung der Anschlüsse vereinfacht werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

29 27 Oil Patentansprüche:

1. Chip-Kondensator mit einem Kondensatorkörper, der in einem isolierenden Material eingekapselt ist, und mit einem Anoden- sowie einem Kathodenanschluß, die jeweils aus zwei eine gemeinsame Kante aufweisenden Metallplatten gebildet sind, dergestalt, daß sie einen L-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei eine Metallplatte des Anodenanschlusses, die mit einem im Kondensatorkörper eingebetteten Anodendraht elektrisch leitend verbunden ist, eine erste Stirnfläche des Kondensators und eine Metallplatte des Kathodenanschlusses, die mit der Kondensatorkathode elektrisch leitend verbunden ist, eine zweite Stirnfläche des Kondensators bildet, und die anderen Metallplatten des Anoden- und des Kathodenanschlusses in ein und derselben Ebene parallel zu einer Kondensatorseitenfläche angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten des Anoden- und des Kathodenanschiusses (11 und 12) an ihren der gemeinsamen Kante gegenüberliegenden Kanten mit nach dem Kondensatorkörper (13) hingebogenen Sperrlippen (17) versehen sind, die in dem Einkapselungsmaterial eingebettet sind, daß die mit dem Anodendraht (18) verbundene Metallplatte des Anodenanschlusses (11) einen an der Kante der Sperrlippe (17) beginnenden und nach der gemeinsamen Kante hin verlaufenden Schlitz (15) aufweist, der den Anodendraht (18) aufnimmt, und daß die anderen Metallplatten des Anoden- und des Kathodenanschlusses (11 und 12) an einer Seitenfläche des Kondensators anliegen, wobei sie voneinander beabstandet sind.

2. Verfahren zum Herstellen des Chip-Kondensators nach Anspruch !,gekennzeichnet durch

zwei im wesentlichen L-förmige Metallschienen (21, 22) mit jeweils senkrecht zueinander angeordneten und eine gemeinsame Kante bildenden Schienen, die derart mit konstantem Abstand parallel zueinander angeordnet werden, daß sie einen Kanal bilden, wobei die als Anodenanschluß dienende Metallschiene (22) mit Abstand voneinander angeordnete Schlitze (15) besitzt, die sich in dem die Kanalseitenwand bildenden Schienenteil befinden und die sich von der Oberkante dieses Schienenteils teilweise nach unten zu der gemeinsamen Kante erstrecken,
das Anordnen vor Kondensatorkörpern (13), die jeweils einen Anodendraht (18) aufweisen, der sich jeweils von der einen Strinseite des Kondensatorkörpers (13) weg erstreckt, nebeneinander und beabstandet voneinander in dem Kanal, wobei die die Kanalseitenwand bildenden Schienenteile parallel zu den Stirnseiten der Kondensatorkörper (13) angeordnet sind und die Anodenleiterdrähte (18) jeweils in einem Schlitz (15) eingelegt werden,
elektrisches Verbinden der Kathode jedes Körpers (13) mit einer der beiden Metallschienen (21) und der Anode jedes Körpers (13) mit der anderen der beiden Metallschienen (22),

Ausfüllen des Kanals mit einem härtbaren isolierenden Material (16) zur Kapselung der Körper (13), Aushärten des Materials (16) und anschließend
Trennen der gekapselten Kondensatoren voneinander in einzelne Einheiten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schiene (22) verwende! wird, deren Schlil/absiändc jeweils gleich groß sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenverbindung durch Schweißen hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenverbindung durch einen leitfähigen Kleber oder durch Löten hergestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschienen (21, 22) vor der Einführung der Kondensatorkörper (13) auf einer Bearbeitungsplatte entlang den mit der Kondensatorunterseite zu verbindenden Anschlußplatten jeweils mit Abstand gegenüberliegend befestigt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennen der einzelnen Kondensatoreinheiten durch Schneiden in Würfel erfolgt.