DE3120298A1

DE3120298A1 - Kondensator in chip-bauweise

Info

Publication number: DE3120298A1
Application number: DE19813120298
Authority: DE
Inventors: Alain 8300 Landshut Penot; Paul Dr. Petrick
Original assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN; Ernst Roederstein Spezialfabrik fuer Kondensatoren GmbH
Current assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN; Ernst Roederstein Spezialfabrik fuer Kondensatoren GmbH
Priority date: 1981-05-21
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1982-12-09
Also published as: DE3120298C2

Description

Die Erfindung betrifft Kondensatoren in Chip-Bauweise mit
an einander gegenüberliegenden Stirnflächen vorgesehenen lötfähigen Anschlußschichten.
Bei in Chip-Bauweise ausgeführten Bauelementen handelt es sich um baulich relativ kleine Bauelementekörper, die so gestaltet sind, daß sie ohne Draht- oder Lötösenanschlüsse verwendet werden können. Im allgemeinen sind die Stirnseiten derartiger Chip-Bauelemente lötfähig ausgebildet, so daß diese Bauelemente mit einer gedruckten Schaltung im Zinn-Tauchbad verbunden werden können.
Die sich beim Tauch-Lötvorgang ergebenden Wärmebeanspruchungen der Chip-Bauelemente sind Ursache dafür, daß bisher praktisch nur temperaturunempfindliche Bauelemente in Chip-Bauweise ausgeführt werden konnten. So sind beispielsweise Keramik-Kondensatoren, Schichtwiderstände und teilweise auch Tantal-Kondensatoren in Chip-Bauweise bekannt, da diese Bauelemente den auftretenden Temperaturbeanspruchungen Stand halten können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kondensator der eingangs definierten Art in der Weise auszubilden, daß er auch aus temperaturempfindlichen Materialien aufgebaut und ohne die Gefahr einer Beschädigung oder Funktionsbeeinträchtigung Tauch-Lötvorgängen ausgesetzt und damit insbesondere in gedruckten Schaltungen verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kondensatorkörper aus Folien aufgebaut ist, daß den stirnseitigen Anschlußschichten jeweils ein zumindest im wesentlichen kappenförmiges Metallteil zugeordnet ist, daß jedes dieser Metallteile bodenseitig wenigstens eine öffnung aufweist und daß zwischen Anschlußschicht und Metallteile eine sich zumindest in die Öffnung erstreckende Lotverbindung vorgesehen ist.
Durch die Verwendung von Metallkappen, die mit den stirnseitigen Anschlußschichten durch Tauchlötung von den Außenseiten her über die öffnung im Kappenboden elektrisch und mechanisch verbunden werden, wird bei dem späteren Verlöten des Kondensators in einer gedruckten Schaltung überraschenderweise die Wärmebeanspruchung des Kunststoffolien- bzw. Filmmaterials so weit herabgesetzt, daß keine bleibenden Veränderungen durch die Lötwärme erfolgen und somit auch die an sich aus temperaturempfindlichen Folien bestehenden Kondensatoren in Chip-Bauweise gefertigt und im Zusammenhang mit Tauchlöt-Verfahren eingesetzt werden können.
In dieser Chip-Bauweise mit anschlußseitig angebrachten Metallkappen können sowohl Stapelkondensatoren mit rechteckigem Querschnitt als auch Wickelkondensatoren aus metallisiertem Kunststoffbändern mit rundem Querschnitt gefertigt werden, wobei lediglich die Form und Größe der jeweiligen Metallkappen dem Querschnitt anzupassen ist.
Sowohl Stapelkondensatoren als auch Wickelkondensatoren werden im Regelfall aus metallisierten Kunststoffolien aufgebaut sein, aber es ist prinzipiell beispielsweise auch möglich, Wickelkondensatoren aus Kunststoffbändern als Dielektrikum und Metallfolien als Beläge herzustellen,wobei in diesem Falle anstelle des bei metallisierten Folien üblichen Schoopierverfahrens zur Herstellung der Anschlußschichten eine andere geeignete Kontaktierung verwendet wird.
Im Falle der Verwendung von metallisierten Folien bestehen die stirnseitigen Anschlußschichten vorzugsweise aus aufgesprühten Schichten aus Aluminium/Zinn oder Zink/Zinn oder einer Zinnlegierung.
Als kappenförmige Metallteile werden vor allem verzinnte Kappen aus Kupfer, Neusilber, Messing, Nickel, Stahl oder Eisen verwendet Als metallisierte Folien kennen Folien aus Polyester, Polycarbonat, Polypropylenl Polyvinylidenfluorid oder Polytetrafluoräthylen benutzt werden. All dies Folien halten aufgrund der erfindungsgemäß getroffenen Maßnahmen den beim Tauch-Lötvorgang auftretenden Wärmebelastungen stand.
Gemäß spezieller Ausgestaltungen der Erfindung besitzt der Kappenrand der als Steckkappen ausgebildeten Metallkappen eine im wesentlichen der Stärke der Anschlaßschicht entsprechende Breite, und dieser Rand liegt wiederum zweckmäßigerweise vollflächig an der jeweiligen Anschlußschicht an, so daß auch vor der Verlötung bereits -eine feste Fixierung dieser Metallkappe gewährleistet ist.
Bei der Verbindung von Anschlußschicht und Metallkappe über die im Boden der Metallkappe vorgesehene dffnung füllt das Lot aufgrund der Kapillarwirkung die Zwischenräume zwischen Anschlußschicht und Metallkappe aus und gewährleistet eine einwandfreie elektrische und mechanische Verbindung.
Weitexe vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Stapelkondensators in flacher, im Querschnitt rechteckigér Form, Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer Metallkappe zur Verwendung in Verbindung mit dem Kondensator nach Fig. 1, Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines gemäß der Erfindung aufgebauten Wickelkondensators, wobei Kondensatorkörper und zugehörige Metallkappen noch getrennt voneinander dargestellt sind, und Fig. i eine schematische Längsschnittdarstellung des Kondensators nach Fig. 3 im fertigen Zustand.
Fig 1 zeigt in schematisierter Weise einen Stapel- bzw.
Schichtkondensatorkörper 1, welcher gemäß bekannter Techniken hergestellt sein kann. Zum Beispiel ist es möglich,Stapelkondensatoren dieser Art in der Weise zu fertigen, daß metallisierte Folien auf eine Trommel großen Durchmessers gewickelt werden, eine Kontaktierung der Stirnseiten des erhaltenen Mutterwickels z.B. durch Schoopieren vorgenommen wird und dann der Mutterwickel in Einzelkondensatoren zerschnitten wird.
Derartige stirnseitig mit Anschlußschichten 2, 3 versehene Kondensatorkörper 1 werden gemäß der Erfindung mit verzinnten Metallkappen 4 verbunden, um einerseits das Problem der Kontaktierung und andererseits das Problem der Temperaturbeständigkeit beim Auflöten derartiger Kondensatoren auf gedruckte Schaltungen'oder Keramiksubstrate zu beseitigen.
Die Metallkappen sind dabei der Querschnittsform des jeweiligen Kondensatorkörpers angepaßt, so daß - wie Fig. 2 zeigt - im Falle eines Stapel- oder Schichtkondensators von rechteckigem Querschnitt auch eine entsprechend geformte Metallkappe 4 verwendet wird, die als Steckkappe ausgebildet ist, wobei der den Kondensatorkörper 1 übergreifende Rand .7 der Kappe zumindest im wesentlichen eine Breite besitzt, die gleich der Stärke der Anschlußschicht 2 bzw. 3 am Kondensatorkörper entspricht.
Es ist ferner wesentlich, daß die Metallkappe 4 in ihrer Bodenwand 6 wenigstens eine Öffnung 8 besitzt, da über diese Öffnung nach erfolgtem Aufsetzen der Kappe auf die Stirnseite des Kondensatorkörpers 1 durch Tauchlötung von den Außenseiten her die notwendige mechanische und elektrische Verbindung zwischen Kondensatorkörper 1 und Metallkappe 4 geschaffen wird. Die sich dabei ergebende Lotverbindung 5 ist in Fig. 1 zu sehen, und aus dieser Darstellung ist auch ersichtlich, daß die Metallkappe 4 vollflächig auf der Anschlußschicht 2 bzw. 3 aufliegt.
Die bodenseitige Öffnung 8 kann durch Stanzen, aber auch mittels eines einfachen Durchstoßungsvorganges gebildet werden, wobei sich auch eine nach innen gerichtete leichte Kantenbildung an den Öffnungsrändern vorteilhaft auswirken kann, da durch derartige kleine überstände das Einfließen von Lötmittel erleichtert wird.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform eines in Chip-Bauweise ausgebildeten Kondensators unterscheidet sich von dem Kondensator nach Fig. 1 vor allem dadurch, daß anstelle eines Stapel- oder Schichtkondensators ein Wickelkondensator 9 den Kondensatorkörper bildet, dessen endseitige Anschlußschichten 2, 3 mit in diesem Falle runden Anschlußkappen 10 versehen werden.
Auch in diesem Falle werden die bekappten Bauteile in geschmolzenes Lot getaucht, wobei eine metallische Verbindung zwischen Kappe 10 und aufgesprühter Anschlußschicht 2, 3 über die Öffnungen 8 im jeweiligen Kappenboden 6 erhalten wird.
Allen in der beschriebenen Weise gefertigten Chip-Kondensatoren ist gemeinsam, daß sie bei der Bestückung von gedruckten Schaltungen und dergleichen den beim Tauch-Lötverfahren auftretenden Wärmebeanspruchungen ausgesetzt werden können, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung oder Funktionsbeeinträchtigung der an sich temperaturempfindlichen metallisierten Folien besteht, da die vorgesehenen Metallkappen bei diesem Lötvorgang als Wärmepuffer wirken und dadurch verhindern, daß eine Schädigung der Kunststoffolien auftritt.

Claims

Kondensator in Chip-Bauweise - Patentansprüche -Kondensator in Chip-Bauweise mit an einander gegenüberliegenden Stirnflächen vorgesehenen lötfähigen Anschlußschichten, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kondensatorkörper (1; 9) aus Folien aufgebaut ist, daß den stirnseitigen Anschlußschichten (2, 3) jeweils ein zumindest im wesentlichen kappenförmiges Metallteil (4, 10) zugeordnet ist, daß jedes dieser Metallteile (4, 10) bodenseitig wenigstens eine Öffnung (8) aufweist und daß zwischen Anschlußschicht und Metallteil eine sich zumindest in die öffnung erstreckende Lotverbindung (5) vorgesehen ist.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Kondensatorkörper aus einem flachen, quaderförmigen Schichtkondensator (1) besteht.
3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Kondensatorkörper aus einem Rundwickel (9) besteht.
4. Kondensator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kondensatorkörper aus metallisierten Folien aufgebaut ist.
5. Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die stirnseitigen Anschlußschichten (2, 3) aus aufgesprühten Schichten aus Aluminium/Zinn oder Zink/Zinn oder einer Zinnlegierung bestehen.
6. Kondensator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die kappenförmigen Metallteile (4; 10) aus verzinntem Kupfer, Neusilber, Messing, Nickel, Stahl oder Eisen bestehen.
7. Kondensator nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die metallisierten Folien aus Polyester, Polycarbonat, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid oder Polytetrafluoräthylen bestehen.
8. Kondensator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Metallkappen (4; 10) als der Form des Kondensatorkörpers (1; 9) angepaßte Steckkappen mit mittiger öffnung (8) im Kappenboden (6) ausgebildet sind.
9 Kondensator nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z ei c h ne t , daß der Kappenrand (7) eine im wesentlichen der StArke der Anschlußschicht (2, 3) entsprechende Breite besitzt.
10 Kondensator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e -k e n n z e ich ne t , daß der Kappenrand (7) vollflächig an der jeweiligen Anschlußschicht (2, 3) anliegt.
11. Kondensator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die im Boden (6) der Metallkappen (4; 10) vorgesehenen Öffnungen (8) mittels eines Stanzvorgangs oder mittels eines Durchstoßvorganges erzeugt sind.
12 Kondensator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch lg e k e n n z e i c h n e t daß die Kappen (4; 10) mit den Anschlußschichten (2, 3) durch eine Tauchlötung verbunden sind.