DE3337416A1

DE3337416A1 - Elektrisches bauelement und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3337416A1
Application number: DE19833337416
Authority: DE
Inventors: Theodor 8672 Selb Hör
Original assignee: Draloric Electronic 8672 Selb GmbH; Draloric Electronic GmbH
Current assignee: Draloric Electronic GmbH
Priority date: 1983-10-14
Filing date: 1983-10-14
Publication date: 1985-04-25

Description

Elektrisches Bauelement und Verfahren
zu seiner 11crsttsllung.
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit zwei auf gegenüberliegenden Endbereichen des Körpers des Bauelementes befestigten Anschlußkappen, mit denen das Bauelement unmittelbar mit den Leitungsbahnen einer Schaltung verbindbar ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Bei elektrischen Bauelementen, insbesondere bei bekannten elektrischen SchichLwiderständen werden die mit einer Widerstandsschicht bedeckten, elektrisch isolierenden Trägerkörper mit tiefgezogenen Anschlußkappen versehen und die bekappten Widerstands-.
elemente anschließend ausgemessen und in Vorwertgruppen aufgeteilt, um die für bestimmte Widerstandswerte erforderliche Abgleicharbeit, die mit Schleifscheiben oder mit Laserstrahlen durchgeführt wird, auf ein Minimum zu reduzieren.
Danach werden an die Anschlußkappen entweder axial wegstehende Anschlußdrähte angeschweißt und die Widerstände mit einer Umhüllung bedeckt, codiert und gegurtet, oder es werden keine Anschlußdrähte angeschweißt und die nur bekappten Widerstandselemente mit Ausnahme der Anschlußkappen mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung bedeckt und codiert* Insbesondere die zuletzt genannten Widerstände mit tiefgezogenen, zylindrischen Anschlußkappen haben den Vorteil, daß sie relativ einfach und preisgünstig mit kleinen Temperaturkoeffizienten ihrer Widerstandsschicht herstellbar sind. Andererseits ist die Handhabung dieser zylindrischen Widerstände ohne Anschlußdrähte bei der Leiterplattenbestückung problematischer als beispielsweise die der sogenannten Chipwiderstände mit einem plättchenförmigen Trägerkörper entsprechend kleiner Abmessungen. Diese Chipwiderstände weisen jedoch in der Regel eine Widerstandsschicht in der Form einer Dickschicht auf. Der Widerstandstemperaturkoeffizient derartiger Widerstands-Dickschichten ist jedoch vergleichsweise schlechter als derjenige bekannter Widerstands-Dünnschichten.
Aus der DE-OS 27 31 998 der Anmelderin ist ein elektrischer Widerstand bekannt, der aus einem zylindrischen Trägerkörper mit einer Widerstands-Dünnschicht und zylindrischen, tiefgezogenen Anschlußkappen besteht, wobei mindestens eine tiefgezogene Anschlußkappe eine ebene Kontaktierungshilfe aufweist, mit welcher der Widerstand auf die Leitungsbahnen einer Schaltungsplatine aufgesetzt und in diese eingelötet werden kann.
Ein derartiger elektrischer Widerstand vereinigt wohl die Vorteile des niederen Temperaturkoeffizienten der Widerstandsschicht mit der guten Handhabbarkeit des Widerstandes, d.h.. dessen stabile Auflage auf einer Schaltungsplatine; das Anbringen der Kontaktierungshilfe an der zylindrischen Anschlußkappe bedingt jedoch eile zusätzlichen Montagearbeitsgang. Bei einem anderen elektrischen Widerstand mit einer tiefgezogenen viereckigen Anschlußkappe ist kein zusätzlicher Montagearbeitsgang erforderlich, aber es sind an den zecken der Anschlußkappen in der Umhüllungsmasse Jofteinschlüsse kaum zu vermeiden, welche das LangzeitfelJchtigkeitsverhalten eines (lern r t igen W-iderstcln(les negativ beeinflussen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Bauelement der eingangs genannten Art anzugeben; ds so stabil wie ein plättchenförmiges Chipbauelement in eine Schaltungsplatine einsetzbar und dort problemlos einlötbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Anschlußkappe derart fließverformt ist, daß sie einen dem Körper des Bauelements.
formgemäß angepaßten Hohlraum und eine Außenmantelfläche mit mindestens einer Auflagefläche aufweist.
Dadurch, daß die Anschlußkappe einen dem Trägerkörper formgemäß angepaßten Hohlraum aufweist, ist die Gefahr von Lufteinschlüssen in der Umhüllungsmasse in der Nähe und unter den Anschlußkappen, die das Langzeitfeuchigkeitsverhalten negativ beeinflussen, auf ein Minimum reduziert und ist durch die unmittelbar an der Anschlußkappe vorhandene Auflagefläche eine mechanisch stabile und sichere Auflage des elektrischen Bauelementes auf den Leitungsbahnen einer Schaltungsplatine gegeben, so daß sich: das erfindungsgemäße Bauelement für eine automatische Bestückung sehr gut eignet.
Außerdem wird beim erfindungsgemäßen Bauelement durch die massiven Anschlußkappen und die stabile Auflage die im Bauelement entstehende Verlustwärme vom Bauelement sehr gut abgeleitet.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind beide Anschlußkappen fließverformt und spannen die Auflageflächen beider Anschlußkappen eine gemeinsame Ebene a-iif. Damit ist mindestens eine stabile Auflagefläche gegeben.
Von der Mantelfläche des Hohlraumes der Anschlußkappe können k-leine Erhebungen nach innen ragen.
Diese Erhebungen dienen in vorteilhafter Weise zur sicheren Fixierung der Anschlußkappen auf dem Körper des Bauelementes.
Bei elektrischen Bauelementen, insbesondere bei elektrischen Schichtwiderständeii oder bei keramischen Rohrkondensatoren mit zylindrischen Trägerkörpern weisen die Außenmantelflächen der beiden Anschlußkappen einen viereckigen, vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt auf. Bei keramischen Mehrschichtkondensatoren, bei Chipwiderständen oder bei mehrschichtigen Chipinduktivitäten mit einem quaderförmigen körper des Bauelementes weisen die Außenmantelflächen einen rechteckigen Querschnitt auf.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelementes wird in den der Außenmantelfläche der Anschlußkoppe entsprechenden Hohlraum eines Preßwerkzeuges ci EinLegeteil aus dem Material der Anschlußkappe eingelegt und wird ein. Stempel rfelativ gegen den Hohlraum des Preßwerkzeuges in das Einlegeteil inei bewegt. Der Querschnitt des Stempels ist an den Querschnitt des Körpers des elektrischen Bauelementes angepaßt, so daß eine fl ießverformte Ansclllußkappe gebildet det wird.
Die Fließverformung kann eine Kaltfließverformung sein, bzw. es können der Stempel und/oder die Preßwerkzeuge beheizt sein.
Bei elektrischen Bauelementen mit zylindrischem Körper, inslxesondere bei elektrische Schichtwiderständen, Massewiderständell, keramischen Rohrkondensatoren, odgl. weist der Stempel eine entsprechende zylindrische Form auf. Bei elektrischen Bauelementen mit quaderförmigem Körper, insbesondere bei elektrischen Chipwiderständen, keramischen Mehrschichtkondensatoren, Mehrschichtindukti vi täten odgl. weist der Stempel einen entsprechenden viereckigen Querschnitt auf.
Bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren kann der Stempel nach dem Zurückbewegen aus dem hohlraum des Preßwerkzeuges unmittelbar darauffolgend durch'einen Körper eines Bauelementes ersetzt werden, der in den Hohlraum der Anschlußkappe eingepreßt wird.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles eines elektrischen Widerstandes.
Es zeigen: Fig.l ein in Bezug zum Stempel geöffnetes Preßwerkzeug zur Herstellung zweier Anschlußkappen, ig.2 ein gegen den Stempel verschobenes Preßwerkzeug, Fig.3 zwei Frontansichten möglicher fließverformter Anschlußkappen, Fig.4 eine räumliche Explosionsdarstellung eines elektrischen Widerstandes in einem vergrößerten Maßstab, und Fig.5 eine räumliche Darstellung eines elektrischen Widerstandes in einem vergrößerten Maßstab.
Fig.l zeigt ein in Bezug zu seinem Stempel 1 geöffnetes, zweiteiliges Preßwerkzeug 2, in dessen der Außenmantelfläche einer Anschlußkappe entsprechenden Hohlraum 3 ein Einlegeteil 4 eingelegt ist.
Das Einlegeteil 4 aus dem Material der Anschlußkappe weist ein derartiges Volumen auf, daß beim Verschieben der beiden, zweiteiligen Hälften des Preßwerkzeuges 2 gegen den Stempel 1 in Richtung der Pfeile Y das Einlegeteil 4 gerade den zwischen dem Stempel 1 und dem Hohlraum 3 verbleibenden Raum durch Fließverformung ausfüllt - und wie aus Fig.2 ersichtlich ist - eine Anschlußkappe 5 bildet. Die die Hohlräume 3 des Preßwerkzeuges nach vorne begrenzenden, umlaufenden Ansätze 13 dienen daei dazu, daß das Einlegeteil 4 gerade den zwischen dem Stempel 1 und dem Hohlraum 3 verbleibenden Raum ausfüllt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, an Stelle dieser Ansätze 13 den Stempel 1 mit Ansätzen auszubilden.
Die beiden Anschlußkappen 5 weisen einen dem Stempel 1 entsprechenden Hohlraum 6 kreisrunden oder viereckigen Querschnittes und eine Außenmantelfläche mit mindestens einer Auflagefläche auf.
In Fig.3 sind zwei mögliche Stirnflächen von Anschlußkappen 5 dargestellt, wobei die rechts dargestellte Anschlußkappe 5 in ihren AuFl cg(I lcichen 7 Hohlkehlen 8 aufweist, um die mechanische Festigkeit der l.ötvcrbin<lung der Anschlußkappe 5 mit der Leitungsbahn einer Schaltungsplatine in vorteilhafter Weise zu erhöhen.
Die links dargestellte Anschlußkappe 5 weist kleine, von der MÜnr.el.Fläche des llohlralt axial iiie s a X a 1 nach innen ragende Erhebungen 9 auf, um den elektrischen Kontakt zwischen der Anschlußkappe 5 und dem elektrischen Bauelement, d.h. der Widerstandsschicht eines zylindrischen Schichtwiderstandes oder den Metallschichten der Beläge eines keramischen Rohrkondensators, odgl.
zu verbessern. Der Hohlraum 6 kann auch einen vier eckigen Querschnitt aufweisen, wenn die Anschlußkappe 5 für quaderförmige Chipwiderstände, keramische Mehrschichtkondensatoren, Mehrschichtinduktivitäten, odgl. vorgesehen ist.
Damit die um den Hohlraum 6 iiml aiifenden, ringförmigen Stirnflächen der Anschlußkappen 5 beim Fließverformen nicht ausfransen, sondern eine definierte ebene Fläche bilden, kann jedes zweiteilige Preßwerkzeug 2 an der Öffnung seines Hohlraumes 3 einen umlaufenden Ansatz 13 aufweisen, der das fließverformte Material im Hohlraum 3 des Preßwerkzeuges 2 festlegt.
Nach der Fließverformung der Einlegeteile 4 zu den Anschlußkappen 5, die eine Kaltfließverformung oder mit beheizten Preßwerkzeugen eine Warmfließverformung sein kann, wird das in Fig.2 dargestellte Preßwerkzeug 2 auseinanderbewegt, wobei die Anschlußkappen 5 in den HohLräumen 3 verbleiben und wird der Stempel 1 durch einen im Querschnitt entsprechenden, mit einer Widerstandsschicht l() bedeckten Trägerkörper 11 eines elektrischen Widerstandes ersetzt. Im anschließenden Arbeitsgang wird das Preßwerkzeug 2 gegen den mit der Widerstandsschicht 10 bedeckten Trägerkörper 11 verschoben, wobei die Anschlußkappen 5 auf den mit der Widerstandsschicht 10 bedeckten Trägerkörper 11 kontaktsicher aufgepreßt werden.
Nach der Fixierung der Anschlußkappen 5 auf dem Trägerkörper 10 werden die zweiteiligen Preßwerkzeuge 2 derart auseinandergefahren, daß sie die Anschlußkappen 5 freigeben und anschließend werden die geöffneten Preßwerkzeuge 2 axial auseinandergefahren und bei gleichzeitigem Einlegen eines weiteren Einlegeteiles wieder geschlossen.
Fig.4 zeigt eine Explosionsdarstellung eines mit einer Widerstandsschicht 10 bedeckten zylindrischen Trägerkörpers 11 und rechts und links je eine fließverformte Anschlußkappe 5. Jede Anschlußkappe 5 weist einen der Querschnittsfläche des Trägerkörpers 11 entsprechenden zentralen Hohlraum 6 und eine Außenmantelfliche mit vier gleichen Auflageflächen 7 auf.
Wie auch aus ig.5 ersichtlich ist, sind die beiden Anschlußkappen 5 dabei zueinander derart orientiert, daß ihre Auflageflächen 7 jeweils eine gemeinsame Ebene aufspannen. Damit ist in vorteilhafter Weise eine gute Auflage auf einer Schaltungsplatine und eine große Lötfläche gegeben. Da auch der zum unverrückbaren Positionieren eines derartigen elektrischen Widerstandes ohne Anschlußdrähte meistens angewandte Kleber an den Kanten der Anschlußkappen gestoppt wird, wo er seitlich über den Körper ausweichen kann, ist in vorteilhafter Weise auch die Dosierung des Klebers weniger kritisch als bei plättchenförmigen Chipwiderständen oder anderen quaderförmigen Bauelementen.
In die Widerstandsschicht 10 ist beispielsweise eine Wendel 12 eingeschnitten, um den Widerstandswert innerhalb enger Toleranzen einzustellen.
Ein erfindungsgemäßes elektrisches Bauelement kann als Schüttgut, im Magazin bzw. im Gurt weiterverarbeitet werden.
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Claims

Ansprüche: Elektrisches Bauelement mit zwei auf gegenüberliegenden Endbereichen des Körpers des Bauelements befestigten Anschlußkappen, mit denen das Bauelement unmittelbar mit den Leitungsbahnen einer Schaltung verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Anschlußkappe (5) derart fließverformt ist, daß sie einen dem Körper des Bauelements formgemäß angepaßten Hohlraum (6) und eine Außenmantelfläche mit mindestens einer Auflagefläche (7) aufweist.
2. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Anschlußkappen (5) fließverformt sind und die Auflageflächen (7) beider Anschlußkappen (5) eine gemeinsame Ebene aufspannen.
3. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Mantelfläche des Hohlraumes (6) der Anschlußkappe (5) kleine Erhebungen (9) nach innen ragen.
4. Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmantelfläche der Anschlußkappe (5) einen mehreckigen Querschnitt aufweist.
5. Elektrisches Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, cl u 13 die Außenmantelflache Anschlußkappe (5) einen viereckigen Querschnitt aufweist.
6. Verfahren zur erstellung eines elektrischen Bauelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den der Außenmantelfläche der Anschlußkappe (5) entsprechenden Hohlraum (3) eines Preßwerkzeuges (2) ein Einlegeteil (4) aus dem Material der Anschlußkappe (5) eingelegt wird, und daß ein Stelnl)el (J ) relativ gegen den Hohlraum (3) des Preßwerkzeugs (2) in das Einlegeteil (4) bewegt wird, dessen Querschnitt dem Querschnitt des Körpers (11) des elektrischen Bauelementes angepaßt ist, so daß eine fließverformte Anschlußkappe (5) gebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (1) nach dem Zurückbewegen aus dem Hohlraum (3) des Preßwerkzeuges (2) unmittelbar darauffolgend durch einen Trägerkörper (11) eines elektrischen Bauelementes ersetzt wird, wobei das elektrische Baueleluent mit den Anschlußkappen (5) elektrisch gut 1 ci t end kontakt i erL wird.