DE3546453A1

DE3546453A1 - Plastic-film wound capacitor of chip construction

Info

Publication number: DE3546453A1
Application number: DE19853546453
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 68165 Mannheim Westermann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1986-08-21

Abstract

A plastic-film wound capacitor, especially a flat wound capacitor having a cup sheath which is potted in casting resin and having connecting wires with which contact is made radially on the wound capacitor body. The connecting wires of the capacitor, which is of chip construction, are bent through 180 DEG and are in each case connected to a sheet-metal section on the outside of the cup sheath.

Description

Beschreibung description

Kunststoffolien-Wickelkondensator in Chipbauweise Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffolien-Wickelkondensator, insbesondere einen Flachwickelkondensator gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Plastic film wound capacitor in chip construction The present The invention relates to a plastic film wound capacitor, in particular a flat wound capacitor according to the preamble of claim 1.

Es sind Kunststoffolien-Wickelkondensatoren in Chipbauweise bekannt, vgl. z. B. DE-OS 33 20 257, die mit duroplastischen Kunststoffpreßmassen umhüllt sind und die an ihren Stirnseiten Anschlußelemente aus dünnem Blech aufweisen. Beide Maßnahmen dienen dem Schutz des empfindlichen Wickelkondensatorkörpers vor Belastungen, die beim Tauchlöten durch direkten Kontakt des gesamten Wickelkondensatorkörpers mit flüssigem Zinn bei einer Temperatur von ca 250 OC und einer Lötdauer von ca. 5 sec auftreten. Die duroplastische, bei der Löttemperatur formstabil bleibende Umhüllung verhindert ein Aufbauchen des Wickelkondensatorkörpers, zu dem dieser aufgrund von zwischen den einzelnen Wickellagen eingeschlossener Luft und der Schrumpfung der gereckten Kunststoffolien tendiert. Die Anschlußelemente aus dünnem Blech mit einer Stärke ab vorzugsweise 0,1 mm bilden einen guten Wärmewiderstand zum Wickelkondensatorkörper hin.Plastic film wound capacitors in chip construction are known, see e.g. B. DE-OS 33 20 257, which is encased with thermosetting plastic molding compounds and which have connecting elements made of thin sheet metal at their end faces. Both Measures serve to protect the sensitive wound capacitor body from loads, that in immersion soldering through direct contact of the entire wound capacitor body with liquid tin at a temperature of approx. 250 OC and a soldering time of approx. 5 sec occur. The thermoset, which remains dimensionally stable at the soldering temperature Enclosure prevents the wound capacitor body from bulging to which it is attached due to air trapped between the individual wrapping layers and the shrinkage of stretched plastic films tends to. The connecting elements made of thin sheet metal with a thickness of preferably 0.1 mm or more forms a good thermal resistance to the wound capacitor body there.

Die Umhüllungstechnik mit duroplastischen Kunststoffpreßmassen weist jedoch bei Kunststoffolienkondensatoren einige Unzulänglichkeiten auf. Der Umhüllungsprozeß muß bei hohen Drücken und Temperaturen zwischen 150 und 180 OC durchgeführt werden, wodurch z. B. bei Dünnstfolienkondensatoren aus Polyester eine Schrumpfung der Kunststoffolien und eine Wärmebeschädigung des Dielektrikuirrnaterials verursacht werden kann. Bei metallisierten regenerierfähigen Wickelkondensatoren bewirkt zudem der durch den Umhüllungsdruck hervorgerufene erhöhte Lagendruck im Wickelkondensatorkörper eine Beeinträchtigung der Regenerierfähigkeit und somit die Gefahr eines verschlechterten Isolationswiderstandes.The encasing technique with thermosetting plastic molding compounds has however, there are some shortcomings in plastic film capacitors. The serving process must at high Pressures and temperatures between 150 and 180 OC carried out be, whereby z. B. shrinkage in the case of thin film capacitors made of polyester the plastic films and thermal damage to the dielectric material can be. In the case of metallized wound capacitors that can be regenerated, the increased layer pressure in the wound capacitor body caused by the envelope pressure an impairment of the regenerability and thus the risk of deteriorated Insulation resistance.

Des weiteren ist bei kleinen Bauelementen wie Chip-Kondensatoren die Wirtschaftlichkeit dieser Umhüllungstechnik dadurch beeinträchtigt, daß der Nutzungsgrad des eingesetzten Materials äußerst gering ist. Die Umhüllung am Endprodukt macht nur weniger als 10 % des eingesetzten Materials aus, während der Rest als Angußspinne anfällt.Furthermore, in the case of small components such as chip capacitors, the The economic efficiency of this wrapping technique is impaired by the fact that the degree of utilization of the material used is extremely low. The wrapping on the end product makes only less than 10% of the material used, while the rest as a sprue spider accrues.

Ein Wiederverspritzen des Angußspinnenmaterials ist jedoch ausgeschlossen, da es sich um einen Duroplast handelt. Somit fällt nach der Verarbeitung über 90 % des eingesetzten teuren Kunststoffpreßmaterials als unvermeidlicher Ausschuß an.A re-injection of the sprue spider material is excluded, however, because it is a thermoset. So after processing it falls over 90 % of the expensive plastic molding material used as inevitable rejects.

Die Anschluß elemente aus dünnem Blech bei den bekannten Chip-Kondensatoren sind im Vergleich zu den Anschlußdrähten bei konventionellen Wickelkondensatoren erheblich teurer.The connection elements made of thin sheet metal in the known chip capacitors are compared to the connecting wires in conventional wound capacitors considerably more expensive.

Aus Automatisierungsgründen werden verzinnte Metallbänder so ausgestanzt, daß die Wickelkondensatorkörper reihenweise kontaktiert werden können, wodurch sich Verarbeitungseinheiten ergeben. Zur Schaffung der geeigneten Zwischenräume vclr dem Kontaktieren wird bereits einer großer Anteil des relativ teuren Bandmaterials herausgestanzt und fällt somit als Abfall an. Nach der Umhüllung der Wickelkondensatorkörper in der Verarbeitungseinheit müssen außerdem die Verbindungsstege zur Vereinzelung herausgestanzt werden.For reasons of automation, tinned metal strips are punched out in such a way that that the wound capacitor body can be contacted in rows, whereby Processing units result. To create the appropriate spaces vclr the contacting already takes a large proportion of the relatively expensive strip material punched out and is therefore incurred as waste. After the wrapping of the wound capacitor body The connecting webs for separation must also be in the processing unit be punched out.

Auf diese Weise kann nur ein winziger Bruchteil des hochwertigen Bandmaterials für die eigentliche Aufgabe als Anschlußelement genutzt werden. Das übrige Bandmaterial ist Abfall, für den im besten Fall nach Ansammlung größerer Mengen ein Schrotterlös erzielt werden kann.In this way, only a tiny fraction of the high-quality tape material can be used can be used as a connection element for the actual task. The rest of the tape is Waste, for which, in the best case, after the accumulation of larger quantities a scrap revenue can be achieved.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen einfacher und wirtschaftlicher herstellbaren Kunststofffolien-Wickelkondensator in Chipbauweise mit verbesserten elektrischen Eigenschaften zu schaffen, der beim Lötvorgang zur Befestigung an einer Leiterplatte auch formstabil ist und guten Wärmewiderstand der Anschlüsse aufweist.The object of the present invention is to provide a simple and more economical to manufacture plastic film wound capacitor in chip construction with improved electrical properties to create during the soldering process Attachment to a circuit board is also dimensionally stable and has good thermal resistance which has connections.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kunststofffolien-Wickelkondensator gemäß Anspruch 1 gelöst. Dieser erfindungsgemäße Kunststoffolien-Wickelkondensator in Chipbauweise entspricht in Bezug auf seine elektrischen Eigenschaften und die Kostengünstigkeit seiner Herstellung den konventionell bedrahteten Kunststoffolien-Wickelkondensatoren, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angeführt sind. Die Becherumhüllung des erfindungsgemäßen Kondensators wird mit Hilfe des heute üblicherweise von allen Kondensatorherstellern für Kunststoffolien-Wickelkondensatoren verwendeten Bechervergießverfahrens hergestellt. Dieses Verfahren hat sich bei Kunststoffolien-Wickelkondensatoren deswegen durchgesetzt, weil es kostengünstig mit geringem Materialaufwand bzw' Materialabfall und automatisiert mit hoher Produktivität realisiert werden kann, wobei gleichzeitig eine hohe Güte der Umhüllung, z. B. hohe Feuchte-Sicherheit erreicht wird. Der heutige Stand der Technik kennt moderne Dosieranlagen für Gießharz, welche die benötigten Mengen genau auf die Stückzahl der zu vergießenden Kondensatoren berechnen, so daß kein Überschuß als Abfall anfällt. Andererseits ist heute auch die Becherherstellung praktisch abfallfrei, insbesondere bei Verwendung von thermoplastischen Materialien, deren Angußspinnen wieder vermahlen und somit erneut verspritzt werden können.According to the invention, this object is achieved by a plastic film wound capacitor solved according to claim 1. This plastic film wound capacitor according to the invention in chip construction corresponds in terms of its electrical properties and the Cost-effectiveness of its production compared to conventionally wired plastic film wound capacitors, as listed in the preamble of claim 1. The cup enclosure of the invention Capacitor is now commonly used by all capacitor manufacturers cup potting process used for plastic film wound capacitors. This process has established itself in plastic film wound capacitors because because it is inexpensive with little material expenditure or material waste and is automated can be realized with high productivity, while at the same time a high quality the envelope, e.g. B. high moisture security is achieved. The current status of the Technology knows modern dosing systems for cast resin, which exactly the required quantities to calculate the number of capacitors to be potted so that there is no excess as waste. On the other hand, cup making is also practical today waste-free, especially when using thermoplastic materials, their Sprue spinning can be ground again and thus sprayed again.

Ein radial bedrahteter Kunststoffolien-Wickelkondensator mit einer solchen bekannten sehr wirtschaftlichen und technisch hochwertigen gießharzvergossenen echerunhüllung wird erfindungsgemäß in überraschend einfacher Weise dadurch zu einem Chip-Kondensator weiterentwickelt, daß die Anschlußdrähte um 180 ° umgebogen und auf der Außenseite der Becherumhüllung mit einem Blechabschnitt verbunden werden.A radially wired plastic film wound capacitor with a such well-known, very economical and technically high-quality cast resin cast echer unveiling becomes according to the invention in a surprisingly simple manner further developed to a chip capacitor by turning the connecting wires 180 ° bent and on the outside of the cup casing with a sheet metal section get connected.

Dieser erfindungsgemäße Chip-Kondensator kann mit Ausnahme eines zusätzlichen abschließenden Arbeitsgangs identisch wie ein bedrahteter Kondensator hergestellt werden. Der große Vorteil liegt auf der Hand: Der Kondensatorhersteller kann für die Herstellung des Chip-Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung praktisch die gleichen, hochproduktiven Einrichtungen nutzen, die er für die herkömmlichen Kondensatoren im Einsatz hat. Nur für den abschließenden Arbeitsgang, bei dem der bedrahtete Kondensator in einen Chip-Kondensator mit Anschlußblechen umgewandet wird, werden Zusatzeinrichtungen benötigt. Die Verwendung von schmalen Blechabschnitten für die Anschlußelemente, die abfallfrei abgelängt werden können, bedeutet eine hundertprozentige Ausnutzung dieses teuren Vormaterials die bei den bekannten Ausführungsformen von Chip-Kondensatoren bisher nicht möglich war. Neben den wirtschaftlichen Aspekten sind auch gravierende technische Vorteile gegenüber den bekannten Ausführungsformen hervorzuheben: Die gießharzvergossene Becherumhüllung umschließt praktisch drucklos den Wickel und beeinträchtigt somit die Regenerierfähigkeit und den daraus resultierenden Isolationswiderstand nicht. Die Aushärtung des Gießharzes findet bei Temperaturen von ca. 100 OC oder tiefer statt, so daß eine Wärmevorschädigung des empfindlichen Dielektrikums ausgeschlossen ist.This chip capacitor according to the invention, with the exception of one additional the final operation is identical to that of a wired capacitor will. The big advantage is obvious: The capacitor manufacturer can for making the chip capacitor according to the present invention practical use the same, highly productive facilities that he used for conventional Has capacitors in use. Only for the final step in which the wired capacitor converted into a chip capacitor with connection plates additional equipment is required. The use of narrow sheet metal sections for the connection elements, which can be cut to length without waste, means a one hundred percent utilization of this expensive raw material is the same as in the known embodiments of chip capacitors was previously not possible. Besides the economic aspects are also serious technical advantages over the known embodiments To be emphasized: The cast resin encapsulated cup casing encloses practically without pressure the wrap and thus impairs the ability to regenerate and the resulting Insulation resistance not. The hardening of the casting resin takes place at temperatures of approx. 100 OC or lower, so that a heat pre-damage of the sensitive Dielectric is excluded.

Die Formstabilität während und nach dem Lötvorgang zur Befestigung des Chip-Kondensators auf einer Leiterplatte wird auch bei dünnen Becherwandstärken durch die Auswahl eines geeigneten Materials wie z. B. eines Polyestermaterials mit einer Verarbeitungstemperatur von 340 OC bis 370 OC garantiert. DerVarmewiderstand-vird durch die twischenschaltung eines dünnen Anschlußdrahtes, der aus einem schlecht wärmeleitenden Metall wie z. B. Neusilber bestehen kann, weiterhin verbessert. Die Kontaktierungsgüte ver- bessert sich beim Lötvorgang automatisch durch infolge Kapillarwirkung zwischen Draht und Blechabschnitt eindringendes flüssiges Zinn.The dimensional stability during and after the soldering process for fastening of the chip capacitor on a printed circuit board is also used with thin cup wall thicknesses by choosing a suitable material such as B. a polyester material with a processing temperature of 340 OC to 370 OC guaranteed. The poor resistance-vird through the interconnection of a thin connecting wire, which comes from a bad thermally conductive metal such. B. German silver can continue to be improved. the Contact quality improves automatically during the soldering process due to liquid penetrating between the wire and the sheet metal section as a result of capillary action Tin.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen: Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines radial bedrahteten Kunststoffolien-Wickelkondensators mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Bechers, und Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit umgebogenen Anschlußdrähten und schematisch dargestellten Blechabschnitten vor ihrer Verbindung mit den Anschlußdrähten, und Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Chip-Kondensators.Other advantages, features and uses of the present Invention emerge from the following description of an exemplary embodiment in connection with the drawing. 1 shows a perspective schematic View of a radially wired plastic film wound capacitor with one embodiment a cup designed according to the invention, and FIG. 2 one of FIG. 1 corresponding View with bent connecting wires and sheet metal sections shown schematically prior to their connection to the connecting wires, and FIG. 3 one of FIG. 1 corresponding View of an embodiment of the chip capacitor according to the invention.

In Fig. 1 ist ein Kunststoffolien-Wickelkondensator mit einem Gießharzverguß 1 und einem Becher 2 dargestellt, dessen Abmessungen den Maßen eines Chip-Kondensators entsprechen.In Fig. 1 is a plastic film wound capacitor with a cast resin potting 1 and a cup 2, the dimensions of which correspond to the dimensions of a chip capacitor correspond.

Die Schmalseiten 3 des Bechers 2 sind schwalbenschwanzförmig ausgebildet, d. h. sie weisen an ihrer Oberkante 4 und an ihrer Unterkante 5 schwalbenschwanzartige .Iinterschneidungen auf. Die Schmalseite 3 wird jeweils durch ene Längsnut 6 geteilt, die shap-in-mäßig (der Querschnitt der Nut 6 ist etwas geringer als Querschnitt des Anschlußdrahtes 7) ausgeführt ist und zur Aufnahme eines Anschlußdrahtes 7 dient.The narrow sides 3 of the cup 2 are dovetail-shaped, d. H. they have dovetail-like at their upper edge 4 and at their lower edge 5 .Intercuts on. The narrow side 3 is divided by a longitudinal groove 6, the shap-in-moderately (the cross-section of the groove 6 is slightly smaller than the cross-section of the connecting wire 7) and is used to receive a connecting wire 7.

Der Chip-Kondensator wird genauso wie ein bedrahteter Kondensator mit radial am Wickelkondensatorkörper kontaktierten Anschlußdrähten gefertigt. Vergießen im Spezialbecher 2 und Prüfen sowie Bedrucken des Kondensators erfolgen genauso wie beim bedrahteten Kondensator. Erst danach beginnen weitere Arbeitsschritte, die den bedrahteten Kondensator in einen Chip-Kondensator umwandeln. Die beiden Anschlußdrähte 7 werden um 180 ° umgebogen und in die Snap-In-Nuten 6 hineingelegt. Auf die Schmalseite 3 des Bechers 2 und über die eingelegten Drähte 7 werden glatte, rechteckige, verzinnte Blechabschnitte 8 aufgebracht, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Umgebogene Randbereiche der Blechabschnitte 8 greifen in die schwalbenschwanzartigen Hiterschneidungen an der Oberkante 4 und der Unterkante 5 der Schmalseite 3 des Bechers 2 ein, wodurch die Blechabschnitte 8 am Becher 2 befestigt und mit den Anschlußdrähten verbunden werden.The chip capacitor is just like a wired capacitor manufactured with connecting wires contacted radially on the wound capacitor body. Shed in special beaker 2 and Checking and printing of the capacitor take place just like with the wired capacitor. Only then do further work steps begin, which convert the wired capacitor into a chip capacitor. The two Connecting wires 7 are bent over by 180 ° and placed in the snap-in grooves 6. On the narrow side 3 of the cup 2 and over the inserted wires 7 are smooth, rectangular, tinned sheet metal sections 8 applied, as can be seen from FIG. Bended edge areas of the sheet metal sections 8 grip into the dovetail-like ones Hit cuts on the upper edge 4 and the lower edge 5 of the narrow side 3 of the Cup 2, whereby the sheet metal sections 8 attached to the cup 2 and with the connecting wires get connected.

Die Blechabschnitte 8 und die darunterliegenden Drähte 7 stehen, da die Drähte 7 etwas über die Nuten 6 hinausragen, miteinander in Druckkontakt. Durch ein geeignetes Verfahren werden die Blechabschnitte 8 und die darunterliegenden Drähte 7 anschließend miteinander verschweißt. Der fertige Chip-Kondensator ist schematisch in Fig. 3 dargestellt.The sheet metal sections 8 and the underlying wires 7 are there the wires 7 protrude slightly beyond the grooves 6, in pressure contact with one another. By A suitable method are the sheet metal sections 8 and the underlying ones Wires 7 then welded together. The finished chip capacitor is shown schematically in FIG. 3.

Ein technischer Vorteil der in den Figuren dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß der Blechabschnitt 8 von der Oberkante 4 bis zur Unterkante 5 der stirnseitigen Schmalseite 3 des Bechers 2 reicht. Dieses ist bei den bekannten umpreßten Ausführungsformen von Chip-Kondensatoren wegen des Austritts des Anschlußbleches an der Naht nur an einer Kante möglich. Dadurch ist die erfindungsgemäße Ausführungsform außerordentlich "abschattungssicher" -Abschattung bedeutet hier ein Nichtbenetzen von Anschlußfahne und Lötauge mit Lötzinn - auch bei großer Packungsdichte der Chip-Kondensatoren auf einer Leiterplatte.A technical advantage of the embodiment shown in the figures consists in that the sheet metal section 8 extends from the upper edge 4 to the lower edge 5 the front narrow side 3 of the cup 2 is enough. This is with the known over-molded embodiments of chip capacitors because of the exit of the connection plate at the seam only possible on one edge. This is the embodiment of the invention Exceptionally "shade-proof" shade means here non-wetting of terminal lug and solder eye with tin solder - even with high packing density of the chip capacitors on a circuit board.

Gleichzeitig ist diese Ausführungsform universell einsetzbar für alle gängigen Löttechniken wie Leitklebe-, Reflow-und Schwallötung.At the same time, this embodiment can be used universally for everyone common soldering techniques such as conductive adhesive, reflow and wave soldering.

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Claims

Claims 1. Plastic film wound capacitor, in particular metallized flat wound capacitor with a cast resin encapsulated can and with connecting wires contacted radially on the wound capacitor body, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h ne t that the connecting wires (7) of the chip construction formed capacitor bent by 180 ° and on the outside (3) of the cup casing (1,2) are each connected to a sheet metal section (8).

2. Capacitor according to claim 1, characterized in that the connecting wires (7) are bent over towards the narrow face (3) of the condenser.

3. Capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that a groove (6) is provided on the outside (3) of the cup casing (1, 2) is, in which the bent connecting wire (7) is inserted.

4. Capacitor according to claim 3, characterized in that the cross section the groove (6) is slightly smaller than the cross section of the connecting wire (7).

5. Capacitor according to one of claims 2 to 4, characterized in that that the upper edge (4) and the lower edge (5) of the narrow side (3) of the condenser Have dovetail-like undercuts into which edge areas are bent over engage the sheet metal sections (8).

6. Capacitor according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the sheet metal sections (8) are welded to the connecting wires (7).

7. Capacitor according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the cup envelope is a cup (2) made of thermoplastic material, in particular made of polyester.

8. Capacitor according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the connecting wires (7) made of a poorly thermally conductive material, for. B. off German silver exist.