DE3636714C2 - Verwendung eines Schichtkondensators als kapazitive Stromschiene - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Schichtkondensatoren als kapazitive Stromschienen.

Die Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit von integrierten Schaltbausteinen werden sowohl vom jeweiligen Baustein selbst als auch von seiner äußeren Beschaltung und insbesondere auch von der Stromzuführung mitbestimmt. Integrierte Schaltkreise moderner Bauart werden mit hohen Taktfrequenzen betrieben. Dies hat zur Folge, daß im Hinblick auf die bei den Schaltprozessen auftretenden Oberschwingungen von einigen hundert Megahertz bei einem Vorhandensein ungünstiger Zuleitungsinduktivitäten äußerst störende Schwingungen in den Stromzuführungen auftreten können. Derartige Schwingungen müssen möglichst vermieden werden.

Aus der EP-B1 0 013 352 ist eine Stromversorgungsanordnung für eine gedruckte Schaltung bekannt, die in Form eines flachen Wickelkondensators aus einem Dielektrikum und einer Folie ausgebildet ist. Eine derartige Anordnung weist vor allem den Nachteil auf, daß sie insbesondere wegen des erforderlichen Einlegens der Anschlüsse in der Fertigung kompliziert ist, daß an den Anschlüssen stets die Gefahr des Wegbrennens der Folie besteht und daß der langgestreckte Wickel aus Stabilitätsgründen eine Bauhöhe besitzen muß, die seine Anwendungsmöglichkeiten wesentlich beschränken.

Aus der DE-A1 36 01 681 ist ein Entkoppelungskondensator für Schaltkreisbausteine mit rasterförmigen Kontaktstiftanordnungen bekannt, wobei dieser Entkoppelungskondensator zwischen zwei metallischen Leitern eine Schicht aus Keramikmaterial aufweist und an den metallischen Leitern mehrere Anschlüsse angebracht sind. Dieser Entkoppelungskondensator kann so flach ausgebildet und so gestaltet werden, daß er in das kontaktstiftfreie Zentrum eines elektronischen Bausteines paßt und auch unter einem solchen Baustein angebracht werden kann, wodurch ein besonders effektives Entkoppelungssystem aufgrund einer engeren Entkoppelungsschleife erreicht werden soll.

Aus der DE-A1 33 42 329 ist ein elektrischer Kondensator aus einem verfestigten Stapel von geschichteten metallisierten Dielektrikumslagen bekannt, bei dem die Belegungen von Lage zu Lage abwechselnd bis zu den Enden von zwei Vorsprüngen reichen, die durch einen Einschnitt entstanden sind, der in Richtung der Dicke des Stapels und etwa in der Mitte einer Seite desselben verläuft und bei dem ferner die von den Enden der Vorsprünge im verfestigten Stapel gebildeten Flächen mit zur Kontaktierung dienenden Metallschichten versehen sind, die die gegenpoligen Belegungen miteinander verbinden. Bei diesem bekannten Kondensator handelt es sich um einen üblichen Entstörkondensator mit zwei Anschlüssen, wobei keine Verwendungsmöglichkeit als kapazitive Stromschiene vorgesehen oder erkennbar ist.

Generell nachteilig bei bekannten kapazitiven Stromschienen ist es, daß sich große Kapazitätstoleranzen ergeben können und eine häufig störende Abhängigkeit der elektrischen Parameter von der angelegten Spannung und der Temperatur gegeben ist und nur geringe Nennkapazitäten erreichbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine preisgünstig zu fertigende kapazitive Stromschiene zu schaffen, die sich durch besonders geringe Gesamtzuleitungsinduktivität auszeichnet, stabile elektrische Werte besitzt, im Vergleich zu bekannten Anordnungen größere Nennkapazitäten ermöglicht und dabei äußerst flach ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch die Verwendung eines aus mindestens zwei metallisierten Kunststoffolien auf einer Trommel mit großem Durchmesser gewickelten und nach dem Aufbringen von Kontaktflächen bildenden Schoopierschichten auf die Wickel-Stirnflächen in Form eines Schichtpakets abgetrennten Kondensators als kapazitive Stromschiene, wobei der Abstand zwischen den Kontaktflächen klein im Vergleich zur Länge des Schichtpakets ist und aus einer das Schichtpaket umschließenden Umhüllung mehrere jeweils einer Kontaktfläche zugeordnete Anschlüsse herausgeführt sind.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch den Einsatz der Kondensatorschichttechnik bei kapazitiven Stromschienen läßt sich überraschenderweise unter gleichzeitiger Verringerung des technischen Aufwands, d. h. der Gestehungskosten, eine wesentliche Verbesserung der elektrischen Eigenschaften, insbesondere auch der Langzeiteigenschaften erzielen und somit die Funktion der äußerst leistungsfähigen modernen integrierten Schaltbausteine weiter verbessern bzw. bestmöglich nützen.

Da die kapazitive Stromschiene auch sehr flach ausgebildet werden kann, ist es möglich, sie auch unter integrierten Schaltkreisen anzuordnen, was im Hinblick auf die erforderte Kompaktheit der jeweiligen Einheit von wesentlicher Bedeutung ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Teilbereich einer Platine mit einer kapazitiven Stromschiene nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Stirnansicht einer Ausführungs­ variante einer kapazitiven Stromschiene nach der Erfindung,

Fig. 3 eine vergleichbar der Fig. 2 dargestellte weitere Ausführungsvariante, und

Fig. 4 eine Teil-Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt in stark vergrößerter Weise einen Teilbereich einer Platine 1 mit zu einem integrierten Schaltbaustein führenden Leitungsbahnen 2, 3.

Eine gemäß der Erfindung aufgebaute kapazitive Stromschiene 4 ist zwischen diesen beiden Leitungsbahnen 2, 3 angeordnet und elektrisch über Anschlüsse 5 mit diesen Strombahnen 2, 3 verbunden.

Die Länge der kapazitiven Stromschiene 4 kann entsprechend der jeweiligen Leitungslänge zwischen Anschluß und Schalt­ baustein gewählt werden.

Anstelle einer Vielzahl von Einzelanschlüssen 5, wie in Fig. 1 gezeigt, können auch streifenförmige Anschlüsse 5 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 2 zu sehen ist.

Diese streifenförmigen Anschlüsse können unmittelbar mit den Schoopierschichten verbunden sein, aber es ist auch möglich, Einzeldrahtverbindungen zwischen den Schoopier­ schichten und den Anschlußleitungen 5 vorzusehen. Die mechanische Fixierung der Anschlußleitungen 5 bzw. der Einzelanschlußleitungen erfolgt über die das einzelne Kondensatorelement umgebende Umhüllung.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der die kapa­ zitive Stromschiene 4 in einem Becher 6 angeordnet und mit einer Vergußmasse 7 vergossen ist. Die Anschlüsse 5 sind bei dieser Ausführungsvariante als abgewinkelte Elemente ausgeführt.

In gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann auch die Ausführungsvariante nach Fig. 3 in besonders einfacher Weise mit den Strombahnen auf einer Platine ver­ lötet werden.

Entsprechend der Darstellung nach Fig. 4 kann eine kapa­ zitive Stromschiene auch aus mehreren Schichtpaketen zu­ sammengesetzt sein, wobei die mechanische Verbindung der einzelnen Schichtpakete wiederum mittels einer Umhüllung 8 erfolgt.

Die Dicke bzw. Höhe des fertigen Bauteils ist vorzugsweise kleiner als 2 mm, so daß eine Durchführung unter Bauteilen möglich ist, mittels denen die betreffende Platine bestückt ist.

Claims (8)

1. Verwendung eines aus mindestens zwei metallisierten Kunst­ stoffolien auf einer Trommel mit großem Durchmesser gewickel­ ten und nach dem Aufbringen von Kontaktflächen bildenden Schoopierschichten auf die Wickel-Stirnflächen in Form eines Schichtpakets abgetrennten Kondensators als kapazitive Strom­ schiene, wobei der Abstand zwischen den Kontaktflächen klein im Vergleich zur Länge des Schichtpakets ist und aus einer das Schichtpaket umschließenden Umhüllung mehrere, jeweils einer Kontaktfläche zugeordnete Anschlüsse herausgeführt sind.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest einige der einer Kon­ taktfläche zugeordneten Anschlüsse zu einem bandförmi­ gen Anschluß zusammengefaßt sind.

3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem ge­ genseitigen Abstand der Kontaktflächen und der Länge des Schichtkörpers kleiner als 1:3 gewählt ist.

4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des umhüllten Schichtpakets maximal 2 mm beträgt.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Umhüllung mehrere gegenseitig ausgerichtet in einer Ebene angeordnete Schichtpakete vorgesehen sind.

6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster­ maß der Einzelanschlüsse dem Rastermaß von IC-Steck­ sockeln entspricht.

7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunst­ stoffolien aus Polyester, Polycarbonat, Polypropylen oder Polyphenylensulfid bestehen.

8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schicht­ paket mit selbstklebender Folie mit Stirnflächenverguß versehen oder mit Preßmasse gepreßt oder mit Gießharz umgossen oder in einem Kunststoffbecher angeordnet und mit Gießharz vergossen ist.