DE3931249A1 - Festelektrolytkondensator in chip-bauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Festelektrolytkondensator in Chip- Bauweise mit einem gesinterten Anodenkörper aus einem Ventil­ metall, einer auf dem Ventilmetall aufgebrachten, als Dielek­ trikum dienenden Oxidschicht, einem in den Anodenkörper einge­ sinterten Anodendraht, einem als Kathode dienenden Festelektro­ lyt, einer Kathodenkontaktierung, einem Kathodenanschluß mit seitlichen Hilfsbügeln, einem Anodenanschluß und einer Kunst­ stoffumhüllung.

Ein derartiger Kondensator ist aus der US 44 83 062 bekannt. Die seitlichen Hilfsbügel am Kathodenanschluß ermöglichen zwar ein Zentrieren des Anodenkörpers während der Montage, jedoch besteht die Gefahr, daß durch die auftretenden thermischen und mechanischen Beanspruchungen insbesondere beim Anfertigen der Kunststoffumhüllung bei einem Teil der Bauelemente die Lötver­ bindung zwischen Sinterkörper und Kathodenanschluß gelöst wird.

Dies wird darauf zurückgeführt, daß während des Spritzvorganges durch die in das Formnest einströmende Kunststoffmasse das Lot­ material aufgeschmolzen wird, so daß sowohl der Massestrahl selbst als auch die beim Einspannen des bestückten Systemträ­ gerstreifens mit dem Kathodenanschluß in das Spritzwerkzeug auftretenden mechanischen Verspannungen Sinterkörper und Katho­ denanschluß auseinanderdrücken können. Dieser Effekt wurde so­ wohl beim Umspritzen mit PPS (Polyphenylensulfid) oder LCP (liquid cristal plastic) als auch beim Spritzumpressen mit Nie­ derdruck-Epoxidharzen beobachtet, wobei der Umfang des Fehlers in erster Linie von der Massetemperatur, Spritzdruck, Spritzge­ schwindigkeit und der Bauelementgröße abhängt.

Man kann versuchen, durch Minimierung der Temperaturen (Masse und Werkzeug), des Spritzdruckes, der Spritzgeschwindigkeit und durch Verbesserung der Lötverbindung ein Auftreten des beschriebenen Fehlers zu verhindern. Durch diese Maßnahmen kann zwar eine gewisse Verringerung des Fehleranteils, jedoch nicht eine grundsätzliche Lösung erreicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Festelektrolytkondensator in Chip-Bauweise anzugeben, bei dem auch bei den durch die Um­ spritzung auftretenden thermischen und mechanischen Belastungen eine sichere Kontaktierung des Kathodenanschlusses mit dem Sin­ terkörper gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ano­ denkörper formschlüssig im Kathodenanschluß eingespannt ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen ange­ führt.

Der Gegenstand wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele erläutert.

In der dazugehörenden Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 3 unterschiedlich ausgestaltete Kathodenanschlüsse,

Fig. 4 einen umhüllten Kondensator,

Fig. 5 einen weiteren Kathodenanschluß und

Fig. 6 bis 10 unterschiedlich ausgestaltete Anodenanschlüsse.

In der Fig. 1 ist ein gesinterter Anodenkörper 1 aus einem Ven­ tilmetall, z.B. Tantal, in einem Kathodenanschluß 2 eingespannt.

Auf dem Anodenkörper 1 befindet sich eine dielektrisch wirksame Oxidschicht sowie als Kathode ein Festelektrolyt, z.B. halblei­ tendes Mangandioxid, der mit einer Kathodenkontaktierung, z.B. einer Silberleitlackschicht versehen ist. Mit dieser Kathoden­ kontaktierung ist der Kathodenanschluß 2 verlötet. Der Anoden­ draht 3 ist mit einem Anodenanschluß 4 z.B. durch Schweißung verbunden.

Kathoden- 2 und Anodenanschluß 4 sind Teil eines kontinuierli­ chen Trägersystems.

Durch die Einspannung des Anodenkörpers 1 in den Kathodenan­ schluß 2 wird erreicht, daß die Lötstelle zwischen Kathoden­ anschluß 2 und Kathodenkontaktierung von den bei den Umhüll­ vorgängen auftretenden mechanischen Beanspruchungen entlastet ist, so daß selbst bei aufgeschmolzener Lötung eine Unterbre­ chung nicht möglich ist.

Die Einspannung bzw. -klemmung des Sinterkörpers 1 wird hierbei durch eine Spaltung des Kathodenanschlusses 2 im Endbereich er­ reicht, wodurch zwei Bügel 5, 6 entstehen, die den Sinterkörper 1 umgreifen. Für den Bügel 5 ist gestrichelt der Zustand dar­ gestellt, der vor dem Einbau des Sinterkörpers 1 vorliegt. Zur Erleichterung des Umbiegungsvorganges kann der Bügel 5 im Be­ reich 7 eine Kerbstelle besitzen.

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausgestaltung des Kathodenanschlus­ ses 2 angeführt, bei dem an die Bügel 5, 6 seitliche Hilfsbügel 8, 9 angeformt sind, so daß der in der Fig. nicht dargestellte Sinterkörper 1 noch besser gehalten werden kann.

In der Fig. 3 ist ein weiterer Kathodenanschluß 2 dargestellt, an dem ein zusätzlicher Streifen 10 z.B. durch Löten oder Schweißen angebracht ist. Der zusätzliche Streifen 10 kann zum leichteren Biegen eine Kerbstelle 7 besitzen.

Diese Ausführungsform ist geeignet, wenn durch eine enge Teilung im Systemträgerband das benötigte Material nicht seitlich ange­ schnitten werden kann.

In der Fig. 4 ist ein fertiger Festelektrolytkondensator in Chip- Bauweise dargestellt, der mit einer Kunststoffumhüllung 11 ver­ sehen ist. Die Elektrodenanschlüsse 2, 4 sind auf eine Fläche der Kunststoffumhüllung 11 umgebogen und bilden dort die Kon­ densatorauflage.

Der Anodendraht 3 ist im Bereich der Austrittsstelle des Drahtes 3 aus dem Sinterkörper 1 mit einer Schutzschicht 12 beschichtet, die z.B. aus UV-härtendem Epoxid- oder Siliconharz besteht. Hierdurch werden die beim Umspritzen/Umpressen auftretenden Be­ schädigungen der Oxid- und Kontaktschichten verhindert, was eine Verringerung der Reststromausfälle des Kondensators zur Folge hat.

In der Fig. 5 ist ein weiterer Kathodenanschluß 2 dargestellt, der einen U-förmigen Bügel 13 mit Kerbstellen 7 zur Einspannung eines Anodenkörpers 1 besitzt. Der Bügel 13 ist mit dem Katho­ denanschluß 2 durch Schweißen oder Löten verbunden. Ist die Teilung bzw. der Abstand zwischen einzelnen Sinterkörpern im Systemträgerband genügend groß, kann die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform auch komplett aus dem Systemträgerband gestanzt werden.

In der Fig. 6 ist ein Anodenanschluß 4 dargestellt, bei dem der Anodendraht 3 durch einen umgebogenen Lappen fixiert ist. Damit wird ein weiterer Schwachpunkt bei der Kondensatorfertigung be­ seitigt, der in der Schweißung des Anodendrahtes 3 mit dem Ano­ denanschluß 4 (CuNi-, FeNi-Legierungen) begründet ist. Da durch die Kerbung des Drahtes 3 beim Schweißvorgang (z.B. Widerstands­ schweißen) und durch montagebedingte Verspannungen (z.B. außer­ mittige Positionierungen des Sinterkörpers 1 bzw. Anodendrahtes 3) vor und beim Umhüllen ein Teil der Schweißungen aufgehen kann.

Um dies zu verhindern, wird der Anodendraht 3 vor dem Schweiß­ vorgang mit Hilfe des Blechlappens 14 eingespannt, so daß beim Schweißvorgang eine ungekerbte, eingebettete und somit mecha­ nisch entlastete Schweißstelle entsteht, wenn der Schweißvor­ gang im Bereich des Blechlappens 14 durchgeführt wird.

In der Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Anodenan­ schlusses 4 dargestellt, der ein zusätzliches Band 15 zur Fi­ xierung des Anodendrahtes 3 besitzt.

Während in der Fig. 6 eine Ausführungsform eines Anodenanschlus­ ses 4 mit seitlich umgebogenen Blechlappen 14 dargestellt ist, besitzt die Ausführungsform nach Fig. 8 einen Anodenanschluß 4, der einen zentrisch gebogenen Lappen 16 besitzt.

Ist durch die Wahl nichtkerbender Schweißverfahren (Schmelz­ schweißen, Laser-, usw.) eine Einspannung des Anodendrahtes 3 zwischen Blechlappen nicht möglich, dann ist zumindest eine Zentrierung des Drahtes 3 direkt an der Schweißlinse bzw. Schweißzone x äußerst vorteilhaft, wie es in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Bei der Ausführungsform nach der Fig. 9 ist der Anodenanschluß 4 am Ende 17 hochgebogen und mit einer Kerbe 18 zur Zentrierung des Anodendrahtes 3 versehen.

In der Fig. 10 besitzt der Anodenanschluß 4 am Ende zwei Aufbie­ gungen 19, 20, die den Anodendraht 3 fixieren.

Claims (7)

1. Festelektrolytkondensator in Chip-Bauweise mit einem gesin­ terten Anodenkörper aus einem Ventilmetall, einer auf dem Ven­ tilmetall aufgebrachten als Dielektrikum dienenden Oxidschicht, einem in den Anodenkörper eingesinterten Anodendraht, einem als Kathode dienenden Festelektrolyt, einer Kathodenkontaktierung, einem Kathodenanschluß mit Hilfsbügeln, einem Anodenanschluß und einer Kunststoffumhüllung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anodenkörper (1) formschlüssig im Kathodenanschluß (2) eingespannt ist.

2. Festelektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenanschluß (2) im Einspannbereich aufgespalten (5, 6) ist.

3. Festelektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenanschluß (2) im Einspannbereich einen zusätzlichen Streifen (10, 13) besitzt.

4. Festelektrolytkondensator nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Kathodenanschluß (2) Kerbstellen (7) angeordnet sind.

5. Festelektrolytkondensator nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodendraht (3) im Bereich des Sinterkörpers (1) eine Schutzschicht (12) besitzt.

6. Festelektrolytkondensator nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodendraht (3) mechanisch im Anodenanschluß (4) eingespannt ist (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8).

7. Festelektrolytkondensator nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodendraht (3) im Anodenanschluß zentriert ist (Fig. 9, 10) .