DE4010255A1 - Kondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Kondensatoranord­ nung des Typs, bei dem eine Gruppe kapazitiver Schichten vorge­ sehen ist, von denen jede ein dielektrisches Substrat und einen metallisierten Bereich auf einer Fläche des dielektrischen Sub­ strats aufweist und die so angeordnet sind, daß die metallisierten Bereiche aufeinanderfolgender Schichten sich zu entgegengesetzten Kanten der Kondensatoranordnung erstrecken, wobei gegenüberlie­ gende Massen leitfähigen Materials vorgesehen sind, von denen jede eine Kante der kapazitiven Anordnung bedeckt und eine elek­ trische Verbindung der metallisierten Bereiche an der gleichen Kante bewerkstelligt. Eine kapazitive Wirkung entsteht, wo die metallisierten Bereiche übereinanderliegen.

Kondensatoren der genannten Art sind etwa in den US-Paten­ ten 44 62 062, 44 48 340 und 45 31 268 offenbart. Diese Patente beschreiben, daß derartige Kondensatoren vorzugs­ weise so hergestellt werden, daß zwei Bahnen eines poly­ meren Films, von denen jede ein dielektrisches Substrat bildet, übereinanderliegend auf eine Trommel gewickelt werden. Jede Bahn hat eine metallische Beschichtung auf der oberen Fläche mit Ausnahme eines schmalen nicht me­ tallischen Bereichs, der durch Laser angerissen werden kann und der die metallische Beschichtung in einen ver­ hältnismäßig breiten metallisierten Bereich, der sich zu und entlang einer Kante erstreckt, und einen verhältnis­ mäßig schmalen metallischen Streifen, der sich entlang und bis zur anderen Kante erstreckt, unterteilt. Die Bahnen sind von gleicher Breite und seitlich versetzt zueinander derart, daß aufeinanderfolgende Bänder seitlich versetzte Kanten aufweisen in bezug zu übrigen Schichten, wenn die Bahnen in parallele Bänder gleicher Breite aufgeschnitten werden, bevor sie auf die Trommel gewickelt werden. Die sich daraus ergebende Anordnung, die als "Seil" bezeichnet wird, weil sie die Tendenz hat, wenig steif zu sein, wird bei erhöhter Temperatur zusammengepreßt, um eine starrere Struktur zu bilden, die als "Stab" bezeichnet wird. Eine leitfähige metallische Masse, die typischerweise von auf­ einanderfolgenden Schichten gebildet ist, zum Beispiel einer inneren Schicht aus Aluminium, die durch Sprühen aufgebracht ist, einer mittleren Kupferschicht, die durch Sprühen aufgebracht ist und einer äußeren Schicht aus eutektischem Zinn und Bleilot, das im Tauchverfahren auf­ gebracht ist, bedeckt jede Kante des überdeckenden Bandes, um einen elektrischen Kontakt zu und zwischen den metalli­ sierten Bereichen herzustellen, die sich zu und entlang der Kante erstrecken. Der Stab wird in diskrete Konden­ satoren zersägt. Bei jedem Kondensator dienen die leit­ fähigen metallischen Massen als Elektroden, und die kapa­ zitive Wirkung wird dort bewirkt, wo relativ ausgedehnte metallische Bereiche sukzessiver Schichten übereinander liegen. Als weiterer technologischer Hintergrund mögen die US-Patente 36 70 378 und 42 29 865 dienen, die weitere Beispiele von Kondensatoren des oben beschriebenen Typs offenbaren.

Obwohl Kondensatoren des erwähnten Typs sich bei vielen Anwendungen bewährt haben, kann eine Riß- oder Spaltbildung während der Herstellung und der nachfolgenden Einsätze eintreten, insbesondere wenn sie mehr als 2,5 mm dick sind. Die Spaltbildung führt zu einer unerwünschten Variabilität in der Kapazität. Üblicherweise äußert sich diese Spalt­ bildung in einer mikro- oder makroskopischen Trennung zwi­ schen zwei Schichten des Kondensators. Üblicherweise tritt diese Trennung zwischen zwei mittleren Schichten des Kon­ densators auf an einem oder an beiden Sägeenden, wodurch ein unerwünschter Hohlraum entsteht, in dem sich ionische Verunreinigungen oder andere leitfähige Verunreinigungen ansammeln können, welche den dielektrischen Widerstand des Kondensators verringern. Ferner können einige Schichten der kapazitiven Anordnung entlang einer Bruchlinie brechen, die üblicherweise allgemein senkrecht zur Trennung ver­ läuft, wodurch die Kapazität des Kondensators unkontrol­ liert verringert wird. Obwohl nicht beabsichtigt ist, hier auf irgendeine Theorie einzugehen, wird angenommen, daß die Spaltbildung eintritt, weil gegenüberliegende Kanten entsprechender Schichten eines metallisierten polymeren Films in den leitfähigen metallischen, den elektrischen Kontakt herstellenden Massen festgehalten sind, wenn die Kondensatoranordnungen thermischen Schwankungen ausgesetzt sind, wie nachfolgend erläutert werden soll.

Zum Zwecke der thermischen Normalisierung werden die Kon­ densatoren auf etwa 215°C erwärmt und dann gekühlt. Die Spaltbildung (wenn sie eintritt) wird beobachtet, wenn die einzelnen Kondensatoren abkühlen. Typischerweise sind die inneren Schichten der metallischen Massen, wie oben er­ wähnt, aus Aluminium, das sich mit einer Rate von ungefähr 25×10^-6 cm/cm/°C ausdehnt. Typischerweise ist der poly­ mere Film ein Polyesterfilm, zum Beispiel ein Polyethylen­ terephthalatfilm, der sich ungefähr mit einer Rate von 17×10^-6 cm/cm/°C ausdehnt. Aluminium hat eine thermische Leit­ fähigkeit von ungefähr 2,37 Watt/cm/°C, während dazu ver­ glichen ein Polyethylenterephthalatfilm eine thermische Leitfähigkeit von ungefähr 1,54×10^-3 Watt/cm/°C aufweist. Somit hat jeder der elektrischen Kontakte eine höhere thermische Leitfähigkeit und dehnt sich mit einer höheren Rate aus im Vergleich zu den Schichten aus einem metalli­ sierten polymeren Film. Dementsprechend haben die elek­ trischen Kontakte die Neigung, die Schichten aus dem metallisierten polymeren Film zu trennen, bevor diese Schichten sich ausdehnen. Während der Abkühlung tendieren die elektrischen Kontakte dazu, sich zusammenzuziehen, während die Schichten aus metallisiertem polymerem Film ausgedehnt bleiben. Die äußeren Schichten des metallisier­ ten polymeren Films kühlen eher ab als die inneren Schich­ ten, wodurch die äußeren Schichten eine starre Struktur bilden, an die sich die inneren Schichten anpassen, wenn diese abkühlen. Da die oberen äußeren Schichten aus metal­ lisiertem polymerem Film und die unteren äußeren Schichten aus metallisiertem polymerem Film mit der Verbindung mit den inneren Schichten aus metallisiertem polymerem Film konkurrieren, besteht die Neigung, sich voneinander zu trennen, und so einen Riß zu bilden.

Ein Polyesterfilm, wie zum Beispiel ein Polyethylente­ rephthalatfilm, ist teilweise kristallin und neigt dazu, fortgesetzt zu kristallisieren bei jeder Temperaturschwan­ kung. Wenn ein Film weiter kristallisiert, neigt der Film dazu zu schrumpfen. Eine derartige Schrumpfung schreitet von den äußeren Schichten zu den inneren und trägt zur Spaltbildung bei, wie oben diskutiert.

Zu den Spaltbildungen scheint auch die thermische Expansion von Gasen beizutragen, die an den metallisierten Flächen der Schichten aus metallisiertem polymerem Film adsorbiert sind. Wenn die einzelnen Kondensatoren hergestellt werden und die einzelnen Kondensatoren an Substrate angelötet werden, können die einzelnen Kondensatoren Temperaturände­ rungen von 300 K bis 500 K erfahren, wodurch diese Gase mit einem Faktor von 1,66 bei konstantem Druck expandieren. Während die expandierenden Gase die entsprechenden Schich­ ten voneinander trennen wollen, kühlen die äußeren Schich­ ten früher als die inneren Schichten ab und formen expan­ dierte starre Strukturen, an welchen die inneren Schichten befestigt bleiben. Wenn schließlich die mittleren Schichten abkühlen, bildet sich ein Spalt, der an konkave Flächen der an gegenüberliegenden konkaven Flächen der Schicht aus metallisiertem polymerem Film angrenzt.

Weil die entsprechenden Schichten fest miteinander lami­ niert sind, zum Beispiel Schicht um Schicht fest verklebt sind, sind sehr hohe Kräfte notwendig, diese Schichten voneinander zu trennen. Manchmal erstreckt sich ein Spalt durch mehrere Schichten, bevor er sich zwischen benach­ barten Schichten fortsetzt. Ein derartiger stufiger Spalt, der ein Scheren der Schichten aus polymerem Film voraus­ setzt, zeigt, daß derartig hohe Kräfte, die zur Rißbildung führen, aufgetreten sind. Häufig läuft ein Spalt über die gesamte Breite eines einzelnen Kondensators und ist aus­ reichend weit, daß Licht durch den Spalt hindurchtreten kann, wie bei geringer Vergrößerung oder sogar ohne Ver­ größerung leicht erkannt werden kann. Spalten mit einer Breite von 0,076 mm wurden bei einzelnen Kondensatoren mit einer Nenndicke von ungefähr 0,04 mm beobachtet. Gelegent­ lich treten schmale Spalte in den äußeren Schichten derar­ tiger Anordnungen auf, vielleicht aufgrund anderer spalt­ bildender Vorgänge.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine ver­ besserte Kondensatoranordnung zu schaffen, in welcher un­ erwünschte Ungleichförmigkeiten aufgrund von Spaltbildungen verringert werden.

Die Erfindung sieht eine Kondensatoranordnung des oben beschriebenen Typs vor, bei welcher thermische Spannungen, die eine Delaminierung von kapazitiven Schichten bewirken, entlastet werden, bevor die Schichten sich voneinander trennen.

Der Kondensator nach der Erfindung weist eine obere und eine untere Anordnung auf. Jede Anordnung enthält eine Vielzahl von kapazitiven Schichten, die gestapelt überein­ andergeschichtet sind. Jede kapazitive Schicht weist ein dielektrisches Substrat und einen metallisierten Bereich auf, der den größten Teil einer Fläche des dielektrischen Substrats der kapazitiven Schicht bedeckt und der sich nur zur ersten oder zur zweiten Kante erstreckt. Die metalli­ sierten Bereiche aufeinanderfolgender kapazitiver Schichten jeder Anordnung erstrecken sich zu entgegengesetzten Kan­ ten. Die ersten Kanten aufeinanderfolgender kapazitiver Schichten jeder Anordnung erstrecken sich über die ersten Kanten der übrigen kapazitiven Schichten der Anordnung, um so Vertiefungen entlang der ersten Kanten jeder Anordnung zu bilden. Die zweiten Kanten aufeinanderfolgender kapa­ zitiver Schichten in jeder Anordnung erstrecken sich über die zweiten Kanten der übrigen kapazitiven Schichten jeder Anordnung, um Vertiefungen entlang der zweiten Kanten der Anordnung zu bilden.

Überdies ist mindestens eine Trennschicht zwischen der oberen und der unteren Anordnung angeordnet. Jede der Trennschichten ist aus einem Material hergestellt, das weniger aggressiv zumindest mit der oberen oder der unte­ ren Anordnung verbunden ist als obere und untere Anordnung miteinander verbunden sein würden, wenn eine derartige Trennschicht nicht vorhanden ist. Wenn vorzugsweise jedoch nicht ausschließlich die angrenzenden Schichten (zwischen denen die Trennschicht angeordnet ist) aus dielektrischem Polyesterfilm, wie einem dielektrischen Polyethylente­ rephthalatfilm hergestellt sind, gleich ob jede der an­ grenzenden Schichten einen metallisierten Bereich an seiner der Trennschicht zugekehrten Fläche aufweist, enthält die Trennschicht Polytetrafluorethylen, die sich, wenn über­ haupt, vernachlässigbar mit dem Film verbindet. Die Trenn­ schicht kann leicht durch Aufsprühen einer kolloidalen Suspension aus Polytetrafluorethylen mit einem flüssigen Träger, der ein geeignetes Bindemittel aufweist, aufge­ bracht werden. Eine diskrete Schicht, die auf mindestens einer Seite Polytetrafluorethylen aufweist, wie zum Bei­ spiel ein Film, der im wesentlichen Polytetrafluorethylen enthält oder daraus hergestellt ist, kann alternativ als Trennschicht verwendet werden.

Bei einer weniger bevorzugten Ausführungsform ist die Trennschicht eine diskrete Schicht, die Polytetrafluor­ ethylen auf mindestens einer Seite aufweist, wie etwa ein Film, der im wesentlichen Polytetrafluorethylen enthält oder aus diesem besteht und zwischen einer darunterliegen­ den Schicht der oberen Anordnung und einer darüberliegen­ den Schicht der unteren Anordnung angeordnet ist. In der am wenigsten bevorzugten Ausgestaltung kann eine der an­ grenzenden Schichten (zwischen denen die Trennschicht an­ geordnet ist) einen metallisierten Bereich auf seiner Fläche aufweisen, die der Trennschicht zugekehrt ist.

Bei einer mehr bevorzugten Ausführungsform weist die obere Anordnung eine unten liegende Schicht eines dielektri­ schen Polyesterfilms, vorzugsweise dielektrischen Poly­ ethylenterephthalatfilms auf, und die untere Anordnung enthält eine oben liegende Schicht aus einem ähnlichen Film. Die Trennschicht ist auch eine diskrete Schicht, die Polytetrafluorethylen enthält, wie oben erwähnt und zwi­ schen der unten liegenden Schicht der oberen Anordnung und der oben liegenden Schicht der unteren Anordnung angeord­ net. Die unten liegende Schicht der oberen Anordnung und die obere Schicht der unteren Anordnung können einstückig sein, wie zum Beispiel ein abgeflachter Schlauch eines derartigen Films, der eine geeignete Breite nach der Ab­ flachung aufweist, oder ein gefaltetes Stück eines derar­ tigen Films von geeigneter Breite nach dem Falten.

Es ist denkbar, die Trennschicht nur zwischen dem dielek­ trischen Substrat einer kapazitiven Schicht einer Anordnung und einer dazwischenliegenden Schicht aus dielektrischem Material anzuordnen, wie eine unten liegende Schicht oder eine oben liegende Schicht wie oben beschrieben wurde, wo­ bei die intervenierende Schicht zwischen der Trennschicht und den kapazitiven Schichten einer Anordnung angeordnet ist. Die Trennschicht kann einfach durch eine dünne Be­ schichtung hergestellt werden, die im Sprühverfahren auf­ gebracht wird, wie oben angegeben, oder auf andere Weise auf eine Fläche der intervenierenden Schicht. Vorzugsweise deckt die intervenierende Schicht die metallisierte Fläche ab, wenn die metallisierte Fläche einer der kapazitiven Schichten einem Spalt entlang der Trennschicht ausgesetzt ist.

Die am meisten bevorzugte Ausgestaltung, stellt eine Ver­ feinerung der bevorzugten Ausgestaltung dar, und sie weist, wie weiter oben beschrieben wurde, eine oben lie­ gende und eine unten liegende Schicht auf, wobei die Trennschicht durch eine dünne Beschichtung hergestellt ist, die durch Sprühen oder auf andere Weise auf eine Flä­ che der unten liegenden Schicht der oberen Anordnung oder auf eine Fläche der oben liegenden Schicht der unteren An­ ordnung aufgebracht ist. Sogar wenn anderes Material für die unten liegende Schicht der oberen Anordnung und für die oben liegende Schicht der unteren Anordnung verwendet wird und ein anderes Material für die Trennschicht verwen­ det wird, ist es vorteilhaft, die Trennschicht durch eine dünne Beschichtung zu bilden, die durch Sprühen aufgebracht wird, wie oben erwähnt oder auf andere Weise auf eine Flä­ che einer unten liegenden Schicht der oberen Anordnung oder auf eine Fläche der oben liegenden Schicht der unte­ ren Anordnung und nicht eine diskrete Schicht als Trenn­ schicht vorzusehen.

Die Kondensatoranordnung nach der vorliegenden Erfindung weist ferner eine erste Masse leitfähigen Materials auf, das die Vertiefungen entlang der ersten Kanten der kapa­ zitiven Schichten der oberen und unteren Anordnung bedeckt und sich in diese hineinerstreckt, um die metallisierten Bereiche, die sich zu den ersten Kanten der kapazitiven Schichten der oberen und unteren Anordnungen erstrecken, elektrisch miteinander zu verbinden, und eine zweite Masse leitfähigen Materials, das die Vertiefungen entlang der zweiten Kanten der kapazitiven Schichten der oberen und der unteren Anordnung bedeckt und sich in diese hinein­ erstreckt, um die metallisierten Bereiche, die sich zu den zweiten Kanten der kapazitiven Schichten der oberen und unteren Anordnung erstrecken, elektrisch miteinander zu verbinden. Die Massen leitfähigen Materials verbinden die kapazitiven Schichten jeder Anordnung miteinander und ver­ binden die oberen und unteren Anordnungen miteinander, wobei sich die Trennschicht zwischen den Anordnungen be­ findet. Leitfähige metallische Massen, wie sie oben disku­ tiert wurden, werden vorteilhafterweise als die Massen für das leitfähige Material für einen Kondensator nach der Erfindung verwendet.

Während der folgenden thermischen Normalisierung neigt die Kondensatoranordnung nach der Erfindung zur Spaltbildung zwischen der Trennschicht und der benachbarten Schicht oder zwischen der Trennschicht und den benachbarten Schichten auf gegenüberliegenden Seiten der Trennschicht, jedoch nicht zu einem Spalt irgendwo. Nach der thermischen Nor­ malisierung einer derartigen Kondensatoranordnung kann diese mit Wachs imprägniert werden, die jedweden Spalt zwischen der Trennschicht und einer angrenzenden Schicht ausfüllt und so verhindert, daß ionische Verunreinigungen oder andere leitfähige Verunreinigungen in den Spalt ein­ treten und die die elektrischen Kontakte bildenden metal­ lischen leitfähigen Massen überbrückt.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand von Zeichnungen näher hervor.

Fig. 1 ist eine stark vergrößerte Querschnittsdarstellung einer Kondensatoranordnung nach dem Stand der Tech­ nik, wobei einige Teile der Anordnung zu Darstel­ lungszwecken herausgebrochen sind und ein Spalt zwi­ schen zwei kapazitiven Schichten dargestellt ist.

Fig. 2 ist eine ähnlich stark vergrößerte Querschnittsdar­ stellung einer Kondensatoranordnung einer bevor­ zugten Ausgestaltung der Erfindung, wobei Teile der Anordnung zu Darstellungszwecken herausgebrochen sind und ein Spalt entlang einer Trennschicht zu sehen ist.

Bevor die Kondensatoranordnung gemäß einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung im einzelnen beschrieben werden soll, ist es nützlich, eine Kondensatoranordnung des Standes der Technik zu betrachten, wie sie in Fig. 1 dar­ gestellt ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, weist eine Kondensa­ toranordnung 10 eine Gruppe kapazitiver Schichten 12 auf, von denen jede ein dielektrisches Substrat mit metallisier­ ten Bereichen aufweist, die die obere Fläche 14 des di­ elektrischen Substrats bedeckt außer engen länglichen entmetallisierten Zonen 14 a, welche die metallische Fläche 14 in einen relativ breiten Bereich 14 b und einen relativ engen Streifen unterteilt. Aufeinanderfolgende kapazitive Schichten 12, die von gleicher Breite sind, sind gegenein­ ander seitlich versetzt, so daß aufeinanderfolgende kapa­ zitive Schichten 12 mit ihren Kanten gegenüber den anderen Schichten seitlich versetzt sind. Somit werden Vertiefungen 20 entlang der linken Kanten der kapazitiven Schichten 12 und Vertiefungen 22 entlang der rechten Kanten der kapa­ zitiven Schichten 12 gebildet. Eine obere Abdeckung 16 und eine untere Abdeckung 18 werden jeweils von einer einzel­ nen dickeren Platte dielektrischen Materials gebildet und sind an der oberen Fläche und der Bodenfläche der Gruppe der kapazitiven Schichten 12 vorgesehen. Eine leitfähige metallische Masse 24, die gebildet sein kann von einer inneren Schicht aus Aluminium, das im Metallsprühverfahren aufgebracht ist, einer mittleren Schicht aus Kupfer, das im Metallsprühverfahren aufgebracht ist und einer äußeren Schicht aus eutektischem Zinn und Bleilot, das im Tauch­ verfahren aufgebracht ist, bedeckt die linken Kanten der kapazitiven Schichten 12 und bedeckt die linken Kanten der oberen Bedeckung 16 und der unteren Bedeckung 18. Die innere mittlere und äußere Schicht der Masse 24 ist in Fig. 1 nicht zu erkennen. Die Masse 24 erstreckt sich ober­ halb der oberen Bedeckung 16 zur Bildung eines oberen Flansches 26, durch welchen die obere Bedeckung mit den kapazitiven Schichten 12 an der linken Seite der Konden­ satoranordnung 10 verbunden wird. Die Masse 24 erstreckt sich unterhalb der unteren Bedeckung 18 und bildet einen unteren Flansch 28, durch den die untere Bedeckung 18 mit den kapazitiven Schichten 12 auf der linken Seite der Kon­ densatoranordnung verbunden ist. In ähnlicher Form bedeckt eine metallische Masse 30 die rechten Kanten der kapazi­ tiven Schichten 12 und der oberen Bedeckung 16 und der unteren Bedeckung 18. Die Masse 30 erstreckt sich ähnlich oberhalb der oberen Bedeckung 16 zur Bildung eines oberen Flansches 32 und unterhalb der unteren Bedeckung 18 zur Bildung eines unteren Flansches 34. Der obere Flansch 32 und der untere Flansch 34 verbinden die Abdeckplatten 16, 18 mit den kapazitiven Schichten 12 an der rechten Seite der Kondensatoranordnung 10. Jeder der unteren Flansche 28, 34 dient als Standfuß, der die untere Abdeckung gegen­ über einer Schaltungsplatine oder einem anderen Substrat (nicht gezeigt), auf welcher die Kondensatoranordnung 10 angebracht sein kann, anhebt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat sich ein Spalt 36 zwischen zwei kapazitiven Schichten gebildet, nämlich zwischen zwei inneren Schichten der Kondensatoranordnung 10. Wie ge­ zeigt, sind einige der kapazitiven Schichten 12, die dem Spalt 36 benachbart sind, gebrochen, so daß Risse 38 ent­ lang einer Bruchlinie gebildet sind, die sich im wesent­ lichen senkrecht zum Spalt 36 erstreckt. Der Spalt 36 und die Brüche 38 führen zu einer unerwünschten Ungleichför­ migkeit des kapazitiven Verhaltens der Kondensatoranord­ nung 10.

In Fig. 2 ist eine Kondensatoranordnung 100 gezeigt, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt und die eine obere Anordnung 102 und eine untere Anordnung 104 aufweist, welche durch eine imaginäre Ebene 106 von­ einander getrennt sind. Die obere Anordnung enthält eine Gruppe kapazitiver Schichten 112, von denen jede ein di­ elektrisches Substrat aufweist mit metallisierten Bereichen, welche die obere Fläche 114 des dielektrischen Substrats bedecken außer einer schmalen länglichen demetallisierten Zone 114 a, welche die metallisierte Fläche 114 in einen relativ breiten Bereich 114 b und einen relativ engen Streifen 114 c unterteilt. Aufeinanderfolgende kapazitive Schichten 112 von gleicher Breite sind seitlich versetzt in bezug aufeinander, so daß aufeinanderfolgende kapazi­ tive Schichten 112 mit ihren Kanten gegenüber den übrigen Schichten 112 seitlich versetzt sind. Somit sind Vertie­ fungen 116 entlang der linken Kanten der kapazitiven Schichten 112 geformt, entlang der linken Kanten der kapa­ zitiven Schichten 112 und Vertiefungen 118 und entlang der rechten Kanten der kapazitiven Schichten 112. Eine obere Abdeckung 120, die eine einzige Platte aus dielektrischem Material ist, ist an der oberen Seite der Gruppe der ka­ pazitiven Schichten 112 vorgesehen. Die untere Anordnung 104 weist eine Gruppe kapazitiver Schichten 122 auf, die ähnlich den kapazitiven Schichten 112 sind, wobei jede kapazitive Schicht 122 ein dielektrisches Substrat auf­ weist, das mit metallisierten Bereichen versehen ist, die die obere Fläche 124 des dielektrischen Substrats bedecken, außer einer engen länglichen demetallisierten Zone 124 a, welche die metallisierte Fläche 124 in einen relativ brei­ ten Bereich 124 b und in einen relativ engen Streifen 124 c unterteilt. Aufeinanderfolgende kapazitive Schichten 122 von gleicher Breite sind seitlich versetzt zueinander, so daß aufeinanderfolgende kapazitive Schichten 122 mit ihren Kanten bezüglich der übrigen Kanten seitlich versetzt sind. Somit sind Vertiefungen 126 an den linken Kanten der ka­ pazitiven Schichten 122 und Vertiefungen 128 an den rechten Kanten der kapazitiven Schichten 122 geformt. Eine untere Abdeckung, die der oberen Abdeckung gleicht, ist an der unteren Fläche der kapazitiven Schichten 122 angeordnet.

Die obere Anordnung 102 ist mit einer Unterlegschicht 132 aus nicht metallisiertem dielektrischem Material versehen. Die untere Anordnung 104 ist mit einer überliegenden Schicht 134 aus nicht metallisiertem dielektrischem Mate­ rial versehen. Die oben liegende Schicht 134 ist ähnlich der unten liegenden Schicht 132 der oberen Anordnung 102 außer, daß die oben liegende Schicht 134 der unteren An­ ordnung mit einer dünnen Beschichtung 136 versehen ist, die als Trennschicht zwischen der oberen und der unteren Anordnung dient und die aus einem Material hergestellt ist, daß sich weniger aggressiv mit der oben liegenden Schicht 134 verbindet als die oben liegende Schicht 134 sich mit der unten liegenden Schicht 132 verbinden würde, falls die dünne Beschichtung 136 fortgelassen würde, wobei die dünne Beschichtung 136 vorzugsweise aus einem Material besteht, das Polytetrafluorethylen enthält. Die dünne Beschichtung 136 kann bequem durch Aufsprühen einer kolloidalen Sus­ pension aus Polytetrafluorethylen in flüssigem Träger, der ein geeignetes Bindemittel enthält, aufgebracht werden, vorzugsweise ein Spray wie Crown^TM 6065 Permanent TFE Coating, das von der Firma Crown Industrial Products, Hebron, Illinois lieferbar ist. Verschiedene Öle und Harze können alternativ verwendet werden. Um das Handhaben und das Beladen zu erleichtern, haben vorzugsweise die unten liegende Schicht 132 der oberen Anordnung 102 und die oben liegende Schicht 134 der unteren Anordnung 104 eine Dicke von 0,025 mm. Dickere Filme mögen leichter handhabbar sein, vergrößern jedoch unnötigerweise die Dicke und die Kosten der Kondensatoranordnung 100.

Die dielektrischen Substrate der kapazitiven Schichten 112, 122 sind vorzugsweise aus Polyethylenterephthalatfilm, und jede der vorerwähnten Schichten 132, 134 kann ebenfalls aus einem Polyethylenterephthalatfilm bestehen. Polyethy­ lenterephthalatfilm wird wegen seiner dielektrischen Eigen­ schaften und wegen seiner Fähigkeit, sich miteinander und mit den metallisierten Zonen der kapazitiven Schichten 112, 122 zu verbinden, bevorzugt. Andere dielektrische Mate­ rialien können alternativ verwendet werden. Obwohl die Schichten 132, 134 als separate Teile gezeigt sind, ist denkbar, daß diese Schichten alternativ einteilig vorge­ sehen sind, zum Beispiel als abgeflachter Schlauch eines derartigen Films von geeigneter Breite im abgeflachten Zu­ stand oder als gefaltetes Teil eines solchen Films von geeigneter Breite, wenn gefaltet. In jedem Fall hat jede durch Abflachen oder Falten gebildete Schicht eine dünne Beschichtung wie die Schicht 136.

Es ist überdies denkbar, anstatt der dünnen Beschichtung durch Aufsprühen oder auf andere Weise auf die oben lie­ gende Schicht 134 der unteren Anordnung 104 aufzubringen, eine oder mehrere diskrete Schichten, die Polytetrafluor­ ethylen enthalten, vorzugsweise eine einzige solche Schicht, wie einen Film, der im wesentlichen Polytetrafluorethylen enthält oder aus diesem besteht, als Trennschicht zwischen der oberen Anordnung 102 und der unteren Anordnung 104 zu verwenden, worauf die vorerwähnten Schichten 132, 134 oder eine dieser beiden vollständig fortgelassen werden können. Ein geeigneter Film ist Teflonfilm von E.I. DuPont de Nemours & Company Wilmington, Delaware. Wenn beide Schichten 132, 134 fortgelassen werden oder wenn nur eine Schicht 132, 134 fortgelassen wird, kann eine dünne Be­ schichtung, wie die Schicht 136 direkt durch Aufsprühen oder auf andere Weise auf die unterste Schicht der oberen Anordnung 102 oder die oberste Schicht der unteren Anord­ nung 104 aufgebracht werden. Unabhängig davon, ob die Trennschicht durch eine dünne Beschichtung wie die Schicht 136 oder durch eine diskrete Schicht vorgesehen wird, wird bevorzugt, die oben liegende Schicht 134 der unteren An­ ordnung 102 zu halten,da die Schicht 134 die metallisierte Fläche 124 der obersten kapazitiven Schicht 122 der unte­ ren Anordnung 102 bedeckt. Eine derartige Fläche 124 würde sonst gegenüber irgendwelchen Verunreinigungen in einem Spalt entlang der Trennschicht ausgesetzt sein. Wie weiter oben bereits erwähnt, können verschiedene Öle oder Harze anstelle von Polytetrafluorethylen verwendet werden.

Eine leitfähige metallische Masse 140, die sich vorzugs­ weise aus einer inneren Schicht aus Aluminium, das durch Metallsprühverfahren aufgebracht wird, einer mittleren aus Kupfer, das im Metallsprühverfahren aufgebracht ist und einer äußeren Schicht aus eutektischem Zinn und Bleilot, das im Tauchverfahren aufgebracht wird, bedeckt die linken Kanten der kapazitiven Schichten 112, der unten liegenden Schicht 132 der oberen Anordnung 102 und der oben liegen­ den Schicht 134 der unteren Anordnung 104 sowie der kapa­ zitiven Schichten 122, der oberen Abdeckung 120 und der unteren Abdeckung 130. Die innere, mittlere und äußere Schicht sind in Fig. 2 im einzelnen nicht dargestellt. Die Masse 140 erstreckt sich oberhalb der oberen Abdeckung 120 zur Bildung eines oberen Flansches 142, der die obere Ab­ deckung 120 mit den kapazitiven Schichten 112 verbindet. Die Masse 140 erstreckt sich unterhalb der unteren Ab­ deckung 130 zur Bildung eines unteren Flansches 144, der die untere Abdeckung 130 mit den kapazitiven Schichten 112 verbindet. Eine leitfähige metallische Masse 150, die sich ähnlich zusammensetzt, bedeckt die rechten Kanten der ka­ pazitiven Schichten 112, der unten liegenden Schicht 132 der oberen Anordnung 102, der oben liegenden Schicht 134 der unteren Anordnung 104, der kapazitiven Schichten 122 und der oberen und der unteren Abdeckung 120, 130. Die Masse 150 erstreckt sich oberhalb der oberen Abdeckung 120 zur Bildung eines oberen Flansches 152 und unterhalb der unteren Abdeckung 130 zur Bildung eines unteren Flansches 154. Jeder der unteren Flansche 144, 154 dient auch als Standfuß, der die untere Abdeckung 130 gegenüber einer Schaltplatine oder eines anderen Substrats (nicht gezeigt) anhebt, auf welcher die Kondensatoranordnung 100 angebracht werden kann.

Während der und der folgenden thermischen Normalisierung tendiert die Kondensatoranordnung 100 zur Spaltbildung, vorzugsweise zwischen der Trennschicht, welche durch die dünne Beschichtung 136 gebildet ist und der unten liegenden Schicht 132 der oberen Anordnung und möglicherweise zwi­ schen der durch die dünne Beschichtung 136 gebildeten Trennschicht und der oben liegenden Schicht 134 der unteren Anordnung 104, jedoch nicht irgendwo. Nach der thermischen Normalisierung der Kondensatoranordnung 100 wird diese mit Wachs imprägniert, welches dazu dient, daß Risse und Spal­ ten zwischen Trennschicht wie die dünne Beschichtung 136 und einer benachbarten Schicht, wie der Spalt 160 in Fig. 2 zwischen der dünnen Schicht 136 und der unten liegenden Schicht 132 der oberen Anordnung 102, aufzufüllen, um zu verhindern, daß ionische Verunreinigungen oder andere leit­ fähige Verunreinigungen in den Spalt eintreten und die leitfähigen metallischen Massen 140, 150 überbrücken. Ein geeignetes Wachs ist Bee Square Amber^TM-Wachs, das von der Firma Petrolite Co., Tulsa, Oklahoma vertrieben wird.

Die Richtungsausdrücke "oben", "unten", "links", "rechts", "oben liegend", "unten liegend", "oberste" und "unterste" beziehen sich auf die Orientierung der Kondensatoranord­ nung in der Zeichnung, sollen indes die Erfindung nicht auf eine besondere Orientierung beschränken.

Verschiedene Modifikationen der Kondensatoranordnung nach der Erfindung sind denkbar, ohne den Umfang und den Sinn der Erfindung zu verlassen.

Claims (16)

1. Kondensator, gekennzeichnet durch eine obere Anordnung und eine untere Anordnung, von denen jede eine Vielzahl von übereinandergestapelten kapazitiven Schichten auf­ weist, von denen jede gegenüberliegende erste und zweite Kanten, ein dielektrisches Substrat und einen metallischen Bereich aufweist, der den größten Teil der Fläche des dielektrischen Substrats bedeckt und sich nur zu einer der ersten oder zweiten Kante erstreckt, wobei die metallischen Bereiche aufeinanderfolgender Schichten jeder Anordnung sich zu gegenüberliegenden Kanten erstrecken, die ersten Kanten aufeinanderfolgen­ der Schichten jeder Anordnung sich über die erste Kante der übrigen Schichten der jeweiligen Anordnung hinaus­ erstrecken, um Vertiefungen entlang der zweiten Kanten der jeweiligen Anordnung zu bilden, gekennzeichnet fer­ ner durch mindestens eine Trennschicht zwischen oberer und unterer Anordnung, wobei jede Trennschicht aus einem Material besteht, das weniger aggressiv mit der oberen oder unteren Anordnung verbunden ist als die obere und untere Anordnung miteinander verbunden sein würden, wenn die Trennschicht in Fortfall käme, gekennzeichnet weiter durch eine erste Masse leitfähigen Materials, das die Vertiefungen entlang der ersten Kanten der oberen und unteren Anordnung bedeckt und sich in diese hineinerstreckt, um die metallischen Bereiche an der ersten Kante der oberen und unteren Anordnung elektrisch zu verbinden, und eine zweite Masse aus elektrisch leit­ fähigem Material, das die Vertiefungen entlang der zweiten Kanten von oberer und unterer Anordnung bedeckt und sich in diese hineinerstreckt, um die metallischen Bereiche miteinander zu verbinden, die sich zu der zweiten Kante der Schichten von oberer und unterer An­ ordnung erstrecken, wobei die Massen leitfähigen Mate­ rials die kapazitiven Schichten jeder Anordnung mitein­ ander verbinden, wobei die Trennschicht sich zwischen oberer und unterer Anordnung befindet, wodurch die Trennschicht dazu neigt, sich zumindest von der oberen oder unteren Anordnung zu lösen, wenn der Kondensator thermischen Beanspruchungen ausgesetzt ist, die ein Lösen der kapazitiven Schichten voneinander bewirken können, so daß derartige Beanspruchungen abgeschwächt werden, bevor sich die kapazitiven Schichten vonein­ ander lösen.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß eine einzige Trennschicht zwischen der oberen und der unteren Anordnung vorgesehen ist.

3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischenliegende Schicht aus dielektrischem Mate­ rial zwischen der Trennschicht und einer der kapazi­ tiven Schichten eine Anordnung vorgesehen ist.

4. Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht von einer dünnen Beschichtung auf einer Fläche der dazwischenliegenden Schicht gebildet ist.

5. Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dazwischenliegende Schicht metallisierte Bereiche auf einer Fläche einer der kapazitiven Schichten einer der Anordnungen überdeckt.

6. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Anordnung eine unten liegende Schicht aus dielektrischem Material aufweist, die untere Anordnung eine oben liegende Schicht aus dielektrischem Material aufweist und die Trennschicht zwischen der unten lie­ genden Schicht der oberen Anordnung oder oben liegenden Schicht der unteren Anordnung angeordnet ist.

7. Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht durch eine dünne Beschichtung gebildet ist, die auf eine Seite einer Schicht aufgebracht ist, und zwar entweder der unten liegenden Schicht der obe­ ren Anordnung oder der oben liegenden Schicht der unte­ ren Anordnung.

8. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Substrat jeder kapazitiven Schicht ein dielektrischer Polyesterfilm ist, die obere Anord­ nung eine unten liegende Schicht aus dielektrischem Polyesterfilm aufweist, die untere Anordnung eine oben liegende Schicht aus dielektrischem Polyesterfilm auf­ weist und die Trennschicht Polytetrafluorethylen ent­ hält und zwischen der unten liegenden Schicht der oberen Anordnung und der oben liegenden Schicht der unteren Anordnung angeordnet ist.

9. Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht von einer dünnen Beschichtung gebildet ist, die auf eine Fläche einer Schicht aufgebracht ist, die entweder von der unten liegenden Schicht der oberen Anordnung oder der oberen Schicht der unteren Anordnung gebildet ist.

10. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Substrat jeder kapazitiven Schicht ein dielektrischer Polyethylenterephthalatfilm ist, die obere Anordnung eine unten liegende Schicht aus dielektrischem Polyethylenterephthalatfilm auf­ weist, die untere Anordnung eine oben liegende Schicht aus dielektrischem Polyethylenterephthalatfilm auf­ weist und die Trennschicht Polytetrafluorethylen ent­ hält und zwischen der unten liegenden Schicht der oberen Anordnung und der oberen Schicht der unteren Anordnung angeordnet ist.

11. Kondensator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht durch eine dünne Beschichtung ge­ bildet ist, die auf eine Fläche einer Schicht aufge­ bracht ist, die entweder von der unten liegenden Schicht der oberen Anordnung oder der oben liegenden Schicht der unteren Anordnung gebildet ist.

12. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht Polytetrafluorethylen enthält.

13. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht von einer dünnen Beschichtung ge­ bildet ist, die auf eine Fläche der oben liegenden oder der unten liegenden Anordnungen aufgebracht ist.

14. Kondensator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht Polytetrafluorethylen enthält.

15. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht eine diskrete Schicht ist, die Polytetrafluorethylen enthält.

16. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß er mit Wachs imprägniert ist, der jeden Spalt zwischen der Trennschicht und einer Anord­ nung ausfüllt.