DE4024312A1 - Chip-kondensator mit waermeleitsperre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Chip-Kondensator für die Oberflächenmontage (SMD)-Technik, mit einem aus metallisierten Kunststoffolien ausgebildeten Kondensatorkörper mit stirnseitigen Metallschichten, einer den Kondensatorkörper umgebenden, aus Isoliermaterial bestehenden rechteckigen Umhüllung und mit jeweils einer der Metallschichten elektrisch verbundenen, durch die Umhüllung hindurchgeführten, an derselben Seite der Umhüllung endenden laschenförmigen Anschlußarmaturen, wobei jede Anschlußarmatur im wesentlichen drei aufeinander folgende Abschnitte aufweist, von denen der erste Abschnitt die Kontaktfläche der Anschlußarmatur an der Metallschicht bildet, der dritte Abschnitt die Lötfläche des Chip-Kondensators bildet und der zweite Abschnitt ein den ersten und dritten Abschnitt miteinander verbindender Zwischenabschnitt ist.

Zum Einlöten des Chip-Kondensators in eine gedruckte Schaltung oder dergleichen werden das Schwallötverfahren, das Tauchlötverfahren oder das Reflow-Lötverfahren angewendet, bei welchen der Chip-Kondensator mit einem flüssigen Lot in Kontakt kommt. Das Lot hat im allgemeinen eine Temperatur von etwa 260°C und der Lötvorgang dauert etwa 10 Sekunden; daher werden die Umhüllung des Kondensatorkörpers aus warmfestem Isoliermaterial und die Anschlußarmaturen der Kondensatoren aus einem Metall mit geringer Wärmeleitfähigkeit hergestellt, um die beim Lötvorgang entstehende Wärmebelastung des Kondensatorkörpers zu reduzieren.

Nach der DE-OS 34 12 492 ist ein Chip-Kondensator der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem die Anschlußarmaturen vor ihren mit der stirnseitigen Metallschicht des Kondensatorkörpers in Berührung stehenden Enden auf einer kurzen Strecke jeweils eine Einengung aufweisen. Zwar wird der Wärmezufluß zu dem Kondensatorkörper durch diese Einengung verringert, jedoch kann die Wärmebelastung des Kondensatorkörpers beim Lötvorgang demnach so hoch sein, daß es zum Anschmelzen der Kunststoffolien des Kondensators kommt, es sei denn daß ein entsprechend warmfestes Kunststoffmaterial verwendet wird.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, einen Chip- Kondensator der eingangs erwähnten Art zu schaffen und so auszubilden, daß eine Wärmeüberbeanspruchung des die Kunststoffolien enthaltenden Kondensatorkörpers während des Einlötens des Kondensators weitestgehend verhindert ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Zwischenabschnitt im wesentlichen über seine gesamte Länge hin von wenigstens einem winkelförmigen Steg gebildet wird, dessen Stegbreite wesentlich kleiner als die Breite der Lötfläche ist.

Aufgrund dieses erfindungsgemäßen Vorschlags ist im wesentlichen ohne Änderung der äußeren Abmessungen des Zwischenabschnitts ein hoher Wärmeleitwiderstand in den Anschlußarmaturen zwischen den Lötflächen und den Kontaktflächen vorhanden, weil der Wärmeflußweg in dem Zwischenabschnitt lang und schmal ist, wodurch die beim Lötvorgang auf die Metallschichten des Kondensatorkörpers durch Wärmeleitung in den Anschlußarmaturen übertragene Wärmemenge im Vergleich mit bekannten Chip-Kondensatoren deutlich reduziert ist.

Es wird bevorzugt, daß der Lötflächenabschnitt der Anschlußarmatur um die eine Stirnkante der Umhüllung abgewinkelt ist und an einer Seitenfläche der Umhüllung anliegt. Jedoch ist es auch möglich, die Anschlußarmatur unter Ausbildung von Lotfüßen von dem Kondensator abstehen zu lassen. Ferner wird es bevorzugt, daß die Anschlußarmatur bis um eine vorbestimmte Strecke an der äußeren Stirnfläche der Umhüllung verläuft. Die Streckenlänge des an der äußeren Stirnfläche der Umhüllung ausgebildeten Teils des Lötflächenabschnitts hängt von dem verwendeten Lötverfahren ab und dient zum sicheren Einlöten des Kondensators, d. i. zu einer guten Ausbildungsmöglichkeit des Lötmeniskus. Es wird bevorzugt, daß die Länge dieser Strecke etwas kürzer als die Hälfte der Höhe des Kondensators ist. Es ist jedoch bei bestimmten Lötverfahren auch möglich, daß sich der Lötflächenabschnitt nicht bis über die Stirnseite der Umhüllung erstreckt.

Zwar wird der Wärmeflußweg nicht durch eine Verlängerung des Zwischenabschnitts als solchen sondern durch dessen Gestalt als winkelförmig verlaufender schmaler Steg verlängert, jedoch nimmt die Länge des Wärmeflußwegs mit einer Erhöhung der Länge des Zwischenabschnitts zusätzlich zu. Dementsprechend wird bevorzugt, den Zwischenabschnitt möglichst lang auszubilden.

Der Zwischenabschnitt kann sich von dem Lötflächenabschnitt ausgehend abgewinkelt, parallel zu der stirnseitigen Metallschicht in der Umhüllung bis nahe zu derjenigen Stirnkante der Umhüllung erstrecken, die dem an der Stirnfläche der Umhüllung befindlichen Ende des Lötflächenabschnitts abgewandt ist, und von hier aus abgewinkelt zu der stirnseitigen Metallschicht des Kondensatorkörpers verlaufen. Im Falle daß sich der Lötflächenabschnitt nicht bis über die Stirnseite der Umhüllung erstreckt oder die Streckenlänge des stirnseitigen Teils des Lötflächenabschnitts kürzer als die Hälfte der Höhe des Kondensators ist, entspricht die letzterwähnte Stirnkante der der einen Stirnkante, um welche der Lötflächenabschnitt abgewinkelt ist, gegenüberliegenden Stirnkante der Umhüllung.

Der Zwischenabschnitt kann sich von dem Lötflächenabschnitt ausgehend bis zu oder nahe zu der der einen Stirnkante gegenüberliegenden Stirnkante der Umhüllung an deren äußeren Stirnfläche erstrecken und von hier aus durch die Umhüllung hindurch zu der stirnseitigen Metallschicht des Kondensatorkörpers verlaufen. Diese letzterwähnte Ausführungsform ist aber nur dann möglich, wenn während des Einlötens des Kondensators keine Kurzschlußüberbrückungen zwischen den Stegen des Zwischenabschnitts entstehen können, was von dem verwendeten Lötverfahren und von den Spaltbreiten zwischen den Stegen des Zwischenabschnitts abhängt.

Bei diesen beschriebenen Ausführungsformen mündet der Zwischenabschnitt in einem der Lötflächenabschnitt abgewandten Bereich der Metallschicht in diese ein, wodurch der Zwischenabschnitt vorteilhaft lang ausgebildet wird.

Der Wärmeflußweg kann dadurch noch weiter verlängert werden, daß der Zwischenabschnitt von der dem an der Stirnfläche der Umhüllung befindlichen Ende des Lötflächenabschnitts abgewandten Stirnkante aus bzw. von der der einen Stirnkante gegenüberliegenden Stirnkante der Umhüllung aus nicht direkt zu der stirnseitigen Metallschicht des Kondensatorkörpers verläuft, sondern derart abgewinkelt ist, daß er entlang eines Teils der Seite des Kondensatorkörpers verlaufend endet und über einen von diesem Ende ausgehenden, zurückgeführten Stegabschnitt mit dem Kontaktflächenabschnitt verbunden ist. In diesem Fall wird es bevorzugt, daß der entlang dieser Seite des Kondensatorkörpers verlaufende Teil des Zwischenabschnitts an der Oberfläche des Kondensatorkörpers verläuft. Jedoch besteht die Möglichkeit, diesen Teil des Zwischenabschnitts vollständig in der Umhüllung einzubetten oder an der äußeren Oberfläche der Umhüllung anzuordnen.

Es wird bevorzugt, daß die Breite des Zwischenabschnitts größer als die Breite des Lötflächenabschnitts ist. Es ist zweckmäßig, wenn die Breite des Zwischenabschnitts im wesentlichen der Breite des Chip-Kondensators entspricht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft der den Zwischenabschnitt bildende Steg über die gesamte Länge des Zwischenabschnitts hin mäanderförmig.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zwischenabschnitt als Rahmen ausgebildet.

Bei diesen erfindungsgemäßen Ausführungsformen erhöht sich der Wärmewiderstand der Anschlußarmaturen erheblich, und zwar im Vergleich mit den Wärmewiderstandswerten der herkömmlichen Anschlußarmaturen um den Faktor 5, vorzugsweise um den Faktor 10, wodurch die Temperaturänderung des Kondensatorkörpers beim Lötvorgang pro Zeiteinheit wenigstens halbiert wird.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines Chip-Kondensators mit einer einen mäanderförmigen Zwischenabschnitt aufweisenden erfindungsgemäßen Anschlußarmatur, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 den Teil des Chip-Kondensators aus Fig. 1, in Seitenansicht,

Fig. 3 einen Teil eines Chip-Kondensators mit einer erfindungsgemäßen Anschlußarmatur mit einem als Rahmen ausgebildeten Zwischenabschnitt, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 4 den Teil des Chip-Kondensators aus Fig. 3, in Seitenansicht, und

Fig. 5 den Kondensatorkörperteil mit der erfindungsgemäßen Anschlußarmatur nach Fig. 3, wobei die Anschlußarmatur in teilweise gestreckter Form gezeichnet ist, in perspektivischer Darstellung.

Der Chip-Kondensator 1 aus den Figuren weist einen aus aufeinandergeschichteten metallisierten Kunststoffolien ausgebildeten rechteckigen Kondensatorkörper 2 auf, an dessen Stirnseiten jeweils eine Metallschicht 3 angeordnet ist. Der Kondensator 1 ist mit einer den Kondensatorkörper 2 umgebenden, aus Isoliermaterial bestehenden rechteckigen Umhüllung 4 aus warmfestem Kunststoffmaterial versehen. Die Anschlußarmatur 5 des Kondensators 1 weist im wesentlichen drei aufeinander folgende Abschnitte auf, nämlich den ersten Abschnitt 5a, der die Kontaktfläche der Anschlußarmatur 5 an der Metallschicht 3 bildet, den dritten Abschnitt 5c, der die Lötfläche des Kondensators bildet und den zweiten Abschnitt 5b, der ein den ersten und dritten Abschnitt 5a bzw. 5c miteinander verbindender Zwischenabschnitt ist. Die Anschlußarmaturen 5 sind an den beiden Stirnseiten des Kondensators identisch ausgebildet. (In den Figuren ist jeweils nur eine Anschlußarmatur dargestellt.)

Bei den Ausführungsformen aus den Figuren ist der Kontaktflächenabschnitt 5a in Form eines "T" ausgebildet und der Lötflächenabschnitt 5c weist eine rechteckige Form auf. Um den Zwischenabschnitt 5b zwischen dem Lötflächenabschnitt 5c und dem Kontaktflächenabschnitt 5a möglichst lang auszubilden, ist der Lötflächenabschnitt 5c an der dem die Einmündungsstelle des Zwischenabschnitts bildenden T-Fuß des Kontaktflächenabschnitts 5a abgewandten Seitenfläche 6 der Umhüllung 4 und an einem Teil der Stirnseite der Umhüllung (4), um die eine Stirnkante 7 der Seitenfläche 6 der Umhüllung 4 abgewinkelt, angeordnet. Der stirnseitige Teil des Lötflächenabschnitts 5c erstreckt sich von der Stirnkante 7 aus über eine Strecke, die etwas kürzer als die Hälfte der Höhe des Kondensators 1 ist. Dieser Teil des Lötflächenabschnitts 5c dient zum sicheren Einlöten des Kondensators 1, d. i. zu einer guten Ausbildungsmöglichkeit des Lotmeniskus. Darüberhinaus wird der Zwischenabschnitt von wenigstens einem winkelförmigen schmalen Steg gebildet.

Bei der Ausführungsform aus den Fig. 1 und 2 verläuft der den Zwischenabschnitt 5b bildende Steg innerhalb der Umhüllung 4 und ist mäanderförmig ausgebildet, wobei der Steg sich von dem Lötflächenabschnitt 5c ausgehend zweimalig rechtwinklig gebogen, zuerst parallel zu der Seitenfläche 6 und dann parallel zu der stirnseitigen Metallschicht 3 des Kondensatorkörpers 2, bis nahe zu der dem Lötflächenabschnitt 5c abgewandten Stirnkante 8 der Umhüllung 4 und von hier aus abgewinkelt zu dem T-Fuß des an der Metallschicht 3 ausgebildeten Kontaktflächenabschnitts 5a erstreckt. In dieser Ausführungsform entspricht die Gesamtbreite des Zwischenabschnitts 5b im wesentlichen der Breite des Kondensators 1.

Die Anschlußarmatur 5 aus den Fig. 3, 4 und 5 ist als länglicher Rechteckrahmen 9 ausgebildet, wobei der Lötflächenabschnitt 5c an die eine Schmalseite des Rechteckrahmens 9 angrenzt, und die anderen Seiten des Rechteckrahmens 9 aus den Stegen 9a, 9b und 9c bestehen. Die längsseitigen Stege 9a und 9b des Rechteckrahmens 9 verlaufen von dem an der Stirnseite der Umhüllung 4 endenden Lötflächenabschnitt 5c ausgehend an der äußeren Stirnfläche der Umhüllung 4 bis zu der Ebene der dem Lötflächenabschnitt 5c abgewandten Seite des Kondensatorkörpers 2 und von hier aus abgewinkelt, entlang dieser Seite des Kondensatorkörpers 2, an dessen Oberfläche, höchstens um eine Strecke, die etwas kürzer als die Hälfte der Länge des Kondensators 1 ist. Die kontaktflächenseitigen Enden der Stege 9a und 9b sind mit dem schmalseitigen Steg 9c des Rechteckrahmens 9 abgeschlossen. Der Kontaktflächenabschnitt 5a ist mit dem Zwischenabschnitt 5b über einen von der Mitte des schmalseitigen Stegs 9c ausgehenden, an der Oberfläche des Kondensatorkörpers 2 verlaufenden Stegabschnitt 10 verbunden. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Gesamtbreite des Zwischenabschnitts 5b der Breite des Lötflächenabschnitts 5c.

In Fig. 5 sind nur der Kondensatorkörper 2 und die Anschlußarmatur 5, in teilweise gestreckter Form ohne die Umhüllung 4 dargestellt. Die Anschlußarmatur 5 wird jedoch entsprechend den anderen Ausführungsformen, wie in Fig. 4 dargestellt, nach dem Herstellen der Umhüllung 4 gegen deren Stirnfläche bzw. Seitenfläche 6 abgewinkelt.

Claims (6)

1. Chip-Kondensator (1) für die Oberflächenmontage (SMD)- Technik, mit einem aus metallisierten Kunststoffolien ausgebildeten Kondensatorkörper (2) mit stirnseitigen Metallschichten (3) , einer den Kondensatorkörper (2) umgebenden, aus Isoliermaterial bestehenden rechteckigen Umhüllung (4) und mit jeweils einer der Metallschichten (3) elektrisch verbundenen, durch die Umhüllung (4) hindurchgeführten, an derselben Seite der Umhüllung endenden laschenförmigen Anschlußarmaturen (5), wobei jede Anschlußarmatur (5) im wesentlichen drei aufeinander folgende Abschnitte aufweist, von denen der erste Abschnitt (5a) die Kontaktfläche der Anschlußarmatur (5) an der Metallschicht (3) bildet, der dritte Abschnitt (5c) die Lötfläche des Chip-Kondensators (1) bildet und der zweite Abschnitt (5b) ein den ersten und dritten Abschnitt (5a bzw. 5c) miteinander verbindender Zwischenabschnitt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (5b) im wesentlichen über seine gesamte Länge hin von wenigstens einem winkelförmigen Steg gebildet wird, dessen Stegbreite wesentlich kleiner ist als die Breite der Lötfläche.

2. Chip-Kondensator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Zwischenabschnitts (5b) größer als die Breite des Lötflächenabschnitts (5c) ist.

3. Chip-Kondensator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Zwischenabschnitt (5b) bildende Steg mäanderförmig verläuft.

4. Chip-Kondensator (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötflächenabschnitt (5c) um die eine Stirnkante (7) der Umhüllung (4) abgewinkelt ist und um eine vorbestimmte Strecke an der äußeren Stirnfläche der Umhüllung (4) verläuft, und daß sich der Zwischenabschnitt (5b) in der Umhüllung von dem Lötflächenabschnitt (5c) ausgehend abgewinkelt, parallel zu der stirnseitigen Metallschicht (3) bis nahe zu der der einen Stirnkante (7) gegenüberliegenden Stirnkante (8) der Umhüllung (4) erstreckt und von hier aus abgewinkelt zu der stirnseitigen Metallschicht (3) des Kondensatorkörpers (2) verläuft.

5. Chip-Kondensator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (5b) als Rahmen (9) ausgebildet ist.

6. Chip-Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötflächenabschnitt (5c) um die eine Stirnkante (7) der Umhüllung (4) abgewinkelt ist und um eine vorbestimmte Strecke an der äußeren Stirnfläche der Umhüllung (4) verläuft, und daß sich der Zwischenabschnitt (5b) von dem Lötflächenabschnitt (5c) ausgehend an der äußeren Stirnfläche der Umhüllung (4) bis nahe zu der der einen Stirnkante (7) gegenüberliegenden Stirnkante (8) der Umhüllung (4) erstreckt und von hier aus in der Umhüllung (4) entlang eines Teils der Seite des Kondensatorkörpers (2) an dessen Oberfläche verlaufend endet, und daß der Zwischenabschnitt (5b) mit dem Kontaktflächenabschnitt (5a) über einen von der Mitte des kontaktflächenseitigen Endes des Zwischenabschnitts (5b) ausgehenden Stegabschnitt (10) verbunden ist.