DE4311115C2 - Festkörper-Elektrolyt-Kondensator - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensa
tor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie einen Festkör
per-Tantal- oder Aluminiumkondensator. Insbesondere betrifft
die Erfindung einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensator, der
eine eingebaute Sicherungen zur Erhöhung der Sicherheit des
Kondensators aufweist.
Ein Festkörper-Elektrolyt-Kondensator mit einer eingebauten
Sicherung ist beispielsweise in "NEC Technical Report", Vol.
44, Nr. 10/1991, Seiten 116-120 oder in der JP-OS 2-105513
offenbart. Ein derartiger Kondensator ist auch in den Fig. 12
bis 14 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
Wie in den Fig. 12 bis 14 gezeigt ist, umfaßt ein Festkörper-
Elektrolyt-Kondensator nach dem Stand der Technik ein Konden
satorelement 101, das einen Chipkörper 101a (gesinterte Masse
aus Metallpartikeln) und einen Anodendraht 101b aufweist, der
aus dem Chipkörper vorspringt. Der Kondensator umfaßt weiter
eine Anodenleitung 102, die elektrisch mit dem Anodendraht
101b beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, und eine
Kathodenleitung 103, die elektrisch mit dem Chipkörper 101a
über einen Sicherungsdraht 104 verbunden ist. Der Sicherungs
draht 104 kann im Falle einer Temperatursicherung bei Über
hitzen oder im Falle einer Überstromsicherung beim Durchgang
eines Überstroms brechen.
Der Sicherungsdraht 104 ist teilweise in einem relativ wei
chen Bogenlöschelement 106 eingehüllt, das aus Silikonharz
hergestellt sein kann. Das Kondensatorelement 101 ist zusam
men mit dem Sicherungsdraht 104 und einem Teil der entspre
chenden Leitungen 102, 103 in einer Schutzpackung 105 einge
schlossen, die aus einem relativ harten Kunstharz wie Epoxid
hergestellt sein kann. Die vorspringenden Teile der entspre
chenden Leitungen 102, 103 sind gebogen, so daß sie mit der
Unterseite der Packung 105 in Eingriff treten.
Bei einem derartigen Kondensator nach dem Stand der Technik
ist ein Ende (erstes Ende) 104a des Sicherungsdrahtes 104 mit
der Kathodenleitung 103 dadurch verbunden, daß ein Bondwerk
zeug 107 das erste Ende 104a anpreßt, wie am besten in Fig.
14 dargestellt ist. Somit ist das erste Ende 104a zum Bonden
an die Kathodenleitung 103 mit einer ausreichenden Befesti
gungsfläche abgeplattet.
Jedoch ist die oben genannte Weise des Bondens aus den nach
folgenden Gründen nachteilhaft.
- (1) Da das erste Ende 104a des Sicherungsdrahtes 104 in folge des Abplattens querschnittsmäßig vermindert ist, neigt der Sicherungsdraht 104 dazu, im Bereich des abgeplatteten ersten Endes 104a sehr schwach zu werden. Somit kann beim Formen der Kunstharzpackung 105 der Sicherungsdraht 104 leicht an dem abgeplatteten ersten Ende 104a unter dem Ein fluß eines Kunstharzspritzdruckes brechen.
- (2) Die Bruchtemperatur und/oder der Bruchstrom des Si cherungsdrahtes 104 sind durch den querschnittsmäßig klein sten Teil des Sicherungsdrahtes bestimmt, der nahe dem abge platteten ersten Ende 104a angeordnet ist. Da der Abplat tungsgrad bei verschiedenen Sicherungsdrähten nicht genau gleich gehalten werden kann, ist es unvermeidlich, daß die Bruchcharakteristiken der verschiedenen Produkte unter schiedlich sind.
- (3) Das abgeplattete erste Ende 104a des Sicherungsdrah tes 104 muß eine ausreichende Länge H (siehe Fig. 12) zur Schaffung einer ausreichenden Bondstärke aufweisen. Somit muß der Bondteil der Kathodenleitung 103 entsprechend verlängert werden, so daß sich eine Zunahme der Länge L1 des Kondensa tors ergibt, wodurch eine Größen- und Gewichtsreduktion des Produktes verhindert wird.
Andererseits ist es auch möglich, das erste Ende 104a des Si
cherungsdrahtes 104 mit der Kathodenleitung 103 durch Löten
zu verbinden, ohne daß die oben beschriebenen Probleme (1)
und (2) auftreten. Jedoch ist das Lötverfahren relativ zeit
aufwendig und die Notwendigkeit eines separat verwendeten
Lötmittels erhöht die Produktionskosten. Des weiteren kann
das oben genannte Problem (3) nicht vollständig durch den
Einsatz von Lötmittel gelöst werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Festkörper-
Elektrolyt-Kondensator, insbesondere einen Tantal-Kondensator
zu schaffen, der mit geringem Bauaufwand elektrisch zuverläs
sig herstellbar ist, insbesondere einen solchen, bei dem ein
Sicherungsdraht elektrisch mit einem Kathodenanschluß verbun
den werden kann, wobei eine ausreichende mechanische Stärke
erreicht wird, ohne daß die Bondlänge des Sicherungsdrahtes
und eine querschnittsmäßige Einschnürung des Sicherungsdrah
tes nahe seinem Bondende in Kauf genommen werden muß.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Festkörper-
Elektrolyt-Kondensator zu schaffen, bei dem der Sicherungs
draht elektrisch mit einem Kondensator-Chipkörper verbunden
werden kann, ohne daß er beschädigt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt der Festkörper-Elek
trolyt-Kondensator zumindest ein Kondensatorelement, das ei
nen Chipkörper und einen Anodendraht aufweist, der aus dem
Chipkörper vorsteht; eine Anodenleitung, die elektrisch mit
dem Anodendraht verbunden ist; eine Kathodenleitung,
einen Sicherungsdraht mit ei
nem ersten Ende, das elektrisch mit der Kathodenleitung ver
bunden ist, und einem zweiten Ende, das elektrisch mit dem
Chipkörper verbunden ist; und eine Kunstharzpackung, die das
Kondensatorelement, einen Teil der Anodenleitung, einen Teil
der Kathodenleitung und den Sicherungsdraht umschließt; wobei
das erste Ende des Sicherungsdrahtes eine Nagelkopfform zum
Bonden an die Kathodenleitung aufweist.
Vorzugsweise kann ein Teil des Sicherungsdrahtes, der direkt
an das erste Ende mit Nagelkopf anschließt, so hergestellt
sein, daß er sich im wesentlichen senkrecht zur Kathodenlei
tung erstreckt, wodurch eine maximale Größenreduktion er
reicht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Ende
des Sicherungsdrahtes abgeplattet, insbesondere in eine im
allgemeinen scheibenförmige Form, zum Bonden an den Chipkör
per, ohne daß eine querschnittsmäßige Einschnürung des Siche
rungsdrahtes nahe dem abgeplatteten zweiten Ende in Kauf ge
nommen werden muß. In diesem Fall kann das scheibenförmige
zweite Ende des Sicherungsdrahtes durch Abplatten eines Ball
endes des Sicherungsdrahtes beim Bonden an den Chipkörper er
reicht werden. Alternativ kann das scheibenförmige zweite En
de des Sicherungsdrahtes durch Abplatten eines Ballendes des
Sicherungsdrahtes vor dem Bonden an den Chipkörper erreicht
werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung wer
den aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen deutlich. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht, die ein
Ausführungsbeispiel eines Festkörper-
Elektrolyt-Kondensators gemäß der vorliegenden Erfin
dung zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des gleichen Kondensators
entlang den Linien II-II;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht desselben Kondensators;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren zur
Herstellung desselben Kondensators zeigt;
Fig. 5 eine Vertikalschnittansicht, die ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines
Festkörper-Elektrolyt-Kondensators gemäß der vorlie
genden Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang den Linien VI-VI in Fig.
5;
Fig. 7 und 8 Ansichten, die ein Verfahren zur Herstellung
des in Fig. 5 dargestellten Kondensators zei
gen;
Fig. 9 und 10 Ansichten, die ein weiteres Verfahren zum Her
stellen des in Fig. 5 dargestellten Kondensa
tors zeigen;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht, die ein
Ausführungsbeispiel eines mehrfach-
Festkörper-Elektrolyt-Kondensators
zeigt;
Fig. 12 eine vertikale Schnittansicht, die einen Festkörper-
Elektrolyt-Kondensator nach dem Stand der Technik
zeigt;
Fig. 13 eine Schnittansicht entlang den Linien XIII-XIII in
Fig. 12; und
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht des gleichen Kondensa
tors nach dem Stand der Technik.
Die Fig. 1 bis 3 der beiliegenden Zeichnungen zeigen einen
Festkörper-Elektrolyt-Kondensator gemäß einer ersten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung. Der Kondensator umfaßt
ein Kondensatorelement 1, das einen Chipkörper 1a (gesinterte
Masse aus Metallpartikeln) und einen Anodendraht 1b aufweist,
der aus dem Chipkörper vorsteht. Der Kondensator umfaßt wei
ter eine Anodenleitung 2, die elektrisch mit dem Anodendraht
1b beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, und eine Ka
thodenleitung 3, die mit dem Chipkörper 1a über einen Siche
rungsdraht 4 elektrisch verbunden ist. Der Sicherungsdraht 4
ist teilweise in einem relativ weichen Bogenlöschelement 6
eingeschlossen, das aus Silikonharz bestehen kann.
Das Kondensatorelement 1 ist zusammen mit dem Sicherungsdraht
4 und einem Teil der entsprechenden Leitungen 2, 3 in einer
Schutzpackung 5 eingeschlossen, die aus einem relativ harten
Kunstharz wie Epoxid besteht. Die vorstehenden Teile der ent
sprechenden Leitungen 2, 3 sind gebogen, so daß sie mit der
Unterseite der Packung in Eingriff stehen.
Bei der ersten Ausführungsform besteht der Sicherungsdraht 4
aus einem Lötmittel, wobei der Anteil an Blei (Pb) und Zinn
(Sn) so gewählt ist, daß der Schmelzpunkt bei ungefähr 300°C
liegt. Dieser Schmelzpunkt ist so gewählt, daß der Siche
rungsdraht 4 bei einer gefährlich hohen Temperatur von über
300°C brechen wird (durch Schmelzen), während ein Bruch bei
der Hitze, die bei dem Löten des Kondensators an einen ge
eigneten Teil einer Leiterplatte (nicht dargestellt) zum
"Die-Bonden" entsteht, vermieden wird.
Der Durchmesser des Sicherungsdrahtes 4 kann in einem Bereich
von ungefähr 50 bis 120 Mikrometern gewählt werden, abhängig
von der benötigten Bruchcharakteristik. Wenn beispielsweise
der Sicherungsdraht 4 einen Durchmesser von 80 Mikrometern
aufweist, wird er bei einem Stromdurchfluß von 1 bis 2 A über
ungefähr 10 Sek. brechen. Wenn andererseits der Sicherungs
draht 4 einen Durchmesser von 120 Mikrometern aufweist, wird
er bei einem Stromdurchfluß von 5 A über ungefähr 5 Sek. bre
chen.
Gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Ende (erstes Ende)
4a des Lötsicherungsdrahtes 4 elektrisch mit der Kathodenlei
tung 3 verbunden, wobei zuerst ein Ball an dem ersten Ende
4a gebildet wird und nachfolgend das Ballende gegen die Ka
thodenleitung 3 - im allgemeinen senkrecht dazu - unter
Anwendung von Ultra
schallschwingungen und/oder Hitze gepreßt wird. Nach dem Ver
binden der Kathodenleitung 3 ist das erste Ende 4a des Drah
tes 4 so deformiert, daß eine Nagelkopfform gebildet ist.
Das andere Ende (zweite Ende) 4b des Lötsicherungsdrahtes 4
kann elektrisch mit dem Chipkörper 1a verbunden werden, wobei
das zweite Ende 4b gegen den Chipkörper 1a unter Anwendung
von Ultraschallschwingungen und/oder Hitze gepreßt wird. Al
ternativ kann das zweite Ende 4b des Drahtes 4 mit dem Chip
körper 1a durch Löten oder Verwenden einer elektrisch lei
tenden Paste verbunden werden.
Der Festkörper-Kondensator mit der oben beschriebenen Konfi
guration kann in der nachfolgenden Weise hergestellt werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, wird ein Leitungsrahmen 10 verwendet,
der einstückig eine Vielzahl von Anodenleitungen 2 und eine
Vielzahl von Kathodenleitungen 3, die mit den entsprechenden
Anodenleitungen gepaart sind, aufweist. Während der Längsver
schiebung des Leitungsrahmens 10 (angedeutet durch einen
Pfeil in Fig. 4) wird eine Vielzahl von Kondensatorelementen
1 an dem Leitungsrahmen durch Verbinden ihrer entsprechenden
Anodendrähte 1b mit den entsprechenden Anodenleitungen 2 be
festigt.
Dann wird ein vertikal bewegbares Kapillarwerkzeug 11 zum Zu
führen eines Löt-Sicherungsdrahtes 4 direkt über einer ausge
wählten Kathodenleitung 3 angeordnet, wie im rechten Teil in
Fig. 4 gezeigt ist. Das untere Ende 4a des Sicherungsdrahtes
4 weist einen Ball auf, der durch thermisches Schmelzen ge
bildet ist. Das Ballende 4a wird durch Absenken des Kapillar
werkzeuges 11 gegen die Kathodenleitung 3 unter Anwendung von
Ultraschallschwingungen und/oder Hitze angepreßt, wobei es
mit dieser verbunden wird.
Dann wird das Kapillarwerkzeug 11 angehoben, während der Si
cherungsdraht 4 nachgeführt wird. Wenn das Kapillarwerkzeug
um eine vorbestimmte Höhe angehoben ist, wird der Sicherungs
draht 4 an einer geeigneten Stelle abgeschnitten, um ein
nicht verbundenes oberes Ende 4b zu schaffen, und ein neuer
Ball (nicht dargestellt) wird thermisch an dem unteren Ende
des Sicherungsdrahtes 4 gebildet, der an dem Kapillarwerkzeug
11 verblieben ist.
Dann wird das obere Ende 4b des Sicherungsdrahtes 4 in Rich
tung des Chipkörpers 1a des Kondensatorelements 1 durch Annä
herung eines Biegewerkzeugs 12 gebogen, das frei horizontal
vor und zurück bewegbar ist.
Dann wird das obere Ende 4b des Sicherungsdrahtes 4 gegen den
Chipkörper 1a des Kondensatorelements 1 unter Anwendung von
Ultraschallschwingungen und/oder Hitze durch Absenken eines
vertikal bewegbaren Bondwerkzeuges 13 gepreßt, wie auf der
linken Seite in Fig. 4 gezeigt ist. Somit wird das obere Ende
4b des Sicherungsdrahtes elektrisch an den Kondensator-Chip
körper 1a gebondet.
Schließlich werden das Bogenlöschelement 6 (Fig. 1) und die
Kunstharzpackung 5 (auch Fig. 1) gebildet, und das Produkt
wird erhalten durch Abtrennen der entsprechenden Leitungen 2,
3 vom Leitungsrahmen 10.
Der vorgenannt beschriebene Festkörper-Elektrolyt-Kondensator
weist die folgenden Vorteile auf.
Erstens: Da das erste Ende 4a des Sicherungsdrahtes 4 eine
Nagelkopfform aufweist, so daß die Befestigungsfläche relativ
zur Kathodenleitung 3 ohne Erhöhung der Länge des ersten En
des 4a selbst vergrößert ist, wird es möglich, die Länge der
Kathodenleitung 3 zu vermindern, wodurch eine Reduktion der
Länge L (Fig. 1) des Kondensators als Ganzes ermöglicht wird.
Offensichtlich trägt eine derartige Größenreduktion auch zu
einer Gewichts- und Kostenreduktion des Kondensators bei.
Zweitens: Der Sicherungsdraht 4 weist infolge der Bildung des
Nagelkopfendes 4a keinen querschnittsmäßig verminderten Teil
auf, der beim Bilden der Kunstharzpackung 5 leicht brechen
und in Streuungen der Bruchcharakteristik resultieren könnte.
Somit ist es möglich, den Produktionsausstoß zu erhöhen und
die Bruchcharakteristiken von Produkt zu Produkt gleich zu
halten.
Drittens: Da sich der Sicherungsdraht 4 senkrecht zur Katho
denleitung 3 an einer Stelle benachbart des Nagelkopfendes 4a
erstreckt, kann die Kathodenleitung 3 so nahe wie möglich an
dem Chipkörper 1a angeordnet werden. Eine derartige Anordnung
trägt auch zur Verminderung der Länge L des Kondensators bei.
Die Fig. 5 und 6 zeigen einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensa
tor gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfin
dung. Der Kondensator der zweiten Ausführungsform ist ähnlich
demjenigen der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich je
doch nur dadurch, daß der Sicherungsdraht 4 ein vergrößertes,
im allgemeinen scheibenförmiges Ende (zweites Ende) 4b′ zum
elektrischen Verbinden mit dem Kondensator-Chipkörper 1a zu
sätzlich zu dem vergrößerten Nagelkopfende (erstes Ende) 4a
zum elektrischen Verbinden mit der Kathodenleitung 3 auf
weist.
Das Bonden des Sicherungsdrahtes 4 kann vorzugsweise in der
folgenden Weise durchgeführt werden.
Wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, wird eine Kombination eines
Aufheizblocks 14 und einer Abdeckplatte 15 zum Bonden des Si
cherungsdrahtes 4 an eine ausgewählte Kathodenleitung 3 eines
Leitungsrahmens 10 und an einen entsprechenden Kondensator-
Chipkörper 1a verwendet. Der Aufheizblock 14 weist einen Tun
nel 16 auf, in dem das an dem Leitungsrahmen 10 befestigte
Kondensatorelement 1 angeordnet ist. Die Abdeckplatte 15
weist eine Öffnung 17 auf, die mit dem Tunnel 16 in Verbin
dung steht. Oberhalb der Öffnung 17 sind ein Kapillarwerkzeug
11 zum kontinuierlichen Zuführen eines Löt-Sicherungsdrahtes
4, ein Biegewerkzeug 12, ein Bondwerkzeug 13 und eine Flamme
18 vorgesehen.
Während des Bondbetriebes wird ein reduzierendes Gas (das
beispielsweise Stickstoffgas enthält, das mit ungefähr 4 bis
5% Wasserstoffgas vermischt ist) oder ein inertes Gas (bei
spielsweise nur Stickstoffgas enthaltend) dem Tunnel 16 des
Aufheizblocks 14 von unterhalb zum Ablassen über die Öffnung
17 der Abdeckplatte 15 zugeführt, so daß eine reduzierende
oder inerte Atmosphäre direkt oberhalb der Öffnung 17 erzeugt
wird. Unter dieser Bedingung wird das untere Ende 4a des Si
cherungsdrahtes 4, das vorhergehend in einen Ball geformt
worden ist, an die Kathodenleitung 3 durch Absenken des
Kapillarwerkzeuges 11 zum Anpressen des Ballendes 4a an die Ka
thodenleitung 3 unter Anwendung von Hitze (geliefert durch
den Aufheizblock 14) und/oder Ultraschallschwingungen gebon
det.
Dann wird das Kapillarwerkzeug 11 angehoben, während der Si
cherungsdraht 4 nachgeführt wird. Wenn das Kapillarwerkzeug
um eine vorbestimmte Höhe angehoben ist, wird die Flamme 18
zur thermalen Trennung näher an den Sicherungsdraht 4 ge
bracht. Damit wird der kürzere Teil des Sicherungsdrahtes 4,
der mit der Kathodenleitung 3 verbunden ist, in ein oberes
Ballende 4b′ geformt, wogegen der andere Teil des noch im Ka
pillarwerkzeug 11 verbleibenden Sicherungsdrahtes 4 in ein
unteres, neues Ballende 4a geformt wird. Es ist leicht er
sichtlich, daß das neue Ballende 4a zum Bonden an die nächste
Kathodenleitung (nicht dargestellt) verwendet werden kann.
Dann wird das obere Ballende 4b′ des kürzeren Sicherungsdrah
tes 4 in Richtung des Chipkörpers 1a des Kondensatorelements
1 durch im wesentlichen horizontales Annähern des Biegewerk
zeugs 12 gebogen, wie durch die gestrichelten Linien in Fig.
7 dargestellt ist.
Dann wird das obere Ballende 4b′ des kürzeren Sicherungs
drahtes 4 gegen den Chipkörper 1a des Kondensatorelements 1
unter Anwendung von Hitze und/oder Ultraschallschwingungen
durch das vertikal bewegbare Bondwerkzeug 13 gepreßt. Damit
wird das obere Ballende 4b′ des kürzeren Sicherungsdrahtes 4
in eine im wesentlichen scheibenartige Form zum elektrischen
Bonden an den Kondensator-Chipkörper 1a (siehe Fig. 6) abge
plattet.
Anstatt eines sofortigen Andrückens gegen die Kathodenleitung
3 kann das obere Ballende 4b′ des Sicherungsdrahtes 4 zuerst
in eine scheibenartige Form durch Pressung zwischen zwei
Klammerelementen 19a, 19b, wie in Fig. 9 gezeigt ist, abge
plattet werden. Nachfolgend wird das abgeplattete scheiben
förmige Ende 4b′ in Richtung des Kondensator-Chipkörpers 1a
durch Annähern des Biegewerkzeugs 12 (Fig. 7) gebracht und
gegen diesen Chipkörper 1a zum Bonden durch Absenken des
Bondwerkzeugs 13 (auch Fig. 7) gepreßt, wie es in Fig. 10
dargestellt ist.
Bei jedem der zwei Bondverfahren, die in den Fig. 7 bis 10
dargestellt sind, wird das scheibenförmige Ende 4b′ des Si
cherungsdrahtes 4 zum Bonden an den Kondensator-Chipkörper 1a
durch Abplatten des oberen Ballendes des Drahtes gebildet.
Wie dies leicht ersichtlich ist, weist das scheibenförmige
Drahtende 4b′ eine vergrößerte Befestigungsfläche auf, die
zum Gewährleisten einer ausreichenden Bondstärke notwendig
ist. Zusätzlich ist es nicht notwendig, ein Lötmittel oder
eine Leitpaste zur elektrischen Verbindung zu verwenden, wo
durch das Bondverfahren vereinfacht und die Produktionskosten
reduziert werden.
Weiter kann trotz des Abplattens zur Vergrößerung der Befe
stigungsfläche die Dicke D1 (siehe Fig. 10) des scheiben
förmigen Drahtendes 4b′ im allgemeinen gleich dem Durchmesser
des Sicherungsdrahtes 4 infolge der Verwendung des Ballendes
gehalten werden. Somit wird der Sicherungsdraht 4a nahe dem
scheibenförmigen Ende 4b′ keinen querschnittsmäßig verminder
ten Teil aufweisen, der beim Formen der Kunstharzpackung 5
(Fig. 5) leicht brechen könnte und der streuende Bruchcha
rakteristiken ergeben könnte.
Bei dem in den Fig. 9 und 10 dargestellten Bondverfahren wird
das obere Ballende 4b′ des Sicherungsdrahtes 4 vor dem Bonden
an den Kondensator-Chipkörper 1a abgeplattet. Somit kann das
nachfolgende Bonden des so abgeplatteten scheibenförmigen En
des 4b′ des Sicherungsdrahtes 4′ relativ zum Kondensator-
Chipkörper 1a mit einer kleineren Bondkraft durchgeführt wer
den, als sie bei gleichzeitigem Bonden an den Chipkörper zum
Abplatten des Drahtballendes benötigt werden würde. Somit ist
es weniger wahrscheinlich, daß der Chipkörper 1a, der aus ei
ner gesinterten Masse von Metallpartikeln besteht, beim Bon
den des Sicherungsdrahtes 4 beschädigt wird (z. B. Materialab
brechen oder Rißbildung).
Die vorliegende Erfindung kann auf einen mehrfach-Festkörper-
Elektrolyt-Kondensator, wie in Fig. 11 dargestellt, angewen
det werden. Insbesondere umfaßt der mehrfach-Kondensator eine
Vielzahl von Kondensatorelementen 1′, die parallel zueinander
und in einer gemeinsamen Kunstharzpackung 5′ eingehüllt ange
ordnet sind. Die entsprechenden Kondensatorelemente 1′ können
verschiedene Kapazitäten aufweisen. Alternativ können alle
Kondensatorelemente gleiche Kapazität aufweisen.
Der mehrfach-Kondensator nach Fig. 11 ist mit separaten An
odenleitungen 2′ für die entsprechenden Kondensatorelemente
1′, jedoch mit einer gemeinsamen Kathodenleitung 3′ für die
elektrische Verbindung mit den entsprechenden Kondensatorele
menten über separate Sicherungsdrähte 4′ dargestellt. Alter
nativ kann eine gemeinsame Anodenleitung für alle Kondensa
torelemente 1′ und separate Kathodenleitungen für die ent
sprechenden Kondensatorelemente verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann, wie leicht ersichtlich, auf
viele Weisen abgeändert werden. Beispielsweise kann der Si
cherungsdraht 4 (oder 4′) aus Gold, Kupfer oder Aluminium an
statt eines Lötmittels hergestellt werden.
Claims (10)
1. Festkörper-Elektrolyt-Kondensator mit zumindest einem Kon
densatorelement (1, 1′), umfassend einen Chipkörper (1a)
und einen Anodendraht (1b), der aus dem Chipkörper vor
steht einer Anodenleitung (2, 2′), die elektrisch mit
dem Anodendraht (1b) verbunden ist; einer Kathodenleitung
(3, 3′), einem Sicherungsdraht (4, 4′) mit einem ersten Ende (4a),
das elektrisch mit der Kathodenleitung (3, 3′) verbunden
ist, und einem zweiten Ende (4b, 4b′), das elektrisch mit
dem Chipkörper (1a) verbunden ist; und mit einer Kunst
harzpackung (5, 5′), die das Kondensatorelement (1, 1′),
einen Teil der Anodenleitung (2, 2′), einen Teil der Ka
thodenleitung (3, 3′) und den Sicherungsdraht (4, 4′) ein
hüllt; dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende (4a) des
Sicherungsdrahtes (4, 4′) eine Nagelkopfform zum Bonden an
die Kathodenleitung (1a) aufweist.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich ein Teil des Sicherungsdrahtes (4, 4′), der sich an
das erste Ende (4a) mit dem Nagelkopf unmittelbar an
schließt, im wesentlichen senkrecht zu der Kathodenleitung
(3, 3′) erstreckt.
3. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Ende (4b′) des Sicherungs
drahtes (4) zum Bonden an den Chipkörper (1a) abgeplattet
ist, ohne daß der Sicherungsdraht (4) nahe des abgeplatte
ten zweiten Endes (4b′) querschnittsmäßig eingeschnürt
ist.
4. Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das abgeplattete zweite Ende (4b′) des Sicherungsdrahtes
eine im wesentlichen scheibenartige Form aufweist.
5. Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das scheibenförmige zweite Ende (4b′) des Sicherungsdrah
tes (4) eine Dicke aufweist, die im wesentlichen gleich
dem Durchmesser des Sicherungsdrahtes (4) selbst ist.
6. Kondensator nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das scheibenförmige zweite Ende (4b′)
des Sicherungsdrahtes (4) durch Abplatten eines Ballendes
des Sicherungsdrahtes beim Bonden an den Chipkörper (1a)
erhalten ist.
7. Kondensator gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das scheibenförmige zweite Ende (4b′)
des Sicherungsdrahtes (4) durch Abplatten eines Ballendes
des Sicherungsdrahtes vor dem Bonden an den Chipkörper
(1a) erhalten ist.
8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Sicherungsdraht (4, 4′) aus einem
Lötmittel besteht.
9. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kunstharzpackung (5, 5′) wenigstens
ein weiteres Kondensatorelement (1′) umschließt.
10. Kondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
eine der Anoden- oder Kathodenleitungen (2′, 3′) für alle
Kondensatorelemente (1′) gemeinsam vorgesehen ist.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5644281A (en) * | 1992-04-07 | 1997-07-01 | Rohm Co., Ltd. | Electronic component incorporating solder fuse wire |
US5329421A (en) * | 1992-04-07 | 1994-07-12 | Rohm Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor |
US5608602A (en) * | 1992-04-07 | 1997-03-04 | Rohm Co., Ltd. | Circuit incorporating a solid electrolytic capacitor |
JP2765453B2 (ja) * | 1993-11-04 | 1998-06-18 | 日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
JPH07192978A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Rohm Co Ltd | 安全ヒューズ付き固体電解コンデンサの構造 |
US5840086A (en) * | 1995-04-05 | 1998-11-24 | Rohm Co., Ltd. | Method for manufacturing packaged solid electrolytic capacitor |
JP3451574B2 (ja) * | 1995-05-19 | 2003-09-29 | ローム株式会社 | 安全ヒューズ付き固体電解コンデンサの製造方法 |
JP3447443B2 (ja) * | 1995-10-02 | 2003-09-16 | ローム株式会社 | 安全ヒューズ付き面実装型固体電解コンデンサの構造 |
JPH09283376A (ja) * | 1996-04-09 | 1997-10-31 | Rohm Co Ltd | 固体電解コンデンサのプリント基板への実装方法 |
JP2000058401A (ja) * | 1998-08-14 | 2000-02-25 | Rohm Co Ltd | 固体電解コンデンサ |
US6252488B1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-06-26 | Leviton Manufacturing Co., Inc. | Metal oxide varistors having thermal protection |
EP1162640A1 (de) * | 2000-06-07 | 2001-12-12 | Abb Research Ltd. | Löschmedium zum Löschen von Lichtbögen |
DE102005024347B8 (de) * | 2005-05-27 | 2010-07-08 | Infineon Technologies Ag | Elektrisches Bauteil mit abgesichertem Stromzuführungsanschluss |
RU2412496C2 (ru) * | 2005-08-05 | 2011-02-20 | Кива Спол. С Р.О. | Устройство защиты от перенапряжения с сигнализацией состояния |
US7741946B2 (en) * | 2007-07-25 | 2010-06-22 | Thinking Electronics Industrial Co., Ltd. | Metal oxide varistor with heat protection |
US7987593B1 (en) | 2009-03-02 | 2011-08-02 | Direct Brand Ltd. | Method for generating selective capacitance values |
JP5248374B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2013-07-31 | 新光電気工業株式会社 | 3極避雷管 |
US8319596B2 (en) * | 2009-05-20 | 2012-11-27 | GM Global Technology Operations LLC | Active material circuit protector |
US20100328016A1 (en) * | 2009-06-24 | 2010-12-30 | Robert Wang | Safe surge absorber module |
US8836464B2 (en) * | 2009-06-24 | 2014-09-16 | Ceramate Technical Co., Ltd. | Explosion-proof and flameproof ejection type safety surge-absorbing module |
US9165702B2 (en) * | 2011-03-07 | 2015-10-20 | James P. Hagerty | Thermally-protected varistor |
WO2018057905A1 (en) * | 2016-09-22 | 2018-03-29 | Lucas-Milhaupt, Inc. | Braze bonded nail head lead |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3882059A (en) * | 1973-05-11 | 1975-05-06 | Technical Ceramics Inc | Method of making ceramic capacitor |
US3889357A (en) * | 1973-07-05 | 1975-06-17 | Sprague Electric Co | Screen printed solid electrolytic capacitor |
US4097916A (en) * | 1976-06-28 | 1978-06-27 | Union Carbide Corporation | Electrolytic capacitor lead terminal configuration |
US4106184A (en) * | 1977-05-16 | 1978-08-15 | Sprague Electric Company | Method for making fused solid electrolyte capacitor assemblages and a fused capacitor made thereby |
US4319304A (en) * | 1978-11-21 | 1982-03-09 | Draloric Electronic Gmbh | Tubular capacitor with axial connections |
JPS6422019A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Nec Corp | Solid electrolytic capacitor |
US4935848A (en) * | 1987-08-31 | 1990-06-19 | Nec Corporation | Fused solid electrolytic capacitor |
JPH02101754A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-13 | Hitachi Ltd | ボンディング方法及びボンディング装置 |
JPH02105513A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Nec Corp | ヒューズ付きチップ状固体電解コンデンサ |
JPH04246813A (ja) * | 1991-02-01 | 1992-09-02 | Nec Corp | ヒューズ入り固体電解コンデンサ |
US5099397A (en) * | 1991-03-29 | 1992-03-24 | Sprague Electric Company | Fuzed solid electrolyte capacitor |
JP2738168B2 (ja) * | 1991-06-19 | 1998-04-08 | 日本電気株式会社 | ヒューズ付きチップ状固体電解コンデンサ |
US5295619A (en) * | 1992-05-22 | 1994-03-22 | Rohm Co., Ltd. | Method and apparatus for performing wire bonding by using solder wire |
-
1993
- 1993-04-02 US US08/041,971 patent/US5315474A/en not_active Expired - Lifetime
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-
1994
- 1994-03-14 US US08/209,314 patent/US5402307A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4311115A1 (de) | 1993-10-14 |
US5402307A (en) | 1995-03-28 |
US5315474A (en) | 1994-05-24 |
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