DE4429922C2 - Gepoltes elektronisches Bauelement zur Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger - Google Patents

Gepoltes elektronisches Bauelement zur Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft gepolte elektronische Bauelemente zur Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger.
Beispiele derartiger gepolter elektronischer Bauelemente umfassen Trockenelektrolyt-Kondensatoren und Dioden.
In JP 3-200312-A (1991) wird ein Trockenelektrolyt-Kondensator be­ schrieben, der einen Anodenanschluß aufweist, der senkrecht zum Kathodenanschluß angeordnet ist.
Ein bekannter Trockenelektrolyt-Kondensator, der ein typisches Beispiel für ein gepoltes elektronisches Bauelement bil­ det, besitzt eine Struktur, wie sie in den Fig. 10 bis 12 der vorliegenden Anmeldung gezeigt ist.
Dabei enthält der herkömmliche Kondensator einen Kon­ densatorbaustein 1, der einen Kondensatorchip 1a sowie einen vom Chip 1a vorstehenden Anodendraht 1b besitzt. Der Kondensator enthält außerdem eine Anodenanschlußlei­ tung 2, die mit dem Anodendraht 1b elektrisch verbunden ist, sowie eine Kathodenanschlußleitung 3, die mit dem Chip 1a elektrisch verbunden ist. Der Kondensatorbaustein ist zusammen mit einem Teil der jeweiligen Anschlußlei­ tungen 2, 3 in einem Kunstharzgehäuse 4 eingeschlossen. Die jeweiligen Anschlußleitungen 2, 3 sind in Richtung zur Unterseite 4a des Kunstharzgehäuses 4 und im wesent­ lichen parallel zu dieser an einer Oberfläche einer ge­ druckten Schaltungskarte A′ (siehe Fig. 12) durch Löten montiert, wobei die gedruckte Schaltungskarte A′ ihrer­ seits eine anodenseitige Elektrodenanschlußfläche A1′ und eine kathodenseitige Elektrodenanschlußfläche A2′ enthält.
Gemäß der herkömmlichen Anordnung ist das Kunstharzgehäu­ se zusammen mit den vorstehenden Abschnitten der jeweili­ gen Anschlußleitungen 2, 3 in bezug auf die quer zum Anodendraht 1b verlaufende Mittelebene symmetrisch. Daher ist die Polarität des Kondensators visuell nicht erkenn­ bar, so daß der Kondensator auf der Schaltungskarte A′ fehlerhaft, d. h. mit entgegengesetzter Polarität montiert werden kann. Der auf diese Weise fehlerhaft montierte Kondensator erzeugt eine große Wärmemenge, wodurch der Kondensator und die mit ihm verbundenen Bauelemente auf kritische Weise beschädigt werden können.
Die Polarität des Kondensators kann durch Ausbilden eines (nicht gezeigten) Schlitzes an einer der Anschlußleitun­ gen 2, 3 und/oder durch Ausbilden einer (nicht gezeigten) Markierung an der oberen Fläche des Kunstharzgehäuses 4 in der Nähe einer der Anschlußleitungen 2, 3 visuell erkennbar gemacht werden. Der Schlitz in der Anschlußlei­ tung ist jedoch wegen deren geringer Größe nicht einfach erkennbar, während die Markierung des Gehäuses 4 nicht von unterhalb des Kondensators erkennbar ist.
Ähnliche Probleme werden auch bei anderen gepolten elek­ tronischen Bauelementen zur Oberflächenmontage wie etwa bei Dioden angetroffen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gepoltes elektronisches Bauelement zur Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger wie etwa einen Trockenelektrolyt-Kondensator oder eine Diode zu schaffen, bei denen ein fehlerhaftes Anordnen und Verlöten mit umgekehrter Polarität auf dem Schal­ tungsträger zuverlässig verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein gepoltes elektronisches Bau­ element zur Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu­ tert; es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines gepolten Bauelementes, d. h. eines Trockenelektrolyt-Kondensators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Unteransicht des Kondensators von Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Kondensators von Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht bei Verwendung des Kondensators von Fig. 1 zusammen mit einer gedruckten Schaltungskarte;
Fig. 5-7 Ansichten zur Erläuterung der aufeinanderfol­ genden Schritte zur Herstellung der Anschlußleitungen des Kondensa­ tors von Fig. 1;
Fig. 8 eine Vorderansicht eines Trockenelektrolyt-Kondensators gemäß einer zweiten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine Schnittansicht einer Diode gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 die bereits erwähnte Schnittansicht eines herkömmlichen Trockenelektrolyt-Kondensators;
Fig. 11 die bereits erwähnte Schnittansicht längs der Linien XI-XI in Fig. 10; und
Fig. 12 die bereits erwähnte perspektivische Ansicht des herkömmlichen Kondensators in Fig. 10 zu­ sammen mit einer gedruckten Schaltungskarte.
Die Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der als Beispiel für ein gepoltes elektronisches Bauelement zur Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger ein Trockenelektrolyt-Kondensator 10 betrachtet wird. Der Kondensator 10 kann beispielswei­ se ein Tantalkondensator oder ein Aluminiumkondensator sein.
Der Kondensator 10 gemäß der ersten Ausführungsform ent­ hält als gepolter Baustein einen Kondensatorbaustein 11, der einen Chip 11a und einen vom Chip 11a vorstehenden Anodendraht 11b besitzt. Der Chip 11a kann beispielsweise durch eine verdichtete Masse eines Tantalpulvers gebildet sein, wobei in diesem Fall der Anodendraht 11b ebenfalls aus Tantal hergestellt ist.
Der Kondensator 10 enthält außerdem eine Anodenanschluß­ leitung 12 (positive Anschlußleitung) sowie eine Kathoden­ anschlußleitung 13 (negative Anschlußleitung), wovon jede die Form einer Metallplatte besitzt. Die Anodenanschluß­ leitung 12 ist mit dem Anodendraht 11b beispielsweise durch Verschweißen elektrisch verbunden. Die Kathodenan­ schlußleitung 13 besitzt ein inneres Ende, das durch Löten oder durch Verwenden eines leitenden Klebstoffs direkt mit dem Chip 11a elektrisch verbunden ist. Alter­ nativ kann die Kathodenanschlußleitung 13 mit dem Chip 11a über eine (nicht gezeigte) Schmelzsicherung verbunden sein kann, die beispielsweise eine Temperatursicherung oder eine Überstromsicherung sein kann.
Der Kondensatorbaustein 11 ist zusammen mit einem Teil der jeweiligen Anschlußleitungen 12, 13 in einem Gehäuse 14 eingeschlossen, welches seinerseits aus einem wärme­ aushärtenden Kunstharz (beispielsweise Epoxidharz) gebil­ det ist. Der verbleibende Abschnitt einer jeden der An­ schlußleitungen 12, 13 ist nach unten und nach innen in Richtung zur Unterseite 14a des Kunstharzgehäuses 14 gebogen, um ein Kontaktende 12a bzw. 13a zu schaffen, das zur Gehäuseunterseite 14a im wesentlichen parallel ist.
In der gezeigten Ausführungsform besitzt die Anodenanschlußleitung 12 einen einteilig ausgebildeten Vorsprung 15, der über das Kontaktende 12a in einer von der Unter­ seite 14a (Montagefläche) des Kunstharzgehäuses 14 weg­ führenden Richtung um einen geeigneten Betrag vorsteht. Alternativ kann die Kathodenanschlußleitung 13 einen ähn­ lichen Vorsprung besitzen.
Im Gebrauch kann der Kondensator 10 auf der Oberfläche einer gedruckten Schaltungskarte A (Schaltungsträger) montiert sein, die ihrerseits eine anodenseitige Elektro­ denanschlußfläche A1 sowie eine kathodenseitige Elektro­ denanschlußfläche A2 enthält, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Schaltungskarte A ist lediglich an der anodenseitigen Elektrodenanschlußfläche A1 mit einem Einschubloch oder -schlitz A3 versehen, der zum Vorsprung 15 der Anodenanschlußleitung 12 komplementär ist.
Wenn der Kondensator 10 an der Schaltungskarte A mit richtiger Polarität in bezug auf die jeweiligen Elektro­ denanschlußflächen A1, A2 montiert wird, wird der Vor­ sprung 15 der Anodenanschlußleitung 12 in das Ein­ schubloch A3 eingefügt. Somit können die jeweiligen Kon­ taktenden 12a, 13a der Anoden- und Kathodenanschlußleitun­ gen 12 bzw. 13 mit den entsprechenden Anschlußflächen A1 bzw. A2 in engen Kontakt gelangen, um mit diesen verlötet zu werden.
Wenn dagegen der Kondensator 10 auf der Schaltungskarte A mit entgegengesetzter Polarität in bezug auf die jeweili­ gen Elektroden A1, A2 montiert wird, stößt der Vorsprung 15 der Anodenanschlußleitung 12 auf der kathodenseitigen Elektrodenanschlußfläche A2 an und kann nicht in ein Einschubloch A3 eingefügt werden. Dies hat zur Folge, daß zwischen der Anodenanschlußleitung 12 und der kathodensei­ tigen Elektrodenanschlußfläche A2 kein Kontakt herge­ stellt wird, so daß es unmöglich ist, den Kondensator mit entgegengesetzter Polarität durch Löten zu montieren.
Wie oben beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich, ein fehlerhaftes Montieren (Verlöten) des Kondensators 10 mit entgegengesetzter Polarität zu vermeiden. Daher können der Kondensator und die den Kondensator enthaltende Schaltung vor Defekten und Ausfällen geschützt werden, die durch eine fehlerhafte Montage mit entgegengesetzter Polarität verursacht würden.
Nach dem Gießen des Kunstharzgehäuses 14 sind die jewei­ ligen Abschnitte der Anoden- und Kathodenanschlußleitungen 12 bzw. 13, die aus dem Kunstharzgehäuse 14 vor stehen, zunächst eben, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. In diesem Zustand kann das Kontaktende 12a der Anode 12 länger als der neben dem Kontaktende 12a angeordnete Vorsprung 15 der Anode sein.
Die Kontaktenden 12a, 13a der jeweiligen Anschlußleitun­ gen 12, 13 werden zunächst um einen Winkel von ungefähr 90° nach unten gebogen, während der Vorsprung 15 der Anode 12 unverändert gelassen wird, wie in Fig. 6 durch die Strichpunktlinien gezeigt ist. Dann werden die vor­ stehenden Abschnitte der jeweiligen Anschlußleitungen 12, 13 erneut um einen Winkel von ungefähr 90° nach innen gebogen, um das Endprodukt zu erhalten, wie in Fig. 7 durch die Strichpunktlinien gezeigt ist.
Fig. 8 zeigt einen Trockenelektrolyt-Kondensator 10′ gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform enthält der Kondensator 10′ dieser Ausführungsform ein Kunstharzgehäuse 14′, von dem eine Anodenanschlußleitung 12′ und eine Kathodenanschlußleitung 13′ vorstehen, wobei die Anodenanschlußleitung 12′ einen einteiligen Vorsprung 15′ besitzt. Gemäß der zweiten Ausführungsform besitzt jedoch jede der Anschlußleitungen 12′, 13′ ein Kontakt­ ende 12a′, 13a′, das in der Weise gebogen ist, daß es im wesentlichen parallel zur Unterseite 14a′ des Gehäuses 14′ und von diesem weggerichtet ist.
Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der als Beispiel für ein gepoltes elektro­ nisches Bauelement eine Diode 10′′ betrachtet wird. Gemäß dieser Ausführungsform enthält die Diode 10′′ einen Di­ odenchip 11′′, der zwischen eine positive Anschlußleitung 12′′ und eine negative Anschlußleitung 13′′ geschaltet ist, sowie ein Kunstharzgehäuse 14′′, das den Diodenchip 11′′ zusammen mit einem Teil der jeweiligen Anschlußleitungen 12′′, 13′′ einschließt. Die vorstehenden Abschnitte einer jeden der Anschlußleitungen 12′′, 13′′ sind nach unten und nach innen zur Unterseite 14a′′ des Kunstharzgehäuses 14′′ gebogen, um ein entsprechendes Kontaktende 12a′′ bzw. 13a′′ zu schaffen, das zur Gehäuseunterseite 14a′′ im wesentli­ chen parallel ist. Ferner besitzt die positive Anschluß­ leitung 12′′ einen einteiligen Vorsprung 15′′, der über das Kontaktende 12a′′ in einer von der Unterseite 14a′′ des Kunstharzgehäuses 14′′ wegführenden Richtung um einen geeigneten Betrag vorsteht.
Es ist offensichtlich, daß wegen des Vorhandenseins des Vorsprungs 15′′ zuverlässig verhindert werden kann, daß die Diode 10′′ auf einer (nicht gezeigten) gedruckten Schaltungskarte fehlerhaft, d. h. mit entgegengesetzter Polarität montiert wird.

Claims (9)

1. Gepoltes elektronisches Bauelement zur Oberflächenmonta­ ge auf einem Schaltungsträger, mit
einem gepolten Baustein (11, 11′′), der mit einer positi­ ven Anschlußleitung (12, 12′, 12′′) und mit einer negati­ ven Anschlußleitung (13, 13′, 13′′) elektrisch verbunden ist, und
einem Gehäuse (14, 14′, 14′′), das den gepolten Baustein zusammen mit einem Teil der jeweiligen Anschlußleitungen einschließt und eine Montagefläche besitzt, zu der die Kontaktenden der jeweiligen Anschlußleitungen (12a, 12a′, 12a′′, 13a, 13a′, 13a′′) im wesentlichen parallel sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine (12, 12′, 12′′) der Anschlußleitungen zur Verpolsi­ cherung einen Vorsprung (15, 15′, 15′′) zum Einschub in den zugehörigen Schaltungsträger aufweist, der sich in der zur Montagefläche senkrechten Richtung über das Kon­ taktende (12a, 12a′, 12a′′) dieser Anschlußleitung hinaus erstreckt.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vorsprung (15, 15′, 15′′) mit der einen An­ schlußleitung (12, 12′, 12′′) ein einziges Teil bildet.
3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vorsprung (15, 15′, 15′′′) und das Kontaktende (12a, 12a′, 12a′′) der einen Anschlußleitung (12, 12′, 12′′) zwei Schenkel der Anschlußleitung bilden, die zu­ nächst nebeneinander angeordnet sind, wobei der dem Kon­ taktende entsprechende Schenkel im wesentlichen senkrecht zu dem dem Vorsprung (15, 15′, 15′′) entsprechenden Schen­ kel gebogen ist.
4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der eine Schenkel (12a, 12a′, 12a′′) länger als der andere Schenkel (15, 15′, 15′′) ist.
5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Kontaktende (12a, 12a′′, 13a, 13a′′) der einzelnen Anschlußleitungen (12, 12′′, 13, 13′′) nach innen zur Montagefläche (14a, 14a′′) des Gehäuses (14, 14′′) gebogen ist.
6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Kontaktende (12a′, 13a′) der einzelnen Anschlußleitungen (12′, 13′) so gebogen ist, daß es von der Montagefläche (14a′) des Gehäuses (14′) weggerichtet ist.
7. Bauelement nach deinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gepolte Element (11, 11′) ein Trockenelektrolyt-Kondensatorbaustein ist.
8. Bauelement nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gepolte Element (11′′) ein Diodenbaustein ist.
9. Verwendung des Bauelements nach einem der vorstehenden Ansprüche für einen Schaltungsträger (A), der mit einer positiven Elektrodenanschlußfläche (A1) und mit einer negativen Elektrodenanschlußfläche (A2) versehen ist, derart, daß ihre räumliche Anordnung mit derjenigen der entsprechenden Anschlußleitungen des Bauelements (10, 10′, 10′′) im wesentlichen übereinstimmt, wobei der Schaltungsträger (A) an der der einen Anschlußleitung entsprechenden Elektrodenanschlußfläche (A1) mit einem zum Vorsprung des Bauelementes komplementären Einschubloches (A3) versehen ist, in das der Vorsprung (15, 15′, 15′′) des Bauelements (10, 10′, 10′′) einschiebbar ist.
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