EP1315253A1

EP1315253A1 - Capacitor-body like filter connector and his capacitor

Info

Publication number: EP1315253A1
Application number: EP02024814A
Authority: EP
Inventors: Meinolf Dingenotto; Jörg Kühle
Original assignee: FILTEC GmbH Filtertechnologie fuer die Elektronikindustrie
Current assignee: FILTEC GmbH Filtertechnologie fuer die Elektronikindustrie
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2003-05-28
Also published as: DE20118263U1; US20030090856A1; CA2411494A1; US6646858B2

Abstract

The capacitor body (1) is formed with 9 projections (3) from a base. These are cylindrical with electrodes in the central bores. Each projection provides a single capacitor function. The edge of the body is formed with a wall to act as protection for the single capacitors. The unit is formed in ceramic material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kondensator-Körper für Vielfach-Kondensatoren in monolithischer Ausbildung aus einem keramischen Werkstoff, wobei eine Basisplatte mit säulenartig ausgebildeten Einzelkondensatoren versehen ist; sie betrifft ferner einen mit einem solchen Kondensatorkörper hergestellten Kondensator sowie einen Filterstecker mit einem solchen Kondensator.The invention relates to a capacitor body for multiple capacitors in monolithic formation from a ceramic material, wherein a base plate with column-shaped individual capacitors is provided; it also relates to one with such a capacitor body manufactured capacitor and a filter connector with such a capacitor.

Aus DE 199 39 379 ist ein Vielfach-Kondenstor bekannt, dessen Kondensator-Körper monolithisch aus einem keramischen Werkstoff hergestellt ist, dessen relative DK sowohl im Bereich niedriger Werte von 10⁰ bis 10² wie auch im Bereich hoher Werte oberhalb 10³ liegen kann. Das Herstellen erfolgt dabei durch Gießen, Schleudern oder Spritzgießen. Bei diesem Vielfach-Kondensator ist der Kondensator-Körper derart ausgebildet, dass die Einzel-Kondenstoren säulenartig auf eine Basisplatte aufgestellt sind. Zum Schutz dieser Säulen ist die gesamte Anordnung von einem Schutzring umgeben, der von der Basisplatte ausgehend bis in die Höhe der Säulen reicht.A multiple capacitor is known from DE 199 39 379, the capacitor body of which is made monolithically from a ceramic material, the relative DK of which can be both in the range of low values from 10 ⁰ to 10 ² and in the range of high values above 10 ³ . Manufacture is carried out by casting, spinning or injection molding. In this multiple capacitor, the capacitor body is designed in such a way that the individual capacitors are placed on a base plate in the manner of a column. To protect these columns, the entire arrangement is surrounded by a protective ring that extends from the base plate to the height of the columns.

Jeder dieser säulenartigen Einzelkondensatoren weist einen Durchführungskanal auf, durch den der zugeordnete Signalleiter geführt ist. Bei einer Ausführungsform liegt dieser an der Innenwandung des Durchführungskanals an und bildet die Signalelektrode des Kondensators; bei einer anderen Ausführungsform ist der Signalleiter von der Innenwandung beabstandet, welche mit einer Metallschicht belegt ist, die ihrerseits mit dem Signalleiter elektrisch verbunden ist und die hier die Signalelektrode bildet. Die als Masseelektrode geschaltete Gegenelektrode wird von der, auf die Außenwandungen der Säulen aufgebrachten metallischen Beschichtung gebildet, die auch über die den Säulen zugeordnete Seite der Basisplatte geführt ist und seitliche Anschlussflächen aufweist. Besonders für den Einsatz im Höchstfrequenzbereich oberhalb 1 GHz haben sich derartige Vielfachkörper mit solchen Kondensator-Körpern bewährt, nachteilig ist jedoch, dass ein Bearbeiten solcher Keramik-Körper im ungebrannten Zustand, also als "Green-Körper" zu Bruch-Ausfällen o.dgl. führt.Each of these column-like individual capacitors has a feed-through channel through which the assigned signal conductor is led. In one embodiment, this lies on the inner wall of the feed-through channel on and forms the signal electrode of the capacitor; in another embodiment, the signal conductor is from the inner wall spaced, which is covered with a metal layer, the in turn is electrically connected to the signal conductor and that here forms the signal electrode. The counter electrode connected as a ground electrode is applied by the, on the outer walls of the columns metallic coating that also formed over the pillars assigned side of the base plate is guided and lateral connection surfaces having. Especially for use in the highest frequency range Such multibodies with such have been found above 1 GHz Capacitor bodies have been proven, but the disadvantage is that editing such ceramic body in the unfired state, so as "Green body" for breakdown failures or the like leads.

Hier setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, einen gattungsgemäßen Kondensator-Körper anzugeben, der unter Erhalt der vorteilhaften elektronischen Eigenschaften in Bezug auf Bearbeitungen in sich stabiler ist und eine wirtschaftliche Herstellung erlaubt; in Weiterführung dieser Aufgabenstellung soll ein Kondensator mit einem derartigen Kondensatorkörper angegeben werden, sowie ein mit einem solchen Kondensator versehener Filterstecker.This is where the invention comes in, the task of which is a generic one Specify capacitor body, while maintaining the beneficial electronic properties related to machining in itself is more stable and allows economical production; in continuation this task is a capacitor with such Capacitor body are specified, as well as one with such Capacitor-provided filter connector.

Diese Aufgabenstellung wird nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die jeweils darauf rückbezogenen abhängigen Ansprüche.This task is according to the invention by the characterizing Features of the independent claims solved; advantageous further training and preferred embodiments describe each dependent claims related thereto.

Nach der Erfindung erstrecken sich die Säulen der Einzelkondensatoren als fluchtende Teilsäulen beidseits der Basisplatte nach außen, die dadurch nach innen verlegt ist. Dabei fluchten Durchgangskanäle paarweise so, dass jeder der von zwei Teilsäulen gebildete Einzelkondensator einen Durchgangskanal zum Durchführen eines Leiters aufweist. Vorteilhaft erstrecken sich die Teilsäulen im Verhältnis 1/3 : 2/3 bis 1/2 : 1/2 beidseits der nach innen verlagerten Basisplatte. Durch diese Anordnung verkleinert sich die freie Höhe der Säulen auf etwa ein Drittel bis etwa die Hälfte, so dass auch der bei einer Bearbeitung der Stirnflächen der Teilsäulen wirksame Hebelarm entsprechend verkleinert wird. Die bei der Bearbeitung der Stirnflächen auftretenden Kräfte wirken so nur mit entsprechend dem verkleinerten Hebelarm kleinerem Moment auf die Basisplatte, wodurch die Gefahr des Abreißens einer Säule, etwa beim Beschleifen der Stirnfläche, entfällt.According to the invention, the columns of the individual capacitors extend as aligned partial columns on both sides of the base plate to the outside thereby being moved inwards. Through channels are aligned in pairs so that each of the individual capacitors formed by two sub-columns has a through channel for the passage of a conductor. The sub-columns advantageously extend in a ratio of 1/3: 2/3 up to 1/2: 1/2 on both sides of the inward-moving base plate. By this arrangement reduces the free height of the columns to about a third to about half, so that even when editing effective lever arm corresponding to the end faces of the partial columns is reduced. Those that occur when machining the end faces Forces only work with the correspondingly reduced lever arm smaller moment on the base plate, reducing the risk of tearing a column, for example when grinding the end face, is not required.

Die Metallisierung der Innenwandungen der Durchführungskanäle erfolgt ebenso, wie die Metallisierung der Außenwandungen und der Basisplatte in üblicher Weise, etwa mittels Bedeckung mit Palladium-Keimen durch Ionophorese und nachfolgendem Vernickeln ggf. mit Vergolden. Dabei werden die Teile, die nicht mitmetallisiert werden sollen, beispielsweise die Stirnseiten der Säulen, abgedeckt.The inner walls of the lead-through channels are metallized just like the metallization of the outer walls and the base plate in the usual way, for example by covering with palladium seeds Ionophoresis and subsequent nickel plating with gold plating if necessary. there the parts that should not be metallized, for example the end faces of the pillars, covered.

Während bei dem Kondenstor-Körper nach dem Stand der Technik die Basisplatte gegenüber der Säule endständig angeordnet ist, ist diese bei dem Kondensator-Körper nach der Erfindung nach innen verlagert. Bei dem Kondenstor-Körper nach dem Stand der Technik ist es ohne weiteres möglich, den im Bereich der endständig an den Kondensatorsäulen angeordneten Basisplatte liegenden Teil des Durchführungskanals von der Metallisierung auszusparen, so dass dort kein Signalbelag des Kondensators vorliegt, die zu parasitären Koppelkapazitäten Anlass geben könnte. Bei der nach innen verlagerten Basisplatte ist in ähnlicher Weise auch ein Aussparen der Metallisierung in den der Basisplatte zuzuordnenden Bereichen der Innenwandung der Durchführungskanäle möglich. Jedoch haben Untersuchungen gezeigt, dass die mit Masse verbundene Metallisierung auf den Außenseiten der Basisplatte einen Durchgriff bewirken, der mit seiner Schirmwirkung parasitäre Übertragungen zwischen benachbarten Einzelkondenstoren unterdrückt. While the base plate in the condenser body according to the prior art is located at the end of the column, this is in the capacitor body according to the invention shifted inwards. With the condenser body according to the prior art, it is straightforward possible, in the area of the terminal columns arranged base plate lying part of the through channel of the metallization so that there is no signal coating on the Capacitor is present, which gives rise to parasitic coupling capacitances could give. The inward shifting base plate is similar This also means that the metallization in the base plate is left out Assignable areas of the inner wall of the lead-through channels possible. However, research has shown that with mass connected metallization on the outer sides of the base plate Penetration cause parasitic transmissions with its shielding effect suppressed between adjacent individual condensers.

Ein die Basisplatte umgebender Schutzring stabilisiert diese weiter, so dass die Basisplatte auch sehr dünn gehalten werden kann. Dies führt in Verbindung mit der Abschirmung durch die beidseits angebrachten Metallisierungen zu einer weiteren Verringerung parasitärer Koppelkapazitäten und somit zu einem Vielfach-Kondenstor mit äußerst geringen Übersprechungen. Es versteht sich dabei von selbst, dass bei zum Einbau bestimmten Vielfach-Kondenstoren auch auf einen solchen Schutzring verzichtet werden kann.A protective ring surrounding the base plate further stabilizes it, so that the base plate can also be kept very thin. This leads in connection with the shielding through the two sides Metallizations to further reduce parasitic Coupling capacities and thus to a multiple condenser with extreme low crosstalk. It goes without saying that at multiple condensers intended for installation also on one Guard ring can be dispensed with.

In die Durchgangskanäle werden Steck-/Buchseneinsätze eingefügt. Vorteilhaft sind diese Einsätze so ausgebildet, dass sie mit Formschluss in die Durchführungskanäle eingesetzt werden. Jeder der Schäfte dieser Einsätze ist mit der in den zugeordneten Durchführungskanal eingebrachte Metallisierung in elektrischen Kontakt stehen. Damit sind die Einsätze mechanisch in den Durchführungskanälen gehalten und elektrisch mit dem zugeordneten Beläge des jeweiligen Kondenstors verbunden.Plug / socket inserts are inserted into the through-channels. Advantageous these inserts are designed so that they have a positive fit be used in the feedthrough channels. Each of the stems of this Inserts is inserted into the assigned feed-through channel Metallization in electrical contact. With that the inserts are mechanically held in the feed-through channels and electrically with the assigned pads of the respective condenser connected.

Mit einem so ausgebildeten Kondenstor lassen sich vorteilhaft Filtersteckverbinder herstellen. Der Kondensator mit den Einsätzen ist zwischen zwei das Gehäuse des Filtersteckverbinder bildenden Schalen gehalten. Er ist gegenüber zumindest in einer der Schalen mit einem Formkörper abgestützt. Dieser Formkörper weist dabei an seiner dem Kondensator zugewandten Seite Vorsprünge auf, die die Rücksprünge des Kondensator-Körpers gerade ausfüllen, so dass der Formkörper mit dem Kondensator-Körper des Kondensators in Formschluss steht. Dies bedeutet eine Erhöhung der mechanischen Stabilität des Steckverbinders. Dieser Formkörper besteht aus einen elektrisch isolierenden Material mit möglichst kleiner Dielektrizitätskonstante.With a condenser designed in this way, filter plug connectors can be advantageously used produce. The capacitor with the inserts is between two shells forming the housing of the filter connector held. It is opposite at least in one of the bowls with one Shaped body supported. This molded body points to the Capacitor-facing protrusions on which the recesses of the Fill the capacitor body straight, so that the molded body with the The capacitor body of the capacitor is in positive engagement. this means an increase in the mechanical stability of the connector. This molded body consists of an electrically insulating material with the smallest possible dielectric constant.

Das Wesen der Erfindung wird an Hand der in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1:: Kondensator-Körper mit etwa mittig angeordneter Basis-platte und säulenartigen Einzelkondensatoren, Aufsicht;
Fig. 2:: Kondensator-Körper nach Fig. 1, teilgeschnitten;
Fig. 3:: Kondensator-Körper mit etwa mittig angeordneter Basis-platte, und säulenartigen Einzelkondensatoren, umgeben von einem Schutzring, perspektivische Ansicht;
Fig. 4:: Kondensator-Körper nach Fig. 3, Aufsicht;
Fig. 5:: Kondensator-Körper nach Fig. 3, geschnitten.
Fig. 5:: Steckereinsatz mit Buchse und Stift;
Fig. 6:: Filterstecker unter Verwendung eines mit einem Kondensator-Körper nach dieser Erfindung hergestellten Kondensator.

The essence of the invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 to 6; show:

Fig. 1:: Capacitor body with approximately centrally arranged base plate and column-like individual capacitors, top view;
Fig. 2:: 1, partially sectioned capacitor body;
Fig. 3:: Capacitor body with an approximately centrally arranged base plate, and column-like individual capacitors, surrounded by a protective ring, perspective view;
Fig. 4:: 3, top view;
Fig. 5:: 3, the capacitor body.
Fig. 5:: Plug insert with socket and pin;
Fig. 6:: Filter plug using a capacitor made with a capacitor body according to this invention.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Grundform eines Kondensator-Körpers 1 für einen 9-poligen Steckverbinder, wobei es sich von selbst versteht, dass diese Ausbildung nicht auf Steckverbinder beschränkt ist. Die Basisplatte 2 ist mit beidseits von der Basisplatte 2 abstehenden Säulen bestückt, die von den Teilsäulen 3 und 4 gebildet werden, wobei zusammengehörige Teilsäulen 3 und 4 - wie in Fig. 2 deutlich erkennbar - fluchten. Diese Teilsäulen 3 und 4 - wie Fig. 2 zeigt - sind von Durchführungskanälen 5 durchzogen, durch die die Signalelektroden (einen in diesen Durchführungskanal 5 zeigt Fig. 5) verlaufen und entweder selbst die heiße Elektrode bilden oder die mit metallischen Wandbelägen auf der Innenwandung der Durchführungskanälen 5 als heiße Elektrode verbunden sind. Die Gesamtlänge der Säulen der Einzelkondensatoren ist dann die Summe der Längen der Teilsäulen 3 und 4, zuzüglich der Dicke der Basisplatte 2. Dabei liegen diese Längen der Teilsäulen zwischen 1/3 und 2/3 der Gesamtlänge, wobei jeweils eine kürzere Teilsäule 3 und eine längere Teilsäule 4 zusammengehören und die Säule eines der Kondensatoren bilden.FIGS. 1 and 2 show a basic form of a capacitor body 1 for a 9-pin connector, it goes without saying that this training is not limited to connectors. The base plate 2 is protruding from the base plate 2 on both sides Equipped columns, which are formed by the sub-columns 3 and 4, wherein associated sub-columns 3 and 4 - as clearly shown in Fig. 2 - swear. These sub-columns 3 and 4 - as shown in FIG. 2 - are penetrated by feed-through channels 5 through which the signal electrodes (One in this feedthrough channel 5 is shown in FIG. 5) and either form the hot electrode yourself or the one with metallic ones Wall coverings on the inner wall of the through channels 5 as hot electrode are connected. The total length of the columns of the individual capacitors is then the sum of the lengths of the sub-columns 3 and 4, plus the thickness of the base plate 2. These lengths are of the sub-columns between 1/3 and 2/3 of the total length, whereby each a shorter sub-column 3 and a longer sub-column 4 belong together and form the column of one of the capacitors.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen eine Ausführungsform eines Kondensator-Körpers 1 für einen 9-poligen Steckverbinder mit einem Schutzring 6. Hier ist - wie im Schnitt zu erkennen - die Basisplatte 2 nach innen verlagert und die Säulen der Kondensatoren bilden hier Teilsäulen 3 und 4, die oben näher beschrieben sind. Figures 3 to 5 show an embodiment of a capacitor body 1 for a 9-pin connector with a protective ring 6. Here, as can be seen in the section, the base plate 2 is on the inside relocated and the columns of the capacitors form sub-columns 3 and 4, which are described in more detail above.

Dieses Ensemble aus Säulen umgibt schützend ein Schutzring 6, der an die Basisplatte 2 angeformt ist, so dass auch mit diesem Schutzring eine monolithische Struktur gegeben ist. In die Randbereiche des Schutzringes 6 können Einnehmungen 7 eingeformt sein, etwa um Befestigungsklammern 0. dgl. aufzunehmen.This ensemble of columns protects a protective ring 6, the the base plate 2 is integrally formed, so that with this protective ring there is a monolithic structure. In the marginal areas of the Protective ring 6, recesses 7 can be formed, for example around fastening clips 0. The like.

Die Steckereinsätze 8 weisen an den einen Ende eine Steckerstift 8.1 und an dem anderen Ende eine Steckbuchse 8.2 auf, wobei es sich von selbst versteht, dass je nach Anwendungsfall auch Löt- oder Crimpansätze vorgesehen sein können. Zwischen dem Steckerstift 8.1 an dem einen und der Steckbuchse 8.2 an dem anderen Ende des Steckereinsatzes 8 ist der Schaft 9. Dieser ist so ausgebildet, dass er mit gutem Passsitz in den Durchführungskanal 5 eingesetzt werden kann. Somit ist ein die mechanische Stabilität gewährleistender Formschluss sicher gestellt, De Passsitz sichert an sich auch die elektrische Verbindung mit der in den Durchführungskanal 5 übergreifende Metallisierung, jedoch wird zur Herstellung eines guten Kontaktes auch ein Verlöten des Steckereinsatzes mit dem Metallisierungsbelag vorgenommen.The connector inserts 8 have a connector pin 8.1 at one end and at the other end a socket 8.2, which is from understands that, depending on the application, soldering or crimping approaches can be provided. Between the connector pin 8.1 on the one and the socket 8.2 at the other end of the plug insert 8 is the shaft 9. This is designed so that it with good Fit in the duct 5 can be used. Consequently is a form fit that ensures mechanical stability De Passsitz also secures the electrical connection with the metallization spanning the feed-through channel 5, however, soldering is also used to make good contact made of the plug insert with the metallization.

Dieser so ausgebildete Kondensator 13 wird zur Herstellung eines Filtersteckers 10 in eine Oberschale 11 eingesetzt, die umlaufend den Rand des Kondenstors übergreift, während der Bereich der Durchführungskanäle 5 mit den eingesetzten Steckereinsätzen 8. Frei ist, um Kurzschlüsse der von den Steckereinsätze 8 geführten Signalelektroden gegen die auf Massepotential liegenden Gehäuse ausgeschlossen ist. Gegen die Oberschale 11 wird eine Unterschale 12 gesetzt, wobei bei beiden Schalen deren umlaufende Ränder 11.1 und 12.1 umgebördelt sind. Diese umgebördelten Ränder 11.1 und 12.1 liegen nach dem Zusammenbau aufeinander und werden miteinander - etwa durch verlöteten oder verschweißen - fest miteinander verbunden. Um den Kondensator 13 in seiner Position zu halten, wird ein Formkörper 14 eingesetzt, der so ausgebildet ist, dass er zum einen etwa formschlüssig in die Unterschale 12 eingesetzt werden kann und sein umlaufender Rand 15 von dieser hintergriffen wird. Auf seien dem Kondensator zugewandte Seite sind Vorsprünge 16 vorgesehen, die in die Rücksprünge zwischen den Teilsäulen 4 des Kondenstorkörpers 1 ebenfalls etwa mit Formschluss eingreifen. Somit ist der in das Gehäuse des Filtersteckers 10 eingesetzte Kondensator 13 durch diesen Formkörper 13 fixiert, wenn die beiden Oberschale 11 und Unterschale 12 des Gehäuses fest miteinander verbunden sind.This capacitor 13 designed in this way is used to produce a filter plug 10 used in an upper shell 11, the all around Overlaps the edge of the condenser, while the area of the feed-through channels 5 with the inserted plug inserts 8. Free to Short circuits of the signal electrodes led by the plug inserts 8 against the housing at ground potential. A lower shell 12 is placed against the upper shell 11, with both shells flanged their peripheral edges 11.1 and 12.1 are. These flanged edges 11.1 and 12.1 are after assembly on top of each other and are soldered together or welding - firmly connected. To the capacitor 13 To keep in position, a molded body 14 is used, the is designed in such a way that, on the one hand, it fits approximately positively into the lower shell 12 can be used and its peripheral edge 15 of this is attacked. On the side facing the capacitor projections 16 are provided which in the recesses between the Partial columns 4 of the capacitor body 1 likewise with a form fit intervention. Thus, the one inserted into the housing of the filter plug 10 Capacitor 13 fixed by this molded body 13 when the two upper shell 11 and lower shell 12 of the housing firmly together are connected.

Claims

Capacitor body for multiple capacitors in a monolithic design made of a ceramic material, a base plate being provided with column-shaped individual capacitors,
characterized in that the base plate (2) provided with a metal coating is placed inwards with respect to the columns of the capacitors such that the sub-columns (3, 4) of the columnar individual capacitors extend outwards on both sides from the base plate (2), with through channels aligned in pairs (5).

Capacitor body according to claim 1, characterized in that the lengths of the outwardly extending partial columns (3; 4) are in the range of 1/3 to 2/3 of the total length of the columns of the individual capacitors.

Capacitor body according to claim 1 or 2, characterized in that an integrally formed protective ring (6) surrounds the base plate (2).

Capacitor body according to claim 3, characterized in that the protective ring (6) is guided up to the highest in the plane of the end faces of the partial columns (3, 4).

Capacitor with a capacitor body according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the inner surface of the feed-through channels (5) is metallized and the metallization forms the signal coatings of the capacitors or is in conductive connection with them, and in that the base plate (2 ) is metallized at least on one side and the metallization connected to the housing lies at ground potential and forms the ground layer, and that insert pins with a plug pin, socket or soldering or crimping insert are inserted into the lead-through channels (5), these insert pins having a shaft which is connected to a good fit is inserted into the feed-through channels (5).

Capacitor according to claim 5, characterized in that the base plate (2) is metallized on both sides.

Filter plug with a capacitor claim 5 or 6, formed with a capacitor body according to one of claims 1 to 4, characterized in that the capacitor (13) is inserted into a housing with an upper shell (11) and a lower shell (12), wherein a molded body (16) is provided which adjoins this capacitor (13) and ensures its seat in the housing