DE2021943A1 - Elektrisches Bauteil mit planarer Anschlusselektrode - Google Patents
Elektrisches Bauteil mit planarer AnschlusselektrodeInfo
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Description
h Fr." η ■ . . ,Jn 70
c-.:!iner;:f.-.h^{5(r. ;/- IeI, ύΐ 7079 "
4. Mai 1970 Gzx/hk
SPMGUE ELECTRIC COMPANY, North Adams, Massachusetts, USA.
Elektrisches Bauteil mit planarer Ansehlußelektrode
Die Erfindung betrifft planar'angeschlossene elektrische ·
Bauteile und insbesondere eingekapselte Kapazitäten, insbe- · sondere Festelektrolytkapazitäten, mit planaren äußeren
Anschlußverbindungen.
Für den direkten Einbau von elektrischen Bauteilen auf Trägermaterial, wie beispielsweise mit Elektroden versehene Schaltungen
aus keramischem Grobfilm oder geätzte Kupferschaltungen auf einer Kunststoffbasis, ist es notwendig, daß die Anschlußelemente
des Bauteils planar ausgebildet sind. Verbindungen können durch das Trägermaterial hindurch, beispielsweise
mittels Rückflußlöten, Auflöten oder Schweißen hergestellt
werden. Wie angedeutet, ist es wesentlich für die planaren
Anschlüsse, immer die gleiche Ebene zu teilen, auch während
der Anordnung des Bauteils an die Anschlüsse.
Viele elektrische Bauteile, wie beispielsweise Festelektrolyt-Tantal-Kapazitäten,
weisen aktive Elemente auf, die insbesondere "beanspruchungseinpfindlich" sind, d. h. die elektrische Wirkungsweise des Elements verändert sich, wenn der empfindliche
Abschnitt Biegung, Torsion oder anderen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Nach der Formierung des aktiven
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Kapazitätssystems einerFestelektrolyt-Tantal-Kapazitat kann
der Anodenanschlußdraht, wenn er mechanischer Beanspruchung ausgesetzt ist, einen Anstieg zu hohen Leckströmen oder gar
Kurzschlüssen bewirken, entsprechend der Unterbrechung des dielektrischen Films in einem Bereich, wo Kontakt mit der
Halbleiterkathode hergestellt werden kann.
Es ist Gegenstand der Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine
eingekapselte, mit planaren Anschlüssen versehene Kapazität.
Die Erfindung betrifft daher allgemein isolierte elektrische Bauteile mit verbesserten Anschlußverbindungsberexchen und
insbesondere eine eingekapselte und fest elektrolytische Kapazität mit äußeren Anschlußverbindungen in der gleichen
Ebene.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Kapazitätselement
physikalisch und elektrisch mit Beanspruchung absorbierenden Gliedern verbunden, wobei die planaren Anschlußelektroden
in einer fixierten räumlichen Lage in Bezug zueinander gehalten sind. Die Kapazitätsanordnung wird vervollständigt
durch Einkapselung der gesamten Einheit mit Ausnahme eines Abschnittes der Anschlußelektroden, die für weitere Zwischenverbindungen
freigelassen werden. Die Beanspruchung absorbierenden Glieder stellen sicher, daß das Kapazitätselement einem
Minimum an Beanspruchung während der Einkapselung und der nachfolgenden Handhabung ausgesetzt wird; die Erhältlichkeit
von Elektrodenanschlußverbindungen in der gleichen Ebene vereinfacht weitere Arbeitsgänge, wie beispielsweise ein
009846/1330 0AD original
Anbringen an eine gedruckte Schalttafel.
V.eilere Merkmale, Vorteile und '".nwendungsmöglichkeiten der
neuen Erfindung ergeben sich auc den beiliegenden Darstellungen
von 'usführungsbeisp-ielen sowie -'us der folgenden Beschreibung.
lic neigen:
Fi/;. '! einen querschnitt einer elektrischen Kapazität nach
der Erfindung,
Fig. Γ eine Draufsicht auf die Kapazität nach Figur 1,
Fig. 2 eine Darstellung zweier typischer Kapazitäteneinheiten
in ihrer Anordnung und
Fi,1;. '. einen 'Querschnitt einer der Einheiten von Figur 3
nach der Einkapselung.
In Figuren 1 und 2 stellt der Kapazitätenabschnitt 10 einen
anodisierten Tantalkörper mit einem Tantalanodendraht 11 dar,
der an diesen angeschweißt oder in diesen eingelegt ist. Nach der Anodieierung wird der Abschnitt mit einem Halleiterelektolyten,
wie beispielsweise Eleidioxyd oder Mangandioxyd, getränkt;
nachfolgend wird eine leitende kathodische Fläche angebracht. Sine derartige Einheit ist aus der US-Patentschrift Mr..? 936 ^k
bekannt.
Der Abschnitt sitzt auf planaren Anschlußgliedern 12, während
der Draht "1 an den planaren Anschlußgliedern 13 angebracht
ist. Der tatsächliche Anschluß des aktiven Bautellelements
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an die Anschluß elektroden wird "bei den Teilen 12a und 13a
mittels Löten, Schweißen oder eine andere Verbindungstechnik
erreicht. Die Anschlußteile 12b und 13b der Glieder 12 und
liegen in der gleichen Ebene und dienen zum weiteren Anschluß
der Kapazitätsabschnittelektroden.-Beanspruchungen absorbierende Abschnitte 12c und 13e sind mechanisch gekennzeichnet und
ausgewählt aus entsprechendem Material, um den Draht 11 und, . in einigen Fällen, den Abschnitt 10 von Deformation oder
Beanspruchung während des Herstellungsprozesses und der
späteren Einkapselung zu schützen. Insbesondere wirkt der
Abschnitt 13c als elastische Feder, die Stöße und Beanspruchungen aufnimmt, die sonst auf den Draht 11 übertragen v/erden
könnten.
Die mechanische Geometrie, die ausgewählt ist, um das Beanspruchungen
absorbierende Material vorzusehen, kann verschiedener Art sein. Die freitragende Anordnung, die bei den
Abschnitten 12c und 1.3c dargestellt ist, wird bevorzugt.
Damit dies jedoch wirksam ist, sollte die Duktilität des
Metalles, oder insbesondere die mechanische Festigkeit des
Metalles in der vertikalen Ebene signifikant geringer sein
als die der beanspruchungsempfindlichen Schicht, an die es gebunden ist. Für den Fall eines'Tantalanschlusselements
für eine Würfel (pellet)-Kapazität ist Nickel genügend weich
(vorausgesetzt, daß eine richtige Dickenbeziehung eingehalten wild). Weitere Einzelheiten werden in einem späteren Beispiel
gegeben.
Figur 3 zeigt zwei Kapazitätenanordnungen in einem typischen
Anordnung s rahm en 30.. Der Rahmen bildet einen Aufbauträger und
sorgfältige Ausrichtung während der K^pazitätsanbringung und
Einkapselung und kann.später νοη; der kompletten Anordnung
gelöst werden, -".usrichtüngslöcher 30a sind zur sorgfältigen,
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Ausrichtung des Rahmens während des gesamten Anordnungsprozesses
vorgesehen. Figur 4 zeigt einen Querschnitt einer der Kapazitätenanordnungen von Figur 3 entlang der Linie 4-4.
Nach Figuren 3 und 4 ist jeder Abschnitt auf planaren Anschlußgliedern
31 aufgesetzt, während ein Anodenanschluß 32 mit dem planaren Anschlußglied 33verschweißt ist. Das Anschlußglied 31
enthält einen Anschlußabschnitt 31a, der in der gleichen Ebene wie der Anschlußabschnitt 33a liegt; ein Beanspruchungen
absorbierender Abschnitt 31b, eine Verbindungsplatte 31c und ein Abschnitt 31d sind vorgesehen, der hochgebogen ist, um
den Abschnitt sorgfältig zu zentrieren und ihn für den nachfolgenden Einkapselungsvorgang in die richtige Lage zu bringen.
Eine Einkapselung 36 stellt ein geformtes öder gegossenes
Harzgehäuse um die Kapazität dar.
Der Anodenanschluß 32 ist mit dem freitragenden Beanspruchungen absorbierenden Abschnitt 33b verschweißt und "schwimmt" im
wesentlichen auf dem weicheren Glied. Dieser Abschnitt ist gewöhnlich aus dem Glied 33 gestanzt,, während das Glied 33
selbst wie das Glied 31 gewöhnlich aus einem einzelnen Materialstreifen gestanzt ist. Dies erleichtert mehrfach Anordnung und
Einkapselung.
Die Tabelle gibt die Vergleicheergebnisse wieder, die bei einem Standardtyp einer planaren Anschlußbauteilanordnung erhalten
wurden, die die Vorteile der Erfindung nach der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 nicht aufweist. Die Standardanordnung
hat außerdem planare Anoden- und Kathodenanschlüsse, die aus
einem einzelnen MetalIstück- oder streifen gestanzt oder
gebildet sein können, indem Brücken verwendet werden, die die
ÖAD ORiQiNAl.
Q09846/13 30
notwendige genaue Ausrichtung zwischen den Anoden- und Kathodenanschlußabsehnitten
aufrecht erhält. Ein elektrisches Element ist mit dem Kathodenplanaranschluß verschweißt. Eine Kapazität
kann in Epoxyharz in der gleichen V/eise gegossen oder eingekapselt sein, wie die Bauteile der vorliegenden Erfindung,
mit Ausnahme natürlich,daß keine Beanspruchungen absorbierende oder verringernde Elemente vorhanden sind. Die Eigenschaften
der beiden Anordnungen unterscheiden sich, v/ie aus den folgenden
Beispielen hervorgeht, deutlich.
Eine Reihe von Kapazitäten wurden in dem Aufbau, der in den
Figuren 1, 2 und 3 dargestellt ist, hergestellt, indem als Kontrolle ähnliche Kapazitäten durch das Verfahren und entsprechend
dem Aufbau, der oben beschrieben wurde, gemactit wurden. Die nachfolgende Tabelle gibt die Ergebnisse der
Untersuchungen wieder; sie zeigen an, daß die Anordnungen nach
der Erfindung nicht den Beanspruchungsdefekten der bekannten
Konstruktionen unterliegen, was.durch die niedrigeren Leckströme deutlich wird.
| Anodenschutz | Mittlerer Leckstrom In | Mikroampere | 3,6 0,9 . |
|
| Aufbau | ohne ohne |
Anfangswert | Nach der Nach dem Anordnung Einformen an Anschlüsse ** * |
|
| Standard Erfindung |
0,8 0,8 |
2,9 0,9 |
||
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* Löten der Kathode an negativen Anschluß, Schweißen des
Anodendrahtes an positiven Anschluß
** Einformen für drei Minuten bei 140° C in Hysol MG-4 Epoxyharz.
Die Erfindung kann auf alle Arten von beanspruchungsempfindlichen Bauteilen, einschließlich Dioden, piezoelektrischen
undferroelektrischen keramischenKapazitäten und ähnlichen
Anordnungen, Filmkapazitäten, hergestellt aus sehr dünnen
Elektrodenfolien und dergleichen Anwendung finden.
Entsprechend der bevorzugten Ausftihrungsform der Erfindung
ist das elektrische Bauteil eine Festelektrolyt-Kapazität
und die Beanspruchungen vermindernde Aufbauanordnüng wird
sowohl am Anoden- als auch am Kathodenende verwendet,
obgleich gute Ergebnisse erhalten werden können, wenn nur für Änödensehutz gesorgt ist. . . .-
Das Planaranschlußelektrodenmaterial ist vorzugsweise Nickel
oder eine darin vorherrschende Legierung» Die Dicke und Härte
des Planaranschiußmaterials ipnuß die Abmessungen und Festigkeiten des beanspruchungsemipfiTidlichen Elementes in Rechnung
stellen, iim vorsorglich alle Beanspruchungen zu absorbieren
oder diesen entgegenzuwirken. Andere Metalle, die verwendet
werden können, sind Kovar, Beryllium, Kupfer und Pliosphorbronze.
Die Kapazität kann durch Injektions~,überführungs-· oder
Kompressiohsforniung eingekapselt werden; während dieses
Pro2esses wirken sich die Beanspruchungen absorbierenden
Elemente, ebenso wie bei den vorherigen Verfahrensschritten, vorteilhaft aus.
0098 4 6/1330
Auch Bauteile mit mehr als zwei Anschlüssen können den erfindungsgemäßen
Aufbau mit guten Ergebnissen verwenden. Beispielsweise können strahlgeführte Transitoren und integrierte
Schaltungen erzeugt werden. Die Erfindung bezieht sich allgemein
auf solche Aufbauten, bei denen die PlanaranschlUsse
in den Anschlußabschnitten in im wesentlichen starrer räumlicher Beziehung gehalten werden.
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Claims (1)
- Pat entansp rüehehi Zusammengepacktes elektrisches Bauteil, gekennzeichnet \ durch ein beanspruchungsempfindliches Element und Planaranschlüsse, die in einer fixierten räumlichen Lage zuein-/und
ander gehalten sind/dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Anschlüsse einen Beanspruchungen absorbierenden Abschnitt aufweist, daß das beanspruchungsempfindliche Element elektrisch und physikalisch mit dem Beanspruchungen absorbierenden Abschnitt verbunden ist und daß das Element und die Anschlüsse eingekapselt sind, wobei die Anschlüsse eine freiliegende Oberfläche an einer gemeinsamen Fläche der Einkapselung aufweisen.2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daßdas Element eine Kapazität ist und die Anschlüsse Metallstreif enmaterial sind. ■3. Elektrische Kapazität nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapazitätselement ein Festelektrolyt-Kapazitätselement ist und der Beanspruchungen absorbierende Abschnitt ein freitragender Teil des Metallstreifenmaterials4. Kapazität nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zwei Belastungen absorbierende freitragende Abschnitte in Verbindung zu im Abstand angeordnete Elektroden der Kapazität angeordnet sind, ~009846/1330'5. Kapazität nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die PlanaranschlUsse Nickel aufweisen und eine der Elektroden der Kapazität ein Taliumdraht ist.6. Kapazität nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte von der gemeinsamen Fläche nach oben rogen, so daß die Kapazität teilweise in der Einkapselung zentriert ist.0 9 8 4 6/1330 **°
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BI | Miscellaneous see part 2 | ||
| 8235 | Patent refused |