DE3931249C2 - Festelektrolytkondensator in Chip-Bauweise - Google Patents
Festelektrolytkondensator in Chip-BauweiseInfo
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- H—ELECTRICITY
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- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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Description
Die Erfindung betrifft einen Festelektrolytkondensator in Chip-
Bauweise nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Festelektrolytkondensatoren
sind aus der DE 32 33 698 A1 und aus der US 44 83 062 bekannt.
Die Hilfsbügel am Kathodenanschluß ermöglichen zwar
ein Zentrieren des Anodenkörpers während der Montage, jedoch
besteht die Gefahr, daß durch die auftretenden thermischen und
mechanischen Beanspruchungen insbesondere beim Anfertigen der
Kunststoffumhüllung bei einem Teil der Bauelemente die Lötver
bindung zwischen Anodenkörper und Kathodenanschluß gelöst wird.
Dies wird darauf zurückgeführt, daß während des Spritzvorganges
durch die in das Formnest einströmende Kunststoffmasse das Lot
material aufgeschmolzen wird, so daß sowohl der Massestrahl
selbst als auch die beim Einspannen des bestückten Systemträ
gerstreifens mit dem Kathodenanschluß in das Spritzwerkzeug
auftretenden mechanischen Verspannungen Anodenkörper und Katho
denanschluß auseinanderdrücken können. Dieser Effekt wurde so
wohl beim Umspritzen mit PPS (Polyphenylensulfid) oder LCP
(liquid cristal plastic) als auch beim Spritzumpressen mit Nie
derdruck-Epoxidharzen beobachtet, wobei der Umfang des Fehlers
in erster Linie von der Massetemperatur, Spritzdruck, Spritzge
schwindigkeit und der Bauelementgröße abhängt.
Man kann versuchen, durch Minimierung der Temperaturen (Masse
und Werkzeug), des Spritzdruckes, der Spritzgeschwindigkeit
und durch Verbesserung der Lötverbindung ein Auftreten des
beschriebenen Fehlers zu verhindern. Durch diese Maßnahmen kann
zwar eine gewisse Verringerung des Fehleranteils, jedoch nicht
eine grundsätzliche Lösung erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Festelektrolytkondensator
in Chip-Bauweise anzugeben, bei dem auch bei den durch die Um
spritzung auftretenden thermischen und mechanischen Belastungen
eine sichere Kontaktierung des Anoden- und Kathodenanschlusses mit dem Anodenkörper gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1
angegebenen Merkmale gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen ange
führt.
Der Gegenstand wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele
erläutert.
In der dazugehörenden Zeichnung zeigen
Fig. 1 bis 3 unterschiedlich ausgestaltete Kathodenanschlüsse,
Fig. 4 einen umhüllten Kondensator,
Fig. 5 einen weiteren Kathodenanschluß und
Fig. 6 bis 10 unterschiedlich ausgestaltete Anodenanschlüsse.
In der Fig. 1 ist ein gesinterter Anodenkörper 1 aus einem Ven
tilmetall, z.B. Tantal, in einem Kathodenanschluß 2 eingespannt.
Auf dem Anodenkörper 1 befindet sich eine dielektrisch wirksame
Oxidschicht sowie als Kathode ein Festelektrolyt, z.B. halblei
tendes Mangandioxid, der mit einer
Kathodenkontaktierung, z.B.
einer Silberleitlackschicht versehen ist. Mit dieser Kathoden
kontaktierung ist der Kathodenanschluß 2 verlötet. Der Anoden
draht 3 ist mit einem Anodenanschluß 4 z.B. durch Schweißung
verbunden.
Kathoden- 2 und Anodenanschluß 4 sind Teil eines kontinuierli
chen Trägersystems.
Durch die Einspannung des Anodenkörpers 1 in den Kathodenan
schluß 2 wird erreicht, daß die Lötstelle zwischen Kathoden
anschluß 2 und Kathodenkontaktierung von den bei den Umhüll
vorgängen auftretenden mechanischen Beanspruchungen entlastet
ist, so daß selbst bei aufgeschmolzener Lötung eine Unterbre
chung nicht möglich ist.
Die Einspannung bzw. -klemmung des Anodenkörpers 1 wird hierbei
durch eine Spaltung des Kathodenanschlusses 2 im Endbereich er
reicht, wodurch zwei Bügel 5, 6 entstehen, die den Anodenkörper
1 umgreifen. Für den Bügel 5 ist gestrichelt der Zustand dar
gestellt, der vor dem Einbau des Anodenkörpers 1 vorliegt. Zur
Erleichterung des Umbiegungsvorganges kann der Bügel 5 im Be
reich 7 eine Kerbstelle besitzen.
In der Fig. 2 ist eine weitere Ausgestaltung des Kathodenanschlus
ses 2 angeführt, bei dem an die Bügel 5, 6 seitliche Hilfsbügel
8, 9 angeformt sind, so daß der in der Fig. nicht dargestellte
Anodenkörper 1 noch besser gehalten werden kann.
In der Fig. 3 ist ein weiterer Kathodenanschluß 2 dargestellt,
an dem ein Streifen 10 z.B. durch
Schweißen angebracht ist. Der Streifen 10 kann zum
leichteren Biegen eine Kerbstelle 7 besitzen.
Diese Ausführungsform ist geeignet, wenn durch eine enge Teilung
im Systemträgerband das benötigte Material nicht seitlich ange
schnitten werden kann.
In der Fig. 4 ist ein fertiger Festelektrolytkondensator in Chip-
Bauweise dargestellt, der mit einer Kunststoffumhüllung 11 ver
sehen ist. Die Elektrodenanschlüsse 2, 4 sind auf eine Fläche
der Kunststoffumhüllung 11 umgebogen und bilden dort die Kon
densatorauflage.
Der Anodendraht 3 ist im Bereich der Austrittsstelle des Drahtes
3 aus dem Anodenkörper 1 mit einer Schutzschicht 12 beschichtet,
die z.B. aus UV-härtendem Epoxid- oder Siliconharz besteht.
Hierdurch werden die beim Umspritzen/Umpressen auftretenden Be
schädigungen der Oxid- und Kontaktschichten verhindert, was
eine Verringerung der Reststromausfälle des Kondensators zur
Folge hat.
In der Fig. 5 ist ein weiterer Kathodenanschluß 2 dargestellt,
der einen U-förmigen Bügel 13 mit Kerbstellen 7 zur Einspannung
eines Anodenkörpers 1 besitzt. Der Bügel 13 ist mit dem Katho
denanschluß 2 durch Schweißen verbunden. Ist die
Teilung bzw. der Abstand zwischen einzelnen Anodenkörpern im
Systemträgerband genügend groß, kann die in Fig. 5 dargestellte
Ausführungsform auch komplett aus dem Systemträgerband gestanzt
werden.
In der Fig. 6 ist ein Anodenanschluß 4 dargestellt, bei dem der
Anodendraht 3 durch einen umgebogenen Lappen fixiert ist. Damit
wird ein weiterer Schwachpunkt bei der Kondensatorfertigung be
seitigt, der in der Schweißung des Anodendrahtes 3 mit dem Ano
denanschluß 4 (CuNi-, FeNi-Legierungen) begründet ist. Da durch
die Kerbung des Drahtes 3 beim Schweißvorgang (z.B. Widerstands
schweißen) und durch montagebedingte Verspannungen (z.B. außer
mittige Positionierungen des Anodenkörpers 1 bzw. Anodendrahtes
3) vor und beim Umhüllen ein Teil der Schweißungen aufgehen kann.
Um dies zu verhindern, wird der Anodendraht 3 vor dem Schweiß
vorgang mit Hilfe des Blechlappens 14 eingespannt, so daß beim
Schweißvorgang eine ungekerbte, eingebettete und somit mecha
nisch entlastete Schweißstelle entsteht, wenn der Schweißvor
gang im Bereich des Blechlappens 14 durchgeführt wird.
In der Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Anodenan
schlusses 4 dargestellt, der ein Band 15 zur Fi
xierung des Anodendrahtes 3 besitzt.
Während in der Fig. 6 eine Ausführungsform eines Anodenanschlus
ses 4 mit seitlich umgebogenen Blechlappen 14 dargestellt ist,
besitzt die Ausführungsform nach Fig. 8 einen Anodenanschluß 4,
der einen zentrisch gebogenen Lappen 16 besitzt.
Ist durch die Wahl nichtkerbender Schweißverfahren (Schmelz
schweißen, Laser-, usw.) eine Einspannung des Anodendrahtes
3 zwischen Blechlappen nicht möglich, dann ist zumindest eine
Zentrierung des Drahtes 3 direkt an der Schweißlinse bzw.
Schweißzone x äußerst vorteilhaft, wie es in den Fig. 9 und 10
dargestellt ist. Bei der Ausführungsform nach der Fig. 9 ist der
Anodenanschluß 4 am Ende 17 hochgebogen und mit einer Kerbe 18
zur Zentrierung des Anodendrahtes 3 versehen.
In der Fig. 10 besitzt der Anodenanschluß 4 am Ende zwei Aufbie
gungen 19, 20, die den Anodendraht 3 fixieren.
Claims (5)
1. Festelektrolytkondensator in Chip-Bauweise mit einem gesin
terten quaderförmigen Anodenkörper aus einem Ventilmetall,
einer auf dem Ventilmetall aufgebrachten
als Dielektrikum dienenden Oxidschicht, einem in
den Anodenkörper eingesinterten Anodendraht, einem
als Kathode dienenden Festelektrolyt, einer lötbaren
Kathodenkontaktierung, einem aus Blech geformten Kathodenanschluß
mit Hilfsbügeln, die am Anodenkörper mit
mindestens drei sich
annähernd senkrecht zueinander
erstreckenden
Flächen formschlüssig
anliegen und mit diesem
über die Kathodenkontaktierung
verlötet sind,
einem an den Anodendraht
angeschweißten Anodenanschluß und einer
Kunststoffumhüllung, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei der Flächen (5, 6)
der Hilfsbügel einander gegenüberliegend
so vorgespannt sind, daß
sie den Anodenkörper (1) kraftschlüssig
zwischen sich einklemmen und
daß der Anodendraht (3) mechanisch
im Anodenanschluß (4) vor dem
Anschweißen zwischen Blechlappen
(14 bis 17, 19, 20) festgelegt ist.
2. Festelektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kathodenanschluß (2) im
Einspannbereich aufgespalten (5, 6) ist.
3. Festelektrolytkondensator nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß am Kathodenanschluß (2) Kerbstellen (7)
angeordnet sind.
4. Festelektrolytkondensator nach einem
der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anodendraht (3) im Bereich des Sinterkörpers
(1) eine Schutzschicht (12) besitzt.
5. Festelektrolytkondensator nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anodendraht (3) im Anodenanschluß
zentriert ist (Fig. 9, 10).
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