DE4343706B4 - Hitzeempfindlicher Kondensator - Google Patents

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Abstract

Hitzeempfindlicher Kondensator, bestehend aus:
– einem Kunstharzgehäuse (6;
– einem Kondensatorelement (1, 2) das in dem Kunstharzgehäuse (6) angeordnet ist und zwei Pole aufweist;
– einem ersten Anschlussdraht (3), der elektrisch mit einem der beiden Pole verbunden ist und einen freiliegenden Anschlussdrahtabschnitt aufweist,
– einem zweiten Anschlussdraht (4), der elektrisch mit dem anderen der beiden Pole verbunden ist und einen freiliegenden Anschlussdrahtabschnitt auweist
dadurch gekennzeichnet,
– daß ein Oberflächenabschnitt (7) mit einem hitzeempfindlichen Material versehen ist, das sich bei einer bestimmten Temperatur irreversibel verfärbt
– dass der zweite Anschlussdraht (4) mit dem anderen der beiden Pole über einen Schmelzsicherungsdraht (5) verbunden ist, der versetzt in Richtung auf den freiliegenden Abschnitt des zweiten Anschlussdrahts (4) angeordnet ist;
– daß der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt (7) ebenfalls versetzt in Richtung auf den fraliegenden Abschnitt des zweiten Anschlussdrahts (4) angeordnet ist;
– daß sich das hitzeempfindliche...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen hitzeempfindlichen Kondensator gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie aus EP 0 488 130 A2 bekannt.
  • Bezweckt wird die Schaffung eines derartigen Kondensators, der bei anormaler eigener Hitzeerzeugung oder bei thermischer Überlastung von außen durchbrennt.
  • Der Festkörpertantalkondensator ist als polares Bauelement mit einer Anode und einer Kathode bekannt. Ist daher ein Tantalkondensator auf einer Leiterplatte mit umgekehrter Polarität montiert, wird er viel Hitze erzeugen und dadurch durchbrennen.
  • Außerdem ist ein Festkörpertantalkondensator mit einer Schmelzsicherung vorgesehen, die durchbrennt, wenn die Sicherung bei einem Überstrom oder Überwärmung durch Schmelzen unterbrochen wird.
  • Ein solches Durchbrennen des Festkörpertantalkondensators ist jedoch nicht visuell erkennbar. Ist daher der Tantalkondensator nach einer Montage auf eine Leiterplatte thermisch durchgebrannt, ist es äußerst mühsam, den durchgebrannten Kondensator unter den zahlreichen Bauelementen auf derselben Leiterplatte zu lokalisieren.
  • In der DE 25 34 668 ist es allgemein und in näherer Spezifizierung nach Lage und Beschaffenheit bekannt, thermographische Farben auf Keramik zur Temperaturbestimmung auf elektrischen Bauelementen vorzusehen. Angesprochen ist dort auch bereits, eine thermographische Farbschicht auf Kondensatoren anzubringen, um durch äußerliche sichtbare Verfärbung der aufgebrachten Farbschicht eine Überhitzung des Bauelements erkennen zu können. Diese Druckschrift spricht jedoch keinen speziellen Temperaturbereich für Kondensatoren an und lässt auch offen, an welcher Stelle an einem Kondensator eine thermographische Farbbeschichtung vorgenommen werden sollte.
    •
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hitzeempfindlichen Kondensator zu schaffen, des eine sofortige visuelle Erkennung vorsieht, ob thermisch durchgebrannt ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Gemäß vorstehend beschriebener Anordnung verfärbt sich der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt, nämlich das, hitzebeständige Material bei eigener anormaler Hitzeerzeugung oder unter thermischer Überlast irreversibel, während eine Verfärbung zur Zeit der Montage des Bauelementes auf eine Leiterplatte durch Löten verhindert wird. Offensichtlich schafft eine derartige Verfärbung eine schnelle visuelle Erkennung, ob das Bauelement thermisch durchgebrannt ist, wodurch die Zeit und Arbeit bei einer Fehlersuche reduziert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das elektronische Bauelement zusätzlich einen freiliegenden positiven Anschlussdrahtabschnitt und einen freiliegenden negativen Anschlussdrahtabschnitt auf, und der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt befindet sich versetzt zu einem der jeweils freiliegenden Anschlussdrahtabschnitte. Offensichtlich zeigt die versetzte Anordnung des hitzeempfindlichen Oberflächenabschnittes die Polarität des Bauelementes an, wodurch verhindert wird, dass das polare Bauelement mit umgekehrter Polarität montiert wird.
    •
  • Nachfolgend werden weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Perspektivansicht eines Tantalkondensatorchips gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in 1.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist ein Festkörpertantalkondensator als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der dargestellte Kondensator weist einen Kondensatorchip 1 mit einem teilweise vom Chipkörper 1 vorstehenden und teilweise in ihm eingesetzten Anodendraht 2 auf. Der Anodendraht 2 ist elektrisch mit einem Anodenanschlußdraht (positiver Anschlußdraht) 3 verbunden, während der Chipkörper 1 elektrisch mit einem Kathodenanschlußdraht (negativer Anschlußdraht) 4 durch einen Schmelzsicherungsdraht 5 verbunden ist. Der Schmelzsicherungsdraht 5 kann entweder aus einem Temperatursicherungsdraht, der bei einer vorbestimmten hohen Temperatur durchbrennen soll, oder einem Überstromsicherungsdraht, der bei Durchleitung einen vorbestimmten Überstromes schmelzen soll, gebildet sein.
  • Der Kondensatorchip 1 ist zusammen mit dem Schmelzsicherungsdraht 5 und einem Teil der Anoden- und Kathodenanschlußdrähte 3, 4 in einem Kunstharzgehäuse 6 eingeschlossen. Die freiliegenden Abschnitte der jeweiligen Anschlußdrähte 3, 4 sind unter das Gehäuse 6 zur Oberflächenmontage auf eine Leiterplatte (nicht gezeigt) gebogen. Das Gehäuse 6 kann zum Beispiel aus einem thermisch aushärtendem Kunstharz gefertigt sein.
  • Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform besitzt das Kunstharzgehäuse 6 einen oberen Oberflächenabschnitt 7, an den ein hitzeempfindliches Material zur irreversiblen Ent- bzw. Verfärbung (Änderung der Farbe) bei einer vorbestimmten, höheren Temperatur (z. B. 260 °C) als diejenige, die zum Anlöten des Kondensators an die nicht dargestellte Leiterplatte benötigt wird, angebracht ist. Vorzugsweise ist der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt 7 versetzt zum Kathodenanschlußdraht 4 angeordnet.
  • Die Temperatur, bei der der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt 7 des Kunstharzgehäuses 6 seine Farbe ändert, kann in einem Bereich von 200–300 °C liegen. Liegt die Verfärbungstemperatur unter 200 °C, kann sich der Oberflächenabschnitt 7 unvorhergesehen beim Anlöten des Kondensators verfärben. Die obere Grenze von 300 °C ist dadurch bestimmt, daß der Kondensator oberhalb dieser Temperatur durchzubrennen beginnen kann.
  • Beispiele hitzeempfindlicher Materialien beinhalten Kobaltoxalat, Talkum (Mg3(Si4O10)(OH)2), Zinkoxid (ZnO), Molybdenoxid und dergleichen. Jede dieser Komponenten kann in Verbindung mit einem Bindemittel und gebräuchlichen Zusätzen abhängig von der benötigten Farbe und Ent- bzw. Verfärbetemperatur verwendet werden.
  • Durch die vorstehend beschriebene Einstellung der Entfärbetemperatur entfärbt sich der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt 7 des Kunstharzgehäuses 6 nicht bei Montage des Kondensators durch Löten. Wird der Kondensator jedoch anormal über die Entfärbetemperatur erhitzt, weil der Kondensator mit umgekehrter Polarität montiert ist, oder weil ein Überstrom auftritt, der zu einem thermischen Schmelzen des Schmelzsicherungsdrahtes 5 führt, entfärbt sich der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt 7 irreversibel und zeigt das Durchbrennen des Kondensators visuell an. Außerdem zeigt die versetzte Anordnung des hitzeempfindlichen Oberflächenabschnittes 7 die Position des Kathodenanschlußdrahtes 4 an, wodurch eine fehlerhafte Montage des Kondensators bezüglich seiner Polarität verhindert wird.
  • Der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt 7 kann die Form einer Markierung besitzen, die die Kapazität oder andere Eigenschaften des Kondensators darstellt.

Claims (4)

  1. Hitzeempfindlicher Kondensator, bestehend aus: – einem Kunstharzgehäuse (6; – einem Kondensatorelement (1, 2) das in dem Kunstharzgehäuse (6) angeordnet ist und zwei Pole aufweist; – einem ersten Anschlussdraht (3), der elektrisch mit einem der beiden Pole verbunden ist und einen freiliegenden Anschlussdrahtabschnitt aufweist, – einem zweiten Anschlussdraht (4), der elektrisch mit dem anderen der beiden Pole verbunden ist und einen freiliegenden Anschlussdrahtabschnitt auweist dadurch gekennzeichnet, – daß ein Oberflächenabschnitt (7) mit einem hitzeempfindlichen Material versehen ist, das sich bei einer bestimmten Temperatur irreversibel verfärbt – dass der zweite Anschlussdraht (4) mit dem anderen der beiden Pole über einen Schmelzsicherungsdraht (5) verbunden ist, der versetzt in Richtung auf den freiliegenden Abschnitt des zweiten Anschlussdrahts (4) angeordnet ist; – daß der hitzeempfindliche Oberflächenabschnitt (7) ebenfalls versetzt in Richtung auf den fraliegenden Abschnitt des zweiten Anschlussdrahts (4) angeordnet ist; – daß sich das hitzeempfindliche Material irreversibel bei einer Temperatur verfärbt, die bei einem Schmelzen des Schmelzsicherungsdrahtes (5) auftritt und höher liegt als eine bei der Montage des Kondensators durch Löten auftretende Temperatur.
  2. Hitzeempfindlicher Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlussdraht (3) ein positiver Anschlussdraht ist, während der zweite Anschlussdraht (4) ein negativer Anschlussdraht ist.
  3. Hitzeempfindlicher Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hitzeempfindliche Material bei einer Temperatur, die in einem Bereich von 200°–300° Grad liegt, verfärbbar ist.
  4. Hitzeempfindlicher Kondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hitzeempfindliche Material aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Kobaltoxalat, Talkum, Zinkoxid und Molybdenoxid besteht.
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