DE3436900A1

DE3436900A1 - Tantal-kondensator

Info

Publication number: DE3436900A1
Application number: DE19843436900
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. 8300 Landshut Petrick
Original assignee: Ero Tantal Kondensatoren 8300 Landshut GmbH; ERO TANTAL KONDENSATOREN GmbH
Current assignee: Roederstein Spezialfabriken fur Bauelemente Der E
Priority date: 1984-10-08
Filing date: 1984-10-08
Publication date: 1986-04-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Tantal-Kondensator, insbesondere
zur Oberflächenmontage durch Reflow- oder Schwallbadlötung, bestehend aus einer mit einem ersten Anschlußelement versehenen Tantal-Anode mit einer als Dielektrikum wirkenden Oxidschicht, einer Halbleiter-Gegenelektrode und sich daran anschließenden, mit einem zweiten Anschlußelement verbundenen Kontaktierungsschichten sowie einer Umhüllung.
Tantal-Kondensatoren dieser Art sind sowohl mit zwei Anschlüssen als auch mit mehr als zwei Anschlüssen bekannt, und es ist ferner bekannt, solche Tantal-Kondensatoren in Chip-Form auszubilden, so daß mit IC-Gehäusen vergleichbare Elemente vorliegen, die bei Verwendung flacher Kontakte als steckbare Elemente verwendet werden können.
Insbesondere im Zusammenhang mit der automatischen Bestückung wird von derartigen Bauelementen eine exakte Maßhaltigkeit gefordert, und außerdem muß gewährleistet werden können, daß diese in großen Stückzahlen benötigten Bauelemente besonders wirtschaftlich gefertigt werden können und trotzdem eine hohe Betriebssicherheit vorhanden ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese schwer miteinander zu vereinbarenden Forderungen zu erfüllen und einen wirtschaftlich herstellbaren Tantal-Kondensator von exakter Maßhaltigkeit zu schaffen, dessen Anschlüsse ein automatisches Kontaktieren ermöglichen und der gegenüber der bei der Kontaktierung auftretenden Wärmebeaufschlagung unempfindlich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von einem Tantal-Kondensator der eingangs angeführten Art dadurch, daß das erste Anschlußelement innerhalb der Umhüllung mit einem als Doppelanschluß aus der Umhüllung austretenden Runddraht verbunden ist, daß das zweite Anschlußelement aus einem ebenfalls als Doppelanschluß aus der Umhüllung austretenden Runddraht besteht, daß die über die Umhüllung vorstehenden Runddrahtabschnitte zu Flachdrahtabschnitten gepreßt sind, und daß jeder Drahtabschnitt zumindest eine im wesentlichen rechtwinklige Abknickung aufweist.
Die Verwendung von Runddrähten ermöglicht eine besonders wirtschaftliche Fertigung, während die vorgesehene Umhüllung eine exakte Positionierung der Anschlußelemente sicherstellt und die nach Ausbildung der Umhüllung hergestellten Flachdrahtabschnitte einerseits die automatische Bestückung analog zu IC-Gehäusen ermöglichen und andererseits den Kondensatorkörper vor eventuell gefährlicher Wärmebeaufschlagung schützen.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert; in der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Tantalkörpers vor Anbringung der Anschlußelemente und der Umhüllung, Fig. 2 eine schematische Darstellung des Tantalkörpers nach Fig. 1 mit angebrachten Anschlußelementen, Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kondensators nach Fig. 2 nach erfolgtem Anbringen der Umhüllung, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines vier Anschlüsse aufweisenden Tantal-Kondensators vor dem Aufbringen der Umhüllung, Fig. 5 eine Seitenansicht des Kondensators nach Fig. 4 nach erfolgtem Anbringen der Umhüllung, Fig. 6 eine schematische Seitenansicht eines fertigen, zur automatischen Bestückung geeigneten Tantal-Kondensators nach der Erfindung, und Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines zur automatischen Bestückung geeigneten Tantal-Kondensators nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt den Grundaufbau eines Tantal-Kondensators 1, bestehend aus einer Tantalanode 7 mit elektrolytisch erzeugter Oxidschicht als Dielektrikum, einer Gegenelektrode 6 aus einem Halbleiter, z.B. aus Mn02, einer Graphitschicht 5, sowie Schichten 4, 3 aus Silber, Lötzinn oder leitendem Gießharz, wobei die Außenschicht 3 den Anodenboden bildet.
Das positive Anschlußelement 8 besteht aus einem in die Tantalanode 7 eingesinterten Tantaldraht.
Nach Fig. 2 ist mit dem positiven Anschlußelement 8 ein Runddraht 9 im rechten Winkel verschweißt, wobei die Länge dieses Runddrahtes 9 so gewählt ist, daß bezüglich des Tantalkörpers 1 ein beidseitiger Überstand entsteht.
Mit dem Anodenboden 3 ist als negativer Anschluß ein Runddraht 10 verlötet. Die beiden Runddrähte 9, 10 liegen bevorzugt in einer zur Längsachse des Tantalkörpers 1 parallelen Ebene.
Die Schweißstelle 2 zwischen dem Anschlußelement 8 und dem Runddraht 9 besitzt einen deutlichen Abstand zum Tantalkörper 1.
Dieser Abstand entspricht zumindest der halben Breite des Tantalkörpers.
Fig. 3 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 nach erfolgter Aufbringung der Umhüllung 11. Diese Umhüllung kann durch Umpressen, Umgießen und dergleichen angebracht werden, und sie besitzt bevorzugt quaderförmige Gestalt. Die innerhalb der Umhüllung gelegenen Abschnitte der Runddrähte werden durch die Umhüllung in ihrer Lage eindeutig positioniert.
In Fig. 4 ist eine Variante der möglichen Kontaktierung dargestellt. Die positiven und negativen Runddrähte 9, 10, die mit dem Anschlußelement 8 verschweißt und mit dem Anodenboden 3 verlötet werden, besitzen dabei U-förmige Gestalt, wobei die Kontaktierung am schmalen Mittelschenkel erfolgt.
Während bei der Ausführungsvariante nach Fig. 2 die Anschlußdrähte.gleicher Polarität um 1800 gegeneinander versetzt sind, ergibt sich bei der Anordnung nach Fig. 4 ein Nebeneinanderliegen der Anschlußdrähte gleicher Polarität.
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 4 nach Anbringung der Umhüllung 11.
Die in ihrem Aufbau fertigen Kondensatoren nach den Figuren 3 und 5 mit jeweils vier Anschlüssen, nämlich zwei Kathoden- und zwei Anodenanschlußdrähten werden zum Einsatz als Chip-Kondensatoren zur Oberflächenmontage auf Substraten bevorzugt in der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Weise weitergebildet. Wesentlich ist dabei, daß die Runddrähte 9, 10 im Bereich des Austritts aus der Umhüllung 11 flachgepreßt werden, so daß Flachdrahtabschnitte 12, 13 entstehen.
Nach Fig. 6 werden die Flachdrahtabschnitte 12, 13 im Bereich des Übergangs zu den Runddrähten 9, 10 um 90° abgewinkelt, so daß Knickstellen 14 entstehen. Die Flachdrahtabschnitte 12, 13 verlaufen dann benachbart den Stirnwandungen der Umhüllung 12 und parallel zu diesen etwa bis zum unteren Rand des quaderförmigen Körpers und sind bevorzugt dort nochmals an Knickstellen 15 um 90° nach außen abgebogen. Das freie Ende der Anschlußelemente steht bevorzugt maximal etwa 0,5 mm über den Kondensatorkörper über.
Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 7 sind die freien Endbereiche der Flachdrahtabschnitte 12, 13 nicht nach außen, sondern nach innen um etwa 900 abgewinkelt, so daß der freie Endabschnitt der Flachdrahtbereiche wiederum etwa parallel zu der Unterseite des Kondensatorkörpers verläuft.
Die beschriebenen Kondensatoren ermöglichen eine äußerst wirtschaftliche Fertigung, erbringen eine exakte Maßhaltigkeit und sind bestens für die automatische Bestückung geeignet, wobei das Zusammenspiel von Runddrahtabschnitten und Flachdrahtabschnitten sich fertigungsmäßig günstig auswirkt und vor allem hinsichtlich der beim Verlöten auftretenden Wärmebeanspruchung bedingt durch die Ausbildung von Wärmebarrieren zu einer Steigerung der Funktionssicherheit führt.
Bezugszeichenliste zu E 2258 1 Tantalkörper 2 Schweißstelle 3 verzinnter Anodenboden 4 Silberschicht 5 Graphitschicht 6 KnO2-Schicht 7 Tantalanode mit Oxidschicht 8 Anschlußelement 9 positiver Runddraht 10 negativer Runddraht 11 Umhüllung 12 Flachdraht 13 Flachdraht 14 Abknickung 15 Abknickung - Leerseite -

Claims

Tantal-Kondensator -Patentansprüche-1. Tantal-Kondensator, insbesondere zur Oberflächenmontage durch Reflow- oder Schwallbadlötung, bestehend aus einer mit einem ersten Anschlußelement versehenen Tantal-Anode mit einer als Dielektrikum wirkenden Oxidschicht, einer Halbleiter-Gegenelektrode und sich daran anschließenden, mit einem zweiten Anschlußelement verbundenen Kontaktierungsschichten sowie einer Umhüllung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das erste Anschlußelement (8) innerhalb der Umhüllung (11) mit einem als Doppelanschluß aus der Umhüllung (11) austretenden Runddraht (9) verbunden ist, daß das zweite Anschlußelement aus einem ebenfalls als Doppelanschluß aus der Umhüllung (11) austretenden Runddraht (10) besteht, daß die über die Umhüllung (11) vorstehenden Runddrahtabschnitte zu Flachdrahtabschnitten (12, 13) gepreßt sind, und daß jeder Drahtabschnitt (12, 13) zumindest eine im wesentlichen rechtwinklige Abknickung (14, 15) aufweist.
2. Tantal-Kondensator nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Umhüllung (11) quaderförmig ausgebildet ist und daß zumindest ein Teilbereich der Flachdrahtabschnitte (12, 13) im wesentlichen parallel zu und entlang einer Quaderfläche geführt ist.
3. Tantal-Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Runddrähte (9, 10) unmittelbar hinter der Austrittsstelle aus der Umhüllung (11) beginnend flachgepreßt sind.
4. Tantal-Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das aus einem in die Tantalanode (7) eingesinterten Tantaldraht bestehende erste, positive Anschlußelement (8) mit dem zugehörigen Runddraht (9) im rechten Winkel verschweißt ist.
5. Tantal-Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der das zweite, negative Anschlußelement bildende Runddraht (10) in der gleichen Ebene wie die positiven Anschlußelemente (8, 9) gelegen und mit dem verzinnten Anodenboden (3) verlötet ist.
6. Tantal-Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Austrittsstellen der Anschlußdrähte (9, 10) gleicher Polarität um 180° gegeneinander versetzt sind (Fig. 2).
7. Tantal-Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Austrittsstellen der Anschlußdrähte (9, 10) gleicher Polarität nebeneinander angeordnet sind (Fig. 4).
8. Tantal-Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flachdrahtabschnitte (12, 13) nach der Austrittsstelle aus der Umhüllung (11) um 90° abgebogen sind und die freien Enden maximal um 0,5 mm über die Umhüllung (11) vorstehen.
9. Tantal-Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flachdrahtabschnitte (12, 13) zweimal um 900 entlang der quaderförmigen Umhüllung (11) gebogen sind.
10. Tantal-Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flachdrahtabschnitte (12, 13) einmal um 90° entlang der quaderförmigen Umhüllung und einmal um 180° vom Kondensatorkörper weg gebogen sind.
11. Tantal-Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kondensatorkörper (1) im wesentlichen mittensymmetrisch in der Umhüllung (11) angeordnet ist.
12. Tantal-Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Umhüllung (11) Preßmassen oder Gießmassen aus Polyester-, Epoxid-oder Silikonharz verwendet sind.
13. Tantal-Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anschlüsse (9, 10) aus Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, insbesondere aus Nickel, Neusilber oder Stahl bestehen.