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Elektrischer Kondensator
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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Bei einem derartigen, bekannten Kondensator, vorzugsweise rechteckiger
Grundflächengestalt, sind die auf übereinander angeordneten Keramikschihten aufgedruckten
Metallschichten ebenfalls rechteckig und konform ausgebildet und zu den Außenkonturen
hin mit einem metallfreien Streifen versehen Dieser nietallfreie Streifen muß aus
Gründen Problemloser Herstellbarkeit derartiger Kondensatoren eine gewisse Sreite
besitzen, die in der Größenordnung von 0,4 mm und mehr liegt. Insbesondere bei sehr
kleinen 8'aufonnen derartiger quaderförmiger Mehrschichtkondensatoren begrenzt diese
Breite der metall freien Streifen die minimale Bauforn1grolfe auf Werte um 1 mm
x 2 nini.
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Aus der D-Ob 21 19 040 ist es bekannt, niehrschichticje Kondensatoren
in Trommelmühlen zu bearbeiten, bzw abzuschleifen, um die Metallschichten der Icerar,1ischerl
Schichten an der Oberfläche des quaderförmigen KeramikkorDers freizulegen.
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Die Außenflächen eines Keramikkörpers eines Mehrschicatkondensators
nach dem Sinterbrand mit einem Sandstrahlgebläse abzuschleifen4 um sich rnöglicherweise
beim Sinterbrand bildende tasurreste abzuschleifen, ist aus-der DE-AS 17 64 214
bekannt. Aus dieser Druckschrift ist auch die eingangs genannte Tatsache bekannt
(Spalte 4, Zeilen 37 bis 39), daß jede Metallschicht vom Rand der keramischen Schicht
einen gewissen Abstand besitzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde3 einen elektrischen Kondensator
der in Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art dahingehend auszubilden, daß noch
kleinere als die bekannten Bauformgrößen keramischer Mehrschichtkondensatoren zur
Verfügung gestellt werden tonnene-
Diese Aufgabe Wird, erfindungsgemäß
durch die Merkmale des kennzeichne,nden Teiles des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin.
daß die Herstellung auch kleinster Bauformen um 1 mm x 1 mm und kleiner einfach
möglich ist, weil die Metallschichten die gesamte Fläche einer keramischen Schicht
mit Ausnahme einer kleinen definierten Fläche bedecken, so daß das Durchschneiden
eines eine Vielzahl Kondensatoren enthaltenden Stape1s unprobler!1atisch ist. Derartig
kleine Kondensatorbauformen s,ind im Zuge der Miniaturisierung elektronischer Schaltungen
von besonderer Bedeutung, wenn man bedenkt, daß integrierte Schaltungen auf Siliciumplättchen
in der Größenordnung von einigen mm2 mit einer Vielzahl elektrischer Funktionen
möglich sind und derartige Schaltungen peripher umgebende Chipkondensatoren mit
nur einer Funktion meistens abmessungsmäßig größer sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Vergleich
miz einem bekannten Chipkondensator schematisch und stark vergrößert dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 einen bekannten teilweise aufgeschnittenen keramischen Mehrschichzkondensator
in räumlicher Darstellung, Fig. 2 einen bekannten Mehrschichtkondensator in Draufsicht,
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Menrschichtkondensator in Draufsicht Fig. 4 eine
scher;1a-ische, räumliche Darstellung des inneren Aufbaues eines Kondensators entsprechend
Fig. 3, Fig. b eine räumliche Darstellurì des Keramikkörpers eines erfindungsgemäßen
Mehrschichtkondensators.
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Fig. 6 eine Draufsicht auf einen glasierten und an seinen Ecken abgescheuerten
q uaderföni gen Keramiltkörper und
Fig. 7 eine räumliche Darstellung
eines erfindungsgemäßen Chipkondensators.
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Fig. 1 zeigt einen Chipkondensator mit einer' quaderförmigen Keramikkörper
1.
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Der Keramikkörper 1 ist aus einer dickeren Grundschicht 12, einer
dickeren Deckschicht 13 und zwischen diesen Schichten 12 und 13 liegenden keramischen
Schichten 11 aufgebaut. Jede keramische Schicht 11 ist mit einer Metallschicht 21
oder 22 bedruckt, die auf gegenüberliegende Stirnflächen des Keramikkörpers 1 herausreichen
und hier mit Kontaktmetallschichten 2 verbunden sind, welche die alternierenden
Metallschichten 21, 22 zu den beiden KondensatorbeIägen zusammenschalten. Ein derartiger,
einen dichtgesinterten Keramikkörper 1 besitzender Kondensator kann mit seinen Kontaktmetallschichten
2 unmittelbar an Leitungszügen einer Schaltungsplatte angelötet werden, oder an
den Kontaktmetallschichten 2 können Anschlußdrähte angelötet sein.
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Im zuletzt genannten Fall umgibt eine elektrisch isolierende Umhüllung
den Keramikkörper 1 und die Anschlußdrähte werden in Durchgangslöcher einer Schaltungsplatte
eingesteckt und verlötet.
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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eirie mit einer schraffiert dargestellten
Metallschicht 21 bedruckte keramische Schicht 11. Die im Keramikkörper unter der
beschriebenen Schicht 11 angeordnete keramische Schicht 11 ist zenit einer Metallschicht
22 bedruckt die alternierend angeordnet auf die gegenüberliegende Stirnfläche herausreicht,
wie strichliert dargestellt ist.
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Der kreuzförmig schraffierte, sich überlappende Flächenbereich der
alternierenden Metallschicht 21, 22, der die Kapazität des elektrischen Kondensators
bestimmt, ist um die Breiten d1 und d2 kleiner als die Grundfläche des quaderförmigen
Keramikkörpers 1. Bei einer Bauformgröße von 1 fim x 2 rnrn und einer Breite der
nietalifreien Streifen d1 = dfi, = 0,4 mm ergibt sich die überlappungsfläche zu
0,2 rim x 1,2 iflfl 0,24 rm2 bei genau fluchtender Prcjektion der Metallflächen
21 und 22.
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Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäß geforrnte Metallschicht 22, die
bis in die Nähe,der Kante 15 reicht, sowie eine darunterliegende Metallschicht 21,
die durch die strichlierte Linie im Bereich der Kante 14 begrenzt ist.
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Bei gleicher Bauformgröße des Kondensators wie der in Fig.2 dargestellten,
ergibt sich bei einer Größe eines belagfreien Dreieckbereiches von 1 mm Seitenlänge
eine kreuzschraffierte Fläche von 1 mm², d. h. der Kapazitätswert eines erfindungsgemäßen
Kondensators ist bei sonst gleichen Parameterwerten um ca. 70 % größer als der eines
herkömmlichen Mehrschichtkondensators. Von besonderer Bedeutung ist jedoch, daß
erfiredungsgemäß noch kleinere Bauformen realisierbar sind. Außenmetallschichten
2 an den Kanten 1G, 15 verbinden die inneren Metallschichten 21 urid 22 und schalten
sie parallel.
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Diese Außenmetallschichten 2 müssen so, schmai bemessen sein, daß
sie die rE1etall1CreienX dreieckigen Bereiche nicht überbrücken1. weil dies einen
Kurzschluß des Kondensators bedeuten würde Eine. Glasurschicht 3 bedeckt die Mantelfläche
des Keramikkörpers 1 oder dessen gesamte Oberfläche mit Ausnahme der Ecken 5 des
Keramikkörpers 1 Der gezielte Abtrag der Glasurschicht 3 an den Ecken 5 des Kerarmikkörpers
1 erfolgt durch Scheuern in einer Trommelmühle oder durch Abschleifen. Damit dieser
Abtrag nicht bis zu den Metallscnichten 21, 22 erfolgt, sind die Grundschicht und
die Decksciicht des Keramikkörpers 1 vorzugsweise dicker als die den Kapazitätswert
bestimmenden Keramikschichten, 11, bzw. es sind mehrere kerarnische Schichten ohne
Metallschichten 215 22 übereinande.r angeordnet, die. den Keramlkkörper 1 nach.
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oben und nach unten abschließen Durch der definierten Abtrag de- Glasurschicht
3 liegen die Außenmetallisierungen 2 an der Oberfläche des Keramik körpers 1 fre,,"
und können mit den an sir.h bekannten Kontaktmetallisierungen 4 verbunden werden
Fig 4 zeigt den Innenaufbau eines erfindungsgemäßen Kondensators, aus dem die Form
der auf keramische Schichten 11 aufgebrachten Metallschichten 21 und 22 zu erkennen
ist. Die oberste Ple-tallschicht 22 und die unterste Metallschicht 21 sind stärker
gezeichnet, um die alternierende Anordnung der aufeinanderfolgnden Metallschichten
21 und 22 um die Kanten 14, 15 des Keramikkörpers 1 zu verdeutlicnen. Aus dieser
Figur ist auch zu erkennen, daß die Grundschicht 12 und aie Deckschicht i3 stärker
sind als die den Kapazitätswert des Kondensators bestimmenden Xerarnischen Schichten
11, auf welche die fretallschichten 21 odei 22 @@ gedruckt sind, die mit Ausnahme
je eines dreieckigen Bereiches um die Kanten 14, 15 an alle vier Schmalflächen des
Keramikkörpers 1 herausragen.
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Fiy. 5 zeigt einen aus mehreren keramischen Schichten 11 aufgebauten,
quaderförmigen Keramikkörper 1, der durch eine dicke Grundschicht 12 und durch eine
dicke Deckschicht 13 nach oben und nach unten abgeschlossen ist. Die Metallsciiichten
21 reichen bis zur Kante 15 heraus und besitzen von der Karte 14 einen ÀbstandO
Umgekehrt reichen die Metallschichten 22 bis zur Kante 14 heraus und sind von der
Kante 15 beabstandet. /ul3enmetallisierungen 2 im Bereich um die Kanten 14 und 15
schließen jeweils die Metallschichten 21 bzw. 22 parallel zusammen.
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Fig. 6 zeigt einen quaderförmigen Keramikkörper 1, der mit Ausnahme
seiner Ecken 5 mit einer GLasurschicht 3 bedeckt ist, d. h. die Glasur 3 ist von
den Ecken 5 abgescheuert, so daß die Außenmetallisierungen 2 an den Ecken 5 der
Kanten 14, 15 an die Oberfläche ragen.
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Fig. 7 zeigt die beiden an den abgerundeten Ecken 5 desquaderförr,1igen
Keramikkörpers 1 aus der Glasur herausragenden Außenmetallisierungen 2, die mit
an sich bekannten Kontaktmetallschichten a elektrisch ieitena verbunden sind.
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