DE4311116C2 - Festkörper-Elektrolyt-Kondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensa­ tor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12, z. B. einen Festkör­ per-Tantal- oder Aluminiumkondensator. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensator, der zwei verschiedene, eingebaute Sicherungen zur Verbesserung der Sicherheit des Kondensators aufweist.

Es ist allgemein bekannt, daß ein Festkörper-Elektrolyt-Kon­ densator wie ein Tantal-Kondensator eine große Kapazität auf­ weist, während eine Größenreduktion möglich ist. Andererseits sind Festkörper-Elektrolyt-Kondensatoren auch dafür bekannt, eine große Wärmemenge zu erzeugen, wenn das Kondensatorele­ ment einen bestimmten Defekt aufweist oder wenn der Kondensa­ tor irrtümlich mit umgekehrter Polarität in eine Schaltung eingebaut ist.

Angesichts der oben genannten Probleme ist es vorgeschlagen worden, einen Temperatursicherungsdraht in einem Festkörper- Elektrolyt-Kondensator vorzusehen, wie beispielsweise in "NEC Technical Report", Vol. 44, Nr. 10/1991, Seiten 116-120, of­ fenbart. Die Temperatursicherung, die typischerweise aus ei­ nem Lötmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt hergestellt werden kann, ist so ausgebildet, daß sie thermisch zerstört wird, wenn die Temperatur über einen anomalen Wert, beispielsweise über 300°C ansteigt.

Weiter ist es bei einer einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensa­ tor aufweisenden elektrischen Schaltung nötig, verschiedene Halbleiterkomponenten des Schaltkreises vor einer Beschädi­ gung durch einen Überstrom zu schützen, der beispielsweise durch einen Kurzschluß verursacht werden kann. Zu diesem Zweck kann eine unabhängige Komponente als Überstromsicherung verwendet werden, wie in der JP-OS 59-141648 (GM) oder der JP-OS 57-46615 (GM) offenbart ist. Typischerweise umfaßt die Überstromsicherung einen dünnen Sicherungsdraht, der aus ei­ nem Metall mit hohem Schmelzpunkt wie Gold, Kupfer oder Alu­ minium hergestellt und zwischen zwei Leitungen angeordnet ist, wobei die Sicherung in einer Kunstharzpackung einge­ schlossen ist.

Da jedoch die Überstromsicherung gemäß dem Stand der Technik, die als unabhängige Komponente ausgebildet ist, separat ange­ ordnet werden muß, besteht eine Begrenzung bei der Erhöhung der Packungs- oder Montagedichte (welche die Anzahl der elek­ trischen Komponenten pro Einheitsfläche angibt) einer Leiter­ platte, die die Überstromsicherung zusätzlich zu einem Fest­ körper-Elektrolyt-Kondensator aufnimmt. Somit tritt ein Pro­ blem bei der Reduzierung der Größe und des Gewichtes der Lei­ terplatte auf. Weiter bedingt die separate Montage der Über­ stromsicherung durch Löten einen zusätzlichen Schritt, wo­ durch die Produktionskosten der Leiterplatte erhöht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Festkörper- Elektrolyt-Kondensator zu schaffen, insbesondere einen Tan­ tal-Kondensator, der eine Zweifachfunktion, nämlich das Ver­ hindern einer Überhitzung und eines Überstroms, aufweist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Festkörper- Elektrolyt-Kondensator zu schaffen, bei dem zuverlässig ver­ hindert wird, daß er mit verkehrter Polarität befestigt wer­ den kann.

Diese Aufgaben werden durch die Festkörper-Elektrolyt-Kondensatoren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 12 gelöst.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt der Festkörper-Elektrolyt-Kondensator ein Kondensatorelement mit einem Chipkörper und einem Anodendraht, der vom Chipkörper vorsteht; eine Anodenleitung, die elektrisch mit dem Anoden­ draht verbunden ist; eine Kathodenleitung; einen ersten Sicherungsdraht, der elektrisch den Chipkörper und die Kathodenleitung verbindet; und eine Kunstharzpackung, die das Kondensatorelement, einen Teil der Anodenleitung, einen Teil der Kathodenleitung und den ersten Sicherungsdraht umschließt. Der Kondensator umfaßt weiter eine getrennt von der Anoden- und Kathodenleitung an­ geordnete Hilfsleitung und einen zweiten Sicherungsdraht zum elektrischen Verbinden der Hilfsleitung mit entweder dem Chipkörper oder der Anodenleitung innerhalb der Kunstharzpac­ kung.

Der erste Sicherungsdraht kann ein Temperatursicherungsdraht sein, wogegen der zweite Sicherungsdraht ein Überstromsiche­ rungsdraht sein kann. Alternativ kann der erste Sicherungs­ draht ein Überstromsicherungsdraht sein, wogegen der zweite Sicherungsdraht eine Temperatursicherung sein kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Hilfsleitung Seite an Seite mit der Kathodenleitung angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Sicherung so hergestellt, daß der Chipkörper und die Hilfsleitung elektrisch miteinander verbunden sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Hilfs­ leitung Seite an Seite mit der Anodenleitung angeordnet. In diesem Fall verbindet der zweite Sicherungsdraht die Anoden­ leitung und den Hilfsdraht elektrisch miteinander.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt der Festkörper-Elektrolyt-Kondensator ein Kondensatorelement mit einem Chipkörper und einem Anodendraht, der vom Chipkör­ per vorsteht; eine Anodenleitung, die elektrisch mit dem An­ odendraht verbunden ist; eine Kathodenleitung, die elektrisch mit dem Chipkörper verbunden ist; und eine Kunstharzpackung, die das Kondensa­ torelement, einen Teil der Anodenleitung und einen Teil der Kathodenleitung umschließt. Bei dem Kondensator ist die Kathodenleitung ohne Zwischenschaltung eines Sicherungsdrahtes elektrisch mit dem Chipkörper verbunden. Der Kondensator umfaßt weiter eine separat von der Anoden- und Kathodenleitung angeordnete Hilfsleitung und einen Sicherungsdraht zum elektrischen Verbinden der Hilfsleitung mit der Anoden- oder der Kathoden­ leitung innerhalb der Kunstharzpackung.

Mit einer derartigen Anordnung kann der Sicherungsdraht so hergestellt sein, daß er nicht nur als Temperatursiche­ rung, sondern auch als Überstromsicherung arbeitet. Somit kann die Kathodensicherung direkt mit dem Chipkörper ver­ bunden sein.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Aus­ führungsformen mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung Hierbei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensator gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung vor der Trennung von einem Leitungsrahmen zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht desselben Kondensators nach der Trennung vom Leitungsrahmen;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 und 6 Ansichten, die ein Verfahren zum Durchführen des Sicherungsdrahtbonden zeigen;

Fig. 7 und 8 Ansichten, die ein weiteres Verfahren zur Durchführung des Sicherungsdrahtbonden zeigen;

Fig. 9 eine Ansicht, die eine Schaltung zeigt, welche den in Fig. 1 bis 4 dargestellten Kondensator umfaßt;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, die einen weiteren Festkörper-Elektrolyt-Kondensator gemäß der vorlie­ genden Erfindung zeigt;

Fig. 11 eine Ansicht, die eine weitere Schaltung zeigt, die den in Fig. 10 dargestellten Kondensator umfaßt; und

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die einen weiteren Festkörper-Elektrolyt-Kondensator gemäß der vorlie­ genden Erfindung zeigt.

Die Fig. 1 bis 4 der beiliegenden Zeichnungen zeigen einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensator 1 (Tantalkondensator) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Kondensator 1 umfaßt ein Kondensatorelement 2, das einen Chipkörper 2a (gesinterte Masse aus Metallpartikeln) und einen Anodendraht 2b umfaßt, der aus dem Chipkörper vor­ springt.

Der Kondensator 1 umfaßt weiter eine Anodenleitung 3, die elektrisch mit dem Anodendraht 2b beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, eine Kathodenleitung 4, die elek­ trisch mit dem Chipkörper 2a über einen Temperatursicherungs­ draht 6 verbunden ist, und eine Hilfsleitung 5, die elek­ trisch mit dem Chipkörper 2a über eine Überstromsicherung 7 verbunden ist. Gemäß der ersten Ausführungsform ist die An­ odenleitung 3 auf einer Seite des Chipelements 2 angeordnet, wogegen die Kathoden- und Hilfsleitungen 4, 5 parallel zuein­ ander auf der anderen Seite des Chipelements 2 angeordnet sind.

Der Temperatursicherungsdraht 6 ist in einem relativ weichen Bogenlöschelement 7c eingeschlossen. Die entsprechenden Bo­ genlöschelemente 6c, 7c können aus Silikonharz bestehen.

Das Kondensatorelement 2 ist zusammen mit den entsprechenden Sicherungsdrähten 6, 7 und einem Teil der entsprechenden Lei­ tungen 3-5 in einer Schutzpackung 8 eingeschlossen, die aus einem relativ hartem Kunstharz wie Epoxid hergestellt sein kann. Die vorstehenden Teile der entsprechenden Leitungen 3-5 sind in einer Stufenform gebogen.

Bei der ersten Ausführungsform besteht der Temperatursiche­ rungsdraht 6 aus einem Lötmittel, wobei der Anteil von Blei (Pb) und Zinn (Sn) so ausgewählt ist, daß der Schmelzpunkt bei ungefähr 300°C liegt. Dieser Schmelzpunkt ist so ausge­ wählt, daß der Temperatursicherungsdraht 6 durch Schmelzen bricht, bevor die Kunstharzpackung 8 brennt (bei einer ge­ fährlich hohen Temperatur von über 300°C), während ein Bruch bei derjenigen Temperatur verhindert wird, die beim Löten des Kondensators 1 auf einen geeigneten Teil einer Leiterplatte (nicht dargestellt) zum Druckbonden ("Die-Bonden") erzeugt wird.

Der Durchmesser des Temperatursicherungsdrahts 6 kann in ei­ nem Bereich von ungefähr 50-120 Mikrometer gewählt werden, abhängig von der benötigten Bruchcharakteristik. Wenn bei­ spielsweise der Sicherungsdraht 6 einen Durchmesser von 80 Mikrometer aufweist, wird er bei einem Stromdurchgang von 1-2 A über ungefähr 10 Sek. brechen, da die Temperatur unter die­ sen Bedingungen auf über 300°C ansteigt. Wenn andererseits der Sicherungsdraht 6 einen Durchmesser von 120 Mikrometer aufweist, wird er bei einem Stromfluß von 5 A über 5 Sek. brechen.

Der Überstromsicherungsdraht 7 kann aus einem Metall mit ho­ hem Schmelzpunkt wie Gold, Silber, Kupfer oder Aluminium her­ gestellt werden. Wenn Gold als Drahtmaterial benützt wird, kann der Durchmesser des Überstromsicherungsdrahtes 7 im Be­ reich von ungefähr 15-30 Mikrometer ausgewählt werden, abhän­ gig von der benötigten Bruchcharakteristik. Falls der Über­ stromsicherungsdraht 7 einen Durchmesser von 15 Mikrometer aufweist, wird er bei einem Stromdurchgang von 1-4 A über 5 Sek. brechen. Andererseits, wenn der Überstromsicherungsdraht 7 einen Durchmesser von 30 Mikrometer aufweist, wird er bei einem Stromdurchgang von 4-10 A über eine Zeit von 5 Sek. brechen.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, entspringt die Anodenleitung 3 ei­ nem ersten Seitenband 10a eines Leitungsrahmens 10, wogegen die Kathoden- und Hilfsleitungen 4, 5 von einem zweiten Sei­ tenband 10b desselben Leitungsrahmens kommen. Der Kondensator 1 wird als fertiges Produkt erhalten, indem die entsprechen­ den Leitungen 3-5 von dem Leitungsrahmen 10 nach dem Formen der Kunstharzpackung 8 abgetrennt werden.

In Fig. 1 ist nur ein Leitungssatz 3-5 mit einem entsprechen­ den Kondensatorelement 2 gezeigt. In Wirklichkeit umfaßt der Leitungsrahmen 10 jedoch eine Vielzahl solcher Leitungssätze für eine Massenproduktion.

Mit der oben beschriebenen Anordnung weist der Festkörper-Kondensator der ersten Ausführungsform die folgenden Vorteile auf.

Da der Festkörper-Kondensator 1 selbst nicht nur den Tempera­ tursicherungsdraht 6 sondern auch den Überstromsicherungs­ draht 7 umfaßt, ist es nicht notwendig, eine Überstromsiche­ rung auf einer Leiterplatte (nicht dargestellt) separat vom Kondensator anzuordnen. Somit kann die Packungs- oder Monta­ gedichte der Leiterplatte erhöht werden, wodurch eine Größen­ reduktion, eine Gewichtsreduktion und eine Verminderung der Kosten der Leiterplatte ermöglicht wird.

Weiterhin wird die Hilfsleitung 5 Seite an Seite zur Katho­ denleitung 4 angeordnet, die gegenüber der Anodenleitung 3 positioniert ist. Somit besteht durch das Vorhandensein der Hilfsleitung 5 als Polaritätsanzeige die Möglichkeit, ein An­ schließen des Kondensators mit verkehrter Polarität zu ver­ hindern.

Bei der ersten Ausführungsform wird das Bonden des Tempera­ tursicherungsdrahtes 6, der aus einem Lötmittel hergestellt ist, wie folgt durchgeführt.

Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, wird eine Kombination eines Heizblocks 11 mit einer Abdeckplatte 12 zum Bonden des Tempe­ ratursicherungsdrahtes 6 an die entsprechende Kathodenleitung 4 des Leitungsrahmens 10 und an den entsprechenden Kondensa­ tor-Chipkörper 2a verwendet. Der Heizblock 11 weist einen Tunnel 13 auf, in dem das an dem Leitungsrahmen 10 befestigte Kondensatorelement 2 angeordnet ist, wogegen die Abdeckplatte 12 eine Öffnung 14 aufweist, die mit dem Tunnel 13 in Verbin­ dung steht. Oberhalb der Öffnung 14 sind ein Kapillarwerkzeug 15 zum kontinuierlichen Zuführen eines Löt-Sicherungsdrahtes 6, eine Flamme 16, ein Biegewerkzeug 17 und ein Bond-Werkzeug 18 angeordnet.

Während des Bond-Betriebes wird ein reduzierendes Gas (bei­ spielsweise Stickstoffgas enthaltend, vermischt mit ungefähr 4-5% Wasserstoffgas) oder ein inertes Gas (beispielsweise nur Stickstoffgas enthaltend) dem Tunnel 13 des Hitzeblocks 11 von unten zum Ausbringen durch die Öffnung 14 der Abdeck­ platte 12 zugeführt, so daß eine reduzierende oder inerte At­ mosphäre direkt über der Öffnung 14 erzeugt wird.

Bei dieser Bedingung wird das untere Ende 6a des Sicherungs­ drahtes 6, das vorhergehend in einen Ball geformt wurde, zu­ erst an die Kathodenleitung 4 durch Senken des Kapillarwerk­ zeuges 15 und Anpressen des Ballendes 6a an die Kathodenlei­ tung 4 unter Anwenden von Hitze (durch den Heizblock 11) und/oder Ultraschallschwingung gebondet. Als Resultat wird das Drahtballende 6a in eine Nagelkopfform deformiert.

Dann wird das Kapillarwerkzeug 15 angehoben, während der Si­ cherungsdraht 6 nachgeführt wird. Wenn das Kapillarwerkzeug um einen vorbestimmten Betrag angehoben ist, wird die Flamme 16 zur thermischen Trennung näher zum Sicherungsdraht 6 ge­ bracht. Als Ergebnis bekommt der kürzere Teil des Sicherungs­ drahtes 6, der mit der Kathodenleitung 4 verbunden ist, ein oberes Ballende 6b, der andere Teil des Sicherungsdrahtes 6, der noch bei dem Kapillarwerkzeug 15 verbleibt, erhält ein neues unteres Ballende 6a. Das neue Ballende 6a wird zum Bon­ den der nächsten Kathodenleitung (nicht dargestellt) verwen­ det.

Dann wird das obere Ballende 6b des kürzeren Sicherungsdrah­ tes 6 in Richtung des Chipkörpers 2a des Kondensatorelements 2 durch im wesentlichen horizontales Annähern des Biegewerk­ zeuges 17 gebogen, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 5 angedeutet ist.

Schließlich wird das obere Ballende 6b des kürzeren Siche­ rungsdrahtes 6 gegen den Chipkörper 2a des Kondensatorele­ ments 2 unter Anwendung von Wärme und/oder Ultraschallschwin­ gungen durch das vertikal bewegbare Bond-Werkzeug 18 gepreßt. Damit wird das obere Ballende 6b des kürzeren Sicherungsdrah­ tes 6 in eine im wesentlichen scheibenartige Form abgeplattet zum elektrischen Bonden an den Kondensator-Chipkörper 2a (siehe Fig. 3 und 4).

Die oben genannte Sicherungsdraht-Bondart ist in folgenden Punkten vorteilhaft.

Da das untere Ende 6a des Sicherungsdrahtes 6 eine Nagelkopf­ form aufweist, so daß die Befestigungsfläche (nämlich die Bondfestigkeit) relativ zur Kathodenleitung 4 ohne Erhöhung der Länge dieses Endes 6a selbst erhöht wird, ist es möglich, die Länge der Kathodenleitung 4 zu vermindern, wodurch die Länge L (Fig. 3) des Kondensators als Ganzes reduziert werden kann. Somit trägt eine derartige Größenreduktion auch zu ei­ ner Gewichts- und Kostenreduzierung des Kondensators bei.

Weiterhin weist der Sicherungsdraht 6 infolge des Nagelkopf­ endes 6a keinen querschnittsmäßig verminderten Teil auf, der beim Formen der Kunstharzpackung 8 leicht brechen könnte und der variierende Bruchcharakteristiken ergeben würde. Somit ist es möglich, den Produktionsausstoß zu erhöhen und die Bruchcharakteristiken von einem zum anderen Produkt konstant zu halten.

Außerdem kann die Kathodenleitung 4 so nahe wie möglich am Chipkörper 2a angeordnet werden, da der Sicherungsdraht 6 so hergestellt ist, daß er sich senkrecht zur Kathodenleitung 4 an einer Stelle benachbart des Nagelkopfendes 5a erstreckt. Eine derartige Anordnung trägt auch zu einer Reduzierung der Länge L des Kondensators 1 bei.

Das scheibenartige Ende 6b des Sicherungsdrahtes 6 zum Bonden an den Kondensator-Chipkörper 2a wird durch Abplatten des oberen Ballendes des Drahtes gebildet. Damit weist das schei­ benartige Drahtende 6b eine vergrößerte Befestigungsfläche auf, wie es zum Gewährleisten einer ausreichenden Bondfestig­ keit benötigt wird. Zusätzlich ist es nicht nötig, ein Löt­ mittel oder eine Leitpaste zur elektrischen Verbindung sepa­ rat zu verwenden, wodurch der Bondvorgang erleichtert und die Produktionskosten reduziert werden.

Schließlich kann infolge der Verwendung des Ballendes und trotz des Abplattens zum Erhöhen der Verbindungsfläche, die Dicke T (siehe Fig. 8) des scheibenartigen Sicherungsdrahten­ des 6b im wesentlichen gleich dem Durchmesser D des Siche­ rungsdrahtes 6 gehalten werden. Somit weist der Sicherungs­ draht 6 nahe dem scheibenartigen Ende 6b keinen Teil mit ver­ mindertem Querschnitt auf, der beim Formen der Kunstharzpac­ kung 8 (Fig. 1-4) leicht brechen würde und der Streuungen in der Bruchcharakteristik ergeben würde.

Anstatt eines direkten Pressens gegen den Kondensator-Chipkörper 2a kann das obere Ballende 6b des Sicherungsdrahtes 6 zuerst in eine Scheibenform durch Pressen zwischen zwei Klammerelemen­ ten 21a, 21b, wie in Fig. 7 gezeigt, abgeplattet werden. Nachfolgend wird das abgeplattete scheibenförmige Ende 6b in Richtung des Kondensator-Chipkörpers 2a durch Annäherung des Biegewerkzeugs 17 (Fig. 5) gebogen und gegen den Chipkörper 2a zum Bonden durch Absenken des Bondwerkzeuges 18 (auch Fig. 5) gepreßt, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist.

Gemäß den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Verfahren wird das obere Ballende 6b des Sicherungsdrahtes 6 abgeplattet, bevor es an den Kondensator-Chipkörper 2a gebondet wird. So­ mit kann das nachfolgende Bonden des so abgeplatteten schei­ benförmigen Endes 6b des Sicherungsdrahtes 6 relativ zum Kon­ densator-Chipkörper 2a mit einer kleineren Bondkraft durch­ geführt werden, als sie zum Abplatten des Drahtballendes gleichzeitig mit dem Bonden an den Chipkörper benötigt würde. Somit ist es weniger wahrscheinlich, daß der Chipkörper 2a, der aus einer gesinterten Masse von Metallpartikeln besteht, beim Bonden des Sicherungsdrahtes 6 beschädigt werden kann (z. B. Materialabsprengen oder Sprungbildung).

Der Überstromsicherungsdraht 7, der aus Gold, Silber, Kupfer oder Aluminium hergestellt sein kann, kann in der gleichen Weise wie in den Fig. 5 bis 8 für den Temperatursicherungs­ draht 6 dargestellt, an der Hilfsleitung 5 und dem Chipkörper 2a befestigt werden. Somit wird der Überstromsicherungsdraht 7 mit einem Nagelkopfende 7a zum Bonden an die Hilfsleitung 5 und einem abgeplatteten scheibenförmigen Ende 7b zum Bonden an den Chipkörper 2a hergestellt. Somit treffen die gleichen Vorteile wie für den Temperaturdraht 6 beschrieben auch hin­ sichtlich des Überstromsicherungsdrahtes 7 zu.

Fig. 9 stellt eine Schaltung dar, die den Festkörper-Konden­ sator 1 der ersten Ausführungsform enthält. Die Schaltung um­ faßt eine Stromquelle 19 und eine Last 20. Die Stromquelle 19 ist zwischen der Anodenleitung 3 und der Kathodenleitung 4 angeordnet, wogegen die Last zwischen der Anodenleitung 3 und der Hilfsleitung 5 angeordnet ist. Somit ist der Temperatur­ sicherungsdraht 6 der Stromquelle 19 zugeordnet, während die Überstromsicherung 7 der Last 20 zugeordnet ist.

Mit der in Fig. 9 dargestellten Schaltungsanordnung bricht die Temperatursicherung thermisch, um das Kondensatorelement 2 von der Stromquelle 19 zu trennen, wenn die Temperatur des Kondensators 1 einen vorbestimmten Wert (z. B. 300°C) über­ steigt. Wenn andererseits der Überstrom durch den Überstrom­ sicherungsdraht 7 des Kondensators infolge eines Kurzschlus­ ses auf der Seite der Last 20 fließt, bricht der Überstrom­ sicherungsdraht 7, und trennt die Last 20 von der Stromquelle 19 ab, wodurch Halbleiterkomponenten (nicht dargestellt) ge­ schützt werden, die auf der Seite der Last 20 angeordnet sind.

Fig. 10 zeigt einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensator 1′ (Tantal-Kondensator) gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Kondensator 1′ dieser Ausfüh­ rungsform weist ein Kondensatorelement 2′ auf, das einen Chipkörper 2a′ (gesinterte Masse aus Metallpartikeln) und einen Anodendraht 2b′ umfaßt, der vom Chipkörper vorsteht.

Der Kondensator 1′ umfaßt weiter eine Anodenleitung 3′, die elektrisch mit dem Anodendraht 2b′ beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, eine Kathodenleitung 4′, die elek­ trisch mit dem Chipkörper 2a′ über einen Temperatursiche­ rungsdraht 6′ verbunden ist, und eine Hilfsleitung 5′, die elektrisch mit der Anodenleitung 3′ über eine Überstromsiche­ rung 7′ verbunden ist. Somit werden gemäß der zweiten Ausfüh­ rungsform die Anodenleitung 3′ und die Hilfsleitung 5′ an der gleichen Seite des Chipelements 2′ angeordnet, wogegen die Kathodenleitung 4′ alleine auf der gegenüberliegenden Seite des Chipelements 2′ angeordnet ist.

Der Temperatursicherungsdraht 6′ weist ein Nagelkopfende 6a′ zum Bonden an die Kathodenleitung 4′ und ein abgeplattetes scheibenförmiges Ende 6b′ zum Bonden an den Chipkörper 2a′ auf. Ähnlich weist der Überstromsicherungsdraht 7′ ein Nagel­ kopfende 7a′ zum Bonden an die Hilfsleitung 5′ und ein abge­ plattetes scheibenförmiges Ende 7b′ zum Bonden an die Anoden­ leitung 3′ auf.

Der Temperatursicherungsdraht 6′ ist teilweise in einem rela­ tiv weichen Bogenlöschelement 6c′ eingeschlossen. Ähnlich ist der Überstromsicherungsdraht 7′ teilweise in einem relativ weichen Bogenlöschelement 7c′ eingeschlossen.

Das Kondensatorelement 2′ ist zusammen mit den entsprechenden Sicherungsdrähten 6′, 7′ und Teilen der entsprechenden Lei­ tungen 3′-5′ in einer Schutzpackung 8′ eingeschlossen, die aus einem relativ harten Kunstharz wie Epoxid hergestellt ist. Die vorstehenden Teile der entsprechenden Leitungen 3′-5′ sind in einer gestuften Form gebogen.

Gemäß der zweiten Ausführungsform sind sowohl der Temperatur­ sicherungsdraht 6′ als auch der Überstromsicherungsdraht 7′ in dem gleichen Kondensator 1′ aufgenommen. Weiter zeigt das Vorhandensein der Hilfsleitung 5′ die Polarität des Kondensa­ tors 1′ an. Somit weist der Kondensator dieser Ausführungs­ form die gleichen Vorteile wie derjenigen der ersten Ausfüh­ rungsform auf.

Fig. 11 stellt eine Schaltung dar, die den Festkörper-Konden­ sator 1′ der zweiten Ausführungsform aufnimmt. Die Schaltung umfaßt eine Energiequelle 19 und eine Last 20. Die Energie­ quelle 19 ist zwischen der Anodenleitung 3′ und der Kathoden­ leitung 4′ angeordnet, die Last ist zwischen der Kathodenlei­ tung 4′ und der Hilfsleitung 5′ angeordnet.

Mit der in Fig. 11 gezeigten Schaltanordnung bricht die Tem­ peratursicherung 6′ durch Schmelzen, um das Kondensatorele­ ment 2′ von der Energiequelle 19 abzutrennen, wenn die Tempe­ ratur des Kondensators 1′ einen vorbestimmten Wert (z. B. 300°C) übersteigt. Wenn andererseits ein Überstrom durch den Überstromsicherungsdraht 7′ des Kondensators infolge eines Kurzschlusses auf der Seite der Last 20 fließt, bricht der Überstromsicherungsdraht 7′, und trennt die Last 20 von der Energiequelle 19 ab.

Fig. 12 zeigt einen Festkörper-Elektrolyt-Kondensator 1′′ ge­ mäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Kondensator dieser Ausführungsform ist ähnlich zu demje­ nigen der zweiten Ausführungsform, unterscheidet sich jedoch in den folgenden Punkten.

Erstens ist eine Kathodenleitung 4′′ elektrisch direkt mit dem Chipkörper 2a′ verbunden. Somit ist gemäß der dritten Ausfüh­ rungsform keine separate Temperatursicherung vorgesehen.

Zweitens ist ein Überstromsicherungsdraht 7′′, der die Anoden­ leitung 3′ und die Hilfsleitung 5′ verbindet, so ausgebildet, daß er zusätzlich als Temperatursicherung wirkt. Zu diesem Zweck ist der Sicherungsdraht 7′′ aus Lötmittel hergestellt, wobei der Anteil am Blei (Pb) und Zinn (Sn) geeignet für die zwei unterschiedlichen Aufgaben ausgewählt ist.

Infolge des Fehlens der separaten Temperatursicherung (oder einer separaten Überstromsicherung) ist die dritte Ausfüh­ rungsform offensichtlich dahingehend vorteilhaft, daß eine weitere Größen-, Gewichts- und Kostenreduktion des Kondensa­ tors erreicht werden kann.

Claims (12)

1. Festkörper-Elektrolyt-Kondensator mit einem Kondensator­ element (2, 2′), umfassend einen Chipkörper (2a, 2a′) und einen Anodendraht (2b, 2b′), der vom Chipkörper (2a, 2a′) vorsteht; einer Anodenleitung (3, 3′), die elektrisch mit dem Anodendraht (2b, 2b′) verbunden ist; einer Kathoden­ leitung (4, 4′); einem ersten Sicherungsdraht (6, 6′), der elektrisch zwischen dem Chipkörper (2a, 2a′) und die Kathodenleitung (4, 4′) geschaltet ist; und eine Kunstharzpackung (8, 8′), die das Kondensatorelement (2, 2′), einen Teil der Anoden­ leitung (3, 3′), einen Teil der Kathodenleitung (4, 4′) und den ersten Sicherungsdraht (6, 6′) einschließt;
gekennzeichnet durch
eine Hilfsleitung (5, 5′), die separat von der An­ oden- und der Kathodenleitung (3, 3′, 4, 4′) angeordnet ist; und
einen zweiten Sicherungsdraht (7, 7′) zum elektri­ schen Verbinden der Hilfsleitung (5, 5′) mit entweder dem Chipkörper (2a, 2a′) oder der Anodenleitung (3, 3′) inner­ halb der Kunstharzpackung (8, 8′).

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sicherungsdraht (6, 6′) ein Temperatursiche­ rungsdraht ist und der zweite Sicherungsdraht (7, 7′) ein Überstromsicherungsdraht ist.

3. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Sicherungsdraht (7) den Chip­ körper (2a) und die Hilfsleitung (5) elektrisch verbindet.

4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste und der zweite Sicherungsdraht (6, 7) ein Nagelkopfende (6a, 7a) zum Bonden an eine ent­ sprechende Kathoden- oder Hilfsleitung (4, 5) aufweisen.

5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste und der zweite Sicherungsdraht (6, 7) ein abgeplattetes, im allgemeinen scheibenförmiges Ende (6b, 7b) zum Bonden an den Chipkörper (2a) aufweisen.

6. Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Ende (6b, 7b) eines jeden Sicherungs­ drahtes (6, 7) eine Dicke (T) aufweist, die im wesentli­ chen gleich einem Durchmesser (D) eines jeden Sicherungs­ drahtes (6, 7) entspricht.

7. Kondensator nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das scheibenförmige Ende (6b, 7b) eines jeden Sicherungsdrahtes (6, 7) durch Abplatten eines Ball­ endes des entsprechenden Sicherungsdrahtes (6, 7) beim Bonden an den Chipkörper (2a) erhalten ist.

8. Kondensator nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das scheibenförmige Ende (6b, 7b) eines jeden Sicherungsdrahtes (6, 7) durch Abplatten eines Ball­ endes des entsprechenden Sicherungsdrahtes (6, 7) vor dem Bonden an den Chipkörper (2a) erhalten ist.

9. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Sicherungsdraht (7′) die An­ odenleitung (3′) und die Hilfsleitung (5′) elektrisch mit­ einander verbindet.

10. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Sicherungsdraht (6′) ein Na­ gelkopfende (6a′) zum Bonden an die Kathodenleitung (4′) aufweist.

11. Kondensator nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sicherungsdraht (6′) ein abgeplattetes, im wesentlichen scheibenförmiges Ende (6b) zum Bonden an den Chipkörper (2a′) aufweist.

12. Festkörper-Elektrolyt-Kondensator mit einem Kondensator­ element (2′), umfassend einen Chipkörper (2a′) und einen Anodendraht (2b′), der aus dem Chipkörper (2a′) vorsteht; einer Anodenleitung (3′), die elektrisch mit dem Anoden­ draht (2b′) verbunden ist; einer Kathodenleitung (4′, 4′′), die elek­ trisch mit dem Chipkörper (2′) verbunden ist; und mit ei­ ner Kunstharzpackung (8′), die das Kondensatorelement (2′), einen Teil der Anodenleitung (3′), und einen Teil der Kathodenleitung (4′, 4′′) umschließt; dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kathodenleitung (4′, 4′′) ohne Zwischenschaltung eines Sicherungsdrahtes elektrisch mit dem Chipkörper (2′′) verbunden ist und daß der Kondensator weiter umfaßt:
eine Hilfsleitung (5′), die separat von der Anoden- und Kathodenleitung (3′, 4′, 4′′) angeordnet ist; und
einen Sicherungsdraht (7′, 7′′) zum elektrischen Ver­ binden der Hilfsleitung (5′) mit der Anoden- oder der Ka­ thodenleitung (3′, 4′, 4′′) innerhalb der Kunstharzpackung (8′).