CZ20031704A3 - Kondenzátor - Google Patents

Description

Kondensátor

Oblast, techniky

Vynález se týká kondenzátoru s kapacitou, která zahrnuje anodové těleso s dielektrickou vrstvou a katodovou vrstvou a která je obklopena pouzdrem s horní stranou a se spodní stranou, s anodovým svodem, který kontaktuje anodové těleso a který je spojen s anodovým kontaktem, který má kontaktový úsek, uspořádaný na spodní straně pouzdra, a s katodovým svodem, který kontaktuje katodovou vrstvu a je vyveden ven z pouzdra, u kterého je pouzdro vyrobené z materiálu vhodného pro odlévání, a u kterého je katodovým svodem plech, který má uvnitř pouzdra otvory, které jsou plnéné materiálem vhodným pro odléváni.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu DE 198 46 936 Cl jsou známé kondenzátory typu, uvedeného úvodem, kterými jsou tant-alové elektrolytické kondensátory konstruované jako čip. Známé kondenzátory mají katodový svod, který je uvnitř pouzdra kondenzátoru vícenásobně ohnutý.

Dále je u známého kondenzátoru do anodového télesa sintrován tantalový drát, který je svařen s anodovým přívodním drátem. Svar přitom leží uvnitř pouzdra.

Pro mnohé aplikace v automobilovém oboru a v mobilní radioteleíoni i jsou žádané kondenzátory, které mají při velmi vysokém specifickém náboji (součin CV) současné velmi malé vnější rozměry. K realizaci stále vyšších CxV hodnot při dané velikosti pouzdra existuje možnost, pro těleso anody použít • · kondenzátorový prášek vyšší kapacity, nebo zvýšit efektivní užitečný objem kapacity.

Vzhledem k užitečnému objemu má známy kondenzátor nevýhodu. Se na základě vícenásobného ohybu katodového svodu uvnitř pouzdra se pro katodový svod spotřebovává značný objem pouzdra. Rovněž pro svarové spojení mezi tantalovým drátem a anodovým přívodním drátem se spotřebovává značný objem pouzdra. Může se tím, vztaženo na vnější rozměry pouzdra, do pouzdra o předem dané velikosti zabudovávat jenom relativně malé anodové těleso, které podle toho má i malou kapacitu popřípadě malý součin CV.

Ze spisu JP 08 124 804 AA je znám kondenzátor typu, uvedeného úvodem, u kterého je katodový svod vyveden přímo od povrchu anodového tělesa z pouzdra. Anodový svod je svařen ještě uvnitř pouzdra s kontaktovým anodovým plechem, který je vícenásobně ohnutý uvnitř pouzdra. Tento kondenzátor má nevýhodu, že je zapotřebí relativně mnoho objemu pouzdra, aby se katodový svod popřípadě anodový svod vedl od anodového tělesa. pryč na spodní stranu pouzdra. Podle toho má známý kondenzátor malý užitečný objem.

Cílem předloženého vynálezu je tedy uvést kondenzátor se zvýšeným užitečným objemem.

Podstata vynálezu

Tento cíl se podle vynálezu dosahuje kondenzátorem s kapacitou, která zahrnuje anodové těleso s dielektrickou vrstvou a katodovou vrstvou a která je obklopena pouzdrem s horní stranou a se spodní stranou, s anodovým svodem, který kontaktuje anodové těleso a který je spojen s anodovým kontaktem, který má kontaktový úsek, uspořádaný na spodní straně pouzdra, a s katodovým svodem, který kontaktuje katodovou vrstvu a je vyveden ven z pouzdra, u kterého je pouzdro vyrobené z materiálu vhodného pro odlévání, a u kterého je katodovým svodem plech, který má uvnitř pouzdra otvory, které jsou plněné materiálem vhodným pro odlévání.

Tento cíl se podle vynálezu dále dosahuje kondenzátorem s kapacitou, která zahrnuje anodové těleso s dielektrickou vrstvou a katodovou vrstvou s horní stranou a se spodní a která je obklopena pouzdrem stranou, a s katodovým svodem, který kontaktuje katodovou vrstvu který je přímo vyveden ven z pouzdra a který je vodivě spojen s katodovým kontaktem, uspořádaným na spodní straně pouzdra, a s anodovým plechem, který je zevnitř anodového tělesa bočně vyveden ven, a jehož koncový úsek probíhá podél spodní strany pouzdra a tvoří kontaktový úsek.

Uvádí se kondenzátor s kapacitou, která zahrnuje anodové těleso s dielektrickou vrstvou a katodovou vrstvou a která je obklopena pouzdrem s horní stranou a spodní stranou. Kondenzátor k tomu zahrnuje anodový svod, který kontaktuje anodové těleso a který je spojen s anodovým kontaktem, který má kontaktový úsek uspořádaný na spodní straně pouzdra, a dále katodový svod, který kontaktuje katodovou vrstvu.

Katodový svod je vyveden z pouzdra.

Katodový svod je plech, který má uvnitř pouzdra otvory. Pouzdro je vyrobeno z materiálu vhodného k odlévání, který vyplňuje otvory plechu. Tím vzniká vnitřní spojení mezi katodovým svodem a pouzdrem.

Zvláště přednostní je kondenzátor, jehož katodový svod je upevněn na horní straně kapacity. Katodový svod probíhá uvnitř pouzdra přímo a je příslušně vyveden ven přímo z pouzdra. Vně pouzdra je katodový svod elektricky vodivě spojen s katodovým

• · · · · · · • · · · · · · kontaktem umístěným na spodní straně pouzdra.

Kondenzátor má výhodu, že díky otvorům plechu, vyplněným materiálem pouzdra, vzniká vnitřní spojení mezi materiálem pouzdra a katodovým svodem, čímž je k bezpečnému upevnění katodového svodu popřípadě k bezpečnému vyvedení katodového svodu z krytu zapotřebí jen malá tloušťka stěny na horní straně pouzdra. Tím se užitečný objem kondenzátoru může účinně zvyšovat.

Kondenzátor má dále výhodu, že při dodatečném procesu ohýbáni katodového svodu po konečném zhotovení pouzdra je zmenšené nebezpečí zničení horní strany pouzdra vyskytujícími se ohybovými silami.

Anodovým svodem může být drát, který je zevnitř anodového tělesa vyveden bočně ven. Takovým drátem může například být tantalový drát, který je spojen s tantalovým práškem, který je slisován okolo drátu a následně sintrován. Tím vzniká porézní sintrové těleso jako anodové těleso, které umožňuje výrobu kondenzátoru s velmi velkou kapacitou.

Anodový kontakt se dále uvnitř pouzdra kontaktuje s anodovým svodem, který je z pouzdra přednostně vyveden na straně pouzdra, ležící proti katodovému svodu, a ve výši, která odpovídá v podstatě té výši, ve které je katodový svod vyveden ven z pouzdra. Spojení mezi anodovým svodem a anodovým kontaktem může být přednostně vyrobeno svařením.

Dále anodové a která stranou.

kontaktuj kontaktem se uvádí kondenzátor, s kapacitou, která zahrnuje těleso s vrstvou dielektrika a katodovou vrstvou je obklopena pouzdrem s horní stranou a spodní Kondenzátor k tomu zahrnuje anodový svod, který e anodové těleso a který je spojen s anodovým , který má kontaktový úsek, uspořádaný na spodní straně pouzdra, a dále katodový svod, který kontaktuje katodovou vrstvu. Katodový svod probíhá uvnitř pouzdra přímo a je příslušně přímo vyveden ven z pouzdra. Vně pouzdra je katodový svod elektricky vodivě spojen s katodovým kontaktem, uspořádaným na spodní straně pouzdra. Anodový svod a anodový kontakt kondenzátoru jsou <. integrální částí anodového plechu, který je zevnitř anodového tělesa vyveden bočně ven a jehož koncový úsek probíhá podél spodní strany pouzdra a tvoří kontaktový úsek. Katodový vodič může být upevněn na horní straně kapacity.

se můžeme zříci anodovým a čímž je

Takový kondensátor má tu výhodu, ž« svaření uvnitř pouzdra mezi anodovým svodem a plechem, čímž se stěna pouzdra může provádět tenčí zároveň zvýšen užitečný objem kondenzátoru.

Takový kondenzátor má dále tu výhodu, že se nechá relativně jednoduše vyrábět pomocí nanášení tantalové pasty na tant-alový plech a následným sintrováním. Zejména už není nutné lisování prášku okolo drátu. Anodový svod na způsob plechu má dále tu výhodu, že existuje velká kontaktová plocha mezi anodovým svodem a anodovým tělesem, čímž se nechá účinně redukovat vnitřní odpor kondenzátoru. Anodový plech probíhá přednostně uvnitř pouzdra přímo a na vnější straně pouzdra se ohýbá kolem pouzdra. Koncový úsek anodového plechu probíhá podél spodní strany pouzdra a tvoří tam kontaktový úsek.

Kontaktový úsek, tvořený anodovým plechem, se musí případně ještě nechat pájet. Pro anodový svod například přichází do úvahy jako materiál tantal nebo niob. Tyto materiály se nechají relativně špatně pájet. Aby se kontaktový úsek, probíhající na spodní straně pouzdra, nechal pájet, může se na něj například nanášet vrstva obsahující kov.

Takový kondenzátor má dále tu výhodu, že se používá méně • · · * »· · · · · — 6 jednotlivých součástí, čímž odpadá různorodost materiálů a tím zvýšené náklady, například na spájeni anodového svodu a anodového kontaktu.

Zvláště kompaktní konstrukce se dosahuje u kondenzátoru podle vynálezu, přičemž v přednostním provedení je katodovým svodem plech, který je na vnější straně pouzdra ohnut podélně okolo pouzdra a u kterého probíhá koncový úsek katodového svodu podél spodní strany pouzdra a tvoří katodový kontakt.

Taková konstrukce kondenzátoru podle vynálezu má tu výhodu, že s katodovým kontaktem na spodní straně pouzdra je možné dát k dispozici kondenzátor pro SMD technologii.

Kondenzát-or má tu výhodu, že na základě zřeknutí se ohybů katodového svodu uvnitř pouzdra má velmi velký užitečný objem uvnitř pouzdra. Tím se může při daných rozměrech pouzdra zabudovávat anodové těleso s velkou kapacitou popřípadě s příslušně velkou hodnotou CxV. Obráceně se může při dané hodnotě CxV kondenzátor zmenšovat. Tím má kondenzátor podle vynálezu při konstantním součinu CV zmenšené nároky na místo. Zmenšení nároků na místo se týká zejména laterálního roztažení, tedy roztažení kondenzátoru paralelně k hornípopřípadě spodní straně pouzdra.

Dále je výhodné, když u kondenzátoru je anodovým svodem drát, vyvedený zevnitř anodového tělesa. bočně ven a u kterého je anodový kontakt uvnitř pouzdra kontaktován s anodovým svodem a je vyveden ven z pouzdra v podstatě ve stejné výšce jako katodový svod.

Vyvedeni katodového svodu a anodového svodu ven v podstatě ve stejné výšce pouzdra má výhodu, že se výroba pouzdra nechá utvářet jednoduše. Pouzdro se například nechá vyrábět obstřiknutím kapacity epoxidovou pryskyřicí. K tomu se • · · ·

obvykle dvě vstřikovací formy s právě jedním vybráním kladou nad sebe tak, ze vzniká dutý prostor, který udává tvar pouzdra, které chceme vyrábět. Na kontaktovacím místě obou vstřikovacích forem se může katodový svod popřípadě anodový svod vyvádět mezi vstřikovacími formami z pouzdra, které je třeba vyrobit. Pokud se -nyní katodový svod a anodový svod vyvádějí ven ve stejné výšce z pouzdra, vyrábět, mohou se používat vstřikovací které je třeba formy s velmi jednoduchou geometrií, zvláště s právě plochým povrchem.

Dále je zvláště výhodný kondenzátor, který je vyroben obst-říknutím kapacity, opatřené anodovým svodem a katodovým svodem, materiálem schopným odlévání a tvořícím pouzdro, a následujícím ohnutím katodového svodu, vyvedeného ven z pouzdra, a anodového kontaktu, vyvedeného ven z pouzdra. Takový kondenzátor má výhodu, že se může vyrábět jednoduchým způsobem podle standardního procesu. Takový kondenzátor má dále výhodu, že se neničí při dodatečním ohýbání pouzdra.

Dále je výhodné, když kondenzátor má na spodní straně pouzdra montážní plochu, jejíž výška je vzhledem k anodovému kontaktu popřípadě vzhledem ke katodovému kontaktu volena tak, že je vhodná k nalepení pouzdra na desku, s plošnými spoji v rámci plošné montáže. Takový kondenzátor má výhodu, že se může používat jako SMD (Surface Mount-ed Device) .

Vhodné uspořádání montážní plochy na spodní straně pouzdra vzhledem k anodovému kontaktu popřípadě katodovému kontaktu by mohlo například spočívat v tom, že montážní plocha leží v jedné rovině se spodní stranou katodového kontaktu a spodní stranou anodového kontaktu. Přednostně se tohoto nechá dosáhnout konstrukcí spodní strany pouzdra na způsob schodu, přičemž ve zvýšených úsecích spodní strany pouzdra, ležících proti desce s plošnými spoji, jsou uspořádané kontakty (anodový kontakt popřípadě katodový kontakt).

- 8 Dále je výhodné, když Xondenzátor ve svých vnějších rozměrech nepřekračuje míry délka = (6,0 ± 0,3) mrn, šířka = (3,2 ± 0,3) a výška = 1,5 mm. Aby se zejména výška nepřekročila, je zvláště výhodné, provést. pouzdro nad katodovým svodem s tloušťkou 0,2 mm.

Zejména kvůli nedosáhnutí maximální výšky má kondensátor výhodu, že odpovídá normovanému tvaru s Low Profile C. Zejména se na základě zřeknutí se katodového svodu činí využitelným velká část kondenzátoru pro kapacitu.

takový názvem ohnutí délky

Přehled obrázků na výkresech obr. 1: ukazuje příkladně kondenzátor podle vynálezu ve schématickém průřezu.

obr, 2: ukazuje příkladně další kondenzátor podle vynálezu ve schématickém průřezu.

obr. 3: ukazuje příkladně katodový svod k použití v kondensátoru podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obrázek 1 ukazuje kondenzátor s kapacitou L, která je tvořena anodovým tělesem 2, dielektrickou vrstvou 3. a katodovou vrstvou 4. Anodové těleso 2 je porézní sintrové těleso, které obsahuje tantal. Sintrové těleso je obklopené 3, která obsahuje tantalpentoxid.

je ze své strany opět obklopena skládá z grafitu. Kapacita 1 je obklopena pouzdrem 5, které má horní stranu 6 a spodní stranu

7. Pouzdro 5. se skládá z epoxidové pryskyřice a je vyrobené dielektrickou vrstvou Di elektrická vrstva 3. katodovou vrstvou 4, která se t1 akovým litím.

Kondensátor znázorněný na obrázku 1 má dále anodový svod 3, který kontaktuje anodové těleso 2. Anodovým svodem £ 3® tantalový drát, okolo kterého je Částečně slisován tantalový prášek anodového tělesa - 2. Anodový svod 8 je dále bočně vyveden ven z anodového tělesa 2, spojen s anodovým kontaktem 9., kterým je plech ze slitiny nikl/železo. Tento plech je uzpůsoben k pájení pomocí měděného popřípadě zinkovo/olověného pov1aku.

Vynález se nechá realizovat s každým materiálem, tvořícím vhodné porézní sintrové těleso, a není omezen na tantal.

Anodový kontakt 2 má kontaktový úsek l_0, který je uspořádán na spodní straně 7 pouzdra 5. Dále je na katodové vrstvě 4 pomocí vodivého lepidla 16 elektricky vodivě upevněn katodový svod 11 . Katodovým svodem 11 je plech ze slitiny ocel/nikl, která se uzpůsobí pájení pomocí příslušného povlaku. Do úvahy přichází ale i každý jiný vhodný materiál, který je elektricky vodivý a nechá se pájet.

Katodový svod 11 kontaktuje katodovou vrstvu 4 a je zároveň na ní upevněn. Katodový svod 11 je vyveden ven přímo a bočně z pozdra 5., což znamená, že katodový svod 11 probíhá uvnitř pouzdra 5 přímo a nemá žádná zakřivení nebo oblouky. Vně pouzdra 5 je katodový svod 11 ohnutý podél pouzdra 5 směrem dolů a kolem pouzdra 5. a tvoří na spodní straně pouzdra 5 katodový kontakt 12, který se hodí k při pájení kondenzátoru na desce s plošnými spoji.

Vynález není omezen na tantalové systémy, nýbrž se může realizovat se všemi ostatními ventilovými kovy.

Upevněni anodového kontaktu 9 na anodovém svodu 3 se »··· · · · · uskutečňuje svařováním, přičemž vzniká svarová kapka 17. Spodní strana 7 pouzdra 5. je směrem dovnitř ještě jednou, odstupňovaná, takže vzniká plocha 15 k přilepení, s jejíž pomocí se kondenzátor může v rámci techniky plošné montáže lepit na desku s plošnými spoji, načež se potom uskutečňuje pájecí proces, například pomocí pájecí vlny.

Předmět znázorněný na obrázku 2 odpovídá předmětu, znázorněnému na obrázku 1. Odlišuje se ale v provedení anodového svodu. Anodový svod podle obrázku 2 je s anodovým kontaktem jednodílně sloučen na anodový plech 14, který kontaktuje anodové těleso 2.. Tímto anodovým plechem 14 může například při použití anodového tělesa z tantalu být tantalový plech. Tantalový plech se může natírat t-antalovou pastou a následně sintrovat, čímž vzniká anodové těleso 2.

Anodový plech 14 je vyveden zevnitř anodového tělesa 2. bočně ven a probíhá uvnitř pouzdra 5. přímo a je ohnutý kolem pouzdra 5. Tím se s předmětem znázorněným na obrázku £ šetří ještě více místa v laterálním směru, protože se můžeme zřeknout dalších ohybů uvnitř pouzdra 5. Koncový úsek anodového plechu 14 tvoří na spodní straně 7 pouzdra 5. kontaktový úsek 10 , který se hodí k napájení kondenzátoru na desku s plošnými spoji.

Obrázek 3 ukazuje provedení katodového svodu 11 na způsob plechu, který má otvory 13 . Tyto otvory £3 se mohou při obstřiknutí kapacity plnit epoxidovou pryskyřicí nebo jiným materiálem vhodným k odléváni. Čímž se zlepšuje mechanická stabilita katodového svodu 11 uvnitř pouzdra.

Vynález se neomezuje na znázorněné příklady, nýbrž se definuje ve svém nejobecnějšim způsobu patentovým nárokem 1.

Claims (8)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kondenzátor

- s kapacitou (1), která zahrnuje anodové těleso (2) s dielekt-rickou vrstvou. (3) a katodovou vrstvou (4) a která je obklopena pouzdrem (5) s horní stranou (6) a se spodní stranou (7) ,

- s anodovým svodem (8), který kontaktuje anodové těleso (2) a který je spojen s anodovým kontaktem (9), který má kontaktový úsek (10), uspořádaný na spodní straně (7) pouzdra (5) , a s katodovým svodem (11), který kontaktuje katodovou vrstvu (4) a je vyveden ven z pouzdra (5),

- u kterého je pouzdro (5) vyrobené z materiálu vhodného pro odlévání,

- au kterého je katodovým svodem (11) plech, který má uvnitř pouzdra (5) otvory (13), které jsou plněné materiálem vhodným pro odlévání.

2. Kondenzátor - s kapacitou (1), dielektrickou vrstvou obklopena pouzdrem (5) (7) , která zahrnuje anodové těleso (2) s (3) a katodovou vrstvou (4) a která je s horní stranou (6) a se spodní stranou

- as katodovým svodem (11), který kontaktuje katodovou vrstvu (4)

- který je přímo vyveden ven z pouzdra (5), a který je vodivě spojen s katodovým kontaktem (12), uspořádaným na spodní straně pouzdra (5),

- as anodovým plechem (14), který je zevnitř anodového tělesa (2) bočně vyveden ven,

- a jehož koncový úsek probíhá podél spodní strany pouzdra a tvoří kontaktový úsek (10).

• ·

3. Kondenzátor podle jednoho z nároků 1 nebo 2, u kterého je katodovým svodem (11) plech, který je na vnější straně pouzdra (5) ohnutý kolem pouzdra (5), a jehož koncový úsek probíhá podél spodní strany pouzdra a tvoří katodový kontakt (12) .

4. Kondenzátor podle jednoho z nároků 1 až 4, u kterého je katodový svod (11) upevněn na horní straně kapacity (1).

5. Kondenzátor podle jednoho z nároků 1, 3 a 4

- u kterého je anodovým svodem (3) drát, bočně vyvedený zevnitř anodového tělesa (2),

- au kterého je anodový kontakt (9) kontaktován uvnitř pouzdra (5) s anodovým svodem (3) a v podstatě je vyveden ven z pouzdra (5) ve stejné výšce jako katodový svod (11).

6. Kondenzátor podle jednoho z nároků 1 až 5, u kterého má spodní strana (7) pouzdra (5) montážní plochu (15), jejíž výška je vůči kontaktovému úseku (10) popř. katodovému kontaktu (12) volena tak, že je vhodná k nalepení pouzdra (5) na desku s plošnými spoji v rámci techniky plošné montáže.

7. Kondenzátor podle jednoho z nároků 1 až 6, jehož vnější rozměry nepřekračují míry délka = (6,0 ± 0,3)mm, šířka = (3,2 ± 0,3) mm a výška = 1,5 mm.

8. Kondenzátor podle jednoho z nároků 1 až 7, který je vyroben obstřiknutím kapacity (1), opatřené anodovým svodem (8) a katodovým svodem (11), materiálem tvořícím pouzdro (5), a následným ohnutím katodového svodu (11), vyvedeného z pouzdra ven, a ven vyvedeného anodového kontaktu (9) nebo anodového plechu (14).