DE3600447A1

DE3600447A1 - Entkopplungskondensator und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3600447A1
Application number: DE19863600447
Authority: DE
Inventors: Raymond C. Scottsdale Ariz. Jodoin; Joseph E. Chandler Ariz. Johnston; Donald P. Albuquerque N. Mex. Schilling
Original assignee: Mektron Gent NV; Rogers Corp
Current assignee: Mektron Nv Gent Be
Priority date: 1985-01-09
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1986-07-17
Also published as: US4584627A; BE903985A; FR2575859B1; GB2169448A; FR2575859A1; IT1188233B; GB8600324D0; IT8619025A0; BR8600049A; GB2169448B

Description

Patentanvälte
Dorner + Hufnagel Ortnitstraße 2O 8000 München 8l

München, den 8. Januar I986 /J Anwaltsaktenz.: 19*1 - Pat. I31

Rogers Corporation, Main Street, Rogers, Connecticut O6263, Vereinigte Staaten von Amerika

Entkopplungskondensator und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft allgemein Entkopplungskondensatoren für integrierte Schaltungen. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine neuartige flache Bauform von Entkopplungskondensatoren und ein Verfahren zur Herstellung derselben, wobei je- ; weils ein Vielschicht-Chipkondensator verwendet wird, wodurch ■ höhere Kapazitätswerte für integrierte Schaltungen erhalten

j werden.

Entkopplungskondensatoren finden breite Anwendung auf gedruckten Schaltungsträgerplatten zur Verwendung in Verbindung : mit integrierten Schaltungen der dual-in-line-Bauart oder anderen elektronischen Bauelementen. Bisher bekannte Entkopp- j lungskondensatoren sind beispielsweise in den deutschen Aus- 1 legeschriften 3 323 ^72 und 3 400 584 beschrieben. j

Ungünstigerweise sind die Entkopplungskondensatoren der soeben erwähnten bekannten Art auf bestimmte Kapazitätswerte ; beschränkt. Diese Kapazitätswerte hängen von der Anzahl ein-

zelner planarer keramischer Kapazitätschips ab, welche in dem ! Entkopplungskondensator untergebracht werden können. Oft er- 1 füllen diese begrenzten und spezifischen Kapazitätswerte nicht

— 1 — '

die Anforderungen der Kunden und Produzenten. Tatsächlich
haben Hersteller elektronischer Ausrüstungen und ähnlicher
Geräte höhere Kapazitätswerte angefordert, als sie bei Verwendung üblicher planarer Kapazitätschips erzielbar sind.
Die Forderung nach höheren Kapazitätswerten ist insbesondere
bei kleineren integrierten Schaltungspackungen bedeutsam, bei welchen nur verhältnismäßig niedrige Kapazitätswerte gegenwärtig zur Verfügung stehen, d. h. Werte von 0,02 Microfarad.

• Es hat sich gezeigt, daß das Problem hinsichtlich der begrenzten Kapazitätswerte von Eutkopplungskondensatoren nicht einfach durch eine Modifikation bestehender Kondensatorkonstruktionen behoben werden kann, ohne daß große Ausgaben und wesentliche Änderungen in Kauf genommen werden müssen. Bei Ein- , satz der augenblicklich üblichen Technologie kann ein her-

ί kömmlicher planarer Kondensator nicht so abgewandelt werden,

! daß höhere Kapazitätswerte erreicht werden, ohne daß beim ' Herstellungsprozeß wesentliche Änderungen vorgesehen werden.

' Selbst wenn solche wesentlichen Änderungen durchgeführt wer- : den, so kann der Fachmann allenfalls nur eine Verdopplung j ί I

' oder Verdreifachung der Nennkapazität erwarten. ₍

"" j

Ω ' Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Entkopp- ι lungskondensatoren mit bedeutend erhöhten, beliebig wählbaren I j Kapazitätswerten bereitzustellen, wobei das Herstellungsver- !

^:

fahren keine kostspieligen Verfahrensschritte bedingt. j

ι Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merk- !

! j

j male gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ι des Entkopplungskondensators nach Anspruch 1 sowie ein Ver- i fahren zu seiner Herstellung bilden Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.

Ein Entkopplungskondensator der vorliegend angegebenen Art enthält eine Mehrzahl von Kontaktstiften oder Kontaktfahnen, ■welche von ihm wegragen und weiche gegenseitigen Abstand haben, wobei mindestens ein erster und ein zweiter Kontaktstift die Leistungsanschlüsse darstellen und mindestens eine mit einem Fensterausschnitt versehene erste Leiterplatte und

mindestens eine ebenfalls mit einem Fensterausschnitt versehene zweite Leiterplatte vorgesehen sind, welche durch isolierende Abstandshaltemittel voneinander getrennt sind und jeweils Anschlußmittel aufweisen, die in die Fensterausschnitte hineinragen, um die Verbindung zu einem Vielschicht-Kondensator herzustellen. Außerdem enthalten die Leiterplatten , jeweils Anschlußleiter. Der Entkopplungskondensator ist mit mindestens einem Vielschicht-Kondensatorchip ausgerüstet, welches in dem in den beiden Leiterplatten vorgesehenen Fensterausschnitt untergebracht und an den in den Fensterausschnitt hineinragenden Anschlußmitteln der beiden Leiterplatten befestigt ist. Schließlich ist der Entkopplungskondensator in einer Isolationsumhüllung eingekapselt.

Der hier angegebene flache Entkopplungskondensator enthält, wie bereits gesagt, ein Vielschicht-Kondensatorchip, welches hohe, jeweils gewünschte Kapazitätswerte hat, eine örtliche Ladungsspeicherung ermöglicht und eine Rauschentkopplung für integrierte Schaltungen bildet. Der neuartige Aufbau des vorliegend angegebenen Entkopplungskondensators bedingt solche Abmessungen, daß der Kondensator mehr Raum auf einer gedruckten Schaltungsträgerplatte einnimmt, als ohnedies den gebräuchlichen integrirrten Schaltungen zugeordnet ist. Weiter besitzt der Entkopplungskondensator der hier angegebenen Art eine niedrige Serieninduktivität und geringen Serienwiderstand, wodurch außerordentlich gute Eigenschaften bezüglich der Rauschsignalunterdrückung erreicht werden.

Vorzugsweise ist das verwendete Vielschicht-Kondensatorchip handelsüblicher Bauart, wobei ineinandergreifende Schichten

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aus Keramik und aus einer Metallisierung vorgesehen sind, welche durch Erhitzen zu einem monolithischen Block zusammengebacken sind. Die Leiterplatten können flache Metallplatten sein, welche mit Zungen oder Fahnen versehen sind, die im Winkel von 90 zur Ebene der Leiterplatte wegstehen, sowie eine Anschlußfahne, einen Anschlußstift oder eine Anschlußleitung zur Herstellung der Verbindung zu der integrierten Schaltung. Die Zungen oder Anschlußfahnen stellen die Verbindungsflächen dar, mit denen die Elektroden des Kondensatorchips in Verbindung gebracht werden. Der Kondensator kann auch mit einer Basis versehen werden, gegen die sich sein Kondensatorchip abstützt. Die Kunststoffkapselung kann eine Ummantelung sein, die als Spritzgußformteil, durch Tauchen, Gießen oder Laminieren aufgebracht ist, so daß Feuchtigkeit ferngehalten j wird, und die Leiter gegenüber der gedruckten Schaltungsträgei-jplatte isoliert sind.

Ein Entkopplungskondensator der hier angegebenen Art findet unter einer integrierten Schaltung Platz und kann mit den leistungsführenden Ansch]ußleitern und den Erdleitern der integrierten Schaltung durch kürzeste Verbindungsmittel verbunden werden. Im Falle von dual-in-line-Packungen besitzt der Entkopplungskondensator Leistungsarischlußstifte und Erdungsstifte, welche mit den Leistungsanschlußstiften und Erdungsstiften der zugehörigen integrierten Schaltung in gemeinsamen plattierten Bohrungen der Schaltungsträgerplatte Aufnahme finden. Gemäß einer anderen Ausführungsform können in der Schaltungsträgerplatte jeweils gesonderte plattierte Bohrungen vorgesehen sein und die Verbindung kann durch Leiterbahnen oder andere geeignete Verbindungsmittel hergestellt sein, die Leistungsanschlußstifte und Erdungsstifte der integrierten Schaltung bzw. des Entkopplungskondensators zusammenschließen. Oberflächenmontierter integrierter Schaltungen besitzt der Entkopplungskondensator Anschlußfahnen oder Anschlußleiter,

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•welche mit den Leistungsanschlußstiften oder -anpchlußfahnen und den Erdungsleitern der integrierten Schaltung verbunden sind oder Verbindung zu den spannungsführenden bzw. geerdeten Leiterbelägen haben.

In der nachfolgenden Beschreibung ist eine Anzahl von Varian- ' ten beispielsweise bezüglich der Dimensionen der Vielschicht-Kondensatorchips, bezüglich der Anzahl der Vielschicht-Kondensatorchips, der Anzahl der Leiter und der Geometrie und Anordnung bestimmter baulicher Einzelheiten angegeben. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht eine vereinfachte Version eines Entkopplungskondensators sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung vor, wobei sich eine ganz wesentliche Erniedrigung der Kosten und des komplizierenden Aufwandes der Herstellung erzielen läßt.

Entkopplungskondensatoren der vorliegend angegebenen Art bieten eine Vielzahl von Vorteilen und günstigen Eigenschaften gegenüber entsprechenden bekannten Bauelementen, nämlich u. a. bedeutend höhere Kapazitätswerte, als sie bei Einsatz planarer keramischer Kondensatoren erzielbar sind. Andere Eigenschaften sind die niedrigeren Herstellungskosten aufgrund der Verwendung von im Handel erhältlichen Vielschichtkondensatorchips und aufgrund einer billigen Montage, eine bedeutsame Vereinfachung des Aufbaus der Entkopplungsschleife, eine Verminderung des EMI/RFI-Verhältnisses durch Feldbegrenzung und verminderte Antennenfläche, eine Verringerung der Induktivität, wodurch die induzierten Spannungsspitzen beim Schalten der integrierten Schaltung vermindert werden und schließlich die Möglichkeit der Unterbringung unterhalb der integrierten Schaltung, wodurch die zur Verfügung stehende Fläche auf der gedruckten Schaltungsträgerplatte besser ausgenützt wird.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeipiele anhand der Zeichnung beschrieben, in der in den einzelnen Figuren ein-

BAD Ort^!.Ca»NAL

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ander entsprechende Teile je\veils mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines flachen

Entkopplungskondensators der vorliegend an- !

! gegebenen Art ohne Isolationsumhüllung; j

Fig. 2 eine Schnitt-Seitenansicht des Entkopplungs- ^! kondensators nach Figur 1 entsprechend der j in Figur 1 angegebenen Schnittrichtung 2-2, '

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Entkopplungskondensators nach Figur 1 mit seiner Isolationsumhüllung,

Fig. k eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Entkopplungskondensators,

Fig. 5 eine Schnitt-Seitenansicht des Entkopplungskondensators nach Figur k entsprechend der in dieser Zeichnungsfigur angegebenen Schnittlinie 5-5,

Fig. 6 eine Aufsicht auf eine wiederum andere Ausführungsform eines Entkopplungskondensators,

Fig. 7 eine Schnitt-Seitenansicht des Entkopplungskondensators nach Figur 6 entsprechend der in dieser Zeichnungsfigur angegebenen Schnittlinie 7-7 ι

Fig. 6¹A eine Schnitt-Seitenansicht einer wiederum anderen Ausführungsform eines Entkopplungskondensators (wobei die Schnittlinie in Figur 8b bei SA-SA angedeutet ist),

Fig. 8b eine perspektivische Ansicht des Entkopplungskondensators gemäß Figur 8A,

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Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsfomi eines Entkopplungskondensators ,

Fig.

Fig.
Fig.

1OA eine Aufsicht auf eine der Ausführungsform nach Figur 1 ähnliche Ausführungsform eines Entkopplungskondensators gemäß einer Abwandlung,

1OB eine Stirnansicht des Entkopplungskondensators nach Figur 1OA,

HA eine Aufsicht auf ein Einzelteil eines

Entkopplungskondensators der hier angegebenen Art in einem ersten Herstellungszustand,

Fig. HB eine Stirnansicht des Einzelteiles gemäß Figur HA,

Fig. 12A eine Aufsicht auf ein Zwischenprodukt bei der Herstellung eines Entkopplungskondensators gemäß einem zweiten Herstellungszustand,

Fig. 12B eine Stirnansicht des Zwischenproduktes gemäß Figur 12A und

Fig. 13 ein Flußdiagramm des Herstellungsverfahrens zur Herstellung von Ausfuhrungsformen eines Entkopplungskondensators nach den Figuren 1OA bis 12B.

Zunächst sei auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen. Der flache Entkopplungskondensator ist hier allgemein mit 10 bezeichnet. Der Entkopplungskondensator ist so ausgebildet und dimensioniert, daß er unterhalb einer integrierten Schaltungspackung Platz findet und mit den an Leistung angeschlossenen und den geerdeten Anschlußstiften der integrierten Schaltung über kürzeste Leitungswege verbunden werden kann.

Wird der hier angegebene Entkopplungskondensator in Verbindung mit dual-in-line-IC's eingesetzt, so teilt er mit diesen
gemeinsame plattierte Durchbrüche für die Leistungsanschlußstifte und die Erdungsstifte, oder es sind jeweils gesonderte
plattierte Durchbrüche vorgesehen, wenn eine getrennte Montage' gewünscht wird. Wird der Entlcopplungskondensator als Bauelement für die Oberflächeiimonta<re verwendet, so besitzt er An- ! schlußstifte oder Anschlußleiter, welche passend auf die Lei- I stungsanschlußstifte und die Erdungsstifte oder die Anschluß- '

leiter der integrierten Schaltung ausgerichtet sind. >

In den Figuren 1 bis 3 ist eine charakteristische Entkopp- j lungskondensator-Konstruktion der hier angegebenen Art gezeigt Der Entkopplungskondensator 10 enthält drei einzelne Bauele- j mente, nämlich zum ersten ein keramisches Vielschicht-Konden- I satorchip 12, zum zweiten die Leiterplatten l4 und l4' und, I zum dritten, eine isolierende Umkapselung 16. Das Vielschicht-Kondensatorchip 12 ist ein handelsübliches Bauteil mit übereinandergeschichteten und ineinandergreifenden Lagen aus Keramikmaterial und aus einer Metallisierung, wobei in überspringender Anordnung Metallisierungsschichten 11 und 13 an
Plattenabschlußelektroden 15 bzw. 17 gelegt sind und durch
Wärmebehandlung zu einem monolithischen Block verbunden sind.
Die Leiterplatten l4 und l4' sind flache Metallplatten mit
Anschlußzungen oder Anschlußfahnen 18 und 18' , welche um 90
gegenüber der Ebene der Leiterplatten l4 und 14' abgebogen
sind, sowie mit Anschlußstiften 20 und 20', welche zur Verbindung mit der zugeordneten integrierten Schaltung dienen.
Die Anschlußzungen oder Anschlußfahnen l8 und 18' tragen die
Befestigungsflächen, an welche die Elektroden 15 und 17 des
Kondensatorchips 12 angeschlossen werden.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 werden die
Abschlußelektroden 15 und 17 des Vielschicht-Kondensatorchips 12 mit den AnSchlußfahnen l8 und l8' der beiden Leiter-

BAD ORfQfMAL

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ί platten l4 und l4' über einen Klebstoff 19 verbunden, um den elektrischen und mechanischen Kontakt herzustellen. Der Klebstoff ist vorzugsweise ein nicht leitfähiger Klebstoff, wobei der elektrische Kontakt durch differentielle Oberflächenrauhigkeit erzeugt wird, wie dies in der US-Patentschrift 4 236 038 beschrieben ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann auch ein leitfähiger Klebstoff verwendet werden oder es kann eine Lötverbindung hergestellt werden.

Jede der Leiterplatten l4 und l4' besitzt eine einzelne Anschlußfahne 18 bzw. Ib¹' und einen mittleren Fensterausschnitt 22 zur Aufnahme des Kondensatorchips 12, wobei in den Fensterausschnitt die Anschlußzungen oder Anschlußfahnen l8 bzw. 18¹ hineinragen. Diese bauliche Ausbildung gestattet eine isolierj te Anbringung des Kondensatorchips 12 gegenüber den Leiter- ; platten l4 bzw. l4' mit Ausnahme der Verbindungsstellen zu j den Anschlußfahnen l8 und l8' nach Einsetzen des Kondensator- ! chips in den Fensterausschnitt. Die Leiterplatten 14 und 14' j sind durch eine Isolationszwischenlage 24 voneinander getrennt. Die Dicke der Isolationszwischenlage 24 ist minimal zu halten, um einen minimalen Abstand zwischen den Leiterplatten l4 und l4' vorzusehen und damit die Induktivität minimal zu gestalten.

Vorzugsweise wird die in Figur 1 gezeigte Anordnung mit einer Isolationsumhüllung l6 versehen, wie in Figur 3 dargestellt ist. Die Isolationsumhüllung l6 kann ein Spritzgußformteil I sein, durch Tauchen, durch Gießen oder Laminieren oder in an- j derer Weise hergestellt werden, so daß effektiv Feuchtigkeit ! ferngehalten wird und die Leiter von der gedruckten Schal- : tungstragerplatte isoliert werden, auf der der Entkopplungs- : kondensator montiert werden soll. Es ist festzustellen, daß , die Isolationszwischenlage 24 en Bestandteil der Isolations- j umhüllung l6 sein kann oder auch ein hiervon getrenntes Bau- ' teil bilden kann. '

- 9 _ i

BAD

Die obere Leiterplatte l4 ist mit der Abschlußelektrode 15

des Kondensatorchips über die Anschlußfahne 18 verbunden und

die untere Leiterplatte l4' ist mit der Abschlußelektrode 17

des Kondensatorchips über die Anschlußfahne l8' verbunden. i

Die Kontaktstifte 20 und 20' sind auf diese Weise an die ein- ·■

j ander gegenüberliegenden Abschlußelektroden des Vielschicht- i

Kondensatorchips angeschlossen. ι

In den Figuren k und 5 ist eine andere Ausführungsform des ! , hier angegebenen Entkopplungskondensators mit 26 bezeichnet. ' Die nun beschriebene Ausführungsform unterscheidet sich da- i

ι I

j durch grundsätzlich von der Ausführungsform nach den Figuren 1:

! bis 3i daß das Vielschicht-Kondensatorchip eine andere Länge j ι besitzt und die Leiter andere Gestalt besitzen. Abweichend < von der Ausführungsform mit den flachen Leiterplatten 14 und l4' hat das Kondensatorchip 32 bei der hier betrachteten Ausführungsform solche Länge, daß Leiterplatten oder Leiterbahnen zwischen dem Kondensatorchip und den Anschlußkontaktstiften hier nicht erforderlich sind. Die Leiterelemente 28 und ! 28' des Entkopplungskondensators 26 haben lediglich die Gestalt kurzer Verlängerungen der Anschlußkontaktstifte 30 und

ί 30'. Die Anschlußkontaktstifte 30 und 30' setzen sich zu den

Leiterelementen 28 und 28' über einen um 90 verdrehten Ab-₍ schnitt fort, wobei die Leiterelemente 28 und 28¹ über einen ; Klebstoffbelag 29 unmittelbar an den Abschlußelektroden 31 und 31' des Vielschicht-Kondensatorchips 32 befestigt sind. Die Baueinheit nach Figur 4 kann in ähnlicher Weise wie zuvor beschrieben mit einer Umkapselung oder Ummantelung versehen

; sein. Das vorliegend beschriebene Ausführungsbeispiel erraög-

licht eine vielseitige Verwendung aufgrund der Ausbildung als dünneres Bauteil, aufgrund eines beliebig gestalteten Kondensatorchips 32 und aufgrund der Verwendung von weniger Leitermaterial gegenüber dem zuvor betrachteten Ausführungsbeispiel.

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BAD ORIQiMAL

In den Figuren 6 und 7 ist eine Ausführungsform ,cezeijrt, welche als Trägerversion bezeichnet werden kann, wobei der Entkopplungskondensator hier mit 36 bezeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform findet im Entkopplungskondensator ein Niederprofil-Vielschicht-Kondensatorchip 3'ό Verwendung, um die Herstellung zu erleichtern (d. h., leichtere Herstellung und niedrigere Kosten). Das Kondensatorchip 38 enthält ineinandergreifende Metallschichten 37 und 39, die jeweils an einander gegenüberliegende Abschlußelektroden 4l und 43 angeschlossen sind. Zwei übereinandergelegte Leiterplatten 40 und 40' sind durch eine Isolationszwischenlage 42 voneinander getrennt und sind mit Trägerabschnitten 44 und 46 versehen. Der Trägerabschnitt 44 geht von der oberen Leiterplatte 40 aus, so daß ein abgekanteter, gebogener Abschnitt vorzusehen ist, während der Trägerabschnitt 46 sich an die Leiterplatte 40' in deren Ebene an die Leiterplatte einstückig anschließt. Die Anschlußfahnen 48 stellen die elektrische Verbindung zu dem Kondensatorchip 38 her, nachdem dieses in den Fensterausschnitt 50 der Leiterplatten 40 und 40' eingesetzt ist. Die An Schlußfahnen 48 sind mit den Abschlußelektroden 4l mittels Klebstoff 51 verbunden, um den elektrischen Kontakt zwischen den Anschlußfahnen 48 und der Abschlußelektrode 51 herzustellen. Die Anschlußstifte 52 und 52' dienen zur Herstellung des Kontaktes zwischen dem Entkopplungskondensator 36 und einer in der Zeichnung nicht dargestellten integrierten Schaltung. Wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die gesamte Anordnung in einer nicht wiedergegebenen Weise in Kunststoff gekapselt sein, um den Zutritt von Feuchtigkeit zu verhindern und eine Isolation zu schaffen.

In den Figuren 8A und 8B ist eine weitere alternative Ausführungsform dargestellt, welche als Zwillingskondensator-Version bezeichnet werden kann und mit 54 bezeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind drei voneinander getrennte Leiterplat-

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BAD

ten vorgesehen, nämlich eine obere Leiterplatte 56, eine untere Leiterplatte 56'' und eine mittlere Leiterplatte 56'. Sämtliche Leiterplatten 56, 56' und 56'' sind voneinander durch Isolationszwischenlagen 58 getrennt. Bei der hier be- \ trachteten Ausführungsform ist die mittlere Leiterplatte 56' geerdet, während die beiden äußeren Leiterplatten 56 und 56'' an unterschiedliche Leistungskegel oder Potentiale gelegt sind. Der Zwillingskondensator ^k sieht einen elektrischen und mechanischen Kontakt zwischen den Vielschicht-Kondensatorchips 60 und den Leiterplatten 56, 56' und 56'' in ganz entsprechender Weise vor, wie dies bei der Trägerversion entsprechend der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 dargestellt ist. Demgemäß halten ein Trägerabschnitt 62 der unteren Leiterplatte 56¹' und ein Trägerabschnitt 6k der geerdeten Leiterplatte 56' das Kondensatorchip 6O in dem Fensterausschnitt 68, wobei der Trägerabschnitt 6k abgebogen und abgesetzt ist, während der Trägerabschnitt 62 eine ebenengleiche Fortsetzung der Trägerplatte 56'' bildet. Die Anschlußfahne 66 dient zur elektrischen Verbindung des Kondensatorchip mit der Leiterplatte 56, nachdem das Kondensatorchip in den Fensterausschnitt 68 eingesetzt worden und die Verbindung zur Elektrode 69 hergestellt ist. Die mittlere Leiterplatte 56' ist an die Abschlußelektrode 71 des Vielschicht-Kondensatorchips 60 über den abgesetzten Trägerabschnitt 6k angeschlossen. Auf diese Weise ist das Kondensatorchip 6O zwischen die Leiterplatten 56¹ und 56¹' gelegt. Schließlich stellen die Anschlußstifte 70 und 70' die Verbindung zwischen dem Kondensatorchip 60 und einer nicht dargestellten integrierten Schaltung her.

In entsprechender Weise ist ein zweites Vielschicht-Kondensatorchip 60' innerhalb des Fensterausschnittes 68' an Trägerabschnitten 62' und 6k^% gehalten. Die obere Leiterplatte 56 ist mit der Abschlußelektrode 69' des zweiten Vielschicht-

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BAD OK'

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Kondensatorchips 60' verbunden und die mittlere Leiterplatte 56' ist über eine Anschlußfahne 66' mit der Abschlußelektrode j 71' verbunden. Auf diese V7eise ist das Kondensatorchip 6O¹ ; zwischen die Leiterplatten 56 und 56' gelegt. In der Ausfüh- ⁽ rungsform nach den Figuren 8A und 8B sind mindestens in^esamt j drei Anschlußstifte oder Anschlußleiter 70, 7O' und 70" , vor-; gesehen. Diese Bauart findet im allgemeinen mit integrierten Schaltungen Verwendung, welche zwei Spannungspegel erforderlich machen. Es sind also zwei leistungsführende Anschlüsse ( + , -) vorhanden, welche von den Anschlußstiften 70 und 70' ' gebildet werden und welche von den Leiterplatten 56 und 56¹' ausgehen, während ein Anschlußstift und eine Leitung 70' von ! der geerdeten Leiterplatte 56' ausgeht und sich somit insge- , samt drei Anschlußstifte ergeben. Eine nicht dargestellte Um- ' kapselung kann die Anordnung ummanteln, um einen ausreichen- _t den Schutz und eine Isolation zu erreichen. Wie bereits aus- t

geführt, wird der Entkopplungskondensator 5^ nach den Figu- J

ι ren 8A und 8B vorzugsweise für mit zwei Spannungspegeln arbei-i tende Bauelemente eingesetzt und braucht nicht dicker zu sein als die Konstruktion mit einem einzelnen Kondensator, also die Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 7·

In Figur 9 ist wiederum eine andere Ausführungsform eines Entkopplungskondensators der hier angegebenen Art gezeigt. Diese Konstruktion kann als Flachpackung bezeichnet werden und ist durch das Bezugszeichen 72 gekennzeichnet. Der einzige wesentliche Unterschied besteht hier im Vergleich zu dem Entkopplungskondensator etwa nach den Figuren 1 bis 3 in der quadratischen Gestalt (anstelle der rechteckigen Gestalt) und in den Streifenleiteranschlüssen 73, 75 und 75» (anstelle der Anschlußstifte). Abwandlungen ähnlich wie bei dem Flachpakkungskondensator 72 können bei den anderen hier betrachteten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, um eine Anpassung an das Kontaktstiftraster und andere Verfahren der Montage mit hohen Anschlußleiterzahlen vorzunehmen. Nachdem der Aufbau des Entkopplungskondensators 72 so ähnlich demjenigen des

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bap.

Kopplungskondensators 10 ist, sind zur Bezeichnung einander j

entsprechender Teile auch gleiche Bezugszeichen verwendet. |

ι Eine Kontaktstiftanordnung oder Anschlußkontaktanordnung, wie \

sie in Figur 9 gezeigt ist, wird im allgemeinen in ECL-Schal- ι

i tungen verwendet. Diese optimale Anschlußanordnung oder Kon- !

taktstiftanordnung enthält zwei geerdete Kontaktstifte 75, ' welche um l80 voneinander weg weisen und an die Leiterplatte Ik* angeschlossen sind, sowie für den Spannungsanschluß ■ einen Kontaktstift 73, der mit der oberen Leiterplatte l4 in j Verbindung steht. Der Fachmann erkennt ohne weiteres, daß die j Konfiguration mit den zwei geerdeten Kontaktstiften in gleicher Weise auch bei den anderen Ausführungsformen vorgesehen · werden kann.

Eine vereinfachte und besonders zweckmäßige Ausführungsform j eines Entkopplungskondensators der vorliegend angegebenen Art j ist in den Figuren 1OA und 1OB bei "]h gezeigt. Der Entkopplungskondensator 7k eignet sich außerordentlich gut für eine
einfache und billige Herstellung. Es sei nun gleichzeitig auf die Figuren 1OA und 1OB, HA und HB, 12A und 12B sowie auf
Figur 13 Bezug genommen. Der Aufbau und ein typischer Herstellungsgang der Einheit nach den Figuren 1OA und 1OB läßt sich
folgendermaßen beschreiben:

Betrachtet man zunächst die Figuren HA und HB, so erkennt
man, daß ein ununterbrochenes Leiterband 76 aus einem dünnen,
leitfähigen Metallblech mit einer Vielzahl von Anschlußstiften oder Anschlußfahnen 78 versehen wird, welche an dem Leiterband durch Stanzen oder in anderer Weise in regelmäßigen Abständen längs der beiden Längsränder des Leiterbandes 76 geformt werden, wobei dieser Verfahrensschritt in Figur 13 mit A bezeichnet ist. Im Verfahrensschritt B werden an dem Leiterband 76
Fensterausschnitte 80 in geeigneten Abständen ausgestanzt.
Hierauf werden an den einander gegenüberliegenden Enden der
Fensterausschnitte 00 zwei Zungen Ö2 und 82' freigeschnitten
und dann im 90 -Winkel gegenüber der Ebene des Leiterbandes 76

- Ik -

nach oben abgebogen, was in Figur 13 durch den Verfahrensschritt C kenntlich gemacht und in Figur HB gezeigt ist. Zwei\ Ausschnitte 84 werden im Fensterausschnitt 80 auf halbem Wege längs der Innenkanten, welche parallel zu der Längsrichtung des Leiterbandes 76 verlaufen, gebildet, wie in Figur 13

durch den Verfahrensschritt D angedeutet ist. Selbstverständlich könnten diese Ausschnitte 84 auch bei der Durchführung eines anderen Verfahrensschrittes mitgebildet werden.

Wie aus den Figuren 12A und 12B ersichtlich ist, wird ein keremisches Vielschicht-Kondensatorchip 86 über dem Fensterausschnitt 80 zentriert und in den Fensterausschnitt eingesetzt, so daß die Abschlußelektroden 83 und 83' des Kondensatorchips 86 in Berührung mit den freigeschnittenen und umgebogenen Zungen 82 bzw. 82' gelangen. Das Kondensatorchip 86 wird sodann mit den Zungen 82 und 82' durch Schweißung oder Lötung oder mittels Klebstoff oder in anderer Weise, wie durch den Verfahrensschritt E in Figur 13 angedeutet, verbunden, um einen mechanischen und elektrischen Kontakt zwischen den Fahnen 82 und 82¹ und den jeweiligen Elektroden herzustellen. Hierauf werden die überflüssigen Anschlußstifte 78 nach Bedarf entfernt, um die Gestalt des Entkopplungskondensators für die Verwendung in Verbindung mit einer bestimmten integrierten Schaltung oder für einen anderen AnwendungpCall festzulegen. Wie in Figur 1OB dargestellt und durch den Verfahrensschritt F in Figur 13 deutlich gemacht, werden sodann die Anschlußstifte im Winkel von 90 gegenüber der Ebene des Leiterbandes umgebogen.

Schließlich wird gemäß Verfahrensschritt G von Figur 13> wie in den Figuren 1OA und 1OB gezeigt, das Leiterband 78 im Be-

j reich der Ausschnitte 84 nahe der Mitte des Bauelementes durchtrennt, so daß zwei elektrisch unabhängige Leiterbereiehe 88 und 88' entstehen. Jeder der Leiter 88 und 88' wird sodann auf die richtige Länge geschnitten. Danach wird im Verfahrensschritt H (siehe Figur 13) die gesamte Anordnung eingekapselt. Es sei bemerkt, daß die Umkapselung auch durchge-

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führt werden kann, bevor das Zuschneiden der Leiterbahnabschnitte auf Länge erfolgt , wenn dies zvfpckmnßipor ist.

Die sich ergebende vereinfachte Konstruktion nach Durchführung des Verfahrensschrittes II ist in den Figuren 1OA und IOD dargestellt und kann als Kinleiter-Version bezeichnet werden. Die leichte und billige Herstellbarkeit macht diese Ausführungsform für bestimmte Fälle der Massenproduktion besonders , geeignet.

Es versteht sich für den Fachmann, daß eine Vielzahl von Variationen bei der Konstruktion, Ausbildung und Herstellung des hier vorgeschlagenen Entkopplungskondensators möglich ist, etwa hinsichtlich der Außenabmessungen, der Anzahl der Schichten, der Kapazität und des Dielektrikums des Vielschicht;-Kondensatorchips sowie der Anzahl der Vielschicht-Kondensator-i chips. Weiter kann bei der Befestigung der Kondensatorchips | an den Leiterplatten oder Leiterbahnen eine Schweißverbindung,¹ Lötverbindung oder Klebverbindung mit leitfähigem oder nicht J

ι leitfähigem Klebstoff zur Anwendung kommen. Wie bereits gesagt!

kann die Anzahl der Leiterschichten und ihre jeweilige Zusammensetzung nach Wunsch verändert werden und die Ummantelung ^; kann aus Polymeren bestehen, die im Spritzgußverfahren, im , Gießverfahren, durch Tauchen oder Laminieren aufgebracht werden. Blindstifte, wie sie an anderer Stelle bereits vorgeschlagen worden sind, können außerdem eingesetzt werden, um die Stabilität für die automatische Montage zu erhöhen. Auch können die Abmessungen der Bauelemente und die Verfahren zur Verbindung mit den integrierten Schaltungen verändert werden, um die Bauelemente an eine Vielzahl integrierter Schaltungspackung en anpassen zu können.

Wie zuvor erläutert, hat der flache Entkopplungskondensator der hier angegebenen Konstruktion viele vorteilhafte Eigenschaften und Vorzüge gegenüber entsprechenden bekannten Bau-

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■ elementen. Beispielsweise ermöglicht der angegebene Entkopp-

; lungskondensator einen breiteren Bereich verwirklichbarer Και pazitätswerte und Temperaturcharakteristiken als entsprechende;

bekannte Kondensatoren in dieser Art. Insbesondere erlaubt der ; vorgeschlagene Entkopplungskondensator ganz bedexitend höhere :

Kapazitätswerte als sie mit herkömmlichen planaren Keramik- !

■ I

kondensatoren verwirklicht werden konnten. Dies ist von beson-

ι derer Bedeutung für Anwendungsfälle mit hohen transienten ■ Strömen beispielsweise bei 256K DRAM.

' Ein weiterer Vorteil des hier beschriebenen Konstruktionsgedankens ist es, daß die Herstellungskosten weitaus kleiner ! sind, was auf der Verwendung der im Handel erhältlichen Viel- \ schicht-Kondensatorchips beruht. Es ist allgemein bekannt, daß die Erhöhung der Kapazität der Vielschicht-Kondensatorchips ] die Herstellungskosten bei weitem nicht so erhöht wie dies bei, herkömmlichen planaren Kondensatoren der Fall ist. Auch die
automatische Montage der Kondensatoren bedingt geringere Kosten, da vorhandene Einrichtungen, welche zur Handhabung von
Kondensatorchips ausgelegt sind, verwendet werden können. Einej weitere Kostenreduzierung folgt aus der Verwendung der "Ein- j leiter"-Version, wie sie anhand der Figuren 10 bis 13 be- j schrieben worden ist.

Eine weitere Eigenschaft des vorliegenden Entkopplungskonden- I sators ist das verminderte EMI/RFI-Verhältnis aufgrund einer ; Feldbegrenzung und einer reduzierten Antennenfläche. Außerdem bewirkt die verminderte Induktivität eine Erniedrigung
der induzierten Spannungspitzen beim Schalten der integrierten Schaltkreise.

Auch ermöglicht die Verwendung der erfindungsgemäßen Bauelemente eine bessere Ausnutzung des Raumes auf der gedruckten
Schaltungsträgerplatte, nachdem die vorliegend angegebenen
Kopplungskondensatoren unter den integrierten Schaltungen

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3600W -

montiert werden können. Schließlich bedingt die hier angegebene Konstruktion einen kostengünstigen, bedeutend vereinfach-· ten Aufbau der Entkopplungsschleife gegenüber entsprechenden bekannten Kondensatoren.

SAD ORiG-¹NAL

Claims

Patentansprüche

. Entkopplungskondensator mit einer Mehrzahl von Kontaktstiften, welche in gegenseitigem Abstand voneinander von dem Kondensator wegragen, wobei mindestens ein erster Kontaktstift und ein im Abstand davon befindlicher zweiter Kontaktstift die Leistungsanschlüsse bilden, gekennzeichnet durch mindestens eine erste Leiterplatte mit einem darin vorgesehe- ,

nen Fensterausschnitt, durch mindestens eine zweiter Leiterplatte, welche ebenfalls mit einem Fensterausschnitt versehen ist, durch zwischen den Leiterplatten vorgesehene isolierende Abstandshaltermittel, wobei jede der Leiterplatten mit in die Fensterausschnitte hineinragenden Anschlüssen zur Verbindung mit einem Vielschicht-Kondensatorchip versehen ist und außer- . dem jeweils Anschlußkontaktleiter aufweist und wobei min- ; destens ein Vielschicht-Kondensatorchip in den Fensteraus- ! schnitten der Leiterplatten Aufnahme findet, sowie schließ- .. * lieh durch eine Isolationsummantelung zur Kapselung des Ent- \

kopplungskondensators. ι "

2. Entkopplungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Fensterausschnitt hineinragende An- : Schluß mindestens an einer Leiterplatte (l4, lk' ) die Gestalt j einer Anschlußfahne (l8) hat, die rechtwinklig zur Ebene der , betreffenden Leiterplatte abgebogen in den Fensterausschnitt

ι ragt.

3. Entkopplungskondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiterplatten (1Λ, lA¹) eben sind und im Abstand voneinander parallel verlaufen, so daß sich eine Sandwich-Konstruktion ergibt und daß die Anschlüsse (18, l8') von jeder der Leiterplatten (lA, l4") in den jeweiligen Fensterausschnitt hineinragen und jeweils um 90 gegenüber der Ebene der Leiterplatten umgebogen sind.

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k. Entkopplungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontaktleiter (20, 20' |) um 90 gegenüber der Ebene der Leiterplatten umgebogen sind.

■ 5· Entkopplungskondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatten (28, 28') den Anschlüssen für das Vielschicht-Kondensatorchip entsprechen und ein-

, stückig damit verbunden sind und daß die Anschlußkontaktleiter (30, 3O¹) um 90° verdreht sind.

6. Entkopplungskondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiterplatten (40, 40') eben sind und im Abstand voneinander parallel verlaufen, wobei die j

,erste Leiterplatte (40) einen ersten Halteansatz (44) auf- j : weist, der einen abgekanteten Absatz bildet, während die zweite!

Leiterplatte (40') mit einem zweiten Halteansatz (56) verse- ', hen ist, der eine Fortsetzung der zweiten Leiterplatte in deren Ebene bildet, daß die Anschlüsse (4l) für das Vielschicht-Kondensatorchip (38) von der zweiten Leiterplatte (40¹) wegragen und gegenüber deren Ebene einen 90°-Winkel bilden, und daß das Vielschicht-Kondensatorchip (38) in die genannten Fensterausschnitte eingesetzt ist und an den Halteaixsätzen (44, 46) abgestützt und mit diesen verbunden ist.

7. Entkopplungskondensator nach Anspruch 1 oder 2, gekennj zeichnet durch eine Erdungsleiterplite (56'), welche zwischen den beiden genannten Leiterplatten (56, 56'') gelegen ist, : wobei weitere isolierende Abstandshaltern!ttel (58) zwischen der ersten Leiterplatte (56) und der Erdungsleiterplatte (56¹) und dritte isolierende Abstandshaltemittel (58) zwischen der zweiten Leiterplatte (56'') und der Erdungsleiterplatte (56¹) angeordnet sind, ferner durch ein erstes Vielschicht-Kondensatorchip (6O¹), das zwischen die erste Leiterplatte (56) und die Erdungsleiterplatte (56¹) geschaltet ist, durch ein zweites Vielschicht-Kondensatorchip (60), welches zwischen die

j zweite Leiterplatte (56'') und die Erdungsleiterplatte (56¹) ! geschaltet ist sowie schließlich durch Einrichtungen zur Ab- ! Stützung der beiden Vielschicht-Kondensatorchips (60', 60) in ■ den Fensterausschnitten der ersten und der zweiten Leiterplatte sowie der Erdungsleiterplatte (56, 56'', 56').

; 8. Entkopplungskondensator nach Anspruch 7» dadurch gekenn-

, zeichnet, daß die erste und die zweite Leiterplatte sowie

die Erdungsleiterplatte (56, 56¹', 56¹) ebene Gestalt haben ; und im Abstand voneinander parallel zueinander verlaufen, wobei die erste Leiterplatte und die Erdungsleiterplatte ein- ! ander entsprechende und fluchtende Fensterausschnitte (68') in ihrer Mitte aufweisen, während die zweite Leiterplatte j und die Erdungsleiterplatte (56¹', 56') ebenfalls einander entsprechende, miteinander fluchtende zweite Fensterausschnitte (68) in ihrer Mitte besitzen.

9. Entkopplungskondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteansätze in der Weise gebildet sind, daß an der ersten Leiterplatte (56) ein erster Halteflansch (64t·) in Form eines abgekanteten Absatzes gebildet ist, während an der Erdungsleiterplatte (56') ein zweiter Halteflansch in Form eines ebenen gleichen Fortsatzes der Erdungsleiterplatte gebildet ist, daß die Anschlüsse (71') von der Erdungsleiterplatte (56¹) wegstehen und um 90 gegenüber der Ebene der Erdungsleiterplatte umgebogen sind und daß das erste Vielschicht-Kondensatorchip (6O¹) in den ersten Fensterausschnitt (68') eingesetzt und an den beiden genannten Halteflanschen (64·, 62') befestigt ist.

10. Entkopplungskondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel in der Weise ausgebildet sind, daß an der Erdungsleiterplatte (56') ein erster Halteflansch (64) gebildet ist, der einen abgekanteten Absatz bildet, wäh-

rend an der zweiten Leiterplatte (56¹') ein zweiter Ilalteflansch (62) gebildet ist, der eine ebenengleiche Fortsetzung der zweiten Leiterplatte ist, daß die Anschlüsse (71) von der zweiten Leiterplatte (56¹¹) wegragen und einen Winkel von 90 gegenüber der Erdungsleiterplatte bilden, und daß das zweite Vielschicht-Kondensatorchip (60) in die zweiten Fensterausschnitte (68) eingesetzt und an den genannten Halteflanschen (64, 62) befestigt ist.

11. Entkopplungskondensator nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens drei Anschlußkontaktleiter (70, 70', 7O¹¹), von denen mindestens je einer jeweils mit den beiden Leiterplatten und der Erdungsleiterplatte (56, ; 56■', 56') verbunden ist.

; 12. Entkopplungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 11,j dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatten rechteckigen Um- ; riß aufweisen.

f 13. Entkopplungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatten quadratisch

i
sind.

ik. Entkopplungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontaktleiter Flach bahnleiter sind.

' 15- Entkopplungsköndensator nach Anspruch 14, dadurch gekenn-

' zeichnet, daß ein erster Flachbahnleiter (73) mit der ersten

Leiterplatte (lk) verbunden ist und daß zwei weitere Flachj bahnleiter (75, 75') mit der zweiten Leiterplatte (1_4) ver-

bunden sind, wobei die beiden weiteren Flachbahnleiter (75, 75') um 180 voneinander wegweisen.

31Γ0(Γ447

■ l6. Entkopplungskondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Vielschicht-Kondensatorchip durch Klebung oder durch Festkitten befestigt ist.

17. Entkopplungskondensator nach Anspruch l6, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der zur Klebung verwendete Klebstoff elektrisch nicht leitfähig ist.

' l3. Entkopplungskondensator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Klebung verwendete Klebstoff elektrisch ; leitfähig ist.

• 19· Entkopplungskondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiterplatten (88, 88') in derselben Ebene gelegen sind.

20. Verfahren zur Herstellung eines Entkopplungskondensators, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Bereitstellen eines ununterbrochenen Leiterbandes mit randständigen Anschlußkontaktstiften,

b) Stanzen eines Fensterausschnittes im mittleren Bereich des Leiterbandes,

c) Ausbildung zweier einander gegenüberstehender Anschlußfahnen innerhalb des Fensterausschnittes und Umbiegen der Anschlußfahnen um 90°,

d) Ausschneiden zweier Nischen am Innenrand des Fensterausschnittes auf halber Strecke der zur Längsrichtung des Leiterbandes parallel verlaufenden Innenkante,

e) Einsetzen eines Vielschicht-Kondensatorchips in den Fensterausschnitt und Verbinden das Kondensaforchips mit den Anschlußfahnen,

f) Beseitigen überzähliger Anschlußkontaktstifte am Rande des Leiterbandes und Umbiegen der verblei-

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bonden Anschlußkontaktstifte um 90 » g) Durchtrennen des Leiterbandes im Bereich der

Nischen zur Bildung zweier unabhängiger Leiterbereiche und
h) Einkapseln der Anordnung.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterband mit den ^εΛίεϋε in die Fensterausschnitte eingesetzten Vielschicht-Kondensatorchips zur Abtrennung einzelner unabhängiger Bauelemente abgeschnitten wird.

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