DE3612462A1 - Verfahren zum herstellen umhuellter elektrischer plasmapolymerer vielschichtkondensatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen um­ hüllter elektrischer plasmapolymerer Vielschichtkonden­ satoren, die aus übereinanderliegenden und seitlich zu­ einander versetzten Metall- und Glimmpolymerisatschich­ ten bestehen, wobei der Kondensatoraufbau auf einem Trä­ germaterial abgeschieden wird, das an zwei gegenüberlie­ genden Stirnseiten mit metallischen Kontaktschichten ver­ sehen ist.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-A-30 21 786 be­ kannt. Dabei werden zunächst isolierende Substratträger­ streifen an ihren schmalen Seiten mit einer gut haften­ den Kontaktschicht aus Metall versehen, die auf die zur Beschichtung des Kondensators vorgesehene Streifenseite umgreift. Nach diesem Metallisierungsprozeß wird der Schichtkondensator auf dem Substrat aufgebaut, indem al­ ternierend als Elektroden dienende Metallschichten und glimmpolymere Dielektrikumschichten angeordnet werden. Auf einem Substratträgerstreifen können dabei nebenein­ ander viele Kondensatoren aufgebracht und nach ihrer Her­ stellung zu Einzelkondensatoren getrennt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für eine bestückgerechte und schwallötfeste Umhüllung der genannten Kondensatoren anzugeben, das kleinstmögliche Ab­ messungen bzw. Abmessungsvergrößerungen des Substrates durch die Umhüllung bei einer kostengünstigen Herstellung gewährleistet und auch eine Weiterverarbeitung zu Baufor­ men mit radialen Anschlüssen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest die metallisierten Stirnseiten des Trägermate­ rials vor dem Aufbringen der Umhüllung des Kondensator­ aufbaus abgedeckt werden.

Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß einerseits nur die Trägerseite mit dem Kondensatoraufbau umhüllt bzw. versie­ gelt wird und daß gleichzeitig eine Verschmutzung der seitlichen Kontaktschichten mit Umhüllungsmaterial vermie­ den wird.

Es ist vorteilhaft, eine Abdeckvorrichtung zu verwenden, die auf der Seite mit dem Kondensatoraufbau entsprechend der gewünschten Schichtdicke über das Trägermaterial über­ steht. Dadurch ergibt sich im Falle eines Aufgießens von Umhüllungsmaterial ein definiertes Gießnest, so daß ei­ nerseits die seitlichen Abmessungen des Trägerstreifens nicht vergrößert werden und andererseits auch ein Herab­ fließen von Umhüllungsmaterial verhindert wird.

Zur Abdeckung der metallisierten Stirnseiten kann entwe­ der ein Klebeband oder eine Blechkappe verwendet werden. Bei Verwendung einer Blechkappe als Abdeckvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn das Trägermaterial seitlich eine Sicke aufweist, in die die Blechkappe einrastet. Die Blechkappe ist vorteilhaft mit der Metallisierung ver­ lötet und kann nach Herstellung der Umhüllung umgebör­ delt werden.

Weitere Möglichkeiten, die metallisierten Stirnseiten abzudecken, bestehen darin, eine Schoopschicht auf den Stirnflächen des Trägermaterials anzubringen oder die metallisierten Stirnseiten mit einer aufgerollten Kap­ pe aus Leitlack oder Leitkleber zu versehen.

Weiterhin können mehrere Träger auf eine Palette gesteckt werden und derart mit einer Kunststoffolie umgezogen wer­ den, daß nur die zu umhüllenden Flächen offen bleiben.

Es ist ebenfalls möglich, als Abdeckvorrichtung eine vor­ gefertigte Form zu verwenden.

Falls das Trägermaterial Befestigungssegmente mit darin angeordneten Befestigungsbohrungen besitzt, ist es vor­ teilhaft, diese Befestigungsbohrungen ebenfalls vor dem Umhüllvorgang abzudecken.

Anhand der folgenden Ausführungsbeispiele wird der An­ meldungsgegenstand näher erläutert.

In der dazugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Substratträgerstäbchen mit Kondensatorele­ menten,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen umhüllten Konden­ sator,

Fig. 3 eine Abdeckung durch Klebefolie,

Fig. 4 eine Umhüllung in einer vorgefertigten Form,

Fig. 5 eine Abdeckung durch umzogene Kunststoffolie,

Fig. 6 und Fig. 7 eine Abdeckung durch eine Blechkappe,

Fig. 8 eine Abdeckung bei gesicktem Träger, und

Fig. 9 eine Abdeckung durch Schoopschichten.

In der Fig. 1 ist der Abschnitt eines Substratträgerstäb­ chens 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Auf dem Träger 1 sind die geschilderten Kondensatoraufbauten 2 abgeschieden, die sich tafelförmig auf dem Trägermaterial 1 anordnen. Weiterhin besitzt der Träger 1 ein Befesti­ gungs/Aufnahme-Segment 3, das mit einer Befestigungsboh­ rung 4 versehen ist. Ferner ist in der Fig. 1 dargestellt, daß die Kondensatoren 2, die auf der Oberseite des Trä­ gers 1 angeordnet sind, mit einer Umhüllung 5 abgedeckt sind.

Der Träger 1 und der Deckelstreifen 5 können als gestanz­ te Streifen bzw. Plättchen, z. B. aus Hartpapier (Hp) 0,3...1,0 mm, Hartgewebe (Hgw) 0,3...1,0 mm, z. B. mit Phenol-, Melamin-, Epoxid- oder Polyesterharz getränkt oder aus isoliertem Metall (eloxiertes oder lackiertes Aluminium) ausgebildet sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Träger 1 und Deckel 5 aus folienkaschier­ ten und gestanzten Streifen bzw. Plättchen, z. B. aus Hp bzw. Hgw mit ein- oder beidseitig aufkaschierter Folie (Polyethylenterephthalat-, Polypropylen-, Polyimid-, Poly­ carbonat-, Polyphenylensulfid-Folie, etc.) anzufertigen. Schließlich ist es möglich, Träger 1 und Deckelstreifen 5 aus kaschierten Folienpaketen herzustellen. Hierzu werden beispielsweise kleberbeschichtete Polyethylenterephthalat­ bzw. Polyimid-Folien allein oder in Kombination verwendet. So ist es z. B. möglich, für die obere Lage, auf der das Kondensatorelement abgeschieden wird, Polyethylenterephtha­ lat-Folie und für die anderen Lagen Polyimid-Folien zu verwenden.

Die Umhüllung 5 besteht dabei aus einer ein- oder mehrla­ gigen dickeren (ca. 0,5 mm) Kunststoffschicht. Als Be­ schichtungsmaterialien können einzeln oder kombiniert flexibilisierte Gießharze, wie UV-härtende Harze, Sili­ kon- oder Epoxidharz) nicht flexibilisierte Gießharze (gefüllt oder ungefüllt) mit oder ohne Primervorbeschich­ tung der Substratfläche verwendet werden. Ferner ist eine Umhüllung durch Pulverharze oder Thermoplaste (z. B. Epo­ xide, Polyphenylensulfid) möglich.

Die Umhüllung 5 kann dabei durch Aufgießen, Anrollen oder Siebdrucken sowie durch Pulverbeschichten oder Aufsprühen hergestellt werden.

Wenn die Umhüllung 5 fertiggestellt ist, erfolgt ein Ver­ einzeln der Kondensatoren durch Zersägen des Trägermate­ rials 1 entlang der in der Fig. 1 gestrichelt dargestell­ ten Sägefugen 6.

In der Fig. 2 ist ein Schnittbild eines vereinzelten Chip- Kondensators mit fertiggestellter Umhüllung dargestellt. Auf dem Substrat 1, das beispielsweise aus gespritztem Polyphenylensulfid besteht, befinden sich die seitlichen Kontaktflächen 7, die aus einer ersten Kontaktschicht 8 und einer zweiten Kontaktschicht 9 bestehen. Die erste Kontaktschicht 8 ist vor dem Herstellen des Kondensator­ elementes 2 auf den Substratträger 1 aufgebracht, wäh­ rend die zweite Kontaktschicht 9 nach Fertigstellung der Umhüllung hergestellt wurde. Die Kontaktschichten 8, 9 sind beispielsweise mittels Kathodenzerstäubung herge­ stellt.

Mit x ist die Kontaktzone des Kondensatorelementes 2 be­ zeichnet.

Wie in der Fig. 2 dargestellt, besteht die Umhüllung 5 aus einer mehrfachen Harzschicht, die das Kondensatorele­ ment 2 sozusagen versiegelt.

Da die seitlichen Kontaktflächen 7 des Chips bzw. Substrat­ stäbchens 1 sowie die an den Enden befindlichen Befesti­ gungsbohrungen 4 selbst nicht mit Harz bzw. Kunststoff­ spuren bedeckt sein dürfen, müssen entsprechende Abdeck­ vorrichtungen bei der Herstellung der Umhüllung 5 vorge­ sehen werden. Dies gilt auch für die elektrostatische Pulverbeschichtung, da beim Absaugen bzw. Abblasen des Pulvers von den Kontaktflächen 7 auch Pulver von der zu beschichtenden Fläche mit abgesaugt/abgeblasen würde.

In der Fig. 3 ist eine Abdeckvorrichtung dargestellt, die aus einer Klebefolie 10 besteht. Die Klebefolie 10 ist dabei derart dimensioniert, daß sie entsprechend der ge­ wünschten Schichtdicke der Umhüllung 5 die mit dem in der Fig. 3 nicht dargestellten Kondensatoraufbau versehene Seite des Trägermaterials 1 überragt und dadurch ein Gieß­ nest bildet. Nach Fertigstellung der Umhüllung 5 wird die Klebefolie 10 wieder entfernt.

In der Fig. 4 ist eine weitere Abdeckvorrichtung darge­ stellt, die aus einer zusammengesetzten oder vorgegosse­ nen elastischen Gießform 11, z. B. einer Silikonform, be­ steht, die mit entsprechenden Ausnehmungen für mehrere Substratträgerstäbchen 1 versehen ist. Die Tiefe dieser Ausnehmungen für die Substratträger 1 ist vorteilhaft derart bemessen, daß sich Gießnester für die Umhüllung 5 ergeben.

In der Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der mehrere auf einer in der Figur nicht dargestellten Palette aufgesteckte Substratstäbchen 1 mit einer Kunst­ stoffolie 12 (z. B. aus Polypropylen) so umformt (umzo­ gen) werden, daß nur die zu versiegelnde Seite offen bleibt und die geformte Folie 12 je nach Beschichtungs­ verfahren (Aufgießen, Anrollen usw.) einen Abstand y auf­ weist.

Auf die Substratstäbchen 1 können nun eine oder mehrere Harz/Kunststoffschichten 5 aufgetragen und ausgehärtet werden. Anschließend werden die so beschichteten Substrat­ stäbchen 1 entweder zum weiteren Aufsputtern von Kontakt­ schichten entformt oder palettenmäßig zum Trennen in ei­ ner Gattersäge umgehordet. Bei einer einmaligen Verwen­ dung der Folienpalette kann das Trennen der Stäbchen 1 in Einzelchips auch vor dem Entformen in der Folienpalette erfolgen.

In der Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die seitlichen Kontaktflächen 7 beim Beschichten sauber gehalten werden und gleichzeitig ein zusätzliches Besputtern der seitlichen Kontaktflächen 7 nach dem Her­ stellen der Umhüllung 5 vermieden wird. Hierzu wird das Substratstäbchen 1 seitlich mit einem Blechbügel oder ei­ ner Blechkappe 12 versehen, die vorteilhaft in eine am Boden des Trägermaterials 1 angeordnete Sicke 13 eingreift. Die Blechkappe 12 "umgreift" dabei das Trägermaterial 1 derart, daß es die in der Fig. 2 dargestellte Kontaktzone x des Kondensatorelementes 2 kontaktiert. Der Kontakt zur ersten Sputterschicht bzw. zur Kontaktzone x kann durch Löten (z. B. induktiv im reflow-Verfahren) der verzinnten Kappe 12 bzw. durch Zuführen von Lot verbessert werden. Günstig ist bei dieser Ausführung such, daß die Kontakt­ zone x des Kondensatorelementes 2 durch die Kappe 12 me­ chanisch eingespannt und vom Verguß 5 nicht bedeckt ist, wodurch eine Beanspruchung durch unterschiedliche Ausdeh­ nung von Substrat 1 und Umhüllung 5 vermieden wird.

Je nach der Ausformung der Kappe 12 ergibt sich dabei ein mehr oder weniger großes Gießnest, wodurch die Höhe der Umhüllung 5 festgelegt wird.

In der Fig. 7 ist die Ausführungsform einer Kappe 13 dar­ gestellt, die entweder vor oder nach dem Herstellen der Umhüllung 5 am oberen Ende 14 umgebördelt ist.

Fig. 8 zeigt einen Substratträger 1, der seitlich eine Sicke 15 aufweist, in die die Blechkappe 13 eingreift. In dieser Sicke 15 ist ein Lotvorrat 16 angeordnet, der die elektrische Verbindung zwischen Kappe 13 und erster Sput­ terschicht 8 herstellt.

In der Fig. 9 erfolgt die Abdeckung der seitlichen Kontakt­ flächen 7 des Trägermaterials 1 mittels einer Schoopschicht 17, wodurch ebenfalls ein zusätzliches Besputtern der seit­ lichen Kontaktflächen 7 nach dem Herstellen der Umhüllung 5 entfällt.

Anstelle der Blech- 12, 13 oder Schoopkappe 17 ist auch eine, z. B. durch Anrollen erzeugte, Kappe aus Leitlack oder Leitkleber möglich. Der Leitkleber bzw. -lack bildet dabei nicht nur den äußeren kappenförmigen Anschluß, son­ dern er kontaktiert auch gleichzeitig die Sputterschicht 8 bzw. die Beläge in der Kontaktzone x der Kondensator­ elemente 2.

Weiterhin ist es möglich, mehrere der genannten Ausfüh­ rungsformen miteinander zu kombinieren, indem beispiels­ weise die Umhüllung 5 mit einer Abdeckung gemäß den Fig. 3, 4 bzw. 5 hergestellt wird, und erst nach dem Versiegeln seitlich eine Blechkappe oder Schoopschicht angebracht wird.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen umhüllter elektrischer plas­ mapolymerer Vielschichtkondensatoren, die aus übereinan­ derliegenden und seitlich zueinander versetzten Metall­ und Glimmpolymerisatschichten bestehen, wobei der Konden­ satoraufbau auf einem Trägermaterial abgeschieden wird, das an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten mit metalli­ schen Kontaktschichten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die metalli­ sierten Stirnseiten (7) des Trägermaterials (1) vor dem Aufbringen der Umhüllung (5) des Kondensatoraufbaus (2) abgedeckt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Abdeckvorrichtung verwendet wird, die auf der Seite mit dem Kondensatorauf­ bau (2) entsprechend der gewünschten Schichtdicke über das Trägermaterial (1) übersteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Stirnseiten (7) mit einem Klebeband (10) abgedeckt wer­ den.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Träger (1) auf eine Palette gesteckt werden und dort mit einer Kunststoffolie (12) derart umzogen werden, daß nur die zu umhüllenden Flächen offen bleiben.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckvorrichtung eine Blechkappe (12, 13) verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trägermaterial (1) Sicken (15, 18) aufweist, in die die Blechkappe (12, 13) einrastet.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechkappe (12, 13) mit der Metallisierung (8) verlötet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Blechkappe (13) nach dem Herstellen der Umhüllung (5) umgebördelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Stirnseiten (7) mit einer Schoopschicht (17) abgedeckt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Stirnseiten (7) mit einer aufgerollten Kappe aus Leitlack oder Leitkleber abgedeckt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckung eine vorgefertigte Form (11) verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß im Trä­ germaterial (1) angeordnete Befestigungsbohrungen (5) ebenfalls abgedeckt werden.