DE3821592A1 - Elektrisches bauteil fuer die oberflaechenmontage-technik sowie verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauteil für die Oberflächenmontage (SMD)-Technik, insbesondere einen Chip-Kondensator in Form eines Folienkonden­ sators mit metallisierten Folien oder - vorzugsweise - eines Tantalkondensators mit festem Elektrolyten, mit einem Mantel, der aus Wirbelsinterpulver im Wirbelsinterverfahren hergestellt ist, und mit stirnseitigen Stirnkontaktschichten. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen elek­ trischen Bauteils.

Derartige elektrische Bauteile müssen, wenn sie für die Oberflächenmontage- Technik, auch als "SMD-Technik" bekannt, geeignet sein sollen, so ausgebildet sein, daß sie auf eine Leiterplatte gelegt und ihre Stirnkontaktschichten mit zwei Lötaugen der Leiterplatte im Tauchverfahren oder Reflow-Verfahren verlötet werden können. Wenn jedoch solche elektrischen Bauteile, insbesondere Tantalkondensatoren, als Schutz mit einem Mantel versehen sind, der aus Wirbel­ sinterpulver im Wirbelsinterverfahren hergestellt ist, kommt es zu Schwierig­ keiten beim Verlöten der Stirnkontaktschichten mit den Lötaugen der Leiterplatte. Diese Schwierigkeiten ergeben sich daraus, daß der im Wirbelsinter­ verfahren aus Wirbelsinterpulver hergestellte Mantel des Bauteils stark abge­ rundet, teileweise sogar oval gewölbt ist. Diese Wölbung des Mantels, die durch unterschiedlich starkes Anhaften des Wirbelsinterpulvers und/oder durch das Fließen des Wirbelsinterpulvers beim Aushärten entsteht, verhindert ein präzises Aufliegen des Bauteils auf der Leiterplatte für eine gleichmäßige Ausbildung der Lotbrücken zwischen den Lötaugen und den Stirnkontaktschichten des Bauteils. Wenn nämlich die Lotbrücken ungleichmäßig ausgebildet sind, kann es in diesen zu erheblichen mechanischen Spannungen kommen, die bis zum Bruch der Lot­ brücken führen.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein elektrisches Bauteil eingangs erwähnter Art, insbesondere einen Tantalkondensator mit festem Elektrolyten sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung, so zu gestalten, daß ein einwandfreies Verlöten der Stirnkontaktschichten des Bauteils bei der Oberflächenmontage- Technik möglich wird.

Dies wird für das elektrische Bauteil erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der im Wirbelsinterverfahren hergestellte Mantel an wenigstens einer Seite zu einer ebenen Fläche, die parallel zur Bauteilachse verläuft, flachgepreßt ist und daß die axial über den Mantel hinausstehenden Stirnkontaktschichten in der entsprechen­ den, senkrecht zur Bauteilachse verlaufenden Richtung an dieser ebenen Fläche enden oder etwas, um einige µm oder mehr, über diese Ebene hinausstehen.

Durch die Erfindung wird somit ein gleichmäßiges Aufliegen der Stirnkontakt­ schichten auf den zugeordneten Lötaugen der Leiterplatte für ein gleichmäßiges Ausbilden der Lotbrücken möglich, wodurch sich eine gute und dauerhafte Lötver­ bindung des Bauteils mit den Lötaugen der Leiterplatte ergibt.

Wenngleich die Ausbildung wenigstens einer ebenen Fläche an dem Mantel des Bauteils bevorzugt wird, ist es in äquivalenter Weise auch möglich, diese Fläche leicht konkav auszubilden.

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung des elektrischen Bauteils wird das Wirbel­ sinterpulver zur Ausbildung des Mantels vorzugsweise elektrostatisch aufgebracht, wonach das Wirbelsinterpulver bei erhöhter Temperatur von insbesondere 70 bis 100°C in 10 bis 45 Minuten angeliert wird, so daß das Wirbelsinterpulver noch verformbar ist. Dann wird das Flachpressen durchgeführt, wozu vorzugsweise ge­ heizte Preßbacken oder Preßwalzen verwendet werden. Die Oberfläche der Preß­ backen oder Preßwalzen bestehen aus einem solchen Material, vorzugsweise aus PTFE-Material, an welchem das Wirbelsinterpulver nicht kleben bleibt. Die Tempe­ ratur der Preßbacken kann 60 bis 150°C, vorzugsweise 100°C, betragen. Die Preßzeit kann 5 bis 10 s, vorzugsweise 10 s, betragen.

Nach dem Flachpressen, bei dem vorzugsweise mehrere Bauteile gemeinsam und gleichzeitig behandelt werden, folgt der Vorgang zum Endaushärten des Wirbel­ sinterpulvers. Danach werden an dem geformten Bauteilkörper die beiden äußeren Stirnkontaktschichten aufgebracht.

Wenngleich es erfindungsgemäß möglich ist, den Mantel des Bauteils nur an einer Seite flachzupressen, wird es bevorzugt, den Mantel des Bauteils an zwei einander gegenüberliegenden Seiten unter Ausbildung zweier parallel zueinander verlaufender ebenen Flächen flachgepreßt auszubilden, an denen die Stirnkontakt­ schichten jeweils enden oder über welche die Stirnkontaktschichten jeweils etwas hinausstehen. Wenn weiter das Bauteil in bevorzugter Ausführungsform einen länglich rechteckigen Querschnitt hat, ist der Mantel an wenigstens einer der Breitseiten, vorzugsweise an beiden Breitseiten, unter Ausbildung der ebenen Fläche flachgepreßt.

Die Stirnkontaktschichten können aus einem üblichen Lotlegierungsmaterial be­ stehen. Bevorzugt wird für die Stirnkontaktschichten ein Material aus Silber oder einer Silber/Kupfer-Legierung oder Silber/Nickel-Legierung. Als Sinterpulver zur Herstellung des Mantels wird Epoxydharzpulver bevorzugt.

Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsform eines Tantalkondensators erläutert, die im schematischen Grundaufbau aus der Figur der Zeichnung er­ sichtlich ist.

Der schematisch in Seitenansicht gezeigte Tantalkondensator in Chip-Bauweise hat einen länglich rechteckigen Querschnitt und besteht aus einem Kondensatorkörper 1, der an den vier Seiten von einem im Sinterpulverfahren aufgebrachten Mantel 2 umhüllt ist und an beiden Stirnenden mit je einer Stirnkontaktschicht 3 versehen ist, die axial über den Mantel 2 hinausragen.

An den beiden Breitseiten ist der Mantel 2 flachgepreßt, so daß dort ebene Flächen 4 ausgebildet sind, die parallel zueinander und zur Achse des Kondensators verlaufen. Die Stirnkontaktschichten 3 laufen mit ihren abgerundeten Seitenrän­ dern in diese Flächen 4 ein, können jedoch auch um einige µm über diese Flächen 4 hinausstehen, wodurch für eine einwandfreie Auflage des Kondensators auf Leiterplatten für ein einwandfreies Verlöten bei der SMD-Technik gesorgt ist.

Claims (9)

1. Elektrisches Bauteil für die Oberflächenmontage (SMD)-Technik, insbesondere Chip-Kondensator in Form eines Folienkondensators mit metallisierten Folien oder - vorzugsweise - eines Tantalkondensators mit festem Elektrolyten, mit einem Mantel, der aus Wirbelsinterpulver im Wirbelsinterverfahren hergestellt ist, und mit stirnseitigen Stirnkontaktschichten, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) an wenigstens einer Seite zu einer ebenen Fläche (4), die parallel zur Bauteilachse verläuft, flachgepreßt ist und daß die axial über den Mantel hinausstehenden Stirnkontaktschichten (3) an dieser ebenen Fläche (4) enden oder etwas über diese hinausstehen.

2. Elektrisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (2) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten unter Ausbildung zweier parallel zueinander verlaufender ebener Flächen (4) flachgepreßt ist.

3. Elektrisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil einen länglich rechteckigen Querschnitt hat und der Mantel (2) an wenigstens einer der Breitseiten unter Ausbildung der ebenen Fläche (4) flachgepreßt ist.

4. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnkontaktschichten (3) aus Silber oder einer Silber/ Kupfer-Legierung oder Silber/Nickel-Legierung bestehen.

5. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Mantel (2) aus gesintertem Epoxydharzpulver besteht.

6. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauteils nach Anspruch 1, insbe­ sondere eines Chip-Kondensators in Form eines Folienkondensators oder - vor­ zugsweise - eines Tantalkondensators mit festem Elektrolyten, bei welchem der hergestellte Bauteilkörper im Wirbelsinterverfahren mit einem Mantel aus Wirbelsinterpulver versehen wird, das danach ausgehärtet wird, wonach Stirn­ kontaktschichten an dem Bauteilkörper angebracht werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der aufgebrachte Wirbelsinterpulver-Mantel durch eine Wärme­ behandlung angeliert wird, wonach der Mantel zwischen geheizten Preßbacken oder Preßwalzen flachgepreßt wird und dann das Endaushärten des Wirbelsinterpulvers erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Angelieren bei 70 bis 100°C während 10 bis 45 Minuten erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Flach­ pressen bei einer Tempratur der Preßbacken bzw. Preßwalzen von 60 bis 150 °C, vorzugsweise 100°C, erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachpreßzeit 5 bis 10 Sekunden, vorzugsweise 10 Sekunden, beträgt.