DE3839719A1

DE3839719A1 - Chipkondensator und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3839719A1
Application number: DE19883839719
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Petrick
Original assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN
Current assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN
Priority date: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1990-06-07
Also published as: DE3839719C2

Description

Die Erfindung betrifft insbesondere zur Oberflächenmontage geeignete Chipkondensatoren aus metallisierten Kunststoffolien mit wechselseitig vorgesehenem Isolierrand und stirnseitig aufgebrachten Kontaktierungsschichten.

Chipkondensatoren dieser Art sind bekannt und werden in der Praxis in großem Umfange verwendet. Im Regelfall sind diese Chipkondensatoren mit einer Schutzumhüllung versehen, d. h. entweder in ein Gehäuse eingesetzt oder zum Zwecke der Erzielung eines mechanischen und thermischen Schutzes umgos sen, umspritzt oder umpreßt.

Durch diese Umhüllungen wird es möglich, die Chipkondensato ren zur Oberflächenmontage unter Einsatz von Schwallbadlö tung oder Reflowlötung zu verwenden, da durch die Umhüllun gen vor allem ein thermischer Schutz erreicht wird, der si cherstellt, daß beispielsweise auch im Schwallbad bei etwa 260°C keine Beschädigung des Kondensatorkörpers auftritt.

Abgesehen von dem fertigungstechnischen Aufwand, der durch die Schaffung einer Ümhüllung für den Kondensatorkörper ent steht, ist bei diesen bekannten Ausführungsformen nachtei lig, daß die Ümhüllungen zu einer deutlichen Erhöhung der Ab messungen führen, was gerade bei den sich durch besonders kleine Bauformen auszeichnenden Chipkondensatoren uner wünscht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Chipkondensator der ein gangs angegebenen Art zu schaffen, der sich aufgrund der Ver meidung von Ummantelungen für den mechanischen und thermi schen Schutz durch besonders kleine Abmessungen auszeichnet und dennoch einer so hohen Temperaturbelastung aussetzbar ist, daß Schwallbad- und Reflowlötungen ohne Beschädigungsge fahren durchgeführt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß die die Metallisierung tragende Kunststoffolie aus einem temperaturbeständigen Kunststoff besteht und daß angrenzend an jede Metallisierung eine unbedampfte Kunst stoffolie geringerer Temperaturbeständigkeit vorgesehen ist, deren Breite zumindest im wesentlichen der Überlappungsberei te zwischen den beiden ihr jeweils benachbarten Metallisie rungen entspricht.

Die Kombination von die Metallisierungen tragenden, hochtem paraturbeständigen Kunststoffolien, die sich jeweils zwi schen den beiden stirnseitigen Kontaktierungsschichten er strecken, mit weniger temperaturbeständigen, jedoch mit Ab stand von den Kontaktierungsschichten angeordneten und damit geschützt positionierten Folien erbringt den überraschenden Effekt, daß sowohl die erforderliche Temperaturbeständigkeit als auch die notwendige innere Festigkeit und Feuchtigkeits sicherheit gewährleistet ist, und zwar ohne Verwendung von Ummantelungen, Gehäusen und dergleichen.

Die weniger temperaturbeständige, unbedampfte Folie, die sich bezüglich der bei der Verlötung auftretenden Wärmeein wirkung in einer Schutzposition befindet, bildet eine durch Temperatur und/oder Druck aktivierbare Verfestigungsschicht, d. h. sie gewährleistet eine extreme innere Verfestigung und damit auch eine Feuchtigkeitssicherheit, wenn in einem vor zugsweise durch Wärmeanwendung unterstützten Vorgang des Hartverdichtens innere Bindungen im Wickel geschaffen wer den, die zu einer sehr hohen, die problemlose Weiterverarbei tung sicherstellenden Gesamthärte des Kondensatorkörpers füh ren.

Ein Verfahren zu Fertigung von sehr flachen und generell sehr geringe Abmessungen besitzenden und damit für die Ober flächenmontage besonders gut geeigneten Chipkondensatoren zeichnet sich dadurch aus, daß nach der Schichtkondensator technik oder der Wickelkondensatortechnik hergestellte Kon densatorkörper aus temperaturbeständigen, insbesondere beid seitig metallisierten, wechselseitig Isolierränder aufweisen den Folien und im Überlappungsbereich der Metallisierungen dazwischen angeordneten Folien aus weniger wärmefestem Kunst stoff einer Verfestigung unter Druck und bei einer Tempera tur unterzogen werden, die über der Fließtemperatur der weni ger temperaturbeständigen Kunststoffolie liegt.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Schnittdarstellung zur Er läuterung des grundsätzlichen Aufbaus eines Chipkondensators nach der Erfindung.

Die rein schematische Zeichnung zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Chipkondensators in stark vergrößerter und aus einandergezogener Darstellung.

Eine temperaturbeständige Kunststoffolie, die den bei Schwallbadlötung auftretenden Temperaturen voll standhält, ist beidseitig mit Metallisierungen 2, 3 versehen, welche so aufgebracht sind, daß wechselseitige Isolierränder 5, 6 ent stehen. Zwischen den temperaturbeständigen, metallisierten Kunststoffolien 1, die beispielsweise aus Polyphenylensul fid, Polyätherimid oder Polyätherketon und dergleichen beste hen, ist jeweils eine Kunststoffolie 4 angeordnet, die eine geringere Temperaturbeständigkeit besitzt und keinerlei Metallisierung trägt.

Diese Folie kann beispielsweise aus Polyester oder Polycarbo nat bestehen.

Die Breitenabmessung dieser weniger temperaturbeständigen Kunststoffolie 4 ist so gewählt, daß sie hinsichtlich der bei Lötvorgängen auftretenden Wärmebeanspruchungen sich in einer ausgeprägten Schutzposition befindet, andererseits aber insbesondere durch Druck und ggfs. gezielte zusätzliche Wärmeeinwirkung gewährleisten kann, daß im Kernbereich des Kondensators eine außerordentlich hohe Festigkeit und Feuch tigkeitsdichte erzielt wird.

Bevorzugt entspricht die Breite dieser weniger temperaturbe ständigen Kunststoffolie 4 der Überlappungsbreite zwischen den Metallisierungen 2, 3.

Aufgrund der gewählten Relativlagen und Erstreckungen von Fo lien, die einer hohen Temperatur standhalten, und Folien, die weniger temperaturbeständig sind, wird ein zusätzlicher thermischer Schutz durch Ummantelungen oder Gehäuse überflüs sig, da durch die aufgefächerte Anordnung der hochtemperatur beständigen Folien beiderseits des Kernbereichs während des Lötvorgangs ein Schutzbereich für die empfindlicheren Folien im Kernbereich geschaffen wird.

Bezugszeichenliste:

1 Temperaturbeständige Folie
2 Metallisierung
3 Metallisierung
4 Unbedampfte Folie
5 Isolierrand
6 Isolierrand
7 Kontaktierungsschicht

Claims

1. Chipkondensator, insbesondere zur Oberflächenmontage, be stehend aus metallisierten Kunststoffolien mit wechsel seitig vorgesehenem Isolierrand und stirnseitig aufge brachten Kontaktierungsschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die die Metallisierung (2, 3) tragende Kunststoff olie (1) aus einem temperaturbeständigen Kunststoff be steht und daß angrenzend an jede Metallisierung (2, 3) eine unbedampfte Kunststoffolie (4) geringerer Tempera turbeständigkeit vorgesehen ist, deren Breite zumindest im wesentlichen der Überlappungsbereiche zwischen den beiden ihr jeweils benachbarten Metallisierungen (2, 3) entspricht.

2. Chipkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturbeständige Kunststoffolie (1) beidsei tig mit Metallisierungen (2, 3) versehen ist und wechsel seitig Isolierränder (5, 6) aufweist.

3. Chipkondensator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weniger temperaturbeständige, unbedampfte Kunst stoffolie (4) eine durch Temperatur und/oder Druck akti vierbare Verfestigungsschicht bildet.

4. Chipkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturbeständige Kunststoffolie (1) aus Polyphenylensulfid und die weniger temperaturbeständige Kunststoffolie (4) aus Polyester besteht.

5. Chipkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturbeständige Kunststoffolie aus Polyphenylensulfid und die weniger temperaturbeständige Kunststoffolie aus Polycarbonat besteht.

6. Chipkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturbeständige Kunststoffolie (1) aus Polyätherimid und die weniger temperaturbeständige Kunst stoffolie (4) aus Polyester besteht.

7. Chipkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturbeständige Kunststoffolie (1) aus Polyätherketon und die weniger temperaturbeständige Kunststoffolie (4) aus Polyester besteht.

8. Chipkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Kunststoffolien (1, 4) im Bereich von etwa 1 bis 2 liegt.

9. Chipkondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Folien (1) und die unbedampften Folien (4) zu einem Schichtpacket zusammengefaßt und ver festigt sind.

10. Chipkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Folien (1) und die unbedampften Folien (4) einen aus einem Rundwickel durch Pressen ver formten und verfestigten Flachwickel bilden.

11. Verfahren zur Fertigung eines Chipkondensators nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Schichtkondensatortechnik oder der Wickel kondensatortechnik hergestellte Kondensatorkörper aus temperaturbeständigen, insbesondere beidseitig metalli sierten, wechselseitig Isolierränder aufweisenden Folien und im Überlappungsbereich der Metallisierungen dazwi schen angeordneten Folien aus weniger wärmefestem Kunst stoff einer Verfestigung unter Druck und bei einer Tempe ratur unterzogen werden, die über der Fließtemperatur der weniger temperaturbeständigen Kunststoffolie liegt.

12. Chipkondensator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung bei 810°C bis 250°C, vorzugsweise bei 190°C bis 210°C und während einer Zeit von 15 Minuten bis 2 Stunden erfolgt.

13. Chipkondensator nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß während der Temperaturbehandlung ein Druck von 30 kg/cm² und vorzugsweise ein Druck von 50 kg/cm² bis 100 kg/cm² angewendet wird.