DE69204560T2

DE69204560T2 - Festelektrolytkondensator in Chipbauweise.

Info

Publication number: DE69204560T2
Application number: DE69204560T
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Taniguchi
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2012-06-10
Also published as: DE69204560D1; US5184287A; EP0518258A1; EP0518258B1; JPH04367212A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fest- Elektrolytkondensator in Chipbauweise, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
In IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 28, No. 3, August 1985, Seiten 1310-1311 "Non-reversible surface- mounted chip capacitor" ist eine dreielementige Verbindungsanordnung eines Kondensatorelements der eingangs genannten Art offenbart.
Beispielsweise gibt es herkömmliche Festkörper- Elektrolytkondensatoren, wie Kunststoff-umpreßte Kondensatoren oder einfache Kunststoff-ummantelte Kondensatoren. Bei dem Kunststoff-umpreßten Kondensator sind die Anoden- und Kathodenanschlüsse 12 und 13 beide mit den Terminals eines Kondensatorelements 11 verbunden, das durch das im Fig. 5 dargestellte gut bekannte Verfahren hergestellt ist, und eine isolierende Ummantelungskunststoffschicht 14 wirdgebildet, indem die Anschlüsse 12 und 13 von außen mit einem Preßkunststoff bedeckt werden.
Bei dem einfachen Kunststoff-ummantelten Kondensator wird ein Kondensatorelement 11 einfach mit einem elektrostatischen Pulver eines Kunststoffes 24 oder ähnlichem bedeckt, um eine isolierende ummantelnde Kunststoffschicht 24 zu bilden, und externe Anschlüsse 22 und 23 werden direkt mit beiden Terminals der Kondensatorelektrode 11 verbunden, ohne Anoden- und Kathodenanschlüsse zu verwenden. In jedem der herkömmlichen Festkörper-Elektrolytkondensatoren hat das Kondensatorelement 11 gleichrichtende Eigenschaften. Aus diesem Grunde wird, wenn ein Chip mit seinen Anschlüssen an falsche Polaritäten auf einer gedruckten Leiterplatte montiert wird, eine rückwärtsgerichtete Spannung an den Chip angelegt, und es treten die folgenden Probleme auf.
Es kommt nämlich zu elektrischen Durchschlägen, in denen in dem Kondensatorelement 11 ein großer Kurzschlußstrom fließt und die Temperatur des Kondensatorelements 11 wird erhöht und erzeugt das Durchbrennen des Kondensatorelements 11.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Fest- Elektrolytkondensator in Chipbauweise bereitzustellen, der in der Lage ist, elektrischen Durchschlag, verursacht von falscher Polaritätsbestätigung bei Montage eines polarisierten Kondensatorchips auf eine gedruckte Leiterplatte, zu vermeiden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Fest-Elektrolytkondensator in Chipbauweise bereitzustellen, der geeignet ist, seine Verarbeitbarkeit zu verbessern, indem die Polaritätsbestätigung eines polarisierten Kondensatorchips weggelassen wird.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgaben mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Figur 1 ist ein Schnitt eines Fest-Elektrolytkondensators in Chipbauweise gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 ist eine perspektivische Darstellung, des unteren Abschnittes der in Fig. 1 dargestellten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Figur 3 ist ein Schnitt eines Fest- Elektrolytkondensators in Chipbauweise gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 ist eine perspektivische Darstellung des in Fig. 3 gezeigten erfindungsgemäßen Fest- Elektrolytkondensators in Chipbauweise;
Figur 5 ist ein Schnitt eines herkömmlichen Fest- Elektrolytkondensators in Chipbauweise;
Figur 6 ist ein Schnitt eines anderen herkömmlichen Fest-Elektrolytkondensators in Chipbauweise.

BESCHREIBUNG DER VORTEILHAFTEN AUSFÜHRUNGEN DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 zeigt einen Fest-Elektrolytkondensator in Chipbauweise gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 zeigt den unteren Abschnitt des in Fig. 1 dargestellten Fest-Elektrolytkondensators.
Ein Oxidfilm und eine Fest-Elektrolytschicht werden aufeinanderfolgend auf einer Anodenanordnung gebildet, der aus einem röhrenförmigen Metall besteht, in die Anodenanschlüsse 2 von den zwei gegenüberliegenden Stirnflächen (linke und rechte Stirnflächen in Fig. 1) der Anodenanordnung herausgeführt werden, und eine reflektierende Kunststoffschicht 3 wird auf jedem der beiden den Anodenanschlüssen nächstgelegenen Abschnitten 2a der Anodenanordnung gebildet. Danach wird in einem Kondensatorelement 1, auf dem eine Kathoden-leitende Schicht (nicht gezeigt) mit gut bekannter Technik gebildet ist, das obere Ende der reflektierenden Kunststoffschicht 3 mit einer Abtrennoperation entfernt, die Anodenanschlüsse 2 und der Mittelabschnitt einer Oberfläche (untere Oberfläche in Fig. 1), auf der ein Kathodenterminal gebildet ist, der vier verbliebenen Oberflächen (obere, untere, vordere und hintere Oberflächen in Fig. 1), die in der Nähe der Anodenanschlußherausführungs-Stirnflächen 1a sind, werden maskiert, und die resultierende Struktur wird mit einem elektrostatischen Pulver ummantelt, wodurch eine isolierende Kunststoffummantelung 4a auf der gesamten äußeren Oberfläche des Elements außer den maskierten Abschnitten gebildet wird.
Eine Silberpaste wird bei 150ºC 30 min lang auf der Kathoden-leitenden Schicht des Kondensatorelements 1 getempert, die durch die Maskenbildung frei zugänglich ist, um eine leitende Schicht 5 zu bilden, die etwa die gleiche Mächtigkeit wie die isolierende Kunststoffummantelung 4a hat.
Die isolierende Kunststoffummantelung 4a der Stirnflächen der Anodenanschlüsse und ihre Randbereiche werden mit einer Butylacetatlösung, die eine Palladiumaminverbindung enthält, beschichtet und bei 85ºC 10 min lang getempert, wobei Palladium abgeschieden wird, das als Katalysator für die Anodenabschnitte dient.
Eine galvanische Schicht 6 wird auf den Anodenabschnitten, auf denen das Palladium abgeschieden ist, und auf der leitenden Schicht 5, die auf der unteren Oberfläche des Kondensatorelements 1 angeordnet ist, gebildet, und eine Lötschicht 7 wird auf den galvanischen Schichten 6 gebildet.
Die galvanische Schicht 6 und die Lötschicht 7 auf der leitenden Schicht 5 werden als rechtwinkliger Kathodenterminal 9a, wie in Fig. 2 gezeigt, verwendet, und die Anodenanschlüsse 2 werden geschnitten, um Anodenterminals 8 zu bilden, die alle eine Gestalt haben, um eine Stirnfläche des Kondensatorelements 1 zu bedecken, wodurch ein Fest-Elektrolytkondensator in Chipbauweise angeordnet wird.
Figuren 3 und 4 zeigen einen Fest-Elektrolytkondensator in Chipbauweise gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einem Kondensatorelement 1, das mit den gleichen Verfahren wie in Fig. 1 hergestellt ist, wird das obere Ende einer reflektierenden Kunststoffschicht 3 durch eine Abtrennoperation entfernt, und die Anodenanschlüsse 2 und ein Band-ähnlicher Zentralabschnitt, der sich durch die vier Oberflächen, die mit den Stirnflächen der Anodenanschlüsse benachbart sind, erstreckt, werden vollständig maskiert, und auf die resultierende Struktur wird mit elektrostatischem Pulver umhüllt, um die isolierende Kunststoffummantelung 4b auf der gesamten äußeren Oberfläche des Elementes außer den maskierten Abschnitten zu bilden.
Eine Silberpaste wird bei 150ºC 30 min lang auf der freiliegenden Kathoden-leitenden Schicht des Kondensatorelementes 1 getempert, um eine leitende Schicht 5 zu bilden, die etwa die gleiche Mächtigkeit hat, wie die isolierende Kunststoffummantelung 4a, und die isolierende Kunststoffummantelung 4a jeder der Stirnflächen der Anodenanschlüsse und ihre Randbereiche werden mit einer Butylacetatlösung, die eine Palladiumaminverbindung enthält, beschichtet und bei 185ºC 10 min lang getempert, wobei Palladium abgeschieden wird, das als Katalysator für die Anodenabschnitte dient.
Galvanische Schichten 6 werden simultan auf den Anodenabschnitten, auf denen das Palladium abgeschieden ist und auf der leitenden Schicht 5, die auf dem Kondensatorelement 1 angeordnet ist, gebildet und eine Lötschicht 7 wird auf jeder der galvanischen Schichten 6 gebildet. Die galvanische Schicht 6 und die Lötschicht 7 bilden einen ringähnlichen Kathodenterminal 9b auf der leitenden Schicht 5, wie in Fig. 4 gezeigt, und die Anodenanschlüsse 2 werden geschnitten, um Anodenterminals 8 zu bilden, wodurch ein Fest-Elektrolytkondensator in Chipbauweise angeordnet ist.
Da in dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung der Kathodenterminal 9b auf der gesamten äußeren Oberfläche des Chips gebildet ist, kann irgendeine der Oberflächen, die benachbart mit den Stirnflächen sind, als Oberfläche für die Montage auf der gedruckten Leiterplatte verwendet werden.
Wie oben beschrieben, wird in einem Fest- Elektrolytkondensator gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kathodentemrinal im zentralen Abschnitt des Chips gebildet und zwei Anodenterminals werden an beiden Stirnflächen des Chips gebildet. Aus diesem Grunde ist der Fest-Elektrolytkondensator symmetrisch und Polaritäten des Kondensators sind unabhängig von der Richtung des Chips. Daher kann der folgende Unfall vermieden werden, wenn nämlich der Chip auf eine gedruckte Leiterplatte montiert wird und mit seinen Terminals an falsche Polaritäten angeschlossen wird, wird der Kondensator nicht mit einer rückwärts gerichteten Spannung gespeist.
Da außerdem ein Kathodenterminal auf der gesamten äußeren Oberfläche des Chips gebildet werden kann, kann irgendeine der vier Oberflächen, die benachbart sind mit den Stirnflächen der Anodenanschlüsse, als Oberfläche verwendet werden, die auf die gedruckte Leiterplatte montiert wird.

Claims

1. Ein chip-artiger Festkörper- Elektrolytkondensator bestehend aus

- einem Kondensatorelement (1), das zwei gegenüberliegende Stirnflächen hat und Seitenoberflächen, die sich zwischen den Stirnflächen erstrecken,

- zwei gegenüberliegenden Anodenanschlüssen (2a), die von den Stirnflächen weiterführen;

- zwei gegenüberliegenden Anodenterminals (8), die auf den Stirnflächen und auf an diese anschließende periphere Bereiche gebildet sind, wobei die Anodenterminals an die Anodenanschlüsse angeschlossen sind; und

- einem Kathodenterminal (9a; 9b) auf den Seitenoberflächen des Kondensatorelements,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Kondensatorelement besteht aus

- einer Anodenanordnung, die aus einem röhrenförmigen Metall mit einer Oxidschicht, einer Festkörper- Elektrolytschicht und einer Kathodenleiterschicht besteht, die nacheinander auf der Anodenanordnung gebildet sind; die beiden Anodenanschlüsse (2a) aus einem kontinuierlichen gemeinsamen Draht (2) bestehen, dersich durch das Kondensatorelement (1) erstreckt;

einer isolierenden Kunstharzummantelung (4a; 4b), die die gesamte äußere Oberfläche des Kondensatorelements außer die gegenüberliegenden Stirnflächen und einen vorgegebenen Abschnitt auf der Seitenoberfläche umhüllt;

- der Kathodenterminal (9a; 9b) auf einem zentralen Abschnitt wenigstens einer der seitlichen Oberflächen der Kathoden-Leiterschicht (5) gebildet ist, der aus der isolierenden Kunststoffummantelung herausragt, wobei die leitende Schicht die gleiche Mächtigkeit, wie die isolierende Kunststoffummantelung hat.

2. Kondensator nach Anspruch, in dem die Anodenund Kathodenterminals (8; 9a; 9b) aus einer galvanischen Schicht (6) und einer Lötschicht (7) bestehen, die aufeinanderfolgend gebildet sind.

3. Kondensator nach Anspruch 1, in dem das Kondensatorelement (1) eine rechtwinklige Gestalt mit zwei gegenüberliegenden Stirnflächen und vier Seitenoberflächen hat.

4. Kondensator nach Anspruch 3, in dem der Kathodenterminal (9a) auf einem zentralen Abschnitt einer der vier Seitenoberflächen gebildet ist und eine rechtwinklige Gestalt hat.

5. Kondensator nach Anspruch 3, in dem sich der Kathodenterminal über die vier Seitenoberflächen erstreckt und einen ringähnlichen Terminal (9b) bildet.