DE69434554T2 - Method for producing solid state capacitors - Google Patents

Method for producing solid state capacitors Download PDF

Info

Publication number
DE69434554T2
DE69434554T2 DE1994634554 DE69434554T DE69434554T2 DE 69434554 T2 DE69434554 T2 DE 69434554T2 DE 1994634554 DE1994634554 DE 1994634554 DE 69434554 T DE69434554 T DE 69434554T DE 69434554 T2 DE69434554 T2 DE 69434554T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
wafer
capacitors
capacitor
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE1994634554
Other languages
German (de)
Other versions
DE69434554D1 (en
Inventor
Ian Salisbury
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Avx Components Corp
Original Assignee
AVX Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVX Corp filed Critical AVX Corp
Priority claimed from EP00202732A external-priority patent/EP1047087B1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE69434554D1 publication Critical patent/DE69434554D1/en
Publication of DE69434554T2 publication Critical patent/DE69434554T2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

HINTERGRUND UND GEBIET DER ERFINDUNGBACKGROUND AND AREA THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung liegt im Gebiet der Festkörper-Kondensatoren und ist insbesondere auf ein Verfahren zur Massenherstellung von an einer Oberfläche anbringbaren Festkörper-Kondensatoren gerichtet.The The present invention is in the field of solid capacitors and is in particular to a method for mass production of attachable to a surface Directed to solid-state capacitors.

DEFINITIONENDEFINITIONS

Der Begriff "Festkörper-Kondensator", wie er hier verwendet wird, bedeutet einen Kondensator, der nach dem Verfahren gebildet wird, bei dem eine pulverisierte Masse aus einen Festkörper-Kondensator bildendem Material (das im Folgenden definiert wird) bereitgestellt wird, die Masse komprimiert wird, um eine vorgegebene Form zu bilden, die komprimierte Masse gesintert wird, um die Masse zu einem einheitlichen porösen Zustand zu integrieren, die poröse Masse z. B. durch Anodisierung der porösen Masse chemisch reagieren gelassen wird, um eine dielektrische Beschichtung über den Oberflächen innerhalb der Masse zu bilden, und anschließend eine leitende Beschichtung über der dielektrischen Beschichtung gebildet wird (Manganisierung).Of the Term "solid state capacitor" as used herein is, means a capacitor, which is formed by the method is where a pulverized mass of a solid state capacitor forming material (which will be defined below) is the mass is compressed to form a given shape The compressed mass is sintered to a uniform mass porous To integrate state, the porous Mass z. B. react chemically by anodization of the porous mass is left to a dielectric coating over the surfaces to form within the mass, and then a conductive coating over the dielectric coating is formed (manganization).

In dem Festkörper-Kondensator definieren die Komponenten, die anodisiert worden sind, die Anode des Kondensators, während die leitende oder manganisierte Beschichtung über dem Dielektrikum die Katode oder Gegenelektrode bildet.In the solid-state capacitor The components that have been anodized define the anode of the capacitor while the conductive or manganized coating over the dielectric the cathode or counter electrode forms.

Der Begriff "festkörperbildende Materialien", wie er hier verwendet wird, definiert Materialien, die bei der Fertigung von Festkörper-Kondensatoren sinnvoll sind. Festkörperbildende Materialen umfassen wenigstens eines des Folgenden: Tantal, Niob, Molybdän, Silicium, Aluminium, Titan, Wolfram, Zirkon und Legierungen davon. Die hauptsächlichen Festkörpermetalle, die gegenwärtig verwendet werden, sind Tantal und in geringerem Maße Niob.Of the Term "solids-forming Materials ", like he uses here, defines materials used in manufacturing of solid-state capacitors makes sense are. Solid State Building Materials include at least one of the following: tantalum, niobium, molybdenum, silicon, Aluminum, titanium, tungsten, zirconium and alloys thereof. The main solid-state metals, the present tantalum and, to a lesser extent, niobium are used.

Der Begriff "Anodisierung", wie er in der vorliegenden Anmeldung in verwendet wird, soll bedeuten, dass auf den schwammigen Oberflächen über der gesamten porösen, gesinterten Masse aus festkörperbildendem Material eine dielektrische Beschichtung, typischerweise durch Eintauchen des gesinterten festkörperbildenden Materials in einen Elektrolyten, z. B. eine Phosphorsäurelösung, wobei das festkörperbildende Material mit einer positiven Gleichstromquelle bezüglich einer in das Bad eingetauchten Katode verbunden ist, gebildet wird.Of the Term "anodization" as used in the present Sign in is used to mean that on the spongy Surfaces above the entire porous, sintered mass of solid-forming Material a dielectric coating, typically by immersion of the sintered solid-forming Materials in an electrolyte, eg. B. a phosphoric acid solution, wherein the solid-forming Material with a positive DC source with respect to a is formed in the bath immersed cathode is formed.

Die Begriff "Manganisierung" soll allgemein auf den Schritt verweisen, bei dem eine leitende Gegenelektroden-Beschichtung über dem sich aus der Anodisierung ergebenden Dielektrikum gebildet wird. Der Manganisierungsschritt wird typischerweise durch Eintauchen der anodisierten Vorrichtung in eine Lösung aus Mangannitrat und Erwärmen der imprägnierten Vorrichtung in einer feuchten Umgebung, um das Nitrat in ein festes, leitendes Mangandioxid umzuwandeln, ausgeführt.The The term "manganization" is intended to apply generally refer to the step in which a conductive counter electrode coating over the formed from the anodization resulting dielectric. Of the Manganization step is typically done by dipping the Anodized device in a solution of manganese nitrate and heating the impregnated Device in a humid environment to convert the nitrate into a solid, to convert conductive manganese dioxide carried out.

Sowohl der Anodisierungsschritt als auch der Manganisierungsschritt sind in der Technik des Bildens von Festkörper-Kondensatoren wohlbekannt und können je nach verwendetem Festkörper-Kondensator und beabsichtigten Endeigenschaften des Kondensators variieren.Either the anodization step as well as the manganization step well known in the art of forming solid state capacitors and can depending on the used solid state capacitor and intended end properties of the capacitor vary.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Festkörper-Kondensatoren werden großenteils aufgrund dessen, dass auf einem relativ begrenzten volumetrischen Raum als Ergebnis der großen Mantelfläche innerhalb der gesinterten, porösen Masse eine extrem hohe Kapazität bereitgestellt werden kann, hoch geschätzt. Es ist beispielsweise machbar, einen Tantalkondensator zu schaffen, der bei Arbeitsspannungen von etwa 10 V in einem Kondensatorkörper mit einem Volumen von 0,027 c. c. (cubic contents) einen Wert von 50 bis 100 μF aufweist.Solid state capacitors are largely because of that on a relatively limited volumetric Space as a result of the big ones lateral surface within the sintered, porous mass an extremely high capacity can be provided, highly appreciated. It is feasible, for example, To provide a tantalum capacitor, which at working voltages of about 10 V in a capacitor body with a volume of 0.027 c. c. (cubic contents) has a value of 50 to 100 μF having.

Bisher wurde der Vorteil der Kompaktheit infolge der angewandten, notwendigerweise ausgedehnten Einkapselungsverfahren stark geschmälert. Insbesondere kann eine Wertschätzung des Fortschritts der vorliegenden Erfindung am besten durch Verweis auf die herkömmliche Fertigungsweise von handelsüblichen Festkörper-Kondensatoren abgeleitet werden.So far The advantage of compactness was, as a result of the applied, necessarily extensive encapsulation process severely impaired. In particular, a Appreciation the progress of the present invention best by reference on the conventional Production method of commercial Solid state capacitors be derived.

Bei einer solchen Herstellung wird das Ende eines Tantalmetallstabs auf eine Masse aus komprimiertem Tantalpulver gedrückt. Der Stab wird durch gemeinsames Sintern des Stabs und des Pulvers oder durch Verschweißen des Stabs mit einer vorgesinterten Masse des Pulvers mit der Tantalpulvermasse verbunden. Anschließend werden die vorgefertigten Einheiten anodisiert und manganisiert, wobei solche Prozeduren typischerweise durch Ergreifen der Tantalstäbe und Verwenden solcher Stäbe als "Griffe" für die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden.at such a fabrication becomes the end of a tantalum metal rod pressed on a mass of compressed tantalum powder. Of the Bar is made by co-sintering the bar and powder or by welding of the rod with a pre-sintered mass of the powder with the tantalum powder mass connected. Subsequently the prefabricated units are anodized and manganized, such procedures are typically done by grabbing the tantalum bars and using such bars as "handles" for the subsequent ones Steps are executed.

Die Kondensatorimplantate müssen nun in der Weise verpackt werden, dass ihre Verwendung in technischen Anwendungen möglich ist.The Condenser implants need now be packaged in such a way that their use in technical Applications possible is.

Großenteils wegen der Zerbrechlichkeit der Verbindung zwischen dem Anodenstab und der Tantalmasse ist es im Allgemeinen erforderlich, den Kondensator in einer Zuleitungs-Rahmenkonstruktion mit Abschlüssen, die eine Befestigung an einer Leiterplatte oder dergleichen ermöglichen, zu verkleiden. Typischerweise beinhaltet die Zuleitungsrahmenbefestigung das Ausführen einer Katodenverbindung mit dem Körper des Kondensators und das Ausführen von Schweißstellen zwischen dem Anodenstab und anderen Abschnitten des Zuleitungsrahmens sowie das anschließende Trennen von Verbindungen zwischen vorstehenden Abschnitten des Zuleitungsrahmens und dem Rest davon, um den fertig gestellten Kondensator zu schaffen.Due in large part to the fragility of the connection between the anode rod and the tantalum mass, it is generally necessary to clad the capacitor in a lead frame construction with terminations that allow attachment to a printed circuit board or the like. Typically, the leadframe attachment involves making a cathode connection to the body of the capacitor and making welds between the anode rod and other portions of the leadframe, and then severing connections between protruding portions of the leadframe and the remainder thereof to provide the completed capacitor.

Wie Fachleuten auf dem Gebiet wohlbekannt ist, sind Techniken zum Herstellen von Festkörper-Kondensatoren voller Schwierigkeiten und führen zu einem Gehäuse des fertig gestellten Kondensators, dessen Volumen das Volumen der wirklichen kapazitätserzeugenden Komponenten um ein Mehrfaches übersteigt. Wie angemerkt worden ist, ist die Verbindung zwischen dem Anodenstab und dem Kondensatorkörper zerbrechlich, weshalb während der Bearbeitung der Kondensatorvorformen während der Anodisierung, der Manganisierung und der nachfolgenden Schritte große Sorgfalt aufgebracht werden muss.As Those skilled in the art are familiar with manufacturing techniques of solid state capacitors full of difficulties and lead to a housing of the finished capacitor whose volume is the volume of real capacity-generating Components many times over. As has been noted, the connection between the anode rod and the capacitor body fragile, which is why during the Processing of the capacitor preforms during anodization, the Manganization and subsequent steps great care must be applied.

Außerdem ist das Verschweißen von Festkörpermetallen, wie es bei der herkömmlichen Herstellung notwendig ist, eine schwierige Prozedur.Besides that is the welding of solid-state metals, as is the case with the conventional one Manufacturing is necessary, a difficult procedure.

Bei dem beschriebenen herkömmlichen Prozess muss große Sorgfalt aufgebracht werden, um sicherzustellen, dass sich die Katodenbeschichtung nicht mit dem Anodenstab kurzschließt, wobei die Not wendigkeit einer Beabstandung dieser Komponenten die Gesamtgröße der Komponente weiter erhöht.at the described conventional Process has to be big Care should be taken to ensure that the cathode coating does not shorts with the anode rod, the necessity of spacing these components Total size of the component further increased.

Schließend und vielleicht am wichtigsten neben dem Aufwand für die Zuleitungsrahmenherstellung widerspricht der große volumetrische Raum, der durch den fertig gestellten Kondensator belegt wird, modernen Fertigungsprozeduren, bei denen die Miniaturisierung ein erstes Anliegen ist.Closing and perhaps most importantly besides the overhead line fabrication effort contradicts the big one Volumetric space through the finished capacitor is evidenced modern manufacturing procedures involving miniaturization a first concern is.

Repräsentative Beispiele für herkömmliche Festkörper-Tantalkondensatoren und ihr Herstellungsverfahren sind in den US-Patenten 4.059.887, 4.520.430, 4.780.769 und 4.945.452 beschrieben und gezeigt.Representative examples for conventional solid state tantalum capacitors and their method of preparation are described in U.S. Patents 4,059,887, 4,520,430, 4,745,769 and 4,945,452 are described and shown.

Repräsentative Beispiele herkömmlicher Festkörper-Kondensatoren, die unter Anwendung des Zuleitungsrahmenverfahrens hergestellt werden, umfassen die US-Patente 4.107.762, 4.539.623, 4.660.127, 4.899.258 und 4.907.131.Representative Examples of conventional solid-state capacitors, which are manufactured using the lead frame method include U.S. Patents 4,107,762, 4,539,623, 4,660,127, 4,899,258 and 4,907,131.

Nachstehend sind US-Patente aufgelistet, die in Verbindung mit einer bezüglich der vorliegenden Erfindung durchgeführten Stand-der-Technik-Recherche gefunden worden sind.below US patents are listed in connection with a related to the carried out present invention Stand-the-art research have been found.

3.117.365 offenbart Keramikkondensatoren, die durch Ablagern von U-förmigen Elektrodenmustern auf einer großen Dielektrikumschicht, Stapeln der Schichten derart, dass die Grundflächen der U's aus den gegenüberliegenden Oberflächen des Stapels hervortreten, und anschließenden Schneiden, um einzelne Kondensatoren, die dann abschlossen sind, zu definieren, gebildet werden.3117365 discloses ceramic capacitors obtained by depositing U-shaped electrode patterns on a big one Dielectric layer, stacking the layers such that the bases of the U's from the opposite surfaces of the stack, and subsequent cutting to single Capacitors, which are then completed to define, formed become.

3.538.571 offenbart Rohkeramikschichten, die geprägt werden, um diskrete, erhöhte Bereiche, die anschließend zu Elektroden werden, zu schaffen.3538571 discloses raw ceramic layers that are embossed to discrete, elevated areas that subsequently to create electrodes.

3.617.834 bezieht sich auf einen Keramik-Mehrschichtkondensator, der durch Schaffen eines Blocks von Kondensatoren, deren Ränder sich überlappen, und Trennen des Blocks in den Überlappungsbereichen, um Abschlussbereiche zu schaffen, gebildet wird.3617834 refers to a ceramic multilayer capacitor by Create a block of capacitors whose edges overlap and disconnect the Blocks in the overlap areas, in order to create graduation areas.

3.635.759 offenbart das Bilden von Mehrschicht-Keramikkondensatoren durch Aufbringen von Keramik in einem Bindemittel auf eine poröse Scheibe, Beaufschlagen mit einer Absaugung, Ablagern von flüssigem Metall und Wiederholen dieses Vorgangs, bis eine Mehrschichtstruktur gebildet ist, die anschließend gebrannt und geschnitten wird, um einzelne Kondensatoren zu bilden.3635759 discloses forming multilayer ceramic capacitors Applying ceramic in a binder to a porous disk, Applying a suction, depositing of liquid metal and repeating this process until a multilayer structure is formed is that, then is fired and cut to form individual capacitors.

3.992.761 offenbart ein Verfahren zum Abschließen von Kondensatoren durch Einbetten einer Vielzahl von Keramikkondensatoren in einen Kunststoffblock, wobei die Enden freigelegt sind. Auf die freigelegten Enden werden Abschlüsse aufgebracht, wobei der Block anschließend aufgelöst wird, um die Kondensatorkörper davon zu lösen.3992761 discloses a method of terminating capacitors Embedding a plurality of ceramic capacitors in a plastic block, the ends are exposed. Be on the exposed ends degrees applied, the block is then dissolved to the capacitor body thereof to solve.

4.045.867 bezieht sich auf ein Verfahren zum Gießen einer Polymerverbindung um Kondensatoren, das das Durchführen von Abschlussdrähten in Aufwärtsrichtung durch Löcher im Boden der Kunststoff-Vorformen, das Befestigen der Drähte an dem Kondensator, das Einführen der Kondensatoren in die Vorformen, das Befüllen der Vorformen mit Harz und das Aushärten beinhaltet.4045867 refers to a method for casting a polymer compound around capacitors that performing of termination wires in the upward direction through holes in the bottom of the plastic preforms, attaching the wires on the capacitor, the insertion the capacitors in the preforms, the filling of the preforms with resin and the curing includes.

4.574.438 zeigt einen druckempfindlichen Messwandler, der herge stellt wird, indem eine metallische Schicht auf einem Substrat gebildet wird, über dem Metall eine piezoelektrische, dielektrische Schicht gebildet wird, Rillen durch das Dielektrikum und das Metall in den Körper des Substrats geschnitten werden, die Rillen mit Kunststoff gefüllt werden, photolithographische Zwischenlagen über Abschnitten der Vorrichtung, die sich mit den befüllten Rillen decken, ausgebildet werden und zum Schluss eine Abdeckung aufgebracht wird, deren Elektroden senkrecht zu den Rillen ausgerichtet sind.4574438 shows a pressure-sensitive transducer that is manufactured, by forming a metallic layer on a substrate over which Metal a piezoelectric, dielectric layer is formed, Grooves through the dielectric and the metal in the body of the Substrate are cut, the grooves are filled with plastic, photolithographic Liners over Sections of the device that coincide with the filled grooves, be formed and finally a cover is applied, whose electrodes are aligned perpendicular to the grooves.

4.959.652 zeigt die Bildung von an einer Oberfläche anbringbaren Kondensatoren des Metall-Kunststoff-Typs, die hergestellt werden, indem einzelne Kondensatoren gewickelt werden, die Abschlüsse durch Bedampfung mittels eines Metalls mit einem Schmelzpunkt, der höher als jener des Lötmittels ist, das zum Befestigen des Kondensators an einer Leiterplatte verwendet wird, beschichtet werden, der Kondensator mit Harz überzogen wird und danach Abschnitte des Harzes abgeschliffen werden, um gewünschte Teile des darunter liegenden Metall-Abschlussmaterials freizulegen.4,959,652 shows the formation of an Surface mountable metal-plastic type capacitors made by winding individual capacitors, the terminations by vapor deposition of a metal having a melting point higher than that of the solder used to attach the capacitor to a printed circuit board, coated, the capacitor is coated with resin and then sanded off portions of the resin to expose desired portions of the underlying metal terminating material.

US 3.787.961 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Festkörper-Kondensatoren, bei dem ein lötbares Metallsubstrat mit einer dünnen Lage aus einem schichtbildenden Metall wie etwa Tantal, Titan, Aluminium oder Niob versehen wird. Die schichtbildende Materiallage wird geätzt, um ein Paar diskreter Inseln aus dem schichtbildenden Metall zu hinterlassen. Die Inseln bilden Anodenelektroden und werden oxidiert, um dielektrische Schichten zu schaffen. Dann wird eine Metalloxid-Halbleiterschicht auf der Oxidschicht gebildet. Die Katodenschicht wird dann auf der Oberseite gebildet, indem eine Graphitsuspension aufgesprüht wird, oder mittels eines elektrisch leitenden Anstrichs oder anderer bekannter Metallisierungstechniken gebildet. Das Substrat kann dann unterteilt werden, um einzelne Kondensatoren zu bilden. US 3,787,961 discloses a method of manufacturing solid state capacitors in which a solderable metal substrate is provided with a thin layer of a layering metal such as tantalum, titanium, aluminum or niobium. The layer-forming layer of material is etched to leave a pair of discrete islands of the layer-forming metal. The islands form anode electrodes and are oxidized to provide dielectric layers. Then, a metal oxide semiconductor layer is formed on the oxide layer. The cathode layer is then formed on top by spraying a graphite suspension or by means of an electrically conductive paint or other known metallization techniques. The substrate can then be subdivided to form individual capacitors.

US 4.599.788 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Festkörper-Elektrolytkondensatoren. Ventilmetall-Kontaktflächen werden mittels Siebdruck auf ein Ventilmetallsubstrat aufgebracht, wobei nachträglich mehrere aus einem Pulver mit großer Mantelfläche gebildete Ventilmetallkügelchen auf die im Siebdruck hergestellten Kontaktflächen aufgebracht werden. Das Substrat und die Kügelchen oder Pellets werden gesintert, um die Pellets mittels der im Siebdruck hergestellten Kontaktflächen mit dem Substrat zu verbinden. US 4,599,788 discloses a method for producing solid state electrolytic capacitors. Valve metal contact surfaces are applied by screen printing on a valve metal substrate, wherein subsequently several formed from a powder with a large lateral surface valve metal balls are applied to the contact surfaces produced by screen printing. The substrate and the beads or pellets are sintered to bond the pellets to the substrate by means of the screen-printed contact surfaces.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung kann so zusammengefasst werden, dass sie auf ein verbessertes Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen einer Vielzahl von an einer Oberfläche anbringbaren Festkörper-Kondensatoren gerichtet ist.The The present invention can be summarized to include an improved method for simultaneously producing a plurality from on a surface attachable solid-state capacitors is directed.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, das durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert ist. Kurz gesagt beinhaltet das bevorzugte Verfahren, das im Folgenden dargelegt wird, das Vorsehen eines Substrats, das vorzugsweise aus denselben Materialien wie das festkörperbildende Material, aus dem der Kondensator gebildet ist, oder aus einem mit damit verträglichen Material besteht. Auf dem Substrat ist ein komprimierter Wafer aus pulverisiertem, festkörperbildendem Material angebracht, der eine Größe besitzt, die die Größe der einzelnen Kondensatoren um ein Vielfaches übersteigt. Der Wafer und das Substrat werden gemeinsam gesintert, um den Wafer mit dem Substrat zu verbinden und das Pulver in eine poröse Masse zu integrieren.According to the present Invention, a method is provided by the features of claim 1 is defined. In short, the preferred method involves which will be explained below, the provision of a substrate, the preferably of the same materials as the solid-forming Material of which the capacitor is made, or one with compatible with it Material exists. There is a compressed wafer on the substrate pulverized, solid-forming Attached material that has a size the size of each Capacitors exceeds many times. The wafer and the substrate are sintered together to form the wafer to connect with the substrate and the powder into a porous mass to integrate.

Der gesinterte Wafer wird durch Schnitte, die durch den Wafer und senkrecht zu dem Substrat gebildet werden, in eine Vielzahl von Untereinheiten unterteilt. Entweder vor oder nach der Unterteilung werden der Wafer und/oder die unterteilten Einheiten anodisiert und manganisiert, wobei selbstverständlich die Anodisierung und Manganisierung vor der Unterteilung ausgeführt werden und die Anodisierungs- und Manganisierungsschritte nach der Unterteilung wiederholt werden. Die Bereiche zwischen den diskreten Untereinheiten werden vorzugsweise in einem Harzeinspritzschritt behandelt, um die Grenzflächen zwischen dem Substrat und dem Wafer von anderen Bereichen zu isolieren, so dass die Manganisierungsschritte das Substrat, das die Anode der Vorrichtung bildet, nicht mit der Katode des Kondensators kurzschließen.Of the Sintered wafer is made by cuts passing through the wafer and perpendicular are formed into the substrate into a plurality of subunits divided. Either before or after the subdivision, the wafer and / or the subdivided units anodized and manganized, Of course, the Anodization and manganization are performed before subdivision and the anodization and manganization steps are repeated after subdivision become. The areas between the discrete subunits become preferably treated in a resin injection step to remove the interfaces between to isolate the substrate and the wafer from other areas, so that the manganization steps the substrate, which is the anode of the Make device, not short circuit to the cathode of the capacitor.

Gegen die obere Oberfläche des bearbeiteten Wafers wird ein Element wie etwa eine Metallplatte in einen mechanischen und elektrischen Kontakt mit der oberen Oberfläche gedrückt, um eine Gegenelektrodenplatte zu bilden. Die Hohlraumbereiche zwischen den diskreten Kondensatoren, die als Ergebnis des Schneidschrittes oder der Schneidschritte, die zuvor ausgeführt worden sind, gebildet sind, werden nun durch Einspritzen von Harz in den Raum, der zwischen dem Substrat und der Gegenelektrodenplatte, die in der Art und Weise von Komponenten einer Gießform wirken, definiert ist, befällt, wodurch die Gesamtheit der durch die Schnitte definierten Räume mit isolierendem Harzmaterial gefüllt ist.Versus the upper surface of the processed wafer becomes an element such as a metal plate pressed into mechanical and electrical contact with the upper surface to to form a counter electrode plate. The cavity areas between the discrete capacitors as a result of the cutting step or the cutting steps that have been previously performed are formed Now by injecting resin into the space between the substrate and the counter electrode plate, in the manner of components of a mold act, is defined, infects, whereby the totality of the spaces defined by the cuts filled with insulating resin material is.

Außerdem wird der Schichtkörper längs Schnittlinien, die sich mit den zuvor gebildeten Schnitten decken, d. h. durch die Gegenelektro denplatte, das die einzelnen Kondensatoren trennende Harz und das Substrat, durchschnitten, wodurch fertig gestellte Kondensatoren gebildet werden, die außer an den durch die Gegenelektrodenplatte und das Substrat definierten Enden eingekapselt sind, wobei diese Komponenten die Abschlüsse des Kondensators bilden, die eine Anbringung des Kondensators als Oberflächengehäuse auf der Leiterplatte ermöglichen und wobei das Substrat die Anode des Kondensators bildet und die Gegenelektrode die Katode desselben bildet.In addition, will the laminated body along cutting lines, which coincide with the previously formed cuts, d. H. by the counterelectrode plate, the resin separating the individual capacitors and the substrate, cut through, resulting in finished capacitors be formed, except at the defined by the counter electrode plate and the substrate Ends are encapsulated, these components being the terminations of the Condenser form, which is an attachment of the capacitor as a surface housing enable the circuit board and wherein the substrate forms the anode of the capacitor and the Counter electrode forms the cathode of the same.

Wie Fachleuten, die mit herkömmlichen Festkörper-Kondensatoren und deren Herstellungsverfahren vertraut sind, offenbar wird, ergeben sich aus dem allgemein beschriebenen Herstellungsverfahren verschiedene Vorteile.As Professionals using conventional solid-state capacitors and their manufacturing processes are familiar, apparently different from the generally described manufacturing process Advantages.

Erstens erhöht sich durch Beseitigen des herkömmlichen Anodendrahts der volumetrische Wirkungsgrad des Kondensators, d. h. die in einem bestimmten Einheitsvolumen erhaltene Kapazität, um einen Faktor von zwei bis drei.First elevated by eliminating the conventional Anodendrahts the volumetric efficiency of the capacitor, d. H. the capacity obtained in a given unit volume by one Factor of two to three.

Außerdem sind die hauptsächlichen Herstellungsschwierigkeiten wie etwa das Handhaben der Vorform unter Verwendung eines Anodendrahts und das Verschweißen des Anodendrahts sowie die Notwendigkeit, Zuleitungsrahmen zu verwenden, vollständig beseitigt. Das Verfahren beseitigt ferner das industrieweite Problem eines Kurzschlusses zwischen dem Anodendraht und der Katodenbeschichtung, die herkömmliche Festkörper-Kondensatoren abdeckt.Besides, they are the main ones Manufacturing difficulties such as handling the preform below Using an anode wire and welding the anode wire as well the need to use lead frames has been completely eliminated. The method further eliminates the industry-wide problem of Short circuit between the anode wire and the cathode coating, the conventional one Covering solid state capacitors.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung beruht auf der Möglichkeit, als Rohkörper ein Substrat mit einem damit verbundenen Wafer aus gesintertem festkörperbildendem Material bereitzustellen. Dieser Kör per kann so zugeschnitten sein, dass durch einfaches Verändern des Abstands der in dem Wafer gebildeten Schnitte und folglich der Kondensatorgröße Kondensatoren mit der gewünschten Kapazität gebildet werden.One important advantage of the invention is based on the possibility of a raw body Substrate with a sintered solid-state sintered wafer Provide material. This body can be cut to size be that by simply changing the distance of the cuts formed in the wafer, and consequently the Capacitor size capacitors with the desired capacity be formed.

Wichtig ist, dass dadurch, dass die Gegenelektrodenplatte und das Substrat tatsächlich als Grenzen einer Mehrfachform für die Einspritzung von isolierendem Harz, das die einzelnen Kondensatoren trennt, und nach dem Zersägen die endgültige Einkapselung des fertig gestellten Kondensators bilden, verwendet werden, die Kosten der Einkapselung wesentlich reduziert sind.Important is that by the fact that the counter electrode plate and the substrate indeed as limits of a multiple form for the injection of insulating resin, which separates the individual capacitors, and after sawing the final Form encapsulation of the completed capacitor used the cost of encapsulation is substantially reduced.

Es ist demgemäß eine Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Verfahren für die Massenherstellung von an einer Oberfläche anbringbaren Festkörper-Kondensatoren zu schaffen.It is accordingly an object of the invention, a novel method for the mass production of on a surface attachable solid-state capacitors to accomplish.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Schaffen eines Verfahrens zum Herstellen von an einer Oberfläche anbringbaren Festkörper-Kondensatoren, bei dem Elemente aus den Einkapselungsmaterialien der fertig gestellten Kondensatoren eine Funktion während des Herstellungsprozesses ausführen, nämlich das Isolieren des Anode-Substrats von den nachträglich gebildeten Gegenelektrodenkomponenten des Kondensators.A Another object of the invention is to provide a method for the manufacture of attachable to a surface solid-state capacitors, in the elements of the encapsulating materials of the finished Capacitors a function during perform the manufacturing process, namely isolating the anode substrate from the subsequently formed counter electrode components of the capacitor.

Eine nochmals weitere Aufgabe der Erfindung ist das Schaffen eines Verfahrens zum Herstellen von Festkörper-Kondensatoren und eines sich ergebenden Kondensators, das die im Stand der Technik auftretenden Probleme einer zerbrechlichen Verbindung zwischen dem Anodenstab und der Tantalmasse und zwischen dem Anodenstab und den Abschlusskomponenten beseitigt, um eine haltbare und zu verlässige Struktur zu schaffen.A Yet another object of the invention is to provide a method for producing solid state capacitors and a resulting capacitor, that in the prior art occurring problems of a fragile connection between the Anode rod and the tantalum mass and between the anode rod and the Finishing components eliminated to ensure a durable and reliable structure to accomplish.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSUMMARY THE DRAWING

Die 1 bis 9 der Zeichnung sind schematische Schnittansichten, die die aufeinander folgenden Schritte zum Herstellen eines Kondensators gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen.The 1 to 9 The drawings are schematic sectional views illustrating the sequential steps for manufacturing a capacitor according to a first embodiment of the invention.

3a ist eine perspektivische Ansicht einer in der Stufe 1 nach 3 gezeigten Untergruppe. 3a is a perspective view of one in the step 1 to 3 shown subgroup.

10 ist eine vergrößerte, fragmentarische, perspektivische Ansicht eines nach dem Verfahren der 1 bis 9 fertig gestellten Kondensators gemäß der Erfindung. 10 is an enlarged, fragmentary, perspective view of a according to the method of 1 to 9 finished capacitor according to the invention.

Die 11 bis 19 sind schematische Schnittansichten, die eine Variante des Verfahrens in fortschreitenden Stufen zeigen.The 11 to 19 Fig. 3 are schematic sectional views showing a variant of the method in progressive stages.

20 ist eine vergrößerte, fragmentarische, perspektivische Ansicht eines nach dem Verfahren der 11 bis 19 fertig gestellten Kondensators gemäß der Erfindung. 20 is an enlarged, fragmentary, perspective view of a according to the method of 11 to 19 finished capacitor according to the invention.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGPRECISE DESCRIPTION THE DRAWING

In den 1 bis 9 der Zeichnung ist eine Folge von Schnittansichten offenbart, die verschiedene Schritte der Herstellung von Kondensatoren gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen.In the 1 to 9 In the drawing, a series of sectional views is disclosed, illustrating various steps in the manufacture of capacitors according to a first embodiment of the invention.

Wie Fachleuten auf dem Gebiet klar ist, sind zwecks Klarheit die Abmessungen und Proportionen der verschiedenen Elemente übertrieben dargestellt.As It will be apparent to those skilled in the art that dimensions are for the sake of clarity and proportions of the various elements exaggerated.

In 1 ist ein Substrat 10 aus festkörperbildendem Material, beispielsweise Tantalmetall, offenbart. Auf die obere Oberfläche 11 des Substrats 10 wird vorzugsweise eine dünne Lage aus Tantalkörnern 12, die auf das Substrat geschmolzen sind, aufgebracht, wobei die Körner 12 dazu dienen, eine raue Oberfläche zu schaffen, um das Bondieren oder Verbinden des Wafers 13, das im Folgenden beschrieben wird, zu vermehren. Als Alternative zu den Körnern 12 könnte die Oberfläche 11 aufgeraut werden.In 1 is a substrate 10 made of solid-forming material, for example tantalum metal. On the upper surface 11 of the substrate 10 is preferably a thin layer of tantalum grains 12 , which are melted onto the substrate, applied to the grains 12 serve to provide a rough surface to bond or bond the wafer 13 , which is described below, multiply. As an alternative to the grains 12 could be the surface 11 be roughened.

Auf die obere Oberfläche 11 des Substrats 10 wird ein Wafer 13 aufgedrückt, der aus komprimiertem Tantalpulver besteht, dem ein Bindemittel beigeben worden ist, um eine kohärente Masse zu bilden. Wie es an sich bekannt ist, können die Teilchen, die das den Wafer bildende Pulver definieren, in Größenbereichen variieren, wobei eine solche Körnchengröße schließlich die Eigenschaften der sich ergebenden Kondensatoren bestimmt. Der Wafer 13 und das Substrat 10 werden anschließend gemeinsam gesintert, um die organischen Bindemittel zu Beginn abzubrennen und danach das Pulver des Wafers 13 in eine integrale poröse Masse umzuwandeln. Das Sintern bondiert außerdem die untere Oberfläche 14 an der oberen Oberfläche 11 des Substrats 10 und verbindet die sich berührenden Oberflächen mechanisch und elektrisch.On the upper surface 11 of the substrate 10 becomes a wafer 13 pressed, which consists of compressed tantalum powder, to which a binder has been added to form a coherent mass. As is well known, the particles defining the powder forming the wafer may vary in size ranges, such granule size ultimately determining the properties of the resulting capacitors. The wafer 13 and the substrate 10 are then sintered together to burn off the organic binder at the beginning and then the powder of the wafer 13 to transform into an integral porous mass. The sintering also bonds the bottom surface 14 on the upper surface 11 of the substrate 10 and connects the contacting surfaces mechanically and electrically.

Beispielhalber, jedoch nicht einschränkend, kann die Dicke des Substrats innerhalb eines optimalen Bereichs von 0,127 mm bis 0,762 mm (0,005 bis 0,003 Zoll) variieren. Das körnerbildende Pulver 12 verwendet größere Körner als das Waferpulver, die je nach in dem Wafer 13 verwendeter Pulvergröße variieren und beispielhalber optimal im Bereich zwischen etwa 100 und 800 μm liegen können.By way of example, but not limitation, the thickness of the substrate may vary within an optimum range of 0.127 mm to 0.762 mm (0.005 to 0.003 inches). The granule-forming powder 12 uses larger grains than the wafer powder, whichever is in the wafer 13 vary in size used and can be optimally in the range between about 100 and 800 microns, for example.

Noch immer beispielhalber und unter der Annahme, dass das Substrat und das Pulver aus Tantal bestehen, wirkt sich ein Sintern bei 2000°C für eine Dauer von 5 bis 60 Minuten so aus, dass die gewünschte Bindung und Porosität geschaffen wird, wobei der Zeitfaktor eine Funktion der Teilchengröße und der Masse des den Wafer bildenden Materials ist. Die Verarbeitung von festkörperbildenden Materialien einschließlich der Bildung von Kügelchen oder Pellets, der Sinterungsschritte und weiterer Verarbeitungsschritte (Anodisierung und Manganisierung), die erforderlich sind, um die poröse Masse in einen Kondensator umzuwandeln, sind alle an sich bekannt, weshalb deren Beschreibung hier nur kurz aufgenommen ist, da solche Verarbeitungsschritt keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.Yet always by way of example and assuming that the substrate and The powder consist of tantalum, sintering at 2000 ° C for a duration affects from 5 to 60 minutes, creating the desired bond and porosity wherein the time factor is a function of particle size and Mass of the wafer forming material is. The processing of solids forming Materials including the formation of globules or pellets, the sintering steps and other processing steps (Anodization and manganization), which are required to the porous Converting mass into a capacitor are all known per se, why their description is included here only briefly, since such Processing step does not form part of the present invention.

Das Substrat 10 und der gesinterte Wafer 13 werden als Nächstes, wie in 2 gezeigt ist, Sägeschritten durch Schnitte, die senkrecht zu der Ebene des Substrats 10 in einem Kreuzmuster ausgeführt werden (siehe 3a), unterzogen, um den Wafer 13 in eine Vielzahl diskreter, einen Kondensator bildender Einheiten 15 zu unterteilen. Die Schnitte werden vorzugsweise bis in eine Tiefe, bei der die Oberfläche 11 des Substrats 10 freigelegt ist, oder geringfügig, so dass sie die Oberfläche durchdringen, ausgeführt. Optional kann das Substrat als Möglichkeit, die Handhabung des aus dem Substrat 10 und dem Wafer 13 bestehenden Schichtkörpers zu erleichtern, in einen (nicht gezeigten) Harzblock bis zu einer Tiefe, die die obere Oberfläche und den Wafer freigibt, eingebettet sein.The substrate 10 and the sintered wafer 13 will be next, as in 2 is shown, cutting through cuts that are perpendicular to the plane of the substrate 10 to be executed in a criss-cross pattern (see 3a ), subjected to the wafer 13 into a plurality of discrete, condenser-forming units 15 to divide. The cuts are preferably to a depth at which the surface 11 of the substrate 10 is exposed, or slightly, so that they penetrate the surface, executed. Optionally, the substrate as a way of handling the out of the substrate 10 and the wafer 13 existing laminate, to be embedded in a resin block (not shown) to a depth exposing the top surface and the wafer.

Der unterteilte Schichtkörper der 3 und 3a wird anschließend den Bearbeitungsschritten zum Umwandeln der porösen, gesinterten Masse des Wafers, die nach den Sägeschritten verbleibt, in Kondensatoren unterzogen. Die Bearbeitungsschritte sind an sich bekannt und umfassen einen Anodisierungsschritt, bei dem der Wafer in ein Elektrolytbad, d. h. eine 1%-ige Phosphorsäurelösung, eingetaucht wird, wobei das Substrat mit einer positiven Gleichstromquelle bezüglich einer in das Bad eingetauchten Katode verbunden ist. Diese Prozedur führt zur Umwandlung der Abschnitte des Wafers, die der Lösung ausgesetzt sind, sowie der freigelegten Abschnitte des Substrats in ein dielektrisches Material, wobei das verwendete Metall beispielhalber Tantal oder Tantalpentoxid ist.The divided laminate of the 3 and 3a is then subjected to the processing steps for converting the porous, sintered mass of the wafer, which remains after the sawing, in capacitors. The processing steps are known per se and include an anodization step in which the wafer is immersed in an electrolyte bath, ie, a 1% phosphoric acid solution, the substrate being connected to a positive DC power source with respect to a cathode immersed in the bath. This procedure results in the conversion of the portions of the wafer exposed to the solution and the exposed portions of the substrate into a dielectric material, the metal used being, for example, tantalum or tantalum pentoxide.

Die einen Kondensator bildende Prozedur umfasst die nachträgliche Bildung einer Gegenelektrode, wobei der die Gegenelektrode bildende Schritt beispielsweise durch Eintauchen des Schichtkörpers in eine Mangannitratlösung ausgeführt wird, und das anschließende Erwärmen der Vorrichtung in feuchter Umgebung auf etwa 325°C, um das Nitrat in leitendes Mangandioxid umzuwandeln. Der Anodisierungs- und Manganisierungsprozess kann in herkömmlicher Weise mehrmals wiederholt werden, um die Bildung einer gewünschten dielektrischen Beschichtung und Überdeckung der Gegenelektrode sicherzustellen, wobei eine solche Wiederholung selbstverständlich wegen der Risse oder Brüche in dem Dielektrikum, die infolge der Erwärmung während der Herstellung der Gegenelektrode gebildet werden, erforderlich ist, wobei solche Risse oder Brücke nochmals anodisiert werden müssen, um sicherzustellen, dass kein Kurzschluss zwischen der Anode (definiert durch das Tantalmetall) und der Katode oder Gegenelektrode (definiert durch den Manganisierungsprozess) entsteht.The A capacitor forming procedure involves post-formation a counter electrode, wherein the counter electrode forming step, for example by immersing the laminated body in a manganese nitrate solution accomplished will, and the subsequent Heat the device in a humid environment at about 325 ° C to the Convert nitrate into conductive manganese dioxide. The anodization and manganization process can in conventional Be repeated several times to the formation of a desired one dielectric coating and coverage of the counterelectrode, with such a repetition of course because of cracks or breaks in the dielectric due to heating during the preparation of the counter electrode are formed, with such cracks or bridge again need to be anodized to ensure that no short circuit between the anode (defined by the tantalum metal) and the cathode or counter electrode (defined through the manganization process).

Die Schritte der Behandlung der porösen Tantalmasse zum Bilden eines Kondensators sind in den US-Patenten 4.059.887 und 4.945.452 näher beschrieben.The Steps of treatment of the porous tantalum mass for forming a capacitor are disclosed in U.S. Patents 4,059,887 and 4,945,452 closer described.

Wie in 4 gezeigt ist, wird eine zweite Folge von Sägeschnitten S2 in Ausrichtung mit der ersten Folge von Sägeschnitten S1 gebildet, wobei die Sägeschnitte S2 tiefer in das Substrat eindringen und darin Kanäle definieren. An diesem Punkt sei angemerkt, dass der Ablauf der Behandlung des Materials des Wafers nicht kritisch für die Erfindung ist. Es ist beispielsweise machbar, den gesamten Wafer 13 zu anodisieren und zu manganisieren, bevor die Sägeschnitte S1 und S2 ausgeführt werden, oder Sägeschnitte vor der Behandlung des Wafers auszuführen. Natürlich ist es dann, wenn das Anodisieren vor dem Schneiden ausgeführt wird, notwendig, den durch Sägen eingeschnittenen Schichtkörper nochmals durch Anodisierung und Manganisierung zu behandeln. Der Ablauf der Behandlung wird am besten empirisch bestimmt und ist von solchen Faktoren wie etwa der Größe der einzelnen Kondensatoren, der Art (Teilchengröße) des als festkörperbildendes Material gewählten Pulvers und dergleichen abhängig, was an sich bekannt ist.As in 4 2, a second sequence of saw cuts S2 is formed in alignment with the first sequence of saw cuts S1, the saw cuts S2 penetrating deeper into the substrate and defining channels therein. It should be noted at this point that the process of treating the material of the wafer is not critical to the invention. It is feasible, for example, the entire wafer 13 to anodize and manganize before the saw cuts S1 and S2 are made, or to perform saw cuts prior to the treatment of the wafer. Of course, when the anodizing is carried out before cutting, it is necessary to re-treat the laminated body cut by sawing by anodizing and manganizing. The course of the treatment is best determined empirically and depends on such factors as the size of the individual capacitors, the type (particle size) of powder chosen as the solid-forming material, and the like, which is known per se.

Wie in 5 gezeigt ist, sind die Kanäle 16 bis auf Höhe der Oberfläche 11 oder etwas darüber mit einer harzreichen isolierenden Verbindung 17 befällt worden. Obwohl das verwendete Harz optimal ein flüssiges Epoxidharz ist, kann eine breite Vielfalt von flüssigen Harzen, die nachträglich aushärten, verwendet werden.As in 5 shown are the channels 16 up to the level of the surface 11 or something about it with a resinous insulating compound 17 been attacked. Although the resin used is optimal is a liquid epoxy resin, a wide variety of liquid resins that subsequently cure can be used.

Nach der Bildung der zweiten Sägeschnitte S2 und vor dem Befüllen der Kanäle sollte die Vorrichtung einem weiteren Anodisierungs schritt unterzogen werden, um eine anodisierende, isolierende Schicht über dem durch die Sägeschnitte S2 freigelegten Metall zu schaffen.To the formation of the second saw cuts S2 and before filling of the channels the device should undergo another anodization step be an anodizing, insulating layer above the through the saw cuts S2 to create exposed metal.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, hat das Harz 17 (und der nachträgliche Sägeschnitt-Anodisierungsschritt) sichergestellt, dass sich die einzige elektrische Verbindung zwischen den metallischen Komponenten des aus gesintertem Tantalpulver gebildeten Wafers 13 an der Oberfläche 11, die die Grenzfläche zwischen den diskrete Kondensatoren bildenden Elementen 15 und dem Substrat bilden, befindet.As is apparent from the foregoing description, the resin has 17 (and the subsequent saw cut anodization step) ensures that the only electrical connection between the metallic components of the sintered tantalum powder wafer 13 on the surface 11 representing the interface between the elements forming discrete capacitors 15 and form the substrate.

Wie in 6 gezeigt ist, sind die oberen Oberflächen 18 der Elemente 15 in herkömmlicher Weise mit einer ersten Schicht 19 aus leitendem Kohlenstoff und einer Deckschicht 20 aus Silber versehen worden, um dadurch eine elektrische Verbindung zu äußeren (oberen) Oberflächenabschnitten der durch Manganisierung gebildeten Gegenelektrode herzustellen.As in 6 The upper surfaces are shown 18 of the elements 15 in a conventional manner with a first layer 19 made of conductive carbon and a cover layer 20 made of silver to thereby electrically connect to outer (upper) surface portions of the counter electrode formed by manganization.

Wie in 7 gezeigt ist, ist eine Katodenplatte 21, z. B. durch ein leitendes Haftmittel, an der oberen Oberfläche 22 des Silberüberzugs 20 befestigt worden. Nach dem Auftragen des Haftmittels werden die durch die anfänglichen Sägeschnitte S1 definierten Hohlräume mit flüssigem, isolierendem Harzmaterial (z. B. Epoxidharz) befällt und aushärten gelassen. Das Befüllen der Bereiche wird dadurch, dass das Substrat 10 und die Katodenplatte 21 zusammen eine Zelle zur Aufnahme von eingespritztem Harz bilden, stark erleichtert.As in 7 is shown is a cathode plate 21 , z. B. by a conductive adhesive, on the upper surface 22 of the silver plating 20 attached. After applying the adhesive, the voids defined by the initial saw cuts S1 are filled with liquid insulating resin material (eg, epoxy resin) and allowed to cure. The filling of the areas is characterized by the fact that the substrate 10 and the cathode plate 21 together form a cell for receiving injected resin, greatly relieved.

Schließlich wird die in 8 gezeigte Verbundeinheit längs der Sägelinien S3, die sich mit den Sägelinien S1 und S2 decken, zerschnit ten, wobei die Sägeschritte zur Bildung fertig gestellter Kondensatoren C führen, wie in 10 gezeigt ist.Finally, the in 8th shown composite unit along the sawing lines S3, which coincide with the sawing lines S1 and S2, cut, the sawing steps lead to the formation of completed capacitors C, as in 10 is shown.

Wie deutlich wird, ist keine weitere Bearbeitung oder Einkapselung erforderlich, da die Sägeschnitte S3 fertig gestellte eingekapselte Festkörper-Kondensatoren definieren. Die Kondensatoren sind an einer Oberfläche anbringbar, wobei die Anode 10' aus einem Segment des Substrats 10 besteht, während die Katode oder Gegenelektrode 21' aus einem Zuwachs der Katodenplatte 21 besteht.As will become apparent, no further processing or encapsulation is required because the saw cuts S3 define completed encapsulated solid state capacitors. The capacitors are attachable to a surface, wherein the anode 10 ' from a segment of the substrate 10 exists while the cathode or counter electrode 21 ' from an increase in the cathode plate 21 consists.

Ein großer Vorteil dieser Erfindung beruht auf der Möglichkeit, Vorformen herzustellen (2), die aus einem Rohmaterialzuschnitt aus Substrat und Wafer 13 bestehen. Es ist durch bloßes Verändern des Abstands der Sägeschnitte möglich, Kondensatoren mit verschiedenen Endeigenschaften in Übereinstimmung mit den Anforderungen eines bestimmten Benutzers zu erzeugen.A great advantage of this invention is the ability to make preforms ( 2 ), which consists of a raw material blank of substrate and wafer 13 consist. It is possible, by merely changing the spacing of the saw cuts, to produce capacitors with different final properties in accordance with the requirements of a particular user.

Ein nicht einschränkender und die Anforderungen der besten Ausführungsform erfüllender bevorzugter Fertigungsablauf zur Umsetzung des Verfahrens nach den 1 bis 9 in die Praxis ist folgender:A non-limiting preferred and fulfilling the requirements of the best embodiment preferred manufacturing process for implementing the method according to 1 to 9 in practice is the following:

FERTIGUNGSABLAUFSEQUENCE OF MANUFACTURE

  • 1. Vorsehen von Tantalsubstrat.1. Provision of Tantalum Substrate.
  • 2. Aufbringen von Tantalkörnern und Erwärmen zum Bondieren der Körner am Substrat.2. Application of tantalum grains and heating to Bonding the grains on the substrate.
  • 3. Aufdrücken und Sintern eines Tantalwafers, um das Pulver zu integrieren und das Substrat zu bondieren, und anschließendes Anodisieren.3. Press and sintering a tantalum wafer to integrate the powder and Bond the substrate and then anodize.
  • 4. Manganisieren.4. Manganize.
  • 5. Einsägen des Wafers (S1).5. sawing of the wafer (S1).
  • 6. Bilden eines Dielektrikums über den Sägeschnitten.6. Forming a dielectric over the saw cuts.
  • 7. Hinzufügen einer ersten Harzbarriere (17).7. Add a first resin barrier ( 17 ).
  • 8. Manganisieren.8. Manganize.
  • 9. Aufbringen einer Kohlenstoffbeschichtung.9. Applying a carbon coating.
  • 10. Aufbringen einer Silberbeschichtung.10. Apply a silver coating.
  • 11. Bondieren der Katodenplatte mittels eines leitenden Haftmittels.11. Bonding the cathode plate by means of a conductive adhesive.
  • 12. Einspritzen einer zweiten Harzeinkapselung (24).12. Injecting a second resin encapsulation ( 24 ).
  • 13 Zerschneiden des Wafers in diskrete Kondensatoren.13 Cutting the wafer into discrete capacitors.

In den 11 bis 19 ist eine Modifikation des in Verbindung mit den 1 bis 9 beschriebenen Verfahrens gezeigt. Der Hauptunterschied zwischen den Verfahren beruht darauf, dass der erste Harzeinspritzungsschritt, der zur Hinzufügung von Harzkomponenten 17 führt, entfällt.In the 11 to 19 is a modification of in conjunction with the 1 to 9 shown method. The main difference between the methods resides in that the first resin injection step used to add resin components 17 leads, does not apply.

Bei der Beschreibung der in den 11 bis 19 gezeigten Prozeduren sind ähnlichen Teilen die Bezugszeichen, die bei der Beschreibung der 1 bis 9 verwendet worden sind, gegeben worden.In the description of the in the 11 to 19 The procedures shown are similar to the reference numerals used in the description of 1 to 9 been used.

Gemäß der Ausführungsform (1119) werden nach der Bildung des ersten Sägeschnitts (S1) die Kondensator-Teilkomponenten 15 und die freigelegten Oberflächen des Substrats 10 mit einer dielektrischen Beschichtung 30 versehen, um jegliche freigelegten metallischen Komponenten, die durch die Sägeschnitte freigelegt worden sind, zu überdecken und somit eine isolierende Barriere, die die Grenzen zwischen dem Substrat und der Grundfläche von Elementen 15 schützt, zu schaffen. Die Vorrichtung wird danach manganisiert, worauf eine zweite Folge von engeren Sägeschnitten (S2), die sich mit den Sägeschnitten S1 decken, gebildet wird. Danach wird der Schichtkörper einem weiteren ein Dielektrikum bildenden Schritt unterzogen, um sicherzustellen, dass die durch die Sägeschnitte S2 freigelegten Ränder durch die dielektrische Beschichtung abgedeckt sind (16). Der Schichtkörper wird anschließend manganisiert, um eine Gegenelektrode zu definieren, und wie zuvor, d. h. durch Aufbringen einer Kohlenstoffschicht 19 sowie einer Silberschicht 20 und Aufdrücken einer Katodenplatte 21, bearbeitet. Die Hohlräume zwischen den Kondensatorelementen 15 werden anschließend wie zuvor mit einer isolierenden Harzmasse 24 befällt und längs der Sägelinien 53 zersägt, um den fertig gestellten Kondensator 25 zu definieren, wie in 20 gezeigt ist.According to the embodiment ( 11 - 19 ) become the capacitor subcomponents after the formation of the first saw cut (S1) 15 and the exposed surfaces of the substrate 10 with a dielectric coating 30 to cover any exposed metallic components that have been exposed by the saw cuts, and thus an insulating barrier that defines the boundaries between the substrate and the footprint of elements 15 protects, creates. The device is then manganized, followed by a second series of narrower saw cuts (S2), which coincide with the Sägeschnitten S1 is formed. Thereafter, the laminate is subjected to another dielectric-forming step to ensure that the edges exposed by the saw cuts S2 are covered by the dielectric coating ( 16 ). The composite is then manganized to define a counter electrode and as before, ie, by applying a carbon layer 19 and a silver layer 20 and pressing a cathode plate 21 , processed. The cavities between the capacitor elements 15 are then as before with an insulating resin composition 24 and along the sawing lines 53 sawed to the finished capacitor 25 to define how in 20 is shown.

Wie bei dem mit Bezug auf die 1 bis 9 beschriebenen Verfahren kann der Ablauf von Schritten bis zu einem bestimmten Grad verändert werden. Bezüglich der Ausführungsform nach den 11 bis 19 ist der bevorzugte Ablauf wie folgt:As with the respect to the 1 to 9 described method, the sequence of steps can be changed to a certain degree. With respect to the embodiment of the 11 to 19 the preferred procedure is as follows:

FERTIGUNGSABLAUF (11 bis 19)MANUFACTURING PROCESS ( 11 to 19 )

  • 1. Aufrauen des Substrats oder Sintern von Metallteilchen auf das Substrat.1. Roughen the substrate or sinter Metal particles on the substrate.
  • 2. Anbringen des Wafers und gemeinsames Sintern von Wafer und Substrat.2. Mounting the wafer and sintering together of wafers and Substrate.
  • 3. Bilden eines Dielektrikums.3. Forming a dielectric.
  • 4. Einsägen auf Substrathöhe (S1).4. sawing at substrate height (S1).
  • 5. Weitere Dielektrikumbildung, um durch Sägen freigelegtes Metall abzudecken.5. Further dielectric formation to cover saw-exposed metal.
  • 6. Manganisieren.6. Manganize.
  • 7. Bilden tiefer Schnitte (S2) in das Substrat.7. Forming deep cuts (S2) in the substrate.
  • 8. Nochmaliges Anodisieren, um in durch den S2-Sägeschritt de finierten Rillen ein Dielektrikum zu bilden.8. Repeat anodizing to in through the S2 sawing step de defined grooves to form a dielectric.
  • 9. Manganisieren.9. Manganize.
  • 10. Aufbringen von Kohlenstoff und Silber auf die oberen Ränder der Kondensatoren.10. Applying carbon and silver to the upper edges of the Capacitors.
  • 11. Befestigen der Katodenplatte auf den Silberoberflächen mittels eines leitenden Haftmittels.11. Attach the cathode plate to the silver surfaces by means of a conductive adhesive.
  • 12. Einspritzen von Harz.12. Inject resin.
  • 13 Trennen der einzelnen Kondensatoren durch Sägeschnitte (S3).13 Separation of the individual capacitors by saw cuts (S3).

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, sind hier neuartige Verfahren zum Bilden von Festkörper-Kondensatoren offenbart. Den Verfahren der Erfindung ist das Vorsehen einer Vielzahl durch hohle Bereiche getrennter Festkörper-Kondensatoren zwischen einer Katodenplatte und einer Anodenplatte gemeinsam, wobei die Hohlräume mit Isolierungs-Einkapselungsharz befällt werden und die einzelnen Kondensatoren erst dann von der Matrix getrennt werden, nachdem die Kondensatoren vollständig ausgebildet und eingekapselt sind. Der letzte Sägeschritt führt zur Schaffung von an einer Oberfläche anbringbaren Kondensatoren, die vollständig eingekapselt und abgeschlossen sind, wobei die getrennten Ränder des Substrats den Anodenabschluss definieren und die Ränder der der Katodenplatte den Gegenelektroden- oder Katodenabschluss definieren.As From the foregoing description, are novel here Method of forming solid state capacitors disclosed. The method of the invention is the provision of a variety through hollow areas of separate solid-state capacitors between a cathode plate and an anode plate together, wherein the cavities are filled with insulation encapsulating resin and the individual Capacitors are then separated from the matrix after the capacitors completely are formed and encapsulated. The last sawing step leads to the creation of a surface attachable capacitors that are fully encapsulated and completed are, with the separated edges of the substrate define the anode termination and the edges of the the cathode plate define the counter electrode or cathode termination.

Der sich aus der Praxis des Prozesses ergebende Kondensator repräsentiert eine hoch effiziente Nutzung von Raum, die ein Gehäuse ergibt, dessen Volumen nur etwa ein Drittel des Volumens herkömmlicher Festkörper-Kondensatoren beträgt. Anders als herkömmliche Kondensatoren, die aufgrund einer Verdrängung des Anodenstabs aus dem gesinterten Kügelchen oder Pellet und infolge eines Bruchs der Anodenstabverbindung mit dem Abschluss Fehlern unterliegen, ist der Kondensator der vorliegenden Erfindung praktisch fehlersicher.Of the represents condenser resulting from the practice of the process a highly efficient use of space that gives a housing, its volume is only about one third of the volume of conventional Solid state capacitors is. Unlike traditional ones Capacitors, due to a displacement of the anode rod from the sintered globules or pellet and due to rupture of the anode rod compound with subject to errors, is the capacitor of the present Invention virtually failsafe.

Die Herstellungsverfahren sind ferner insofern einzigartig, dass die Harzkomponenten nicht nur zur Einkapselung des fertig gestellten Kondensators, sondern auch als Mittel zur Erleichterung der Herstellungsprozedur dienen, indem sie Isolierungen zwischen der Anode und der Gegenelektrode bilden (Verfahren 1) und in beiden beschriebenen Varianten die Matrix während der letzten Sägevorgänge versteifen.The Manufacturing methods are further unique in that the Resin components not only for encapsulation of the finished Capacitor, but also as a means of facilitating the manufacturing procedure serve by isolating between the anode and the counter electrode form (method 1) and in both variants described the matrix while stiffen the last sawing operations.

Claims (2)

Verfahren zum Herstellen von Festkörper-Kondensatoren, das die folgenden Schritte umfasst: Vorsehen eines Substrats (10), Anbringen eines eine untere Oberfläche (14) aufweisenden Wafers (13) aus einem pulverisierten Material für die Bildung eines Festkörper-Kondensators auf dem Substrat, Schaffen eines Eingriffs zwischen dem Substrat (10) und einer oberen Oberfläche, die zu dem Substrat parallel und hiervon beabstandet ist, Sintern des Substrats (10) und des Wafers (13), um die untere Oberfläche (14) des Wafers mit dem Substrat zu verbinden und um das Pulver des Wafers in eine poröse Masse zu integrieren, Unterteilen des Wafers (13) in mehrere diskrete Einheiten (15), die durch Kanäle oder Hohlräume (23) getrennt sind, indem eine erste Reihe von Schnitten (S1) durch den Wafer in zu dem Substrat (10) senkrechten Ebenen gebildet werden, Beaufschlagen des unterteilten Wafers mit einem Anodisierungsschritt, um eine dielektrische Beschichtung (30) über die gesamte poröse Masse zu bilden, Bilden einer Gegenelektroden-Beschichtung (20) auf der dielektrischen Beschichtung, Drücken einer Gegenelektroden-Platte (21) gegen die obere Oberfläche des bearbeiteten Wafers, wobei die Platte in mechanischem und elektrischem Kontakt mit der oberen Oberfläche ist, und Befüllen der Kanäle oder Hohlräume (23) mit einem Isoliermaterial (24), wobei das Verfahren den weiteren Schritt umfasst, bei dem einzelne Kondensatoren durch Schnitte (S3), die durch das Substrat (10), die Gegenelektrodenplatte (21) und das Isoliermaterial (24) gebildet werden, voneinander getrennt werden.A method for producing solid-state capacitors, comprising the following steps: providing a substrate ( 10 ), Attaching a lower surface ( 14 ) wafer ( 13 ) of a powdered material for the formation of a solid state capacitor on the substrate, providing an engagement between the substrate ( 10 ) and an upper surface parallel to and spaced from the substrate, sintering the substrate ( 10 ) and the wafer ( 13 ) to the lower surface ( 14 ) of the wafer to the substrate and to integrate the powder of the wafer into a porous mass, dividing the wafer ( 13 ) into several discrete units ( 15 ) passing through channels or cavities ( 23 ) are separated by passing a first series of cuts (S1) through the wafer into the substrate (S1). 10 vertical planes, applying the anodized wafer with an anodization step to form a dielectric coating ( 30 ) over the entire porous mass, forming a counter electrode coating ( 20 ) on the dielectric coating, pressing a counterelectrode plate ( 21 ) against the upper surface of the processed wafer, the plate being in mechanical and electrical contact with the upper surface, and filling the channels or cavities ( 23 ) with an insulating material ( 24 ), the method comprising the further step of cutting individual capacitors by cuts (S3) through the substrate (3). 10 ), the counterelectrode plate ( 21 ) and the insulating material ( 24 ) are separated from each other. Verfahren nach Anspruch 1, das das Einspritzen von flüssigem Isolierharz (24) in die Kanäle oder Hohlräume (23) unter Verwendung des Substrats und der Platte (10, 21) als Begrenzungen einer Gießform, das Bewirken des Härtens des Harzes und danach des Trennens (S3) der Platten und des Harzes längs Linien, die mit den Kanälen übereinstimmen, umfasst.Process according to claim 1, which involves the injection of liquid insulating resin ( 24 ) into the channels or cavities ( 23 ) using the substrate and the plate ( 10 . 21 ) as boundaries of a mold, causing the hardening of the resin, and thereafter separating (S3) the plates and the resin along lines corresponding to the channels.
DE1994634554 1994-06-10 1994-06-10 Method for producing solid state capacitors Expired - Lifetime DE69434554T2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00202732A EP1047087B1 (en) 1994-06-10 1994-06-10 Method of manufacturing solid state capacitors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69434554D1 DE69434554D1 (en) 2005-12-29
DE69434554T2 true DE69434554T2 (en) 2006-08-10

Family

ID=35455282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1994634554 Expired - Lifetime DE69434554T2 (en) 1994-06-10 1994-06-10 Method for producing solid state capacitors

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE69434554T2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
DE69434554D1 (en) 2005-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69919888T2 (en) Production Method of Fixed Electrolysis Capacitors in Chip Construction
EP0688030B1 (en) Mass production method for the manufacture of solid electrolytic capacitors
DE2725137C2 (en) Process for manufacturing solid electrolytic capacitors
DE69833149T2 (en) Electrolytic capacitor and its production process
DE60010505T2 (en) Fixed Electrolysis Capacitors And Their Production Methods
DE60033076T2 (en) Anodic electrode for electrolytic capacitor and process for its preparation
DE60015141T2 (en) Production Method of Fixed Electrolysis Capacitors
DE3612084C2 (en)
DE4091418C2 (en) Method of manufacturing a multilayer capacitor
DE60016249T2 (en) Production Method of Fixed Electrolysis Capacitors
DE102012112058B4 (en) MEMS component and method for encapsulating MEMS components
DE60019592T2 (en) FIXED ELECTROLYTE CAPACITORS AND MANUFACTURING METHOD
DE112007003314T5 (en) Metal electrolytic capacitor and process for its production
DE3509593A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A CERAMIC CONDENSER AND CONDENSER PRODUCED THEREOF
DE102008014296A1 (en) Solid electrolytic capacitor and process for its production
DE10296884B4 (en) Production of solid state electronic components
DE2632068A1 (en) HOUSING CONSTRUCTION OF AN INTEGRATED SOLID-WIDE CIRCUIT
DE69935767T2 (en) METAL ELECTRODE MATERIAL, THIS USING CONDENSER AND MANUFACTURING METHOD
DE102004006778A1 (en) Stacked piezoelectric device
WO2011154352A1 (en) Method for producing a piezo actuator and piezo actuator
WO2007048756A1 (en) Piezoelectric actuator and method for producing the same
DE8318257U1 (en) CAPACITOR
DE3018846C2 (en)
DE19627543B9 (en) Multi-layer substrate and method for its production
DE69434554T2 (en) Method for producing solid state capacitors

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition