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Chipförmiger Festelektrolytkondensator - Dokument DE10040200A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10040200A1 19.04.2001
Titel Chipförmiger Festelektrolytkondensator
Anmelder NEC Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kobayashi, Atsushi, Tokio/Tokyo, JP;
Tainaka, Akiyoshi, Tokio/Tokyo, JP;
Sato, Hideaki, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Glawe, Delfs, Moll, Patentanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 17.08.2000
DE-Aktenzeichen 10040200
Offenlegungstag 19.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2001
IPC-Hauptklasse H01G 9/004
IPC-Nebenklasse H01G 2/10   
Zusammenfassung Ein Wasserdampf-Ausgabedurchlaß 10, der aus feinem, porösem Fluorcharbonharz besteht, das ein hohes Wasserdampfdurchlassvermögen hat, ist in einem chipartigen Festelektrolytkondensator vorgesehen, bestehend aus einem Kondensatorelement 1 und einem Anodenanschluß 2 und einem Kathodenanschluß 3 zum externen elektrischen Anschließen, das in einer Kunstharzform 4 verkapselt ist. Der Wasserdampf-Ausgabedurchlaß verbindet das Innere des Kondensatorelementes mit der Atmosphäre.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen chipförmigen Festelektrolytkondensator und insbesondere einen chipförmigen Festelektrolytkondensator, der mit einem Festelektrolytkondensatorelement versehen ist, das in Kunststoff verkapselt ist.

Ein herkömmlicher chipförmiger Tantal-Festelektrolytkondensator, der in Kunstharz verkapselt ist, wird unter Bezugnahme auf seinen in der Fig. 1 gezeigten Querschnitt beschrieben. In der Fig. 1 ist ein Ende eines externen Anodenanschlusses 2 für einen externen elektrischen Anschluß direkt an ein Ende eines Anodenleiters 5 eines Kondensatorelementes 1 angeschlossen und ein Endteil eines externen Kathodenanschlusses 3 ist an einen Kathodenanschluß des Kondensatorelementes 1 durch einen elektrisch leitfähigen Klebstoff 6 angeschlossen. Das Kondensatorelement 1, der Anodenleiter 5 zusammen mit dem Endteil des externen Anodenanschlusses 2 und dem Endteil des externen Kathodenanschlusses 3 zusammen mit dem elektrisch leitfähigen Klebstoff 6 sind in Kunstharz 4 wie beispielsweise Epoxidharz so verkapselt, daß die verbleibenden Teile des Anodenanschlusses 2 und der Kathodenanschluss 3 aus dem Kondensatorelement 1 durch das Kunstharz 4 nach außen führen. Der Anodenanschluß 2 und der Kathodenanschluß 3 sind so gebogen, daß diese Anschlüsse 2 und 3 sich entlang der Seitenflächen der Kunstharzform und einer Befestigungsfläche, d. h. einer Unterseite der Kunstharzform 4, erstrecken.

Ein Herstellverfahren des Tantal-Festelektrolytkondensatorelementes 1 beschreibend, wird ein poröses Anodenelement, das eine Anzahl von winzigen Hohlräumen hat, erhalten, indem Tantalmetallpulver beispielsweise in Quaderform gesintert wird und dann auf einer Oberfläche des quaderförmigen porösen Anodenelementes ein Tantaloxydfilm (nicht dargestellt) als ein dielektrisches Element durch Anodisieren der Oberfläche des quaderförmigen, porösen Anodenelementes ausgebildet wird. Um den Anodenleiter 5 zu bilden, wird nebenbei gesagt, ein Tantaldraht vorab in eine der Oberflächen des quaderförmigen, porösen Anodenelementes vor der Durchführung des Sinterns implantiert. Das Anodisieren der Oberflächen des porösen Anodenelementes wird so durchgeführt, daß kein Tantaloxidfilm auf der Oberfläche des Anodenleiters 5 ausgebildet wird.

Danach wird ein Mangandioxidfilm (nicht dargestellt) auf den Tantaloxidfilm als Festelektrolytschicht ausgebildet und auf der Festelektrolytschicht wird eine Kathodenleiterschicht ausgebildet. Die Festelektrolytschicht kann aus elektrisch leitfähigem, hochmolekularem Material, wie beispielsweise Pyrrol oder Thiophen bestehen. Die Kathodenleiterschicht ist durch Laminieren, beispielsweise einer Graphitschicht und einer Silberpastenschicht in dieser Reihenfolge, gebildet.

Danach wird der Endteil des Anodenanschlusses 2 in Form einer flachen Platte elektrisch und mechanisch an den Endteilen des Anodenleiters 5 des Tantal-Festelektrolytelementes 1 durch elektrisches Widerstandsschweißen oder Laserschweißen angeschlossen. Ferner wird der Endteil des Kathodenanschlusses 3 in Form einer flachen Platte, die vorab entsprechend einer Oberflächenform des Festelektrolytkompensatorelementes 1 geformt worden ist, elektrisch und mechanisch mit der Kathodenleiterschicht auf der Oberfläche des Festelektrolytkompensatorelementes 1 durch elektrisch leitfähigen Klebstoff 6 verbunden.

Danach wird das Festelektrolytkondensatorelement 1 mit dem Anodenleiter 5, den Teilen des Anodenanschlusses 2 und des Kathodenanschlusses 3 in der Kunstharzform 4 aus wärmehärtbarem Kunstharz, wie beispielsweise Epoxidharz unter Verwendung eines Preßspritzverfahrens verkapselt.

Zum Schluß werden Teile des Anodenanschlusses 2 und des Kathodenanschlusses 3, die aus der Kunstharzform 4 herausführen, entlang der Seitenflächen und dann entlang der Unterseite der Kunstharzform 4 gebogen, woraus der kunstharzverkapselte, chipförmige Tantal-Festelektrolytkompensator wie in Fig. 1 gezeigt, resultiert.

Um einen elektronischen Schaltkreis zu realisieren, der unter Verwendung verschiedener elektronischer Teile gestaltet ist, die aktive Teile, wie beispielsweise Halbleitervorrichtungen und passive Teile, wie beispielsweise Kondensatoren enthalten, werden diese Teile auf einem Montagesubstrat, wie beispielsweise einer gedruckten Leiterplatte befestigt. Das Befestigen solcher Teile selbst wird üblicherweise unter Verwendung eines Fließlötverfahrens durchgeführt. In einem solchen Fall wird ein Oberflächenmontageteil der eine Anschlußstruktur wie in der Fig. 1 gezeigt, hat, auf der gedruckten Leiterplatte durch Löten der Anschlußteile 71 und 72 der Anoden und Kathodenanschlüsse 2 und 3, die sich entlang der Unterseite (Montagefläche) der Kunstharzform 4 erstrecken, an Leiterbahnen der bedruckten Leiterplatte befestigt.

Bei dem herkömmlichen chipartigen Festelektrolytkondensator kann ein Fall auftreten, bei dem die Verbindung zwischen dem chipartigen Festelektrolytkondensator und dem Montagesubstrat unterbrochen ist, und zwar durch Abweichung des chipartigen Kondensators von einem präzise positionierten Anfangs Ort auf den Leiterbahnenteilen des Montagesubstrats oder durch ein Phänomen, das "Grabstein" genannt wird, bei dem sich der chipartige Kondensator im Verlauf des Fließlötverfahrens vertikal aufrichtet. Die positionelle Abweichung und das Grabsteinphänomen des chipartigen Kondensators im Verlauf des Fließlötverfahrens können aus den unten beschriebenen Gründen auftreten.

Es wird kurz das Montieren beispielsweise des chipartigen Festelektrolytkondensators unter Verwendung des Fließlötverfahrens beschrieben, wobei die Leiterbahnenteile des Montagesubstrats mit Lötpaste bestrichen werden und dann der chipartige Kondensator auf dem Montagesubstrat so positioniert wird, daß die Anschlußteile 71 und 72 des chipartigen Kondensators genau auf den jeweiligen Leiterbahnen angeordnet sind. In diesem Zustand wird der chipartige Kondensator zeitweilig auf dem Montagesubstrat durch die Lötpaste fixiert. Danach wird das Montagesubstrat zusammen mit dem chipartigen Kondensator darauf auf eine Temperatur nicht unter dem Schmelzpunkt der Lötpaste erhitzt, um die Lötpaste zu schmelzen. Zum Schluß wird das Erhitzen beendet, um die Temperatur abzusenken und dadurch das Lot wieder festwerden zu lassen.

Das Erhitzen kann durch ein Heizquellenkontaktverfahren zum direkten Heizen der Unterseite des Montagesubstrats oder durch ein Umgebungsheizverfahren zum Erhitzen des Montagesubstrats und der darauf befestigten Teile mittels eines Heißluftofens oder eines Infrarotofens durchgeführt werden. Die Heiztemperatur ist theoretisch irgendeine, solange als sie nicht niedriger als der Schmelzpunkt des Lotes ist. Es treten jedoch nachteilige Wirkungen an den Teilen und bei der Produktionseffizienz auf, wenn diese einer Temperatur ausgesetzt werden, die im wesentlichen höher als eine praktische Temperatur oder die garantierte Temperatur wie beispielsweise der Schmelzpunkt des Lotes, für eine lange Zeitspanne ausgesetzt wird, berücksichtigt werden, ist es üblich, ein Temperaturprofil zu verwenden, das ein Hochgeschwindigkeitserhitzen auf eine hohe Spitzentemperatur und eine kurze Haltezeit der Spitzentemperatur umfaßt. Das heißt es ist üblich das Montagesubstrat und den chipartigen Kondensator schnell zu erhitzen, beispielsweise auf 240°C, und die Temperatur für eine Zeit zu halten, die nicht länger als beispielsweise 10 Sekunden ist.

In dem chipartigen Tantal-Festelektrolytkondensator der in der Fig. 1 gezeigt ist, enthält das Kondensatorelement 1, insbesondere Mangandyoxid, das die Festelektrolytschicht bildet, oder eine elektrisch leitfähige hochmolekulare Schicht, eine Graphitschicht und die Silberpastenschicht, welche die leitfähige Kathodenschicht derselben bildet, Wasser, das aus Wasserdampf in der Atmosphäre während des Herstellvorganges des Kondensatorelementes oder während einer Lagerung des hergestellten Kondensatorelementes hereingenommen worden ist.

Der Wassergehalt, der in dem Kondensatorelemente des chipartigen Kondensators enthalten ist, wird auf eine Temperatur höher als der Siedepunkt desselben beim Montieren des chipartigen Kondensators auf dem Montagesubstrat durch das Fließlötverfahren erhitzt, und verdampft, wodurch der Innendruck der Kunstharzform 4 erhöht wird. Da der chipartige Kondensator schnell auf die Fließlöttemperatur erhitzt wird, die mit 240°C wesentlich höher als der Siedepunkt des Wassers ist, wird der Innendruck des chipartigen Kondensators im wesentlichen mit hoher Geschwindigkeit erhöht. In einem solchen Fall kann, da das Kondensatorelement 1 des herkömmlichen chipartigen Festelektrolytkondensators wie in der Fig. 1 gezeigt vollständig durch die wasserdichte Kunstharzform 4 aus beispielsweise Epoxidharz verkapselt ist, der erzeugte Wasserdampf im chipartigen Kondensator nicht durch die Kunstharzform entweichen, so daß der gesamte hohe Druck infolge von Wasserdampf auf die Kunstharzform 4 ausgeübt wird. Als ein Ergebnis werden Teile der Kunstharzform 4, die relativ dünne Teile sein können, entsprechend der Verbindungsteile 71 und 72 an der Unterseite des chipartigen Kondensators, gebrochen und Wasserdampf in der Kunstharzform entweicht durch die Risse.

Wenn ein derartiges abruptes Entweichen von Wasserdampf aus dem chipartigen Kondensator in einem temporären Befestigungsschritt oder im Schmelzschritt des Lotes im Verlauf des Fließlötverfahrens auftritt, das den temporären Befestigungschritt des chipartigen Kondensators, den Schmelzschritt der Lötpaste und das den Schritt des wieder Festwerdens der Lötpaste in der genannten Reihenfolge umfaßt, kann die Position des chipartigen Kondensators auf dem Montagesubstrat von der anfänglich eingesetzten Position abweichen und es kann das Grabsteinphänomen auftreten, und zwar infolge des Blasdruckes des Wasserdampfes. Obwohl die Art des Phänomens, die entweder die positionelle Abweichung oder das Grabsteinphänomen des chipartigen Festelektrolytkondensators ist, und wenn das Phänomen die positionelle Abweichung ist, die Richtung und Größe der Abweichung von dem Rißort der Kunstharzform des chipartigen Kondensators, den Zeitpunkt des Entweichens von Wasserdampf, der Blasentweichrichtung des Wasserdampfes und/oder der Entweichgeschwindigkeit desselben abhängen kann, ist zu berücksichtigen, daß die Abweichung oder das Grabsteinphänomen bei dem herkömmlichen in Kunstharz verkapselten, chipartigen Festelektrolytkondensator bei dessen Montageschritt auf dem Montagesubstrat aus den vorstehend genannten Gründen auftritt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Konstruktion eines in Kunstharz verkapselten chipartigen Festelektrolytkondensators zu schaffen, bei dem eine positionelle Abweichung oder das Grabsteinphänomen des in Kunstharz verkapselten, chipartigen Festelektrolytkondensators während dessen Montage auf einem Montagesubstrat durch Löten, verhindert ist.

Chipartige Festelektrolytkondensator gemäß der vorliegenden Erfindung, mit externen Anoden- und Kathodenanschlüssen zum externen elektrischen Anschließen eines Kondensatorelementes eines in einer Kunstharzform verkapselten Kondensatorelementes, ist gekennzeichnet durch einen Wasserdampfdurchlaß, d. h. einen Wasserdampf- Abgabedurchgang, der in der Kunstharzform ausgebildet ist. Der Wasserdampf-Ausgabedurchgang besteht aus einem Material mit höherer Wasserdampfbeständigkeit als die Kunstharzform, und dient dazu, das Innere der Kunstharzform mit der Atmosphäre zu verbinden.

Da bei einer derartigen Konstruktion des chipartigen Festelektrolytkondensators gemäß der vorliegenden Erfindung Wasserdampf, der innerhalb der Kunstharzform erzeugt wird, wenn der chipartige Kondensator während seiner Befestigung auf einen Montagesubstrat erhitzt wird, durch den Wasserdampf-Ausgabedurchgang aus der Kunstharzform nach außen ausgeben wird, treten keine Risse auf, die infolge einer Erhöhung des Innendruckes des Kunstharzformelementes erzeugt werden. Daher besteht kein abruptes Entweichen von Wasserdampf und es ist möglich die positionelle Abweichung oder das Grabsteinphänomen des chipartigen Kondensators infolge von Entweichen von Wasserdampf bei Montieren des chipartigen Kondensators auf den Montagesubstrat, zu verhindern.

Der Wasserdampf-Ausgabedurchgang kann durch Ausbilden eines feinporösen Fluorocarbonharzes, das von Tetrafluorethylen abgeleitet ist, auf dem und entlang des Anodenanschlusses und/oder des Kathodenanschlusses ausgebildet werden. Alternativ kann der Wasserdampf- Ausgabedurchgang gebildet werden, indem der elektrisch leitfähige Klebstoff, der bei dem herkömmlichen chipartigen Kondensator dieser Art so verwendet wird, daß der Klebstoff auf wenigstens einer Seitenfläche der Kunstharzform frei liegt. In dem zuletzt genannten Fall können die Herstellkosten des chipartigen Kondensators verringert werden, da eine Erhöhung der Anzahl der Herstellschritte und die Herstellkosten der Teile gering ist.

Die vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung anhand der begleitenden Figuren im einzelnen hervor, in welchen zeigt:

Fig. 1 ein Beispiel eines herkömmlichen chipartigen Festelektrolytkondensators im Schnitt;

Fig. 2 einen chipartiger Tantal-Elektrolytkondensator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung;

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 4 eine Darstellung im Schnitt eines chipartigen Tantal-Elektrolytkondensators gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Darstellung im Schnitt eines chipartigen Tantal-Festelektrolytkondensators gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Darstellung im Schnitt eines chipartigen Tantal-Festelektrolytkondensators gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 wird ein chipartiger Tantal-Festelektrolytkondensator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gemäß Fig. 2 hat der chipartige Tantal-Festelektrolytkondensator ein Kondensatorelement 1, eine Kunstharzform 4 aus beispielsweise Epoxidharz, in der das Kondensatorelement verkapselt ist, und einen Anodenanschluß 2, einen Kathodenanschluß 3 des Kondensatorelements 1, beide in Form einer flachen Platte, die elektrisch an eine Kathodenelektrode und einen Anodenleiter 5 des Kondensatorelementes 1 angeschlossen sind und an diesen horizontal vorstehend aus der Kunstharzform 4 ragen. Der chipartige Kondensator gemäß der Fig. 2 und 3 unterscheidet sich im seinem Aufbau von dem herkömmlichen chipartigen Elektrolytkondensator dadurch, dadurch, daß ein Teil des Kathodenanschlusses 3, der im Inneren der Kunstharzform 4 ist, durch ein poröses Fluorcarbonharz 10 wie beispielsweise Polytetrafluorethylen, abgedeckt ist. Epoxidharz, aus dem die Kunstharzform 4 besteht, läßt keinen Wasserdampf nach außen durchdringen. Da jedoch Polytetrafluorethylen eine poröse Struktur hat, ist die Durchlässigkeit von Polytetrafluorethylen für Wasserdampf verglichen mit der Kunstharzform 4 hoch. Daher wird, da das poröse Fluorcarbonharz 10 als ein Wasserdampf-Ausgabedurchlaß für Wasserdampf dient, der in der Kunstharzform beim Montieren des chipartigen Kondensators auf einen Montagesubstrat durch ein Fließlötverfahren erzeugt wird, Wasserdampf nicht innerhalb der Kunstharzform 4 akkumuliert, so daß kein Ansteigen des Innendrucks in der Kunstharzform 4 auftritt, im Gegensatz zu dem herkömmlichen chipartigen Festelektrolytkondensator. Daraus folgt, daß in der Kunstharzform 4 keine Risse und kein abruptes Entweichen von Wasserdampf auftritt, woraus resultiert, daß weder eine positionelle Abweichung des chipartigen Festelektrolytkondensators bezogen auf das Montagesubstrat noch ein Grabsteinphänomen auftritt.

Das poröse Fluorcarbonharz 10 kann durch Eintauchen des Kondensatorelementes 1 zusammen mit dem Anodenanschluß 2 und dem Kathodenanschluß 3, die an diesem befestigt sind, in ein Gemisch aus Polytetrafluorethylene und ein bekanntes Lösungsmittel und nachfolgendes Trocknen zum Verdampfen des Lösungsmittels, gebildet werden. Alternativ wird das poröse Fluorcarbonharz 10 durch Aufweichen einer Lösung, die Polytetrafluorethylene enthält, auf den Kathodenanschluß 3 mittels einer Abgabevorrichtung und Trocknen desselben gebildet. Der chipartige Tantal- Festelektrolytkondensator gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich in seinem Herstellungsverfahren von dem herkömmlichen chipartigen Tantal-Festelektrolytkondensator wie er in der Gruppe 1 gezeigt ist, dadurch, daß der Schritt ausbildend des porösen Fluorocarbonharzes 10 erforderlich ist.

Das poröse Fluorcarbonharz 10 kann aus anderem Material als Polytetrafluorethylen bestehen. Beispielsweise können Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylencopolymer, Polychlortrifluorethylen, Perfluorethylen-Perfluoralkylvinylethercopolymer oder Ethylen-Tetrafluorethylencopolymer wie beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. H 4-280660 offenbart, verwendet werden.

In dem in der Fig. 3 gezeigten Beispiel ist der Kathodenanschluß 3 durch poröses Fluorcarbonharz 10 abgedeckt. Es ist jedoch alternativ möglich, den Anodenanschluß 2 mit einem porösen Fluorcarbonharz abzudecken. Da der elektrisch leitfähige Klebstoff 6, der die Kathodenelektrode des Kondensatorelementes 1 mit dem Kathodenanschluß 3 verbindet ebenfalls eine höhere Durchlässigkeit für Wasserdampf hat, als die Kunstharzform 4, wie dies später beschrieben wird, ist es wirksamer bezüglich der Abgabe von Wasserdampf, ein poröses Fluorcarbonharz 10 auf der Seite des Kathodenanschlusses 3 in der Nähe des elektrisch leitfähigen Klebstoffes 6 vorzusehen, wie dies in der Fig. 3 gezeigt ist.

Das poröse Fluorcarbonharz 10 kann sowohl auf dem Kathodenanschluß 3 als auf dem Anodenanschluß 2 vorgesehen sein, wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist, die die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit einer derartigen Konstruktion ist es möglich das Wasserdampfabgabeverhalten des chipartigen Kondensators verglichen mit dem Fall gemäß der ersten Ausführungsform wie in der Fig. 3 gezeigt, zu verbessern.

Ferner ist es möglich, wie in der Fig. 5 gezeigt, die die dritte Ausführungsform zeigt, nicht nur die Kathoden und Anodenanschlüsse 3 und 2, sondern auch das ganze Kondensatorelement 1 mit einem porösen Fluorcarbonharz zu bedecken. In einem solchen Fall ist es möglich, das Wasserdampfabgabeverhalten weiter zu verbessern. Da das Fluorcarbonharz ein elektrisch isolierbares Harz ist, gibt es keinen Kurzschluß zwischen dem Anodenanschluß 2 und dem Kathodenanschluß 3.

Im folgenden wird die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Fig. 6 beschrieben. Die in der Fig. 6 gezeigte vierte Ausführungsform unterscheidet sich von jedem der chipartigen Kondensatoren die in den Fig. 3 bis 5 gezeigt sind, dadurch, daß eine elektrischleitfähige Klebstoffschicht 11, die das Kondensatorelement 1 mit dem Kathodenanschluß 3 verbindet, auf der Seitenfläche der Kunstharzform 4 frei liegt. Die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht 11 kann ohne daß irgendein spezieller Herstellschritt, der hierfür spezifisch ist, erforderlich ist gebildet werden. Das heißt, die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht 11 kann unter Verwendung einer erhöhten Menge an elektrisch leitfähigem Klebstoffmaterial beim Ankleben des Kathodenanschlusses 3 an das Kondensatorelement 1 gebildet werden.

Die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht 11 kann aus dem gleichen elektrisch leitfähigen Klebstoff bestehen, wie derjenige, der bei der Herstellung des herkömmlichen chipartigen Tantal-Festelektrolytkondensators verwendet wird, der ein Gemisch aus hauptsächlich Epoxidharz und Silberpulver zum Schaffen der elektrischen Leitfähigkeit, ist. Die Wasserdampfdurchlässigkeit der elektrisch leitfähigen Klebstoffschicht ist jedoch verglichen mit der der Kunstharzform 4 aus Epoxidharz, hoch genug. Obwohl der Grund hierfür nicht immer klar ist, kann in Betracht gezogen werden, daß Silberpulver welches beigemischt ist, zu einer Verbesserung des Wasserdampfabgabeverhaltens führt. Verglichen mit der Wasserdampfdurchlässigkeit des porösen Chlorcarbonharzes gemäß der ersten Ausführungsform beträgt die Wasserdampfdurchlässigkeit des elektrisch leitfähigen Klebstoffes nur die Hälfte. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch weder ein Brechen der Kunstharzform 4 noch ein abruptes Entweichen von Wasserdampf auftreten, da die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht 11 als ein Klebstoff und auch als Wasserdampf-Abgabedurchlaß während des Fließlötverfahrens dient, woraus resultiert, daß weder die positionelle Abweichung des chipartigen Festelektrolytkondensators bezogen auf das Montagesubstrat noch das Grabsteinphänomen auftritt.

Ähnlich wie bei dem chipartigen Tantal-Festelektrolytkondensator gemäß der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht 11, die als ein Wasserdampf-Abgabedurchlaß dient, nicht auf der Seite des Kathodenanschlusses 3, sondern auf der Seite des Anodenanschlusses 2 auszubilden. Weiterhin ist es ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 4 möglich die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht 11 auf sowohl dem Kathodenanschluß 3 als auch dem Anodenanschluß 2 auszubilden und ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform, die in der Fig. 5 gezeigt ist, ist es möglich die Kathoden- und Anodenanschlüsse und das Kondensatorelement 1 mit dem elektrisch leitfähigen Klebstoff abzudecken. In jedem Fall dient die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht 11 als der Wasserdampf- Abgabedurchlaß und führt zu keinem Kurzschluß zwischen dem Anodenanschluß 2 und dem Kathodenanschluß 3.

Anders als die erste bis dritte Ausführungsform erfordert die vierte Ausführungsform keine anderen Teile und Materialien als jene, die bei dem herkömmlichen chipartigen Tantal-Festelektrolytkondensator verwendet werden, ohne daß irgendein spezieller Herstellschritt erforderlich ist. Daher ist verglichen mit den ersten bis dritten Ausführungsformen das Ansteigen und/oder Ändern der Herstellschritte oder das Ansteigen der Herstellkosten der Teile und Materialien bezogen auf dem herkömmlichen chipartigen Kondensator gering.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist das poröse Fluorcarbonharz 10 oder die elektrisch leitfähige Klebstoffschicht 11, die den Wasserdampf-Ausgabedurchlaß bilden, nicht darauf begrenzt, daß der Anodenanschluß 2, der Kathodenanschluß 3 oder das Kondensatorelement 1 abgedeckt sind. Es kann ausreichend sein, daß das poröse Fluorcarbonharz oder der elektrisch leitfähige Klebstoff nur einen Teil dieser externen Anschlüsse oder des Kondensatorelementes abdecken, vorausgesetzt daß dieser an wenigstens einer Seitenfläche der Kunstharzform 4 frei liegt. Teile die durch das Fluorcarbonharz oder den elektrisch leitfähigen Kunststoff abgedeckt sind, sind darauf festgelegt, daß sie eine Änderung der mechanischen Festigkeit der Kunstharzform 4 vornehmen und deren Wasserdampf-Abgabeverhalten ist zu berücksichtigen. Bei der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform beispielsweise ist das poröse Fluorcarbonharz 10 auf beiden Flächen des Kathodenanschlusses 3 vorgesehen. Das poröse Fluorcarbonharz kann jedoch auch auf nur einer Fläche des Kathodenanschlusses 3 vorgesehen sein. Eine Fläche des Wasserdampf-Abgabedurchlasses 10, die an der Seitenfläche der Kunstharzform 4 freiliegt, kann im wesentlichen gleich einer Querschnittsfläche des Kathodenanschlusses 3 sein.

In dem chipartigen, in Kunstharz verkapselten Festelektrolytkondensator gemäß der vorliegenden Erfindung ist zu berücksichtigen, daß Feuchtigkeit in der Luft (Wasserdampf) die Tendenz hat in das Innere des chipartigen Kondensators durch den Wasserdampf-Ausgabedurchgang einzutreten. Bei dem chipartigen Festelektrolytkondensator ist jedoch bekannt, daß der Einfluß von Feuchtigkeit auf die elektrischen Charakteristika derselben oder dessen Zuverlässigkeit im allgemeinen klein ist. Ferner ist es die Funktion der Kunstharzform 4 selbst hauptsächlich mechanische Charakteristika zu verleihen, um das Kondensatorelement und die externen Anschlüsse zu halten, das Kondensatorelement während dessen Handhabung zu schützen und/oder die elektrische Isolierung bezogen auf andere elektronische Teile und/oder die Verdrahtung aufrechtzuerhalten, anstatt dessen Wasserbeständigkeitscharakteristika zu verbessern. Daher gibt es im wesentlichen keine nachteilige Wirkung des leichten Eindringes von Feuchtigkeit.

Obwohl der chipartige Tantal-Festelektrolytkondensator, der einen Tantaloxydfilm als dielektrisches Element enthält, beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diesen begrenzt und allgemein bei chipartigen Festelektrolytkondensatoren anwendbar, in welchen ein Kondensatorelement ein Metalloxyd, wie beispielsweise Aluminiumoxyd als dielektrisches Element enthält und in einer Kunstharzform verkapselt ist.

Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Wasserdampf-Ausgabedurchlaß aus einem Material, das ein höheres Wasserdampfdurchlassvermögen als das wasserbeständige Kunstharz hat, welches ein Kondensatorelement und externe Anoden- und Kathodenanschlüsse zum elektrischen Anschließen des Kondensatorelementes an externe Elemente umkapselt, und das Innere des Kunstharzelementes mit der Atmosphäre verbindet, in dem chipartigen Festelektrolytkondensator ausgebildet.

Daher ist es gemäß der Erfindung möglich, die positionelle Abweichung des chipartigen Kondensators bezogen auf das Montagesubstrat, oder das Grabsteinphänomen zu verhindern, das durch Verdampfen von Wasser, das im Kondensatorelement durch Erhitzen für Fließlöten erzeugt und durch abruptes Entweichen des Wasserdampfes durch Risse in der Kunstharzform, die durch den erhöhten Innendruck der Kunstharzform erzeugt sind, verursacht wird und dadurch die zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem chipartigen Kondensator und dem Montagesubstrat aufrechtzuerhalten.

Der Wasserdampf-Ausgabedurchgang kann unter Verwendung von porösem Fluorcarbonharz oder elektrisch leitfähigem Klebstoff gebildet werden. Wenn der elektrisch leitfähige Klebstoff hierfür verwendet wird, besteht keine Notwendigkeit einen speziellen Herstellschritt zum Ausbilden des Wasserdampf-Ausgabedurchgangs zu schaffen und es sind keine Kosten für das Herstellen von Teilen hierfür erforderlich. Daher ist die vorliegende Erfindung bei dem Einschränken des Anstiegs der Herstellkosten wirksam.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsformen beschrieben worden ist, dient diese Beschreibung nicht zum Konstruieren eines begrenzenden Sinns. Verschiedene Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen sind dem Fachmann unter Bezugnahme auf die Beschreibung der Erfindung möglich. Es wird daher davon ausgegangen, daß die anhängenden Patentansprüche jegliche Modifikationen und Ausführungsformen, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, abdecken.


Anspruch[de]
  1. 1. Chipartiger Festelektrolytkondensator mit:

    einem Festelektrolytkondensatorelement, das in einer Kunstharzform verkapselt ist;

    einem Anodenanschluß, der elektrisch an einen Anodenleiter des Festelektrolytkondensators angeschlossen ist, und der aus der Kunstharzform herausführt;

    einem Kathodenanschluß, der elektrisch an eine Kathodenelektrode des Festelektrolytkondensatorelementes angeschlossen ist, und der aus der Kunstharzform herausführt; und

    eine Wasserdampf-Ausgabedurchlaß der aus einem Wasserdampf durchlässigem Material gebildet ist und sich zwischen einer Grenzfläche zwischen dem Festelektrolytkondensatorelement und der Kunstharzform und einer Außenfläche der Kunstharzform so erstreckt, daß Wasserdampf in dem Festelektrolytkondensatorelement aus der Kunstharzform nach Außen ausgegeben wird.
  2. 2. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf-Ausgabedurchlaß aus porösem Fluorcharbonharz gebildet ist.
  3. 3. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Fluorcharbonharz sich entlang wenigstens eines Anschlusses, des Anodenanschlusses oder des Kathodenanschlusses, so erstreckt, daß das poröse Fluorcharbonharz wenigstens einen Anschluß, den Anodenanschluß oder den Kathodenanschluß, abdeckt, und an der Außenfläche der Kunstharzform frei liegt.
  4. 4. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Fluorcharbonharz das Festelektrolytkondensatorelement vollständig bedeckt, sich entlang des Anodenanschlusses und des Kathodenanschlusses erstreckt und an der Außenfläche der Kunstharzform frei liegt.
  5. 5. Chipartiges Festelektrolytkondensatorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserdampfdurchlässige Material fortlaufend zwischen dem Festelektrolytkondensatorelement und der Kunstharzform und zwischen dem Kathodenanschluß und der Kunstharzform vorgesehen ist.
  6. 6. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenanschluß mit dem Festelektrolytkondensator über einen elektrisch leitfähigen Klebstoff verbunden ist, und das wasserdampfdurchlässige Material so vorgesehen ist, daß das wasserdampfdurchlässige Material fortlaufend mit dem Festelektrolytkondensatorelement, dem elektrisch leitfähigen Klebstoff und dem Kathodenanschluß in Verbindung ist und an der Kunstharzform frei liegt.
  7. 7. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserdampfdurchlässige Material das gleiche Material wie der elektrisch leitfähige Klebstoff ist.
  8. 8. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserdampfdurchlässige Material poröses Fluorcarbonharz ist, vollständig den Kathodenanschluß in einem Bereich der Kunstharzform abdeckt, in welchem der Kathodenanschluß aus der Kunstharzform herausführt und an der Außenfläche der Kunstharzform frei liegt.
  9. 9. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Fluorcarbonharz ferner vollständig einen Bereich abdeckt, der von einer Oberfläche des Festelektrolytkondensatorelementes definiert ist, in welchem der Anodenleiter implantiert ist, bis zu dem Bereich der Kunstharzform reicht, in welchem der Anodenanschluß aus der Kunstharzform herausgeführt ist, und an der Außenfläche der Kunstharzform frei liegt.
  10. 10. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Fluorcarbonharz weiterhin eine Oberfläche des Kathodenanschlusses gegenüber einer Oberfläche, die an den elektrisch leitfähigen Klebstoff anhaftet, abdeckt.
  11. 11. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitfähige Klebstoff aus Epoxydharz und beigemischtem Silberpulver besteht.
  12. 12. Chipartiger Festelektrolytkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Fluorcarbonharz ein Material ist, das ausgewählt ist, aus der Gruppe, die besteht aus Polytetrafluorethylen, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylencopolymer, Polychlortrifluorethylen, Perfluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer und Ethylene-Tetrafluorethylencopolymer.






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