DE3018846C2

DE3018846C2 -

Info

Publication number: DE3018846C2
Application number: DE19803018846
Authority: DE
Inventors: Koreaki Takarazuka Hyogo Jp Nakata; Tsunehiko Yamatokoriyama Nara Us Todoroki; Masahiro Kashiwara Osaka Jp Oita; Nobumasa Hirakata Osaka Jp Oshima
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1989-07-27
Also published as: JPS55153361A; FR2457005A1; DE3018846A1; GB2053568A; FR2457005B1; JPS6041847B2; GB2053568B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Chip-Bauelementes, insbesondere Tantal-Fest elektrolytkondensators, bei dem die elektronischen Bauelemente in Öffnungen eines Blocks aus Isoliermaterial eingesetzt, mit ihren Anschlüssen mit metallisierten Außenflächen des Blocks elektrisch verbunden, in den Öffnungen mit einem Harz vergossen werden, welches dann ausgehärtet wird, und schließlich die Chip-Bauelemente durch Aufschneiden des Blocks vereinzelt werden.

Ein derartiges Verfahren ist durch die FR-PS 20 54 755 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden auch Innen flächen des Blocks metallisiert, über die die Anschlüsse der in die Öffnungen des Blocks eingesetzten elektronischen Bau elemente mit den metallisierten Außenflächen des Blocks ver bunden werden.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Chip- Kondensators (DE-PS 2 97 011), wobei zwei im wesentlichen L-förmige Metallschienen mit jeweils senkrecht zueinander angeordneten und eine gemeinsame Kante bildenden Schienen derart in konstantem Abstand parallel zueinander angeordnet werden, daß sie einen Kanal bilden. An der als Anodenanschluß dienenden Metallschiene sind mit Abstand voneinander ange ordnete Schlitze vorgesehen, die sich in dem die Kanalseiten wand bildenden Schienenteil befinden. Kondensatorkörper mit an den Stirnseiten flachen Anschlüssen aus Metallfolie und jeweils einem Anodendraht, der sich von einer der Stirnseite des Kondensatorkörpers weg erstreckt, werden nebeneinander und beabstandet voneinander in dem Kanal angeordnet, wobei die Anodendrähte jeweils in einen Schlitz eingelegt werden. Die Kathode und die Anode jedes Kondensatorkörpers wird mit einer der beiden Metallschienen jeweils elektrisch verbunden, der Kanal dann mit einem härtbaren isolierenden Material zur Kapselung der Kondensatorkörper ausgefüllt und nach Aushärten des Materials die Trennung der gekapselten Kondensatoren voneinander in einzelne Einheiten vorgenommen.

Die Anschlußgestaltung von Chip-Widerständen oder keramischen Chip-Kondensatoren mit glasierten Silberelektrodenanschlüssen an den Enden eines Keramik- bzw. dielektrischen Substrats ergibt einen hohen Volumenwirkungsgrad sowie gute Abmessungs toleranzen des Bauteils. Ein elektronisches Chip-Bauelement mit Anschlußdrähten wie beispielsweise ein Tantalkondensator element mit festem Elektrolyt läßt sich im Vergleich zu Keramik-Chipkondensatoren jedoch nicht mit so gutem Volumen wirkungsgrad und Abmessungstoleranz ausführen.

Einen besseren Volumenwirkungsgrad für Tantal-Chipkondensatoren wird erhalten, wenn das Bauelement mit einer dünneren Be schichtung ausgeführt wird. Diese dünnere Beschichtung oder Umhüllung des Elements wird herkömmlicherweise mit einem Metallgehäuse oder einer Hülse hergestellt. Sie ergibt jedoch keine ausreichende Abmessungstoleranz bei geringen Kosten. Es ist bekannt, daß mit dem Preßspritzverfahren gute Abmessungstoleranzen, aber kein guter Volumenwirkungsgrad erhaltbar sind. Es ist eine wünschenswerte Besonderheit für nach dem Preßspritzverfahren hergestellte Bauelemente, daß metallplättchenförmige Anschlüsse, die so dünn und breit wie möglich sind, an den Enden der Umhüllung angebracht werden.

Derartige Anschlüsse sind jedoch nach dem Übertragungsformen nicht fest mit den Enden der Umhüllung verbunden, da her kömmlicherweise die Anschlüsse gebogen werden, ohne das innere Element zu verletzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei dem das Anbringen der äußeren Metallkontakte erleichtert ist und die hergestellten Chip-Bauelemente - nur - auf zwei einander abgewandten Flächen mit Metallkontakten versehen werden, so daß das Chip-Bauelement auf seiner einer Schaltungsplatine zuzuwendenden Seite eine große isolierende Fläche aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Folge von Verfahrensschritten gelöst:

a) Aufkleben je einer Metallfolie auf beiden Seiten einer Platte aus isolierendem Harz,
b) Aufschneiden der Platte durch die Metallfolien hindurch zu Blöcken,
c) Ausbilden von Öffnungen zur Aufnahme der Bauelemente in den Schnittflächen der Blöcke sowie von Schlitzen, die sich von mindestens einer der Metallfolien bis in die Öffnung erstrecken,
d) Einsetzen der Bauelemente in die Öffnungen, wobei Zu leitungen der Bauelemente in die Schlitze gelegt werden,
e) Eingießen von fließfähigem isolierendem Harz in die Öffnungen und Schlitze sowie Aushärten des Harzes,
f) elektrisches Verbinden der Zuleitungen mit der jeweiligen Metallfolie und
g) Vereinzelung der Chip-Bauelemente durch Aufschneiden der Blöcke.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens werden bei der Herstellung von Tantal-Festelektrolyt-Chip-Kondensatoren die Anodenzulei tungen der Kondensatoren in die Schlitze eingelegt und mit einer der Metallfolien, die als oberflächlich vernickelte Kupferfolie ausgebildet wird, verschweißt und die Kathoden der Kondensatoren über Zuleitungsbänder elektrisch mit der anderen Metallfolie verbunden.

Vorteilhafterweise sind die Öffnungen in den Blöcken während des Aushärtens des Harzes abwärts gewandt.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet, daß die Anschlußelektroden des Chip-Bauelements eine hohe Festigkeit gegen ein Ablösen aufweisen. Dieses Ergebnis wird erstens erzielt, weil die dünne Metallfolie des Anschlusses der Ablösekraft - beispielsweise infolge der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Metalls und des Rahmen harzes - widersteht. Zweitens kann die Metallfolie mit dem Harzrahmen fest verklebt werden, indem, was vorteilhaft ist, günstigere Bedingungen wie hoher Druck oder hohe Temperaturen angewendet werden. Dabei brauchen Schäden am Bauelement nicht befürchtet zu werden, da dieses Verkleben erfolgt, bevor das Bauelement eingeschlossen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:

Fig. 1a bis 1f und Fig. 2a und 2b Darstellungen, aus denen schematisiert der Verfahrensablauf bei der Herstellung eines Chip-Bauelements hervorgeht.

Die Fig. 1a bis 1f und 2a, 2b verdeutlichen das Verfahren zur Herstellung eines Chip-Bauelements, und zwar am Beispiel eines Tantal-Festelektrolyt-Chip-Kondensators.

In Fig. 1a ist eine isolierende Harzplatte 7 gezeigt, auf deren eine Seite eine etwa 35 µm dicke Kupferfolie 8 und auf deren andere Seite eine 30 bis 100 µm dicke Nickelfolie 9 mit einem Klebstoff aufgeklebt sind. Die Dicke der Harzplatte 7 entspricht der Länge des herzustellenden Chip-Bauelements. Gemäß Fig. 1b wird die mit Metallfolie beklebte Harzplatte 7 zu 1,3 mm dicken Blöcken 10 aufgeteilt. Gemäß Fig. 1c werden Öffnungen 11 für einzeln einzuschließende elektronische Bauelemente und Schlitze 12, die von den Öffnungen 11 durch das Harz zur Außenseite der Metallfolie verlaufen, in das Harz 7 eingebracht. Der Schlitz 12 ist vorzugsweise etwas breiter als der Durchmesser des Zuleitungsdrahts des Bau elements. Vorzugsweise ist der Schlitz 12 etwa halb so tief wie der Block 10 dick ist.

Die Metallfolie kann aus Kupfer, Nickel, Eisen oder Le gierungen dieser Metalle bestehen. Vorzugsweise ist ein gut lötbares Metall wie Zinn, Silber oder Lot auf diese Metall schicht aufgebracht. Vorzugsweise besteht die Metallfolie aus Kupfer und der Zuleitungsdraht zum Element ist an ihr mit Lot oder einer elektrisch leitfähigen Paste wie einer Leitsilberpaste festgelegt. Weiterhin besteht die Metallfolie vorzugsweise aus einem Metall wie Nickel, Eisen oder Legie rungen dieser Metalle, an dem der Anschlußdraht wie beispiels weise der Tantalzuleitungsdraht eines Tantalkondensators ange schweißt werden kann. Falls geschweißt wird, wie oben erwähnt, kann auch vernickelte Kupferfolie für die Anschlüsse ver wendet werden.

In dem in Fig. 1d gezeigten nächsten Schritt werden in die Öffnungen 11 Tantal-Festelektrolytkondensatorelemente 1 eingesetzt, deren Kathoden über einen Metalldraht oder ein Metallband mit einem leitfähigen Klebstoff wie Silberpaste oder Lot elektrisch mit der außenliegenden Kupferfolie 8 verbunden werden. Die Tantal-Festelektrolytkondensator elemente 1 selbst werden in herkömmlicher Weise hergestellt, wie nachfolgend beschrieben wird.

Eine Tantal-Sinteranode mit 0,7 mm Durchmesser und 1,3 mm Länge mit einem 0,2 mm-Tantal-Anschlußdraht an einem Ende wird anodisch oxidiert; infolgedessen bildet sich auf der Tantaloberfläche eine isolierende Tantaloxidschicht. Auf der dielektrischen Schicht werden Schichten aus Mangandioxid, kolloidalem Graphit und dann Silber als Kathode - in dieser Reihenfolge - ausgebildet. Die Silberpastenschicht entspricht einem Elementanschluß zweiter Art, der Tantaldraht 14 einem Elementanschluß erster Art.

Gemäß Fig. 1e wird die Öffnung 11, in der sich das Tantal- Festelektrolytkondensatorelement 1 befindet, mit einem fließ fähigen Harz wie einem härterhaltigen Epoxyharz 15 bis zur Oberseite der Harzplatte 7 ausgegossen. Vor dem Eingießen des Harzes werden die Außenseite der Schlitze 12 sowie die Unter seite der Öffnung 11 mit einem Klebeband, Fett oder anderem Verschlußmaterial verschlossen, damit das eingefüllte Harz nicht auslaufen kann. Nach dem Härten des Epoxyharzes 15 werden gegebenenfalls auf der Oberfläche des Blocks ver bleibende Flecken entfernt. Der Tantaldraht 14 wird auf die Nickelfolie 9 aufgeschweißt. Nach dem Schweißen wird der Block 10 in der Mitte entlang der gestrichelt gezeigten Linie in Fig. 1e zerschnitten und somit zu einzelnen Chip- Bauelementen aufgeteilt. Fig. 1f zeigt den so hergestellten Tantal-Festelektrolytkondensator.

Die Zusammensetzung des Harzes der Harzplatte und des Gieß harzes kann die gleiche oder unterschiedlich sein. Soll beispielsweise eine Lumineszenzdiode umhüllt werden, wird ein opakes Harz für den Rahmen und ein transparentes Harz für den Verguß verwendet.

Fig. 2a zeigt einen Behälter aus Harz für ein Chip-Bauelement, der durch Einformen einer Ausnehmung 16 in die Harzplatte 7 des Blocks 10 gebildet und mit Schlitzen in mindestens einer Seite der Behälterseitenwände versehen ist. Gemäß Fig. 2b ist in die Ausnehmung 16 eine Vielzahl von Tantal-Fest elektrolytkondensatorelemente 18 eingesetzt. Nach dem Ein setzen der Tantal-Festelektrolytkondensatorelemente 18 werden die Chip-Bauelemente in der oben beschriebenen Weise fertig gestellt.

Als einzubettende Elemente können anstelle von Tantal- Festelektrolytkondensatoren auch elektronische Bauelemente allgemeiner Art verwendet werden.

Als Material für den Behälter kann anstelle des in Fig. 1a gezeigten Materials ein dünnes Glasepoxyharzlaminat ver wendet werden, das auf einer Seite mit einer Metallfolie kaschiert ist. Derartiges beispielsweise kupferkaschiertes Epoxyharzlaminat ist als Grundmaterial für flexible gedruckte Schaltungsplatinen handelsüblich.

Da das einzuschließende Element ein Tantal-Kondensatorelement ist, ist eine Nickelschicht auf der Kupferfolie erforderlich, um den Tantaldraht an den Anschlußflächen des Bauelementes anschweißen zu können. Falls das eingeschlossene Bauelement lötbare Anschlußdrähte aufweist, kann diese Nickelschicht entfallen.

Weiterhin kann sowohl die Kupferfolie als auch die Ver nickelung mit einer Lotschicht überzogen werden, damit das fertige Bauelement leichter auf eine Schaltungsplatine auf gelötet werden kann.

Anstelle der elektrischen Verbindung zwischen der Tantal kathodenschicht und dem Bauelementanschluß durch ein Kupfer band kann die Verbindung auch durch Löten durch ein durch kontaktiertes Loch hergestellt werden, das an einer Stelle des Bauteileanschlusses gegenüber den Zuleitungsdrähten des Tantalkondensators eingebracht wird.

Nachfolgend wird beschrieben, wie das Harz auch ohne Ver schließen der Schlitze eingefüllt und ausgehärtet werden kann. Bei dem Behälter gemäß Fig. 2b werden beide Enden der Aus nehmung 16 anfänglich vor dem Eingießen des Harzes mit einem Verschlußmittel wie beispielsweise einem Silikonfett verschlossen. Bei dem Behälter gemäß Fig. 1d werden die Öffnungen 11 unten mit einem Klebeband verschlossen, bevor das Harz eingegossen wird. Und zwar wird zunächst das Harz - beispielsweise ein einen Härter enthaltendes fließfähiges Epoxyharz - eingegossen und dann der Behälter sehr schnell umgedreht, bevor das Harz aus den Schlitzen austreten kann. Bei abwärts weisender Behälteröffnung wird dann das Harz ausgehärtet.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Chip-Bau elements, insbesondere Tantal-Festelektrolytkondensators, bei dem die elektronischen Bauelemente in Öffnungen eines Blocks aus Isoliermaterial eingesetzt, mit ihren Anschlüssen mit metallisierten Außenflächen des Blocks elektrisch ver bunden, in den Öffnungen mit einem Harz vergossen werden, welches dann ausgehärtet wird, und schließlich die Chip- Bauelemente durch Aufschneiden des Blocks vereinzelt werden, gekennzeichnet durch folgende Folge von Verfahrens schritten:

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung von Tantal-Festelektrolyt-Chipkondensatoren die Anodenzuleitungen der Kondensatoren in die Schlitze eingelegt und mit einer der Metallfolien, die als ober flächlich vernickelte Kupferfolie ausgebildet wird, ver schweißt werden und daß die Kathoden der Kondensatoren über Zuleitungsbänder elektrisch mit der anderen Metallfolie verbunden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in den Blöcken während des Aushärtens des Harzes abwärts gewandt sind.