FR2646011A1 - Structure capacitive perfectionnee - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une structure capacitive dans laquelle les contraintes thermiques tendant à destratifier ces couches capacitives tendent à être sensiblement éliminées avant la destratification de ces couches. La structure capacitive 100 est divisée en une sous-structure supérieure 102 et une sous-structure inférieure 104 formées chacune de plusieurs couches capacitives 112, 122 et entre lesquelles une couche 136 de séparation est prise en sandwich. La couche de séparation est formée par projection d'une suspension collodale de polytétrafluoréthylène dans un support liquide contenant un liant convenable sur la surface de l'une des couches 132, 134 appliquées sur les structures supérieure et inférieure, respectivement. Domaine d'application : fabrication de condensateurs et autres structures capacitives, etc.
Description
L'invention concerne une structure capacitive perfectionnée d'un type
comportant un groupe de couches
capacitives qui comprennent chacune un substrat diélectri-
que et une zone métallisée sur une surface du substrat diélectrique, et qui sont agencées de manière que les zones métallisées situées sur des couches alternées s'étendent jusqu'à des bords opposés de la structure capacitive, et des masses opposées en matière conductrice qui recouvrent chacune l'un de ces bords de la structure capacitive et établissent des connexions électriques avec les zones métallisées s'étendant jusqu'au même bord. Une propriété capacitive est présentée à l'emplacement o les zones
métallisées sont superposées entre elles.
Des structures capacitives du type indiqué ci-
dessus sont décrites, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 4 462 062, N' 4 448 340 et N 4 531 268. Ces brevets indiquent qu'une telle structure
capacitive peut être avantageusement réalisée par enroule-
ment, en superposition sur un tambour, de deux bandes d'un
film polymérique, constituant chacune un substrat diélec-
trique. Chaque bande de tel film comporte un revêtement métallisé sur sa surface supérieure, à l'exception d'une zone démétallisée, étroite et longitudinale, qui peut être tracée au moyen d'un laser et qui divise le revêtement métallisé en une zone métallisée relativement large s'étendant jusqu'à un bord et le long de celui-ci et un ruban métallisé relativement étroit s'étendant jusqu'à l'autre bord et le long de celui-ci. Les bandes, qui sont de largeur égale, sont décalées latéralement de manière que, lorsqu'elles sont coupées en rubans parallèles de largeur uniforme avant d'être enroulées sur le tambour, certaines, alternées, des couches successives des rubans superposés ont leurs bords décalés latéralement par rapport à ceux des couches restantes. La structure résultante, qui est appelée une "corde" car elle a tendance à être quelque peu molle, est comprimée à une température élevée afin de former une structure plus rigide, appelée "bâton". Une masse métallique conductrice, qui est habituellement constituée de couches successives, par exemple d'une couche intérieure d'aluminium appliquée par un procédé de projection d'un métal, d'une couche médiane de cuivre appliquée par un procédé de projection de métal et d'une couche extérieure de soudure en eutectique d'étain et de plomb appliquée par un procédé d'immersion, recouvre chaque bord du ruban surjacent afin de constituer les contacts électriques sur et entre les zones métallisées s'étendant jusqu'à ce bord et le long de celui-ci. Le bâton est scié en condensateurs discrets. Dans chaque condensateur, les masses métalliques conductrices servent d'électrodes, et une propriété capacitive est présentée à l'emplacement o les zones métallisées relativement larges des couches
successives se recouvrent entre elles. A titre d'arrière-
plan supplémentaire, on peut également se reporter aux brevets des EtatsUnis d'Amérique N 3 670 378 et N 4 229 865 qui décrivent d'autres exemples de structures
capacitives du type indiqué ci-dessus.
Bien que des structures capacitives du type indiqué ci-dessus, telles que connues juqu'à présent, se soient bien comportées dans de nombreuses applications, une fissuration peut apparaître dans leur fabrication et lors
d'opérations ultérieures, en particulier dans des struc-
tures capacitives de plus d'environ 2,-5 mm d'épaisseur. Une fissuration peut introduire une variabilité indésirée des
propriétés capacitives de telles structures. Habituelle-
ment, lorsqu'une fissuration a lieu, une séparation microscopique ou macroscopique apparaît entre deux couches d'une telle structure capacitive. Habituellement, chaque séparation apparaît entre deux couches centrales de la structure capacitive, à l'une de ses extrémités sciées ou à ses deux extrémités sciées, de sorte qu'une cavité indésirée se forme, cavité dans laquelle les contaminants ioniques ou d'autres contaminants conducteurs peuvent s'accumuler, ce qui peut réduire la résistance diélectrique de la structure capacitive. En outre, certaines couches de la structure capacitive peuvent se rompre suivant une ligne de rupture tendant à être globalement perpendiculaire à cette séparation, ce qui réduit de manière non maîtrisée la capacité de la structure capacitive. Bien que l'on ne souhaite pas ici être limité à une théorie particulière quelconque, il semble qu'une fissuration apparait du fait que des bords opposés des couches respectives du film polymérique métallisé sont bloqués dans les masses
métalliques conductrices constituant des contacts électri-
ques lorsque les structures capacitives sont soumises à des
excursions thermiques, comme expliqué ci-dessous.
Habituellement, les condensateurs discrets sont chauffés à environ 215'C pour une normalisation thermique, puis refroidis. Une fissuration (lorsqu'elle apparaît) est
observée lorsque les condensateurs discrets refroidissent.
Habituellement, les couches intérieures des masses métalliques indiquées ci-dessus sont l'aluminium, lequel se
dilate à raison d'environ 25 x 10-6 cm/cm/,C. Habituelle-
ment, le film polymérique est un film de polyester, tel qu'un film de poly(téréphtalate d'éthylène), qui se dilate à raison d'environ 17 x 10-6 cm/cm/'C. L'aluminium a.une conductivité thermique d'environ 2,37 watts/cm/*C, alors qu'un film de poly(téréphtalate d'éthylène) possède une
conductivité thermique d'environ 1,54 x 10-3 watt/cm/'C.
Par conséquent, chacun des contacts électriques a une plus grande conductivité thermique et se dilate davantage que les couches du film polymérique métallisé. En conséquence, les contacts électriques tendent à séparer les couches du film polymérique métallisé avant que ces couches se dilatent. En outre, lorsqu'un refroidissement a lieu, les contacts électriques tendent à se contracter tandis que les couches du film polymnérique métallisé tendent à rester dilatées. Les couches extérieures du film polymérique métallisé tendent à refroidir avant le refroidissement des couches intérieures, de sorte que les couches extérieures tendent à former une structure rigide que les couches intérieures tendent à épouser en refroidissant. Etant donné que les couches extérieures et supérieures du film
polymérique métallisé et que les couches extérieures et-
inférieures du film polymérique métallisé tendent à concourir pour adhérer aux couches 'intérieures du film polymérique métallisé, les couches intérieures du film polymérique métallisé tendent donc à se séparer l'une de
l'autre, ce qui forme une fissure.
Un film de polyester, tel qu'un film de poly(téréphtalate d'éthylène), est partiellement cristallin et tend à continuer à cristalliser à chaque excursion de
température. Pendant qu'un tel film continue de cristal-
liser, il tend à se rétracter. Ce retrait tend à progresser depuis les couches extérieures vers les couches intérieures
et à contribuer à la fissuration telle que décrite ci-
dessus. Les fissures semblent également pouvoir être attribuées à une dilatation thermique de gaz adsorbés aux surfaces métallisées des couches de film polymérique métallisé. Lorsque les condensateurs discrets sont fabriqués et, comme précédemment, lorsque les condensateurs discrets sont soudés sur des substrats, les condensateurs discrets peuvent subir des variations de température d'environ 300 K à environ 500 K, de sorte que ces gaz se
dilatent d'un facteur de 1,66 à une pression constante.
Alors que les gaz en dilatation tendent à séparer les couches respectives, les couches extérieures tendent à refroidir avant que les couches intérieures refroidissent et à former des structures rigides et dilatées auxquelles
les couches intérieures tendent à restées fixées. Pinale-
ment, pendant que les couches centrales refroidissent, une fissure tend à se former, laquelle est délimitée par des surfaces concaves de la couche de film polymérique
métallisé sur les côtés opposés.
Etant donné que les couches respectives tendent à être bien stratifiées, c'est-à-dire à bien adhérer entre elles, des forces très élevées sont nécessaires pour séparer de telles couches. Parfois, une fissure progresse par échelons à travers plusieurs couches avant de continuer entre deux couches adjacentes. Une telle fissure en échelons, qui ne peut avoir lieu que par cisaillage des couches du film polymérique, démontre que de telles forces élevées, tendant à provoquer la formation d'une fissure, s'exercent. Souvent, une fissure court sur toute la largeur d'un condensateur discret et est suffisamment large pour permettre à la lumière de passer par elle, comme on peut aisément le voir sous faible grossissement, parfois même sans aucun grossissement. Les fissures d'une largeur pouvant atteindre environ 0,0075 mm ont été observées dans des condensateurs discrets ayant une épaisseur nominale d'environ 4,1 mm. Parfois, de petites fissures apparaissent
dans les couches extérieures d'une telle structure, peut-
être en raison d'autres mécanismes occasionnant des fissures. En conséquence, il existe un besoin, auquel l'invention a trait, portant sur une structure capacitive perfectionnée dans laquelle la variabilité indésirée due à
la formation de fissures est minimisée.
L'invention concerne donc une structure capacitive du type indiqué cidessus, dans laquelle des
contraintes thermiques tendant à provoquer une déstratifi-
cation mutuelle de certaines de ses couches capacitives tendent à être sensiblement éliminées avant que l'une
quelconque de ces couches se déstratifie d'une autre.
La structure capacitive proposée par l'inven-
tion comprend une sous-structure supérieure et une sous-
structure inférieure. Chaque sous-structure comporte plusieurs couches capacitives stratifiées dans une disposition d'empilage mutuel. Chaque couche capacitive comprend un substrat diélectrique et une zone métallisée qui recouvre une grande partie d'une surface du substrat diélectrique de cette couche capacitive et qui ne s'étend que jusqu'à l'un de ses premier et second bords. Les zones
métallisées de certaines, alternées, des couches capaci-
tives de chaque sous-structure s'étendent jusqu'à des bords opposes. Les premiers bords de certaines, alternées, des
couches capacitives de chaque sous-structure s'étendent au-
delà des premiers bords des couches capacitives restantes de cette sousstructure de façon à former des creux le long des premiers bords de cette sous-structure. Les seconds bords de certaines, alternées, des couches capacitives de chaque sous-structure s'étendent au-delà des seconds bords des couches capacitives restantes de cette sous-structure de façon à former des creux le long des seconds bords de
cette sous-structure.
De plus, au moins une couche de séparation est prise en sandwich entre les sous-structures supérieure et inférieure. Chaque couche de séparation est formée d'une matière réalisant une liaison moins agressive avec au moins l'une des sous-structures inférieure et supérieure que la liaison que ces sous-structures supérieure et inférieure réaliseraient entre elles si cette couche de séparation était omise. De préférence, et en particulier mais non exclusivement, si les couches contiguës (entre lesquelles la couche de séparation est prise en sandwich) sont réalisées en un film diélectrique de polyester, tel qu'un film diélectrique de poly(téréphtalate d'éthylène), que l'une ou l'autre des couches contiguës présente ou non une zone métallisée sur sa surface tournée vers la couche de
séparation, cette dernière contient du polytétrafluoréthy-
lène réalisant une liaison négligeable (voire aucune liaison) avec un tel film. La couche de séparation peut être commodément appliquée par projection d'une suspension colloidale de polytétrafluoréthylène dans un support liquide contenant un liant convenable. Une couche discrète contenant du polytétrafluoréthylène au moins à ses surfaces
opposées, telle qu'un film contenant du polytétrafluoréthy-
lène ou constitué essentiellement de polytétrafluoréthy-
lène, peut, en variante, être utilisée en tant que couche
de séparation.
Dans une forme moins avantageuse de réalisa-
tion, la couche de séparation est une couche discrète contenant du polytétrafluoréthylène au moins à ses surfaces
opposées, telle qu'un film contenant du polytétrafluoréthy-
lène ou constitué essentiellement de polytétrafluoréthylè-
ne, tel que disposé entre l'une, sous-jacente, des couches capacitives de la sous-structure supérieure et l'une, surjacente, des couches capacitives de la structure inférieure. Dans la forme moins avantageuse de réalisation, l'une des couches contiguës (entre lesquelles la couche de séparation est prise en sandwich) peut présenter une zone métallisée sur sa surface tournée vers la couche de séparation. Dans une forme de réalisation plus avantageuse,
la sous-structure supérieure comprend une couche sous-
jacente d'un film diélectrique en polyester, avantageuse-
ment un film diélectrique de poly(téréphtalate d'éthylène), et la sousstructure inférieure comprend une couche surjacente formée d'un film similaire. De plus, la couche de séparation est une couche discrète contenant du polytétrafluoréthylène, comme mentionné précédemment, et elle est prise en sandwich entre la couche sous-jacente de la sous- structure supérieure et la couche surjacente de la sous-structure inférieure. La couche sous-jacente de la sous-structure supérieure et la couche surjacente de la sous-structure inférieure peuvent être d'une seule pièce, telle qu'un tube aplati formé d'un tel film, d'une largeur convenable lorsqu'il est aplati, ou bien d'une pièce pliée d'un tel film, d'une largeur convenable lorsqu'il est plié. Il est prévu que la couche de séparation puisse être simplement prise en sandwich entre le substrat
diélectrique d'une couche capacitive de l'une de ces sous-
structures et une couche intermédiaire en matière diélec-
trique, telle qu'une couche sous-jacente ou une couche surjacente comme indiqué ci-dessus, la couche intermédiaire étant prise-en sandwich entre la couche de séparation et la couche capacitive de l'une des sousstructures. La couche de séparation peut être commodément constituée d'un
mince revêtement appliqué par projection, comme indiqué ci-
dessus, ou autrement, sur une surface de la couche intermédiaire. Si une surface métallisée de l'une des couches capacitives était autrement exposée à une fissure le long de la couche de séparation, la couche intermédiaire
recouvrirait avantageusement la surface métallisée.
Dans une forme avantageuse de réalisation, qui est un perfectionnement de la forme avantageuse de réalisation décrite ci-dessus comme comprenant une couche surjacente et une couche sous-jacente, la couche de séparation est constituée d'un mince revêtement appliqué - par projection, comme indiqué précédemment, ou autrement,
sur une surface de la couche sous-jacente de la sous-
structure supérieure ou sur une surface de la couche surjacente de la sous-structure inférieure. Même si
d'autres matières sont utilisées pour une couche sous-
jacente de la sous-structure supérieure et pour une couche surjacente de la sous-structure inférieure, et même si une autre matière est utilisée pour la couche de séparation, il est avantageux de former la couche de séparation par un mince revêtement appliqué par projection, comme indiqué précédemment, ou autrement, sur une surface d'une couche sous-jacente de la sous-structure supérieure ou sur une surface d'une couche surjacente de la sous-structure inférieure, plutôt que de former une couche discrète en tant que couche de séparation. En outre, la structure capacitive selon l'invention comprend une première masse de matière conductrice recouvrant et s'étendant dans les creux formés le long des premiers bords des couches capacitives des
sous-structures supérieure et inférieure, afin de cons-
tituer des connexions électriques sur et entre les zones métallisées s'étendant jusqu'aux premiers bords des couches capacitives des sousstructures supérieure et inférieure, et une seconde masse de matière conductrice recouvrant et s'étendant dans les creux formés le long des seconds bords des couches capacitives des sous-structures supérieure et inférieure, afin de constituer des connexions électriques sur et entre les zones métallisées s'étendant jusqu'aux seconds bords des couches capacitives des sous-structures supérieure et inférieure. Les masses en matière conductrice lient les couchent capacitives de chaque sousstructure entre elles et lient les sous-structures supérieure et inférieure l'une à l'autre, la couche de séparation étant prise en sandwich entre ces sous-structures. Les masses métalliques conductrices, telles que décrites précédemment, peuvent être utilisées avantageusement pour les masses de matière conductrice de la structure capacitive produite par l'invention. Durant et après la normalisation thermique, la structure capacitive produite par l'invention tend à se fissurer de préférence entre la couche de séparation et la couche adjacente, ou entre la couche de séparation et les couches adjacentes situées sur les côtés opposés de la
couche de séparation, mais non à se fissurer ailleurs.
Après la normalisation thermique d'une telle structure capacitive, cette dernière peut alors être imprégnée de cire qui tend à remplir toute fissure entre la couche de séparation et chacune des couches adjacentes, afin d'empêcher tous contaminants ioniques ou tous autres contaminants conducteurs d'entrer dans la fissure et de court-circuiter les masses métalliques conductrices
constituant des contacts électriques.
L'invention sera décrite plus en détail en regard du -dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une coupe transversale à échelle très agrandie d'une structure capacitive de l'art antérieur, des parties de cette structure étant arrachées à des fins d'illustration, et une fissure étant représentée entre deux couches capacitives de cette structure; et - la figure 2 est une coupe transversale à échelle similairement agrandie d'une structure capacitive constituant une forme avantageuse de réalisation de l'invention, des parties de cette structure étant arrachées à des fins d'illustration et une fissure étant représentée
le long d'une couche de séparation de cette structure.
Avant de décrire en détail une structure capacitive constituant une forme avantageuse de réalisation de l'invention, il est utile de considérer une structure capacitive constituant un exemple de l'art antérieur comme montré sur la figure 1. Comme représenté sur la figure 1, une structure capacitive comporte un groupe de couches capacitives 12 comprenant chacune un substrat diélectrique présentant des zones métallisées recouvrant la surface supérieure 14 de ce substrat diélectrique, à l'exception d'une zone démétallisée longitudinale et étroite 14a divisant la surface métallisée 14 en une zone relativement large 14b et une bande relativement étroite 14c. Certaines, alternées, des couches capacitives 12 qui sont de largeur égale sont décalées latéralement les unes par rapport aux
autres afin que certaines, alternées, des couches capaci-
tives 12 aient leurs bords décalés latéralement par rapport à ceux des couches restantes. Par conséquent, des creux-20 sont formés le long des bords de gauche des couches capacitives 12 et des creux 22 sont formés le long des bords de droite des couches capacitives 12. Un revêtement supérieur 16 et un revêtement inférieur 18, constitués chacun d'une plaque unique et plus épaisse de matière diélectrique, sont prévus respectivement sur les surfaces supérieure et inférieure du groupe de couches capacitives 12. Une masse métallique conductrice 24, qui peut être constituée d'une couche intérieure d'aluminium appliquée par un procédé de projection de métal, une couche médiane de cuivre appliquée par un procédé de projection de métal et une couche extérieure d'une soudure formée d'un eutectique d'étain et de plomb appliquée par un procédé d'immersion, recouvrent les bords de gauche des couches capacitives 12 et les bords de gauche du revêtement supérieur 16 et du revêtement inférieur 18. Les couches intérieure, médiane et extérieure de la masse 24 ne sont
pas différenciées sur la figure 1. La masse 24 s'étend au-
dessus du revêtement supérieur 16 afin de former un rebord supérieur 26 liant le revêtement supérieur 16 aux couches capacitives 12 sur le côté de gauche de la structure capacitive 10. La masse 24 s'étend au-dessous du revêtement inférieur 18 afin de former un rebord inférieur 28 liant le revêtement inférieur 18 aux couches capacitives 12 sur
le côté de gauche de la structure capacitive 10. Similaire-
ment, une masse métallique conductrice 30 recouvre les bords de droite des couches capacitives 12 ainsi que les bords de droite du revêtement supérieur 16 et du revêtement inférieur 18. La masse 30 s'étend similairement au-dessus du revêtement supérieur 16 afin de former un rebord supérieur 32, et au-dessous du revêtement inférieur 18 afin de former un rebord inférieur 34. Le rebord supérieur 32 et le rebord inférieur 34 lient les plaques 16 et 18 de revêtement aux couches capacitives 12 sur le côté de droite
de la structure capacitive 10. Chacun des rebords in-
férieurs 28 et 34 sert aussi de pied d'écartement qui surélève le revêtement inférieur 18 par rapport & une plaquette à circuit ou à un autre substrat (non représenté) sur la surface duquël la structure capacitive 10 peut être montée. Comme représenté sur la figure 1, une fissure 36 est formée entre- deux des couches capacitives 12, à savoir deux couches intérieures de la structure capacitive 10. Comme représenté, certaines des couches capacitives 12 adjacentes à la fissure 36 sont rompues de façon à former des ruptures 38 le long d'une' ligne de rupture tendant à être globalement perpendiculaire à la fissure 36. Cette dernière et les ruptures 38 ont introduit une variabilité indésirée dans la propriété capacitive de la structure
capacitive 10.
Sur la figure 2, une structure capacitive 100 constituant une forme avantageuse de réalisation de l'invention comporte une sous-structure supérieure 102 et une une sous-structure inférieure 104, divisées par un plan imaginaire 106. La sous-structure supérieure comprend un groupe de couches capacitives 112 comprenant chacune un substrat diélectrique dont la surface supérieure 114 est recouverte de zones métallisées, à l'exception d'une zone démétallisée longitudinale et étroite 114a divisant la surface métallisée 114 en une zone relativement large 114b et une bande relativement étroite 114c. Certaines, alternées, des couches capacitives 112, qui sont d'une largeur égale, sont décalées latéralement les unes par rapport aux autres afin que certaines, alternées, des
couches capacitives 112 aient leurs bords décalés latérale-
ment par rapport à ceux des couches restantes 112. Par conséquent, des creux 116 sont formés le long des bords de gauche des couches capacitives 112 et des creux 118 sont formés le long des bords de droite des couches capacitives 112. Un revêment supérieur 120, qui est une plaque simple et plus épaisse de matière diélectrique, est prévu sur la surface supérieure du groupe de couches capacitives 112. La sous-structure inférieure 104 comporte un groupe de couches
capacitives 122, qui sont similaires aux couches capaci-
tives 112, chacune des couches capacitives 122 comprenant un substrat diélectrique dont la surface supérieure 124 est recouverte de zone métallisée, à l'exception d'une zone démétallisée longitudinale et étroite 124a divisant la surface métallisée 124 en une zone relativement large 124b et une bande relativement étroite 124c. Certaines, alternées, des couches capacitives 122, qui sont de largeur égale, sont décalées latéralement les unes par rapport aux
autres afin que certaines, alternées, des couches capaci-
tives 122 aient leurs bords décalés latéralement par rapport à ceux des couches restantes 122. Ainsi, des creux 126 sont formés le long des bords de gauche des couches capacitives 122 et les creux 128 sont formés le long des bords de droite des couches capacitives 122. Un revêtement inférieur 130, qui est similaire au revêtement supérieur , est prévu sur la surface inférieure des couches
capacitives 122.
La sous-structure supérieure 102 est pourvue d'une couche sous-jacente 132 en matière diélectrique non métallisée. La sous-structure inférieure 104 est pourvue d'une couche surjacente 134 en matière diélectrique non métallisée. La couche surjacente 134 est similaire à la couche sousjacente 132 de la sous-structure supérieure 102, sauf que la couche surjacente 134 de la sous-structure inférieure 104 est pourvue d'un mince revêtement 136 qui sert de couche de séparation entre la sous-structure supérieure 102 et la sous-structure inférieure 104 et qui est formé d'une matière réalisant une liaison moins agressive avec la couche surjacente 134 que celle qui aurait lieu entre la couche surjacente 134 et la couche sous-jacente 132 si le mince revêtement 136 était omis,
cette matière contenant avantageusement du polytétrafluor-
éthylène. Le mince revêtement 136 peut être commodément appliqué par projection d'une suspension colloïdale de polytétrafluoréthylène dans un support liquide contenant un liant convenable, une projection avantageuse étant le revêtement de TFE "Crown"TM 6065 Permanent TFE Coating, tel que disponible commercialement auprès de la firme Crown Industrial Products, Hebron, Illinois. Diverses huiles et résines peuvent être utilisées, en variante. De préférence, pour faciliter la manipulation et le chargement, la couche sous-jacente 132 de la sous-structure supérieure 102 et la couche surjacente 134 de la sous-structure inférieure 104 ont des épaisseurs d'environ 0,025 mm chacune. Des films plus épais peuvent être manipulés plus aisément, mais ajoutent inutilement à l'épaisseur et au coût de la
structure capacitive 100.
Les substrats diélectriques des couches capacitives 112, 122 sont avantageusement formés d'un film de poly(téréphtalate d'éthylène), et chacune des couches précitées 132, 134 est également formée d'un film de poly(téréphtalate d'éthylène). Un film de poly(téréphtalate d'éthylène) est préféré en raison de ses propriétés diélectriques et de son aptitude à se lier à lui-même et aux zones métallisées situées sur les couches capacitives 112 et 122. D'autres matières diélectriques peuvent être
utilisées, en variante.
Bien que les couches précitées 132, 134 soient représentées comme étant des pièces séparées, il est prévu dans l'invention que ces couches peuvent, en variante, être constituées d'une seule pièce, par exemple par un tube aplati d'un tel film, d'une largeur convenable lorsqu'il est aplati, ou bien par une pièce pliée d'un tel film, de largeur convenable lorsqu'il est plié. Dans chaque cas, chaque couche produite par aplatissement ou par pliage peut avoir un mince revêtement tel que le mince revêtement 136.
De plus, il est prévu par l'invention que, plutôt que le mince revêtement 136 appliqué par projection, comme mentionné ci-dessus, ou autrement, sur la couche surjacente 134 de la sous-structure inférieure 104, une ou
plusieurs couches discrètes contenant du polytétrafluor-
éthylène, avantageusement une seule de ces couches, telle qu'un film contenant ou constitué essentiellement de polytétrafluoréthylène, peuvent être utilisées, en
variante, en tant que couche de séparation entre la sous-
structure supérieure 102 et la sous-structure inférieure 104, à la suite de quoi les couches précitées 132, 134, ou l'une de ces couches 132, 134, peuvent être entièrement omises. Un film convenable est un film de "Teflon"TM de la firme E. I. DuPont de Nemours & Company, Wilmington, Delaware. Si ces deux couches 132, 134 sont omises, ou si
l'une de ces couches 132, 134 est omise, un mince revête-
ment tel que le mince revêtement 136 peut être appliqué directement par projection, comme indiqué précédemment, ou autrement, sur la couche capacitive 112 la plus basse dans
la sous-structure supérieure 102 ou sur la couche capaci-
tive 122 la plus haute dans la sous-structure inférieure 104. Il est préférable, que la couche de séparation soit constituée par un mince revêtement tel que le mince revêtement 136 ou par une couche discrète, de retenir la couche surjacente 134 de la sous-structure inférieure 102, car cette couche 134 recouvre la surface métallisée 124 de
la couche capacitive 122 la plus haute dans la sous-
structure inférieure 102. Cette surface 124 serait autrement exposée à tous contaminants présents dans toute fissure le long de la couche de séparation. En outre, comme mentionné précédemment, diverses huiles et résines peuvent
être utilisées à la place du polytétrafluoréthylène.
Une masse métallique conductrice 140, qui peut être avantageusement constituée d'une couche intérieure d'aluminium appliquée par un procédé de projection du métal, d'une couche médiane de cuivre appliquée par un procédé de projection de métal et d'une couche extérieure d'une soudure formée d'un eutectique d'étain et de plomb appliquée par un procédé d'immersion, recouvre les bords de
gauche des couches capacitives 112, de la couche sous--
jacente 132 de la sous-structure supérieure 102, de la couche surjacente 134 de la sous-structure inférieure 104 et des couches capacitives 122, ainsi que du revêtement supérieur 120 et du revêtement inférieur 130. Les couches intérieure, médiane et extérieure de la masse 140 ne sont
pas différenciées sur la figure 2. La masse 140 s'étend au-
dessus du revêtement supérieur 120 afin de former un rebord supérieur 142 liant le revêtement supérieur 120 aux couches capacitives 112. La masse 140 s'étend au-dessous du revêtement inférieur 140 afin de former un rebord inférieur
144 liant le revêtement inférieur 130 aux couches capaci-
tives 112. Une masse métallique conductrice 150, qui peut être constituée similairement, recouvre les bords de droite des couches capacitives 112, de la couche sous-jacente 132
de la sous-structure supérieure 102, de la couche sur-
jacente 134 de la sous-structure inférieure 104 et des couches capacitives 122, ainsi que du revêtement supérieur et du revêtement inférieur 130. La masse 150 s'étend au-dessus du revêtement supérieur 120 de façon à. former un rebord supérieur 152 et au-dessous du revêtement inférieur de façon à former un rebord inférieur 154. Chacun des rebords inférieurs 144, 154 sert également de pied d'écartement qui surélève le revêtement inférieur 130 par rapport à la plaquette à circuit ou à un autre substrat (non représenté) sur la surface duquel la structure
capacitive 100 peut-être montée.
Durant et après la normalisation thermique, la structure capacitive 100 tend à se fissurer de préférence entre la couche de séparation constituée par le mince
revêtement 136 et la couche sous-jacente 132 de la sous-
structure supérieure 102, et peut-être entre la couche de séparation définie par le mince revêtement 136 et la couche surjacente 134 de la sous-structure inférieure 104, mais non à se fissurer ailleurs. Après la normalisation thermique de la structure capacitive 100, cette dernière est imprégnée de cire qui tend à remplir toute fissure entre la couche de séparation définie par le mince revêtement 136 et chacune des couches adjacentes, telles que la fissure 160 montrée sur la figure 2 entre le mince
revêtement 136 et la couche sous-jacente 132 de la sous-
structure supérieure 120, afin d'empêcher tous contaminants ioniques ou autres contaminants conducteurs d'entrer dans la fissure et de courtcircuiter les masses métalliques conductrices 140, 150. Une cire convenable est une cire
d'abeille du type "Bee Square Amber"TM, telle que dis-
ponible commercialement auprès de la firme Petrolite Co.,
Tulsa, Oklahoma.
Les expressions directionnelles comprenant "supérieur", "inférieur", "gauche", "droit", "surjacent", "sous-jacent", "le plus haut" et "le plus bas" se réfèrent ici à une structure capacitive dans une orientation commode telle que montrée sur le dessin, mais ne sont destinées aucunement à limiter l'invention à une orientation
particulière quelconque.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la structure capacitive décrite et
représentée sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (15)
1. Structure capacitive, caractérisée en ce qu'elle comporte une sousstructure supérieure (102) et une sous-structure inférieure (104), chaque sous-structure comprenant couches capacitives (112, 122) stratifiées en superposition les unes aux autres, chaque couche capacitive ayant des premier et second bords opposés, chaque couche capacitive comprenant un substrat diélectrique et une zone métallisée qui recouvre une grande partie d'une surface du substrat diélectrique de cette couche capacitive et qui s'étend seulement jusqu'à l'un des premier et second bords de cette couche capacitive, les zones métallisées de certaines, alternées, des couches capacitives de chaque sous-structure s'étendant jusqu'à des bords opposés, les premiers bords de certaines, alternées, des couches capacitives de chacune de ces sous-structures s'étendant au-delà des premiers bords des couches capacitives restantes dans cette sousstructure afin de former des
creux (116, 126) le long des premiers bords de cette sous-
structure, les seconds bords de certaines, alternées, des
couches capacitives de chaque sous-structure s'étendant au-
delà des seconds bords des couches capacitives restantes de cette sousstructure afin de former des creux (118, 128) le long des seconds bords de cette sous-structure, la structure capacitive comportant en outre au moins une couche (136) de séparation prise en sandwich entre les sousstructures supérieure et inférieure, chaque couche de séparation étant formée d'une matière qui établit une
liaison moins agressive sur au moins l'une des sous-
structures supérieure et inférieure que la liaison qui serait établie entre les sous-structures supérieure et inférieure si cette couche de séparation était omise, la structure capacitive comportant en outre une première masse (140) de matière conductrice recouvrant et s'étendant dans les creux formés le long des premiers bords des couches capacitives des sous-structures supérieure et inférieure, afin de constituer des connexions électriques sur et entre les zones métallisées s'étendant jusqu'aux premiers bords des couches capacitives des sous-structures supérieure et inférieure, et une seconde masse (150) de matière conductrice recouvrant et s'étendant dans les creux formés le
long des seconds bords des couches capacitives des sous-
structures supérieure et inférieure, afin de constituer des connexions électriques sur et entre les zones métallisées s'étendant jusqu'aux seconds bords des couches capacitives des sous-structutes supérieure et inférieure, les masses de matière conductrice liant les couches capacitives de chaque
sous-structure les unes aux autres et liant les sous-
structures supérieure et inférieure l'une à l'autre de façon que la couche de séparation soit prise en sandwich entre les sous-structures supérieure et inférieure afin
que, si la structure capacitive est exposée à des contrain-
tes thermiques tendant à provoquer une certaine déstratifi-
cation des couches capacitives les unes par rapport aux autres, la couche de séparation tende à se séparer d'au moins l'une des sous-structures supérieure et inférieure, atténuant ainsi sensiblement ces contraintes avant que l'une quelconque des couches capacitives se détachent par
stratification d'une autre couche capacitive.
2. Structure capacitive selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une seule couche de séparation prise en sandwich entre les sous-structures
supérieure et inférieure.
3. Structure capacitive selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une couche intermédiaire (134) de matière diélectrique entre la couche de séparation et l'une des couches capacitives de l'une des sous-structures.
4. Structure capacitive selon la revendication 3, caractérisée en ce que la couche de séparation est formée d'une mince revêtement (136) appliqué sur une
surface de la couche intermédiaire.
5. Structure capacitive selon la revendication 4, caractérisée en ce que la couche intermédiaire recouvre les zones métallisées (124b, 124c) d'une surface de l'une
des couches capacitives de l'une des sous-structures.
6. Structure capacitive selon la revendication 2, caractérisée en ce que la sous-structure supérieure
comprend une couche sous-jacente (132) de matière diélec-
trique, la sous-structure inférieure comprend une couche surjacente (134) de matière diélectrique et la couche de
séparation est prise en sandwich entre la couche sous-
jacente de la sous-structure supérieure et la couche
surjacente de la sous-structure inférieure.
7. Structure capacitive selon la revendication 6, caractérisée en ce que la couche de séparation est formée d'un mince revêtement (136) appliqué sur une surface d'une couche choisie entre la couche sous-jacente de la sous-structure supérieure et la couche surjacente de la
sous-structure inférieure.
8. Structure capacitive selon la revendication 2, caractérisée en ce que le substrat diélectrique de chaque couche capacitive est un film diélectrique en polyester,la sous-structure supérieure comporte une couche sous-jacente (132) d'un film de polyester diélectrique, la sous- structure inférieure comprend une couche surjacente (134) d'un film de polyester diélectrique, et la couche de séparation contient du polytétrafluoréthylène et est prise
en sandwich entre la couche sous-jacente de la sous-
structure supérieure et la couche surjacente de la sous-
structure inférieure.
9. Structure capacitive selon la revendication 8, caractérisée en ce que la couche de séparation est formée d'un mince revêtement (136) appliqué sur une surface d'une couche choisie entre la couche sous-jacente de la sous-structure supérieure et la couche surjacente de la
sous-structure inférieure.
10. Structure capacitive selon la revendication 2, caractérisée en ce que le substrat diélectrique de chaque couche capacitive est un film diélectrique de poly(téréphtalate d'éthylène), la sous-structure supérieure
comprend une couche sous-jacente formée d'un film diélec-
trique de poly(téréphtalate d'éthylène), la sous-structure inférieure comprend une couche surjacente formée d'un film diélectrique de poly(téréphtalate d'éthylène), et la couche de séparation contient du polytétrafluoréthylène et est
prise en sandwich entre la couche sous-jacente de la sous-
structure supérieure et la couche surjacente de la sous-
structure inférieure.
11. Structure capacitive selon la revendication , caractérisée en ce que la couche de séparation est constituée d'un mince revêtement (136) appliqué sur une surface d'une couche choisie entre la couche sousjacente de la sous-structure supérieure et la couche surjacente de
la sous-structure inférieure.
12. Structure capacitive selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche de séparation est formée d'un mince revêtement (136) appliqué sur une surface
d'une des sous-structures surjacente et sous-jacente.
13. Structure capacitive selon l'une des
revendications 2 et 12, caractérisée en ce que la couche
de séparation contient du polytétrafluoréthylène.
14. Structure capacitive selon la revendication 2, caractérisée en ce que la couche de séparation est une
couche discrète (136) contenant du polytétrafluoréthylène.
15. Structure capacitive selon l'une quelconque
des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle
est imprégnée de cire tendant a remplir toute séparation
(160) entre la couche de séparation et chaque sous-
structure.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |