195705. lajstromszámú szabadalom • Polietilén-tereftalát dielektrikumú villamos kondenzátor, különösen forrasztható chip-alkatrészként való alkalmazásra és eljárás annak előállítására
Ik 1 i * 4 % i fl I », t-195 705 •Egy ilyen kondenzátornak csip-alkatrészként találmány szerinti alkalmazását az jellemzi, hogy nyomtatott áramköri lapra forrasztással rögzíthető, és amely a forraszanyag hőhatásának, amelynek hőmérséklete legfeljebb 26ürC, legfeljebb 10 s ideig van kitéve. A bevezetőben körülírt laposra préselt tekercskondenzálor előállítására vonatkozó eljárást a találmány szerint az jellemez, hogy a fémrátétekkel ellátott lapos tekercses kondezátor testet járulékos hőkezelésnek vetjük alá, amelynek során a hőmérsékletet szobahőmérsékletről 200 - 250°C véghőmérsékletre 1 — 5 órán keresztül növeljük, majd a véghőmérsékletet 1 - 65 órán keresztül fenntartjuk azzal, hogy a Kőn tartás ideje a véghőmérséklettel fordítottan arányos, és így a kívánt, legalább 50%os kristályosítási mértéket létrehozzuk. A bevezetőben körülírt tömb- vagy rétegkondenzátorok előállítási eljárását a találmány szerint az jellemzi, , hogy a leválasztott egyes kondenzátortesteket további hőkezelésnek vetjük alá, amelynek során a hőmérsékletet szobahőmérsékletről 200 - 250°C véghőmérsékletre 1 — 5 órán keresztül növeljük, majd a véghőmérsékletet 1 - 65 órán keresztül fenntartjuk azzal, hogy a hőTftartás ideje a véghőmérséklettel fordítottan arányos, és így a kívánt legalább 50%-os kristályosítási mértéket létrehozzuk. _________________________. A hőkezelést előnyösen semleges védőgázban (nitrogén, argon, hélium) vagy vákuumban végezzük. Előnyös továbbá az is, ha a hőkezelés közben a hőutartás ideje 2 óra, és a véghőmérséklet 249°C, amely alatt 50%-ná! nagyobb kristályosodási fokot hozunk létre A találmány segítségével a kitűzött célf kielégítő módon elértük, amint azt az alábbiakban részletezzük. Az önmagukban ismert kondenzátorok előállításánál poüetilén-tereftalát fóliát szalag alakban alkalmazzuk, amclynek kiindulási kristályosodási foka mintegy'40%-os. A laposra préselt tekercsek kialakításánál vagy a több ányaköndenzátor'oól álló kiindulási kondenzátornak a dobon törté'.ő rögzítésekor hőhatásra bekövetkező clözsugorításáfuil ez a kristályosítási fok nem, vagy csak lényegtelenül növekszik. A kristallitoknak ez az aránya a műanyag dielektrikumban jó feldolgozhatóságot tesz lehetővé a különösen jó hajlíthatósága következtében. Abban az esetben, ha a kristályosítási fokot a feldolgozás előtt 50%-ra vagy ennél nagyobbra növelnénk, akkor a feldolgozás nehezebbé válna, vagy egyáltalán nem lenne elvégezhető. Másrészről, egy túlságosan alacsony mértékű kristályosítási fok a kész kondenzátorban azt eredményezné, hogy csip-alkatrészként történő alkalmazás során a forrasztási műveletnél létrejövő hőhatásra hirtelen zsugorodás lépne fel. ami a fent említett hátrányokhoz vezet, különösen, ha a forraszanyag hőmérséklete a260°C-t eléri, és ha a forrasztási művelet — amint az szokásos — 10 másodpercig tart. Meglepő módon azt állapítottuk meg. hogy ajárulékos hőkezelés során, amellyel a kondenzátorban levő dielektrikum rétegeknek a kristályosítási fokát növeljük meg, olyan kristályszerkezetet kapunk, amely egy hirtelen zsugorodási folyamatnak ellenáll. Hithez jön még, hogy a hőkezelés gyakorlatilag csak 1 - 2°-kai van a polietilén-tereftalát olvadáspontja alatt. Azáltal, hogy a hőmérsékletet erre az értékre viszonylag lassan növeljük, és ezen a hőmérsékleten tartjuk, olyan szerkezet alakul ki, amely forrasztáskor bekövetkező hirtelen hőhatásnak ellenáll. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Tömb- illetve rétegkondenzátoroknak egy dobon történő előállításánál egy további lényeges előnyként jelentkezik az, hogy az anyakondenzátorok helyzetétől függően a kiindulási kondenzátor kapacitás-toleranciája gyakorlatilag eltűnik. Ez az előny azt eredményezi, hogy mind a dob közelében levő anyakondcnzátorból, mind a kívül elhelyezkedő anyakondcnzátorból olyan kondenzátorok választhatók le, amelyek gyakorlatilag azonos hosszúságúak, vagyis gyakorlatilag azonos térfogathoz közel azonos vagy messzemenően azonos kapacitásérték tartozik. Ez korábban nem volt lehetséges, mivel a kívül elhelyezkedő kondenzátorok mindig valamivel hosszabbak kellett hogy legyenek, mint a belül levő kondenzátorok. Meglepő módon, további előnyként jelentkezett az, hogy a veszteségi tényező, amely az ismert kondenzátoroknál - amelyeknél nem alkalmaztak járulékos hőkezelést - 1 kHz,-tiél 4 x 10“3 - 5 x I0~3tartományban volt. Most ezt az értéket minte°- a felére sikerült csökkenteni, vagyis a veszteség! ten :ü 2 x 10’’ — 3 x x 10 ~3 értékű. A forraszömlcdck és tisztító anyag kémiai behatásával szembeni védelemre, amire a felületszerelt áramkörök beültetésénél van szükség, a kondenzátorokat egy bevonattal leltet ellátni, amely a forrasztási felületeket szabadon hagyja. Különösen előnyösen alkalmazhatók a jelen találmány szerinti hőkezelt kondenzátor testek csip-alkatrészként, ha azokat áram-hozzávezetcsekkel és egy olyan bevonattal látjuk el. mit amilyet az EP A 0 162 144 számú, azonos elsőbbségű európai szabadalmi leírás ismertet. A találmányt az alábbiakban kiviteli példák kapcsán a mellékelt rajzok segítségével ismertetjük részletesebben. A rajzokon az, 1. ábra egy hagyományos tömb- illetve rétegkondenz.átort tüntet fel, a 2. ábrán egy olyan kondenzátor látható, amelynek kondenzátor teste laposra, préselt menetekből áll, a 3. ábrán egy tömb- illetve rétegkondenzátor látható, amelynél az elektródák bifiláris elrendezésűek, a 4., 5. és 6. ábrák a fegyverzeteknek a különböző elrendezését tünteti fel a dielektrikum rétegeken, a 7. ábra a járulékos hőkezelés hőmérséklet-idődiagramját mutatja, a 8. ábra egy olyan diagram, amely a kiindulási kondenzátor kapacitását tünteti fel az. anyakondenzátor helyzetétől függően, a 9. ábra diagramján a kapacitás relatív változása van feltüntetve a hőkezelés hőmérsékletének függvényében, és á 10. ábra diagramján a veszteségi tényező van a hőkezelés hőmérsékletének függvényében ábrázolva. Az 1. ábrán látható 7 kondenzátor test tömb- illetve rétegkondenzátorként van kialakítva. A 7 kondenzátor test egymás felett elrendezett 3 és 4 dielektrikum rétegekből áll. ainelyek legalább egyik oldalukon 1 és 2 fegyverzetként szolgáló fémréteggel vannak bevonva. A 7 kondenzátor test 5 és 6 homloklapján 10 és 11 fémrátét van felvívc, például az önmagában jól ismert 'fémszórással (Sehoop-eljárással), amelyek azt a célt szolgálják, hogy a váltakozva az. 5 illetve 6 homloklaphoz nyúló 1 illetve 2 fegyverzeteket egymással összekössék. Az 1. ábrán látható még a 20 és 21 fedőréteg, amelyeket az előállítás során közben ■ rétegekként alakítunk
