Brevet FR2295547A1 — publié le 19760716

La présente invention concerne un composant perfectionné pour circuits hybrides et plus particulièement un condensateur du type électrolytique. Il est bien connu que la miniaturisation des circuits électroniques a conduit à reaplacer, dans la mesure du possible, les éléments de cablâge et les composants par des combinaisons de films qui constituent, du point de vue encombrement, des structures L deux dimensions. Toutefois, certains composants n'ont pu encore être réalisés par cette technologle. C'est le cas notamment des condensateurs de forte al.ur de capacité. n est donc néces- saire de rapporter ces composants sur le substrat qui porte les éléments du circuit réalisés sous forme de films.La réalisation de ces composants doit répondre an moins aux deux conditions sui- vantes en ce qui concerne la structure : encombrement minimal et possibilité d'interconnexion avec cirouits àfilms. On a déjà proposé des structures de condensateurs électrolytiques répondant à ces conditions. Blles sont couramment désignées par les techinciens sous le nom de "chip" ou pastille et sont le plus souvent utilsies nues, c'est-à-dire sans enrobage ni boitier.On peut citer parmi les brevets publiés dans ce domaine le brevet français 2.200.601 d'origine japonaise déposé le 18 Septembre 1973 pour : "Condensateur électrolytique à structure de raccordement perfectionnée", le brevet américain n 3.588.629 déposé le 7 Mai 1969 et les deux brevets français ne 1.553.897 et 1.566.728 déposés respectivement le 29 Novembre 1967 et le 29 Mars 1968, pour respectivement "Perfectionnements apportés aux composants électriques ou électroniques en particulier les condensateurs" et "Procédé de fabrication de composants électriques ou électroniques, notam- ment de condensateur au tantale1. la demanderesse a également déposé le 1er Décembrs 1972 pour "Condensateurs au tantale destinés aux circuits hybrides" le brevet n 2.209.191 décrivant une structure de ce type. Les structures proposées concernant, corse la présente invention, des condensateurs de forme générale parallélépipédique dont les interconnexions sant assurées par l'intermédiaire de laies planes au moins en ce qui concerne l'une des connexions. Ces lames sont le plus souvent constituées par découpage d'une feuille métal- lique qui est soudée au condensateur et au circuit d'utilisation. Le montage de ceslames sur le condensateur et le nontage du conden- sateur sur le circuit conduisent à donner à eelles-ci une forme présentant le plus souvent des pattes ce qui peut leur conférer une certaine fragilité mécanique. La présente invention a essentiellement pour objet une structure perfectionnée de composant à deux sorties pour circuit hybride qui présente une grande robustesse mécanique sans occuper un encomibrement supérieur à celui des modèles existants de capacité. Elle a également pour objet une structure de condensa- teur au tantale miniaturisé présentant une stabilité élevée de la valeur de la capacité à des températures dépassant 100 C. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, la sortie d'anode est constituée d'une plaquette réalisée de préfé- rente dans un matériau constitutif du composant, introduite dans un logement prévu à cet effet et rendue solidaire de l'anode avant frittage et l'autre sortie est constituée par dépôt sur une partie au moins de la cathode d'une couche d'un métal facilitant le mon- tage du condensateur, tel un alliage à bas point de fusion contenant de l'étain. Selon une autre caractéristique de l'invention, la conne- xion d'anode est facilitée en associant à la plaquette, dont la constitution n'est pas toujours favorable à un montage aisé et dco- nomique, un deuxième conducteur de nature mieux adaptée. L'invention sera bien comprise en se reportant à la des cription suivante et aux figures qui l'accompagnent données à titre d'illustration non limitative de l'invention et dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe d'une première variante de l'invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe d'une deuxième variante ; - les courbes des figures 3 et 4 résument les caractéristiques de condensateurs selon l'invention La figure 1 représente une vue en coupe d'une première variante de condensateur au tantale réalisé selon l'invention. Pour faciliter la compréhension du dessin, l'échelle n'a pas été respectée. On a figuré en 1 le corps anodique constitué à partir de poudre de tantale frittée présentant une encoche 2 entièrement remplie par la plaquette 3 réalisée également en- tantale et servant de sortie anodique. Le corps anodique 1 est réalisé par préfrittage d'une poudre de tantale contenant un liant ainsi qu'il est d'usage et l'encoche 2 est formée au cours du matriçage. La plaquelte 3 de tantale est soudée électriquement à l'anode 1 puis la pièce lmitai- re ainsi formée est soumise à l'opération de frittage.L'anode et sa connexion sont alors traitée. suivant la technique connue pour être transformées en condensateur. Ce traitement peut Stre résumé de la façon suivante : l'ensemble du corps anodique et de sa connexion est oxydé anodiquement, la couche d'oxyde formée étant repré- sentie schématiquement en 4. Le corps anodique qui est ensuite imprégné à l'aide d'un liquide qui, par décomposition, assure un dépôt de bioxyde de manganèse au-dessus de la couche d'oxyde. On a représenté schématiquement en 5 cette couche de bioxyde. On sait que l'opération d'imprégnation et de formation de bioxyde est géndrale- ment répétée plusieurs fois de façon à assurer un revêtement correct des pores de la structure anodique.Après éventuelle reformation de l'oxyde anodique, on procède à la réalisation du contact cathodique. Cette opération est le plus souvent réalisée à l'aide d'un dépôt de graphite protégé par une peinture à l'argent. Cette double couche conductrice est représentée en 6 sur la figure On délimite d'une façon précise le niveau des dépôts d'oxyde sur la plaquette 3 de tantale par exemple par usinage ultérieur permettant d'éliminer 11 oxyde superficiel. Le condensateur est ainsi réalisé. n peut être monté sur un sabstrat portant des circuits à couche à l'aide de colle conductrice assurant le contact d'une part avec la conne xion cathodique 6, d'autre part, avec la sortie anodique 3. Selon une variante, le condensateur peut être préparé en vue d'être monté suivant des procédés différents. Notamment, si l'on désire assurer la connexion anodique par thermocompression, il est prévu de déposer sur l'extrémité de la plaquette 3 un dépôt métallique facilitant la thermocompression tel un dépôt d'or ou d'alliage contenant de l'or 8. Dans certaines conditions, on peut également utiliser un dépôt de cuivre. Il est alors quelquefois nécessaire de prévoir une sous couche assurant l'adhérence du cui- vre sur le tantale. En ce qui concerne la connexion de cathode, certaines utilisations nécessitent un remplacement de la peinture d'argent relativement fragile par un dépôt de cuivre obtenu par exemple par schoolppage.L'argent peut également être recouvert d'un dépôt d'alliage tendre par exemple à base d'étain pour permettre une soudure du condensateur au circuit d'utilisation. la figure 2 représente une variante de réalisation selon laquelle le contact anodique est assuré par l'intermédiaire d'un conducteur soudé à la plaquette 3 en son extrémité. Ce conducteur représenté en 7 peut Outre un fil de nickel soudé électriquement à l'extrémité de la plaquette 3. Suivant une variante préférée de réalisation, le diamb- tre du conducteur 7 est choisi de façon qu'il affleure au niveau du plan défini par le contact cathodique 6. Le condensateur peut ainsi être interconnecté au circuit hybride dans un plan. La figure 3 représente des caractéristiques de courant de fuite de condensateurs réalisés selon la figure 1 en fonction de la tension mesurée en pourcentage de la tension nominale du condensateur. La figure 4 représente, pour les mêmes condensateurs, la variation relative de la capacité en fonction de la température. Ainsi qu'il apparat la stabilité de ces condensateurs entre -55 C et + 12500 est meilleure que celle imposée par les normes en vigueur. R E V E N D I C A T I O N S 1. Structure de composant miniaturisé pour circuit hy bride de forme sensiblement parallélépipédique à deux sorties, dont la première consiste en une plaquette en l'un des matériaux constitutifs dudit composant engagée sur une fraotion de Sa longueur dans une encoche ménagée dans ledit parallélépipède, et la deuxième sortie est constituée par une couche conductrice reposant sur une fraction au moins dudit composant présentant ne surface au moine partiellement conductrice. 2.Structure de composant selon revendication 1 dans laquelle la fraction de la longueur de la plaquette engagée dans ladite encoche est comprise entre 1/2 et 1/4. 3. Structure de composant selon revendication 1 dans laquelle ladite plaquette est connectée à une pièce réalisée en un métal adapté à la technologie de montage dudit composant. 4. Structure de condensateur électrolytique au tantale selon revendication 1 dans laquelle ladite plaquette en tantale est soudée électriquement à l'anode avant frittage de celle-ci. 5. Structure de condensateur électrolytique en ta@itale selon revendication 2 dans laquelle ladite pièce de sortie est en nickel 6. Structure de composant selon revendicatien 1 dans laquelle ladite couche métallique est un alliage à base d'étain déposé au trempé. 7. Structure de composant selon revendication 1 dans laquelle l'extrémité de ladite plaquette est revêtue d'une couche métallique adaptée à la technologie utilisée au montage dudit composant.