Brevet FR2556494A1 — publié le 19850614

La présente invention concerne un condensateur céramique multicouche double, qui réunit dans un composant unique deux condensateurs dont les valeurs sont entre elles dans un rapport prédéterminé (par exemple deux condensateurs appariés à une même valeur), et qui ont une connexion commune, que l'on appellera par la suite également "connexion de masse Dans de nombreuses applications, notamment la réalisation de filtres de précision, il est souhaitable de disposer d'une paire de condensateurs dont les valeurs sont dans des relations très précises, souvent ajustées entre elles avec une précision relative de l'ordre de 1 pour 1000. Le FR-2 496 970, au nom de la Demanderesse, décrit notamment un tel composant, réalisé selon la technique des condensateurs céramiques multicouches, c'est-à- dire à partir d'un empilement fritté de couches de céramique diélectrique dont certaines au moins portent des motifs conducteurs preétablis disposés de manière à former les armatures d'un condensateur. L'aspect extérieur du condensateur double (plus particulièrement décrit dans ce brevet en référence aux figures 8 à 11)1 est celui d'un bloc parallélépipédique dont l'une des faces est métallisée (connexion commune de masse) ainsi que les deux aretes opposées à cette face (connexion au point chaud de chacun des condensateurs). La réalisation de ce composant nécessite cependant la sérigraphie de trois motifs conducteurs différents selon les couches de l'empilement, qui doivent être superposées selon un ordre précis, de manière que les deux condensateurs se trouvent situés dans le bloc l'un en partie haute, l'autre en partie basse. La présente invention propose de réaliser de manière plus simple une telle paire de condensateurs, à partir d'un unique motif, sérigraphié de manière identique sur toutes les couches, ce qui en simplifie grandement la fabrication, notamment dans le cas de condensateurs de forte valeur où il est nécessaire d'empiler un nombre important de couches. On verra en outre que le composant final présente une double symétrie, à la fois une symétrie plane (recto/ verso) et une symétrie axiale (retournement à plat de 1800), ce qui en facilite l'utilisation et le positionnement ultérieur sur un substrat. Au contraire, le composant du brevet précité présentait une structure dissymétrique, avec une face entièrement métallisée d'un côté, et deux coins métallisés de l'autre. A cet effet, selon l'invention la connexion commune est réalisée au moyen d'un trou central métallisé, percé perpendiculairement au plan des feuilles de l'empilement dans une région centrale de celui-ci, chacune des couches pourvues de motifs conducteurs est pourvue d'un premier motif émergeant sur une face latérale du composant et non traversé par le trou métallisé, et un second motif non émergeant mais traversé par le trou métallisé, la disposition de ces motifs est alternée d'une couche à la suivante, pour que les premier et second motifs d'une couche aient des surfaces en regard avec les second et premier motifs, respectivement, de la couche adjacente, de manière à former les armatures élémentaires de chacun des deux condensateurs, le composant est pourvu de métallisations latérales sur les deux faces où émergent les motifs des différentes couches, pour réaliser une connexion au point chaud de chacun des condensateurs. De préférence, le trou est percé au centre géométrique du composant et il est traversant, de manière à obtenir les deux symétries évoquées plus haut, à savoir la symétrie par rapport à l'axe du trou, et l'aspect identique des deux faces supérieure et inférieure du composant. On peut noter que les armatures reliées à la connexion commune sont formées par des motifs dépourvus de parties émergentes, leur réunion et leur liaison à la masse étant effectuées par le trou central. Comme on le verra plus précisément par la suite, cette position centrale de la connexion de masse est dans de nombreux cas avantageuse. En particulier, dans le cas où le composant est pourvu de trois fils de connexion (l'un enfilé et soudé dans le trou métallisé, les deux autres soudés aux métallisations latérales), il est avantageux que les fils soudés aux métallisations latérales soient disposés parallèles entre eux et coplanaires avec le fil central. Le composant ainsi obtenu pourra être relié à un circuit extérieur au moyen de trois points de connexion disposés en ligne, avec la masse au milieu. Cette disposition est souvent avantageuse, car elle permet de simplifier le dessin des circuits. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe, selon la ligne I-I de la figure 2, la figure 2 est une vue en plan de ce meme composant, la figure 3 est une vue en plan d'une feuille élémentaire avec ses motifs conducteurs sérigraphiés, la figure 4 est une vue en coupe du composant enrobé et pourvu de ses fils de connexion, les figures Sa et 5b sont des vues de face et de profil de ce composant enrobé, tel qu'il se présente à l'utilisateur. Sur les figures 1 et 2, on peut voir le composant formé d'un bloc de céramique 10, de forme sensiblement parallélépipédique, avec les armatures internes 11, 12 et 11', 12' de la paire de condensateurs C1 et C2. Les motifs conducteurs 11 et 11' sont des motifs qui émergent sur deux faces opposées respectives du composant ; ils sont réunis ensemble au moyen des métallns?tions latérales 30 et 40 qui permettront ensuite ia prise de connexion au point chaud du condensateur, soit par soudage direct à un circuit, soit par report de fils de connexion (comme représenté figure 4). Les motifs conducteurs 12 et 12' sont par contre des motifs non émergents sur les faces latérales ; leur liaison est assurée par un trou central 50, pourvu d'une métallisation 51 débordant légèrement en surface. Ce trou métallisé peut être un trou traversant, comme représenté (ce qui assure une symétrie recto/verso), mais il peut également être un trou borgne, ce qui permet de disposer sur l'une des faces, d'une surface plane et dépourvue de métallisations. La figure 3 représente plus précisément, en plan, la forme des motifs 11 et 12 sérigraphiés sur chacune des couches : le motif 11 est émergent sur une face latérale, et sa largeur est inférieure à la demi-largeur du composant, de sorte qu'il ne sera pas traversé par le trou 50 (dont la position est figurée en tiretés au centre de cette figure). Par contre, le motif 12 n'est pas émergent, mais sa largeur (généralement choisie supérieure à la demi-largeur du composant) est suffisante pour qu'il soit traversé par le trou s > . D'une couche à l'autre, on procède au moment de l'empilement à une rotation à plat de 1800 de chaque feuille, de sorte que les feuilles adjacentes à la feuille représentée figure 3 auront leurs motifs 11' et 12' tels que représentés en tiretés. En définitive, on voit que les motifs 11 et 12' auront en regard des surfaces A B C D, qui formeront les armatures d'un condensateur élémentaire pour le premier condensateur C1 ; de même, les motifs 12 et 11' auront en regard dessurfacesA' B' C' D'qui formeront des armatures élémentaires pour le second condensateur C2. Les procédés actuels de sérigraphie permettent d'obtenir des surfaces A B C D et AD B' C' D' déterminées avec une grande précision. De cette sorte, si l'on prend le cas d'une paire de condensateurs de même valeur, on a pu obtenir avec cette structure un condensateur double de 2 x 1000 pF à + 10%(précision absolue de la valeur de la capacité) apparié à 0,1 4 (précision relative des deux condensateurs). Le fait d'intégrer les deux condensateurs dans un même substrat permet de conserver cette précision relative dans une gamme de températures comprises entre -550C et +1250C. On a représenté figure 4 le composant de l'invention, avec des fils de connexion rapportés : des fils 31 et 41 sont soudés sur les métallisations 30 et 40 ; un fil 51 est enfilé dans le trou métallisé 50 et soudé à celui-ci. Finalement, l'ensemble du composant peut être enrobé dans une résine 60 de manière à ne laisser émerger que les trois connexions 31, 41, 51. Le composant tel qu'il se présente à l'utilisateur est représenté de face et de profil figures 5a et 5b : les trois fils de connexion sont placés en ligne, et la connexion de masse est la connexion centrale, ce qui évite de prévoir un repère ou un détrompeur (dans le cas bien entendu où les deux capacités C1 et C2 sont de valeur égale). REVENDICATIONS 1. Un composant céramique multicouches, formé d'un empilement fritté de couches (10, 10') de céramique diélectrique dont certaines au moins portent des motifs conducteurs préétablis (11, 12 ; 11', 12') disposés de manière à former une paire de condensateurs (C1, C2) dont les valeurs sont entre elles selon un rapport prédéterminé, ces condensateurs ayant une connexion commune, caractérisé en ce que la connexion commune est réalisée au moyen d'un trou central (50) métallisé, percé perpendiculairement au plan des feuilles de l'empilement dans une région centrale de celui-ci, chacune des couches pourvues de motifs conducteurs est pourvue d'un premier motif (1, 11') émergeant sur une face latérale du composant et non traversé par le trou métallisé, et un second motif (12, 12') non émergeant mais traversé par le trou métallisé, la disposition de ces motifs est alternée d'une couche à la suivante, pour que les premier et second motifs d'une couche aient des surfaces en regard avec les second et premier motifs, respectivement, de la couche adjacente, de manière à former les armatures élémentaires de chacun des deux condensateurs, le composant est pourvu de métallisations latérales (30, 40) sur les deux faces où émergent les motifs des différentes couches, pour réaliser une connexion au point chaud de chacun des condensateurs. 2. Un composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou est percé au centre géométrique du composant, de manière que la structure externe de ce dernier présente une symétrie par rapport à l'axe du trou. 3. Un composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou est traversant, de manière que les faces supérieure et inférieure du composant aient un aspect identique. 4. Un composant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est pourvu en outre de trois fils de connexion, l'un (51) enfilé et soudé dans le trou métallisé, les deux autres (31, 41) soudés aux métallisations latérales. 5. Un composant selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fils soudés aux métallisations latérales sont disposés parallèles entre eux et coplanaires avec le fil central. 6. Un composant selon la revendication 4, caractérisé en ce que le composant est enrobé (60), de manière à ne laisser apparaître que les trois fils de connexion. 7. Un composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux condensateurs sont appariés à une même valeur.