Brevet FR2639143A1 — publié le 19900518

La présente invention concerne un condensateur céramique et un procédé pour la production de celui-ci, et particulièrement un condensateur céramique comportant une couche de jonction ou de liaison ayant une résistance thermique améliorée dans un condensateur de micro- plaquette du type & conducteur et un procédé par la production de celui-ci. L'un des composants électroniques monté sur un appareil électronique est un condensateur céramique qui est produit par la dispositionstratifúúe d'un matériau diélectrique céramique et d'une électrode interne. Un condensateur de micro-plaquette du type & conducteur parmi ceux-ci comprend une borne conductrice, une borne à conducteur 1 montée à chacune des extrémités opposées d'une micro-plaquette de condensateur 3 comportant une couche de jonction ou de liaison 2 interposée entre celles-ci, comme représenté au dessin 1. La micro- plaquette de condensateur 3 est constituée d'un matériau diélectrique céramique 31 et d'une électrode interne 32. Pour la couche de jonction ou de liaison 2 dans le condensateur de microplaquette du type & conducteur, des soudures ayant des points de fusion inférieurs ont été utilisées de manière classique telles que des alliages de Pb-Sn, Pb-Ag et Bi-Sn aucun desquels n'ayant un roint de fusion inférieur à 400 C. Les condensateurs comportant une électrode de borne constituée d'un matériau tel que Ag ou Ag/Pd comprennent ceux comportant une borne à conducteur I connectée par l'emploi d'une soudure à fusion plus élevée. Du fait qu!aucune de ces souduresn'a un point de fusion inférieur à 4000C comme décrit ci-dessus, toutefois, les problèmes suivants ont été souvent rencontrés: lors de la soudure de la borne à conducteur 1 poiur montage sur un substrat de circuit, un échauffement peut être transmis a travers la borne à -2- conducteur 1 jusqu'à chauffer et faire fondre la couche de jonction 2, et il en résulte que la borne à conducteur 1 connectée à la couche de jonction 2 peut être détachée, ou lorsqu'un appareil électronique comportant un condensateur de micro-plaquette du type à conducteur monté sur celui-ci est en fonctionnement, un circuit peut être chauffé jusqu'à une température plus élevée, avec pour résultat que la borne à conducteur 1 connectée à la couche de jonction 2 peut être détachée de manière similaire. De plus, lorsqu'une soudure à fusion élevée est utilisée, on peut craindre qu'un échauffement provoque une contrainte mécanique s'appliquant à une micro- plaquette de condensateur, par laquelle cette dernière peut être cassée. A partir de ceci, la Demanderesse a orocédé à diverses études partant d'autres points de vue plutôt que l'emploi d'un ensemble de techniques de soudure telles que décrites ci-dessus et ultérieurement ont trouvé l'emploi de pate métallique pour réaliser la présente invention. Par suite, c'est un premier but de la présente invention de créer un condensateur de micro-plaquette du type à conducteur présentant une excellente résistance thermique et une haute fiabilité. C'est un second but de la présente invention de créer un procédé pour la production d'une capacité de micro- plaquette du type à conducteur telle que décrite ci- dessus, qui est apte à produire de manière économique le condensateur par une technique de production simple. Le premier but est atteint en créant un condensateur de micro-plaquette du type à conducteur comprenant une micro-plaquette de condensateur ayant une borne à conducteur qui lui est connectée à travers une couche de jonction ou de liaison constituée d'une pate métallique à -3- fusion élevée. Le second but est atteint en créant un procédé pour la production d'un condensateur de micro-plaquette du type à conducteur comprenant des opérations de connexion d'au moins une électrode interne dans une microplaquette de condensateur comportant une borne à conducteur par une pate métallique, en soumettant celle-ci à un séchage à une température dans la plage de 100 à 2000C, et en cuisant la micro-plaquette de condensateur obtenue, la borne à conducteur lui étant connectée, à une température dans la plage de 500 à 900 C à l'air libre ou dans une atmosphère d'azote. Avec le condensateur de micro-plaquette du type à conducteur ci-dessus, la couche de jonction ou de liaison est dépourvue de tout métal ayant une conductivité électrique inférieure et ainsi, le condensateur est excellent en caractéristique de haute fréquence et de ce fait peut être également utilisé comme un condensateur de puissance à haute fréquence. De plus, dans le procédé ci-dessus, la pâte métallique est utilisée pour relier la micro-plaquette de condensateur et la borne à conducteur, au lieu de la soudure utilisée dans la technique antérieure. Par suite, lors de la soudure du condensateur à un substrat de circuit ou analogue, la couche de jonction ou de liaison entre la micro-plaquette de condensateur et la borne à conducteur ne peut pas étre fondue jusqu'à entraîner le détachement de la borne à conducteur. De plus, lorsqu'un appareil électronique comportant le condensateur monté sur celui-ci est en fonctionnement, la couche de jonction ne peut pas être fondue en raison de la génération d'un échauffement. Par suite, il est possible de créer un condensateur de micro-plaquette du type à conducteur présentant une résistance thermique excellente par le seul emploi d'un appareil de cuisson sans utiliser aucun -4- dispositif de soudure complexe, accompagné de l'effet que la technique de production est simplifiée, hautement efficace et économique. La figure unique du dessin annexé étant une vue en coupe d'un condensateur de micro-plaquette du type à conduc- teur de type connu,on va procéder à présent à une descrip- tion détaillée de la Présente invention -dans un rode de réalisation préféré. Une composition constituant une pate métallique destinée à être utilisée dans la présente invention comprend principalement une poudre métallique et un liant organique et peut contenir un solvant pour le liant organique et optionnellement une poudre de verre et un dispersant et analogues respectivement en faible quantité. Les métaux qui peuvent être utilisés comme composant principal pour la pate métallique en conformité avec la présente invention comprennent des poudres de métaux et des alliages de métaux tels que Ag, Cu, Ag/Pd, et Pt. Sont représentatifs des liants organiques qui peuvent être utilisés les celluloses telles que méthyle cellulose, éthyle cellulose, nitro cellulose et des polymères tels que polyéthylène, acétates de vinyle, polybutyral de vinyle, résines acryliques, et résines métacryliques. Des exemples de solvants pour le liant organique sont ceux tels que glycol d'éthyle méthylique, butyle carbitol, a-terpinénol, et analogues, qui sont communément utilisés dans la technique. Les poudres de verre qui peuvent être utilisées comprennent les verres de borocilicate de plomb, borate de plomb, borocilicate de 7inc et analogues. Une poudre de métal ou alliage métallique peut être mélangée à une poudre de verre dans une quantité de 5 à 25 parties en poids et un liant organique en une quantité de 5 à 35 parties en poids tous deux pour 100 parties de poudre de métal ou d'alliage métallique. La borne à conducteur peut être formée en utilisant un matériau du type fil, film ou plaque de Ag, Cu, AI, Au ou Pt, mais en vue d'une économie, il est préféré d'utiliser une matériau de Cu plaqué avec de l'Ag, Au ou Pt. La micro-plaquette de condensateur utilisée peut être l'une quelconque de celles communément utilisées dans la technique, par exemple, comprenant celles constituées de matériau diélectrique céramique disposées en couche alternée et d'électrode interne et par cuisson du laminé obtenu. Le condensateur de micro-plaquette du type & conducteur en conformité avec la présente invention peut être produit par la liaison d'une micro-plaquette de condensateur et d'une borne à conducteur par une pâte métallique. Une telle production sera décrite ci-dessous en détail. Les électrodes internes aux extrémités opposées d'une micro-plaquette de condensateur sont connectées aux bornes à conducteur par une pâte métallique et ensuite celles-ci sont séchées à une température de 100 à 200 C. Ceci a pour effet que les bornes à conducteur sont fixées aux extrémités opposées de la micro-plaquette de condensateur respectivement. Ultérieurement, la micro-plaquette obtenue est cuite à l'air libre ou dans une atmosphère d'azote à une température de 500 à 900eC pendant 1/2 à 2 heures. Il en résulte que les bornes à conducteur sont solidement jointes ou liées à la micro-plaquette de condensateur sans détérioration des caractéristiques de la micro- plaquette de condensateur, réalisant ainsi un condensateur de micro-plaquette de type à conducteur. Le condensateur de micro-plaquette de type à -6- conducteur produit de cette manière en conformité avec la présente invention présente une très bonne stabilité à la chaleur et par suite, est utile pour un appareil électronique qui est utilisé à une température accrue, et pour un appareil électronique fabriqué par répétition de soudure, de même que pour une appareil électronique ayant un circuit à rendement élevé qui est susceptible de produire un échauffement. La présente invention sera décrite ci-après en détail au moyen d'exemples qui sont prévus pour illustrer l'invention mais non pour imiter l'invention. Exemples 1 à 4 Un condensateur de micro-plaquette du type à conducteur a été produit en utilisant des matériaux et des conditions tels que donné au tableau 1 et en conformité avec la technique suivante. Plus spécifiquement, une borne à conducteur a été reliée à chacune des électrodes internes exposées aux extrémités opposées d'une micro-plaquette de condensateur par l'emploi d'une pâte métallique, et la micro-plaquette de condensateur obtenue, les bornes à conducteur lui étant liées, a été séchée pendant deux heures. Après achèvement du séchage, celle-ci a été cuite à l'air libre ou dans une atmosphère d'azote pendant une heure. -7- Tebleau! Exemple nD 1 2 33 4 Colp.Ex Electrode interne gAf/Pd Ai Ag Cu kg Type de condenseteur Condensateur du Cond.en oxyde Cond.en oxyde Cond.en oxyde Conden oxyde type monolytiqle d'alutiniua du d'aluainium du d'aeluinium du d'aluminium du cuit type superposé, type superposé, type superposé, type superposé, lié lié lié lié Pite métallique Pite Ag& Pite kg Pite Cut' Pite Cu Soudure Borne a conducteur Rben Aig Ruben Cu Ruban Cu lhban Cg liban Ci Atmosphère de cuisson à l'air libre dens l'aztote dans l'azote dens l'azote - Température de séchage ('C) 100 à 200 100 à 200 100 à 200 100 a 200 Tempéreture de cuisson ('C) 850 750 600 600 Pige Ag: 8-12995 disponible chez Shovt chemical Co., ltd. " Pète Ci: QS-190 disponible chez du Pont de letours lI.& Co. Cond. a Condensateur Temp. = Température -8- Les condensateurs de micro-plaquette du type à conducteur produits en utilisant les matériaux et les conditions donnés au tableau 1 ont été exposes à une température accrue de 500 C pendant dix heures et on a ensuite observé les apparences de surface de ceux-ci. Par suite, avec le condensateur de micro-plaquette du type à conducteur dans l'exemple comparatif il a été observé que la couche de jonction ou de liaison entre la borne à conducteur et la micro- plaquette de condensateur s'est détachée, tandis que pour ceux des exemples 1 à 4, il n'a été observé aucune anomalie tel que détachement des bornes à conducteur de la couche de jonction entre les bornes à conducteur et la micro-plaquette de condensateur ni de cassures dans la micro-plaquette de condensateur. Ceci indique qu'avec le condensateur de micro- plaquette du type à conducteur réalisé en utilisant la pàte métallique en conformité avec la présente invention, les bornes à conducteur ont été solidement reliées à la micro-plaquette avec une résistance de liaison élevée. Ceci indique également qu'il a été créé un condensateur de microplaquette du type à conducteur satisfaisant ne comportant pas de cassure produite dans la micro- plaquette de condensateur elle-même. De plus, le condensateur de micro-plaquette du type à conducteur en conformité avec la présente invention est excellent en caractéristique de haute fréquence de même que dans un condensateur de micro-plaquette ne comportant pas de borne à conducteur, du fait que celui-ci ne contient aucun métal ayant une conductivité électrique inférieure dans la couche de jonction. En outre, divers condensateurs ont été produits de la même manière que dans les exemples, excepté en ce qui concerne l'emploi de Ag/Pd (70:30) D4302 disponible chez Showa chemical Co., ltd., et par suite des produits ont été obtenus comportant les effets de la présente invention, REVENDICATIONS: 1. Condensateur de micro-plaquette du type à conducteur comprenant une micro-plaquette de condensateur (3) comportant une borne à conducteur (1) qui lui est reliée à travers une couche de jonction ou de liaison (2) constituée d'une pate métallique à fusion élevée. 2. Procédé pour la production d'un condensateur de micro-plaquette du type à conducteur, caractérisé par les opérations consistant à: relier au moins une -électrode interne (32) dans une micro-plaquette de condensateur (3) comportant une borne à conducteur (1) par une pate métallique; sécher celles-ci à une température dans la plage de à 2000C, et cuire la micro-plaquette de condensateur (3) obtenue la borne à conducteur lui étant reliée à une température dans une plage de 500 à 9000C à l'air libre ou dans une atmosphère d'azote.