Brevet FR2640805A1 — publié le 19900622

L'invention concerne le domaine des conden- sateurs à électrodes multiples, et elle a trait plus particulièrement à des moyens destinés à ajuster les valeurs de capacité de condensateurs utilisés dans des microcircuits. Jusqu'à présent, il était très difficile de faire varier la capacité d'un condensateur multicouche fixe. Un moyen a été de connecter plusieurs condensateurs similaires les uns aux autres en divers montages en série et parallèle, sans modifier la valeur de capacité de chaque condensateur fixe. Ce moyen n'est pas pratique lorsque l'espace est limité ou lorsque l'on ne dispose que d'un condensateur. Un autre moyen consiste à former par combustion un trou dans un condensateur à l'aide d'un faisceau laser ou d'un autre moyen pour éliminer par combustion des parties du corps diélectrique du conden- sateur et des parties des électrodes espacées intérieure- ment. Ce procédé fait l'objet de plusieurs objections. Premièrement, il n'est pas possible d'ajuster avec précision le changement souhaité de valeur de la capacité. Deuxièmement, il n'est pas possible d'inverser l'ajuste- ment, une fois qu'il est réalisé. Troisièmement, la pénétration invasive du corps diélectrique expose de façon indésirable l'intérieur aux conditions ambiantes qui peuvent ne pas être propices a un fonctionnement stable du condensateur. Quatrièmement, le procédé exige un matériel spécial et coûteux dont l'utilisateur du condensateur ne dispose généralement pas sur place. Les procédés ci-dessus et autres procédés critiquables d'ajustement de condensateurs fixes antérieurs sont évités par la présente invention. Conformément à l'invention, il est proposé plusieurs bandes d'électrodes extérieures espacees sur un ou plusieurs côtés d'un condensateur comportant des électrodes intérieures multiples espacées. Les électrodes intérieures sont connectées à des couches conductrices et espacées de bornes sur le condensateur. Les bandes d'électrodes extérieures peuvent être connectées sélectivement par des cavaliers à une ou plusieurs couches de bornes pour ajuster avec précision la valeur de capacité du condensateur. Le condensateur peut être étalonné et une table de valeurs de capacité et des connexions extérieures correspondantes d'électrodes peuvent être réalisées. L'utilisateur dispose alors d'un procédé pour ajuster avec précision et de façon définie la valeur de capacité, d'une manière simple et efficace. Selon des formes de réalisation de l'invention, on propose un condensateur à capacité ajustable, qui com- porte un bloc diélectrique monolithique présentant plusieurs parois extérieures, des couches conductrices espacées de bornes sur les parois, des électrodes espacées latéralement, noyées dans le bloc et en circuit électrique direct avec certaines des couches de bornes, plusieurs bandes conductrices espacées les unes des autres et des couches de bornes sur au moins l'une desdites parois, les bandes étant disposées à proximité immédiate des électrodes dans le bloc et espacées de celles-ci, et des cavaliers de connexion destinés à connecter sélectivement et directement les bandes à au moins l'une desdites couches de bornes pour ajuster la capacité. - Au moins l'une des couches de bornes comporte une partie disposée sur le bloc à proximité immédiate des bandes pour minimiser les longueurs des cavaliers de connexion demandées pour connecter les bandes à cette couche de borne, et pour faciliter la connexion des cavaliers de connexion sur ladite couche de borne. Au moins l'une des électrodes espacées latéralement dans le bloc est très rapprochée des bandes pour maximiser la capacité entre elles et maximiser ainsi la variation de capacité lorsque l'on connecte des cavaliers entre les bandes et les couches de bornes. Les électrodes sont disposées parallèlement les unes aux autres et écartées de distances fixes pour déterminer la capacité du condensateur, au moins l'une des électrodes étant très rapprochée des bandes afin de maximiser la capacité ajustable lorsque les cavaliers sont connectés entre les bandes et les couches de bornes. Les bandes occupent, respectivement, des zones de différentes dimensions sur le bloc pour faire varier suivant des quantités prédéterminées et différentes ladite capacité ajustable. Les électrodes espacées latéralement sont disposées parallèlement les unes aux autres et espacées latéralement de distances fixes, au moins l'une des électrodes étant très rapprochée des bandes pour maximiser la capacité ajustable lorsque les cavaliers sont connectés entre les bandes et les couches de bornes, au moins l'une des couches de bornes comportant une partie disposée sur la paroi du bloc adjacente auxdites bandes afin de minimiser les longueurs des cavaliers connectant les bandes à ladite partie de la couche de borne et de faciliter leur con- nexion. Les bandes ont une forme rectangulaire et sont disposées en une rangée coplanaire pour- faciliter la connexion des bandes entre elles et à la couche de borne par lesdits cavaliers. Le condensateur comporte un bloc diélectrique monolithique comportant plusieurs parois extérieures des couches de bornes conductrices et espacées sur les parois, des électrodes espacées latéralement, noyées dans le bloc et en circuit électrique direct avec certaines, diffé- rentes, des couches de bornes, plusieurs bandes conduc- trices espacées les unes des autres et des couches de bornes sur au moins l'une desdites parois, chaque bande établissant une valeur fixe et prédéterminée de capacité pour le condensateur lorsqu'elle est connectée à l'une des couches de bornes, et au moins un cavalier de connexion connectant au moins l'une des bandes à l'une des couches de bornes pour faire varier selon une valeur fixe et pré- déterminée ladite capacité ajustable. Le condensateur comporte aussi d'autres cavaliers connectant d'autres desdites bandes à la première couche de borne pour faire varier selon d'autres valeurs prédéterminées fixes ladite capacité ajustable. Le condensateur comporte sur une autre des parois plusieurs autres bandes conductrices espacées les unes des autres et des couches de bornes, au moins un autre cavalier connectant électriquement au moins l'une des autres bandes à une autre des couches de bornes pour faire varier la capacité ajustable selon d'autres valeurs fixes prédéterminées. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un condensateur ajustable selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 3-3 de la figure 1; et la figure 4 est une vue en coupe longitudinale verticale suivant la ligne 4-4 de la figure 3. En référence à présent aux dessins sur lesquels les mêmes références numériques désignent des parties identiques ou correspondantes sur les différentes figures, les figures 1 à 4 illustrent un condensateur monolithique multicouche 10 comportant un corps rectangulaire plein sous la forme d'un bloc 12 présentant des faces opposées et planes supérieure et inférieure 14, 16; des parois extrêmes opposées et planes 18, 20; et des parois latérales opposées et planes 22 et 24. Les parois extrêmes 18 et 20 sont revêtues ou recouvertes de minces couches 26, 28 métallisées ou en métal électriquement conducteur. Les couches 26 et 28 peuvent se prolonger autour d'angles 30 pour former un ruban ou une bande étroite 32 & l'extrémité adjacente des parois latérales 22 et/ou 24. Sur la paroi latérale 22 et/ou sur la paroi latérale 24, des rubans ou bandes minces, parallèles, rectangulaires, électriquement conducteurs 34 et 34', sont réalisés en métal ou en matière métallisée. Les bandes 34, 34' peuvent avoir des largeurs différentes considérées transversalement entre les côtés 14 et 16. Les bandes 34 et 34' sont espacées latéralement et aboutissent a peu de distance des parois extrêmes 18 et 20, des couches extrêmes 26 et 28 et des rubans 32. Si cela est souhaité, une bande peut comprendre deux tronçons 34a, 34b, légèrement espacés à leurs extrémités adjacentes respec- tives 38. Une ou plusieurs des autres bandes 34 peuvent être similairement divisées en un ou plusieurs tronçons. Des conducteurs 41 de bornes pour le condensateur 10 sont fixes aux couches extrêmes opposées 26 et 28 par des joints brasés 40, des soudures ou d'une autre manière. Le bloc 12 est formé d'une matière diélectrique qui peut être une céramique frittée. Deux jeux de minces plaques électriquement conductrices, parallèles et espacées latéralement 42, 44 sont noyés dans le bloc 12. Les plaques 42 s'étendent jusqu'à la couche de borne électriquement conductrice 26 avec laquelle elles sont en contact électrique direct. Les extrémités opposées des plaques 42 aboutissent à peu de distance et sont espacées de la couche de borne 28. Les plaques 44 qui alternent avec les plaques 42 s'étendent jusqu'à la couche électriquement conductrice 28 avec laquelle elles sont en contact électrique direct. Les extrémités opposées des plaques 44 aboutissent à peu de distance et sont espacées de la couche extrême 26. Les bords supérieurs et inférieurs 46 et 48 des plaques rectangulaires 42 et 44 sont légèrement espacés des côtés ou parois supérieur et inférieur 14 et 16. Les plaques latérales 44' et 42' sont très rapprochées des bandes latérales 34 et 34', étant séparées par de très minces entretoises diélectriques respectives 50 et 50'. L'épais- seur des entretoises 50 et 50' est égale à environ un dixième de l'épaisseur d'une partie de bloc ou tranche 52 qui sépare les autres plaques 42 et 44. Le faible écarte- ment entre les plaques 44', 42' et les bandes 34, 34' est une particularité importante de l'invention qui sera expliquée davantage cidessous. Les plaques 42 et 44 constituent des électrodes qui déterminent la capacité de base du condensateur fixe 10. A présent, conformément à l'invention, la capacité du condensateur fixe 10 peut être modifiée ou ajustée par la connexion de certaines, choisies, ou de la totalité, des bandes 34 et 34' aux rubans conducteurs 32 par un élément de connexion ou cavalier conducteur et court 53, 53', tel qu'un fil, une languette électriquement conductrice, une goutte de soudure, etc. , comme montré sur les figures 1 et 3. Similairement, le tronçon de bande 34a peut être connecté au tronçon de bande 34b par un élément cavalier de connexion ou conducteur électrique 54, 54'. La connexion des cavaliers 53, 53', 54 et 54' sur les bandes 34, 34' et les rubans 32 a pour effet de placer davantage d'électrodes en parallèle avec les plaques d'électrodes 42, 44, augmentant ainsi la capacité du condensateur 10'. Les bandes 34, 34' flottent librement, du point de vue électrique, par rapport aux électrodes 42, 44 jusqu'à ce que l'élément cavalier conducteur 53, 53', 54 ou 54' soit posé. En raison du rapprochement très étroit entre les plaques latérales 42', 44' et les bandes adjacentes respectives 34', 34, un ajustement à capacité maximale est obtenu, car la capacité d'un condensateur augmente lorsque l'on diminue l'écartement entre les électrodes. Les rubans 32 facilitent la fixation des éléments cavaliers 53, 53', 54, 54' sur les couches de bornes respectives 26 et 28. Dans un exemple de réalisation pratique du condensateur, l'épaisseur des entretoises 50, 50' peut être de 0,025 mm, alors que l'épaisseur des tranches d'écarte- ment 52 peut être de 0,25 mm, soit dix fois l'épaisseur des entretoises 50 et 50'. La largeur totale du bloc 12, mesurée transversalement entre les parois latérales 22 et 24, peut être de 1,52 mm. La longueur totale du bloc 12, entre les parois extrêmes 18 et 20, peut être de 2,03 mm, et l'épaisseur entre les côtés 14 et 16 peut être de 1,02 mm. La capacité de base non ajustée du condensateur 10 peut être de 10 picofarads. On peut donc voir que le condensateur 10 est un composant bien adapté a une insertion dans des microcircuits. Les additions sélectives d'une ou plusieurs bandes d'électrodes 34, 34' à l'ensemble d'électrodes dans le bloc 12 rendent possibles des ajuste- ments très faibles, mais prédéterminés, de la capacité du condensateur 10, par exemple des ajustements allant de 1 % jusqu'à 10 %. Dans la configuration particulière des bandes 34,.34', 34a et 34b, illustrée sur les figures 1, 2 et 3, dix-huit combinaisons ou plus peuvent être obtenues par des connexions sélectives des bandes les unes aux autres et aux rubans 32 par les cavaliers 53, 53', 54 et 54'. Ceci diffère notablement des procédés antérieurs d'ajustement de capacité, dans lesquels des trous sont réalisés par combustion dans les corps des condensateurs, afin d'éli- miner par brûlage des parties des électrodes noyées, pour donner seulement un ajustement de capacité irréversible. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au condensateur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Condensateur à capacité ajustable, carac- térisé en ce qu'il comporte un bloc diélectrique monolithi- que (12) présentant plusieurs parois extérieures (14, 16, 18, 20, 22, 24), des couches conductrices espacées (26, 28) de bornes sur les parois, des électrodes (42, 44) espacées latéralement, noyées dans le bloc et en circuit électrique direct avec certaines des couches de bornes, plusieurs bandes conductrices (34, 34') espacées les unes des autres et des couches de bornes sur au moins l'une desdites parois, les bandes étant disposées à proximité immédiate des électrodes dans le bloc et espacées de celles- ci, et des cavaliers de connexion (53, 53', 54, 54') destinés à connecter sélectivement et directement les bandes à au moins l'une desdites couches de bornes pour ajuster la capacité. 2. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des couches de bornes comporte une partie (32) disposée sur le bloc à proximité immédiate des bandes pour minimiser les longueurs des cavaliers de connexion demandées pour connecter les bandes à cette couche de borne, et pour faciliter la connexion des cavaliers de connexion sur ladite couche de borne. 3. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des électrodes espacées latéralement dans le bloc est très rapprochée des bandes pour maximiser la capacité entre elles et maximiser ainsi la variation de capacité lorsque l'on connecte des cavaliers entre les bandes et les couches de bornes. 4. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes sont disposées parallèlement les unes aux autres et écartées de distances fixes pour déterminer la capacité du condensateur, au moins l'une des électrodes étant très rapprochée des bandes afin de maximiser la capacité ajustable lorsque les cavaliers sont connectés entre les bandes et les couches de bornes. 5. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes occupent, respectivement, des zones de différentes dimensions sur le bloc pour faire varier suivant des quantités prédéterminées et différentes ladite capacité ajustable. 6. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes espacées latéralement sont disposées parallèlement les unes aux autres et espacées latéralement de distances fixes, au moins l'une des électrodes étant très rapprochée des bandes pour maximiser la capacité ajustable lorsque les cavaliers sont connectés entre les bandes et les couches de bornes, au moins l'une des couches de bornes comportant une partie (32) disposée sur la paroi du bloc adjacente auxdites bandes afin de minimiser les longueurs des cavaliers connectant les bandes à ladite partie de la couche de borne et de faciliter leur connexion. 7. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes ont une forme rectan- gulaire et sont disposées en une rangée coplanaire pour faciliter la connexion des bandes entre elles et à la couche de borne par lesdits cavaliers. 8. Condensateur à capacité réglable, carac- térisé en ce qu'il comporte un bloc diélectrique monolithi- que (12) comportant plusieurs parois extérieures (14, 16, 18, 20, 22, 24), des couches de bornes conductrices et espacées (26, 28) sur les parois, des électrodes (42, 44) espacées latéralement, noyées dans le bloc et en circuit électrique direct avec certaines, différentes, des couches de bornes, plusieurs bandes conductrices (34, 34') espacées les unes des autres et des couches de bornes sur au moins l'une desdites parois, chaque bande établissant une valeur fixe et prédéterminée de capacité pour le condensateur lorsqu'elle est connectée à l'une des couches de bornes, et 264O805 au moins un cavalier de connexion (53, 53', 54, 54') connectant au moins l'une des bandes à l'une des couches de bornes pour faire varier selon une valeur fixe prédéter- minée ladite capacité ajustable. 9. Condensateur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte aussi d'autres cavaliers connectant d'autres desdites bandes à la première couche de borne pour faire varier selon d'autres valeurs pré- déterminées et fixes ladite capacité ajustable. 10. Condensateur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte sur une autre des parois plusieurs autres bandes conductrices espacées les unes des autres et des couches de bornes, au moins un autre cavalier connectant électriquement au moins l'une des autres bandes à une autre des couches de bornes pour faire varier la capacité ajustable selon d'autres valeurs fixes pré- déterminées.