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PRIORITÄTS-ANSPRUCH
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Diese
Patentanmeldung beansprucht Vorrang vor der zuvor eingereichten
vorläufigen US-Patentanmeldung mit dem Titel "TERMINATION
BONDING", USSN 60/898,507, eingereicht am 31. Januar 2007, das hier
für alle Zwecke als Referenz mit aufgenommen wird.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Der
vorliegende Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf Anschluss-Methoden
für elektronische Bauelemente. Insbesondere bezieht sich
der vorliegende Gegenstand der Erfindung auf Anschluss-Methoden
für Mehrschicht-Kondensatoren (MLC).
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Mehrschicht-Kondensatoren
wurden herkömmlich in verschiedenen Konfigurationen hergestellt,
die sowohl Chips mit Anschlussdrähten, als auch ohne Anschlussdrähte
umfassen. Chips ohne Anschlussdrähte können mit
Endanschlüssen ausgestattet sein, die für eine
direkte Befestigung an zum Beispiel gedruckten Leiterplatten konfiguriert
sind. Chips mit Anschlussdrähten können mit einem
Anschlussdraht oder Anschlussfahnen ausgestattet sein, die am Kondensator-Chip
befestigt sind, um zusätzliche Montagemöglichkeiten
vorzusehen.
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Chips
mit Anschlussdrähten wurden herkömmlich hergestellt,
indem zuerst ein fertiger Kondensator-Chip hergestellt wurde und
dann ein solcher fertiger Chip an einem Leiter oder einer Anschlussfahne
befestigt wurde. Diese Befestigung wurde meistens erreicht, indem
der Kondensator-Chip an einem Leiter oder einer Anschlussfahne mit
einem Lötzinn mit einem relativ geringen Schmelzpunkt angelötet
wurde.
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In
manchen Fällen wurde eine Lötzinn-Vorform oder
ein Klebstoff auf die Anschlusspunkte an den entsprechenden Enden
eines sonst fertiggestellten Kondensator-Chips aufgebracht, und
der Chip mit dem aufgebrachten Lötzinn wurde in einem Anschlussrahmen
platziert, der für die Aufnahme einer Vielzahl von Kondensator-Chips
konfiguriert ist. Sobald alle Chips im Anschlussrahmen platziert
sind, kann die Baugruppe einem Wärmezyklus bei geeigneten
Temperaturen ausgesetzt werden, um das Lötzinn zu schmelzen
und den Chip am Anschlussrahmen zu befestigen. In der nachfolgenden
Verarbeitung werden die einzelnen Chips durch Abschneiden ausgewählter
Teile des Anschlussrahmens getrennt, um das Endprodukt herzustellen.
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Weil
die einzelnen bei solchen bekannten Prozessen verwendeten Lötmittel
relativ geringe Schmelzpunkte haben, können Probleme auftreten, wenn
das Endprodukt in Umgebungen eingesetzt werden soll, in denen extreme
Temperaturen auftreten, insbesondere bei dem kürzlich beschlossenen Wechsel
auf bleifreie Lötmittel. Zusätzlich zu den oben
angegebenen Bedenken erfordert die Produktion von Endprodukten dieses
Typs eine relativ große Zahl von Produktionsschritten,
was zu beträchtlichen Herstellungskosten führt.
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Verschiedene
Patente haben sich auf das Brennen von Kondensator-Material und/oder
das Anbringen von Anschlüssen und/oder Anschlussdrähten
an Kondensator-Material bezogen, wie zum Beispiel
US-Patent Nr. 6,470,545 B1 an
Branchevsky mit dem Titel "Method of Making an Embedded Green Multi-Lager
Ceramic Chip Capacitor in a Low-Temperature Co-Fired Ceramic (LTCC)
Substrate";
US-Patent Nr. 5,661,882 an
Alexander mit dem Titel "Method of Integrating Electronic Components
into Electronic Circuit Structures Made Using LTCC Tape";
US-Patent Nr. 5,006,953 an
Hirama et al. mit dem Titel "Lead Type Chip Capacitor and Process
for Producing the Same";
US-Patent
Nr. 4,953,273 an Insetta et al. mit dem Titel "Process
for Applying Conductive Terminations to Ceramic Components"; und
US-Patent Nr. 4,353,153 an
Prakash mit dem Titel "Method of Making Capacitor with Co-Fired
End Terminations".
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Die
Offenlegungen der obigen Zitate werden hier zu allen Zwecken vollständig
als Referenz mit aufgenommen.
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Im
Licht solcher aktuell erkannten Aspekte bisheriger Verfahren und
Anordnungen ist es wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung
von Chip-Kondensatoren mit Anschlussdrähten bereitzustellen,
mit dem die benötigten Herstellungsschritte beträchtlich
reduziert werden, während gleichzeitig Bauelemente hergestellt
werden, die in Umgebungen mit höheren Temperaturen eingesetzt
werden können.
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Obwohl
verschiedene Implementationen für die Produktion von elektronischen
Bauelementen mit Anschlussdrähten entwickelt wurden, ist
kein Design bekannt geworden, das allgemein alle gewünschten Charakteristiken
umfasst, wie sie im Folgenden entsprechend dem vorliegenden Gegenstand
der Erfindung präsentiert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts
der erkannten Funktionen, die man nach dem Stand der Technik antrifft
und die vom vorliegenden Gegenstand der Erfindung behandelt werden,
wurden verbesserte Verfahren zur Herstellung von elektronischen
Bauelementen mit Anschlussdrähten entwickelt.
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In
einer beispielhaften Konfiguration wird ein teilweise fertiges Bauelement
auf einen Anschlussrahmen montiert, so dass die Herstellung des
Bauele mentes gleichzeitig mit dem Befestigen von Anschlüssen
am Bauelement ausgeführt wird.
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In
einer ihrer einfacheren Formen sind teilweise fertige Kondensatoren
mit einem Anschluss-Material aus leitfähigem Klebstoff
versehen und werden zur Befestigung der Anschlussdrähte
in einen vorgeformten Anschlussrahmen platziert.
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Ein
anderer positiver Aspekt dieser Art von Herstellungs-Technologie
ist, dass die Gesamtzahl der Herstellungsschritte beträchtlich
reduziert werden kann.
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Gemäß Aspekten
bestimmter Ausführungen des vorliegenden Gegenstandes der
Erfindung werden Verfahren bereitgestellt, um elektrische Bauelemente
bereitzustellen, die in Umgebungen mit beträchtlich höheren
Temperaturen betrieben werden können als es bisher möglich
war.
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Ein
beispielhaft präsentiertes Verfahren bezieht sich auf ein
verbessertes Anschluss-Verbindungs-Verfahren zur Herstellung von
elektrischen Bauelementen mit Anschlussdrähten. Vorzugsweise kann
es ein solches Verfahren umfassen, mindestens ein elektrisches Bauelement
in einen Anschlussrahmen zu platzieren, wobei an ausgewählten
Teilen des Bauelementes ein Anschluss-Klebstoff aufgebracht ist;
und anschließend den zusammengesetzten Anschlussrahmen
und mindestens ein elektrisches Bauelement zu brennen, so dass das
elektrische Bauelement angeschlossen wird, wobei die Anschlüsse
des Anschlussrahmens an ihm befestigt werden.
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Eine
beispielhafte Variation des oben erwähnten Verfahrens kann
es ferner umfassen, eine Vielzahl solcher elektrischer Bauelemente
vorzusehen, die in dem Anschlussrahmen platziert werden, wobei alle
an ausgewählten Teilen einen Anschluss-Klebstoff angebracht
haben. Mit einer solchen Lösung wird vorzugsweise die Vielzahl
von elektrischen Bauelementen während des an schließenden
Brennens gleichzeitig angeschlossen, während Anschlussleitungen
des Anschlussrahmens an ihnen befestigt werden.
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In
noch weiteren Variationen des oben beschriebenen aktuell verbesserten
Anschluss-Verbindungs-Verfahrens können das oder die Bauelement(e)
eines von einem Mehrschicht-Kondensator, oder eines von ohmschen
oder induktiven Bauelementen sein.
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Eine
weitere beispielhafte Ausführung des vorliegenden Anschluss-Verfahrens
für Mehrschicht-Kondensatoren mit Anschlussdrähten
kann vorzugsweise die Bereitstellung einer Vielzahl von nicht mit
Anschlussdrähten versehenen Mehrschicht-Kondensatoren;
das selektive Aufbringen eines Klebstoffs auf die nicht mit Anschlussdrähten versehenen
Mehrschicht-Kondensatoren; das kontrollierte Trocknen der nicht
mit Anschlussdrähten versehenen Mehrschicht-Kondensatoren
mit dem aufgebrachten Klebstoff, so dass der Anschluss-Klebstoff
getrocknet, aber nicht gebrannt wird; das Bereitstellen eines Metall-Anschlussrahmens,
der entsprechende Plätze für die Vielzahl der nicht
mit Anschlussdrähten versehenen Mehrschicht-Kondensatoren
hat; das Anordnen der Vielzahl der nicht mit Anschlussdrähten
versehenen Mehrschicht-Kondensatoren mit getrocknetem Anschluss-Klebstoff
in den vom Metall-Anschlussrahmen bereitgestellten Plätzen;
und das Brennen der kombinierten Vielzahl von Mehrschicht-Kondensatoren
und des Metall-Anschlussrahmens, um gleichzeitig Anschlüsse
und die Anschluss-Verbindung für die Vielzahl von Mehrschicht-Kondensatoren
vorzusehen, sein.
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Noch
eine weitere aktuelle beispielhafte Ausführung des vorliegenden
Gegenstandes der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von
Chip-Kondensatoren mit Anschlussdrähten unter Verwendung
einer relativ reduzierten Anzahl von Produktionsschritten, das aber
zu Bauelementen führt, die eine relativ höhere
Umgebungstemperatur-Toleranz haben. Ein solches Verfahren kann vorzugsweise
die Bereitstellung eines vorgeformten Anschlussrahmens zur Befestigung
von Anschlussdrähten mit einer Vielzahl jeweilig definierter
Bereiche zur Aufnahme der Bauelemente; die Bereitstellung einer entsprechenden
Vielzahl von teilweise fertigen Kondensator-Bauelementen; das Aufbringen
von Anschluss-Material aus leitfähigem Klebstoff auf die Vielzahl
teilweise fertiger Kondensator-Bauelemente; die Platzierung der
entsprechenden Vielzahl von teilweise fertigen Kondensator-Bauelementen
mit aufgebrachtem Anschluss-Material aus leitfähigem Klebstoff
in solchen entsprechend definierten Bauelemente-Aufnahme-Bereichen
eines solchen Anschlussrahmens; und das Brennen der kombinierten Bauelemente
und des Anschlussrahmens, um die Bauelemente gleichzeitig anzuschließen
und die Anschlussleitungen an ihnen zu befestigen.
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Zusätzliche
Variationen können für ein solches beispielhaftes
Verfahren ausgeführt werden, um Chip-Kondensatoren mit
Anschlussdrähten herzustellen, indem zusätzliche
Aspekte verwirklicht werden, wie das Bereitstellen von nicht mit
Anschlüssen versehenen Mehrschicht-Kondensatoren als teilweise
fertige Kondensator-Komponenten; das Aufbringen des Anschluss-Materials
aus leitfähigem Klebstoff auf die jeweiligen Endabschnitte
jedes aus der Vielzahl teilweise fertiger Kondensator-Bauelemente;
das Trennen ausgewählter Teile der gebrannten kombinierten
Bauelemente und des Anschlussrahmens, um eine entsprechende Vielzahl
von angeschlossenen, mit Anschlüssen versehenen Kondensator-Bauelementen
auszubilden; das selektive Metallisieren der Vielzahl von angeschlossenen,
mit Anschlüssen versehenen Kondensator-Bauelementen; das
selektive Eingießen der Vielzahl von metallisierten, angeschlossenen,
mit Anschlüssen versehenen Kondensator-Bauelementen, um
ein schützendes Vergussmaterial um den Körper
jedes Kondensator-Bauelementes mit Anschlussdrähten auszubilden,
wobei dessen Anschlussdrähte aus dem Vergussmaterial herausragen;
und selektives Formen einer solchen Vielzahl von metallisierten,
angeschlossenen, mit Anschlüssen versehenen Kondensator-Bauelementen
in vorher ausgewählte Konfigurationen zur Montage auf einer
gedruckten Leiterplatte oder einer anderen ausgewählten
Trägerstruktur.
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Zusätzliche
Ziele und Vorteile des vorliegenden Gegenstandes der Erfindung werden
in der hier angegebenen detaillierten Beschreibung dargelegt, oder
werden einem Fachmann aus ihr offensichtlich. Es sei ferner bemerkt,
dass Änderungen und Abwandlungen der Eigenschaften, Elemente
und Schritte, die hier gezeigt, als Bezug angegeben und beschrieben
werden, in verschiedenen Ausführungen und Anwendungen des
vorliegenden Gegenstandes der Erfindung realisiert werden können, ohne
vom Prinzip und Schutzumfang des Gegenstandes der Erfindung abzuweichen. Änderungen können
Ersetzungen der gezeigten, als Bezug angegebenen oder beschriebenen
Einrichtungen, Eigenschaften oder Schritte durch äquivalente
Einrichtungen, Eigenschaften oder Schritte und die funktionelle,
betriebliche oder positionsmäßige Umkehr verschiedener
Teile, Eigenschaften, Schritte oder ähnliches umfassen,
sind aber nicht darauf beschränkt.
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Ferner
versteht sich von selbst, dass verschiedene Ausführungen,
sowie verschiedene zurzeit bevorzugte Ausführungen des
vorliegenden Gegenstandes der Erfindung verschiedene Kombinationen
oder Konfigurationen der aktuell offenbarten Eigenschaften, Schritte
oder Elemente oder ihrer Äquivalente (einschließlich
Kombinationen von Eigenschaften, Teilen oder Schritten oder deren
Konfigurationen, die in den Figuren nicht ausdrücklich
gezeigt oder in der detaillierten Beschreibung der Figuren angegeben
werden) enthalten können. Zusätzliche Ausführungen
des vorliegenden Gegenstandes der Erfindung, die nicht notwendigerweise
in dem zusammenfassenden Abschnitt erwähnt sind, können verschiedene
Kombinationen von Aspekten von Eigenschaften, Komponenten oder Schritten,
auf die in den zusammengefassten, oben angegebenen Zielen Bezug
genommen wird, und/oder andere Eigenschaften, Komponenten oder Schritte,
wie ansonsten in dieser Patentanmeldung beschrieben, umfassen und
einbeziehen. Ein Fachmann wird die Eigenschaften und Aspekte solcher
Ausführungen und weiterer bei Durchsicht des Restes der
Beschreibung besser verstehen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine
komplette und befähigende Offenlegung des vorliegenden
Gegenstandes der Erfindung, einschließlich deren bester
Art, gerichtet an einen Fachmann, wird in der Beschreibung dargelegt,
die auf die beigefügten Figuren Bezug nimmt, in denen:
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1a und 1b jeweils
Vergleiche zwischen einem zurzeit praktizierten Herstellungsverfahren
und einem Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden
Gegenstand der Erfindung zeigen;
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2 einen
repräsentativen Querschnitt eines beispielhaften teilweise
fertiggestellten Mehrschicht-Kondensator-(MLC)-Chips gemäß dem
vorliegenden Gegenstand der Erfindung zeigt;
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3 einen
repräsentativen Querschnitt des Kondensator-Chips aus 2 zeigt,
wobei Anschluss-Klebstoff selektiv an dessen Enden aufgebracht ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines vorliegenden beispielhaften Anschlussrahmens zeigt,
in dem teilweise fertiggestellte Bauelemente platziert wurden;
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5 einen
lateralen Querschnitt eines beispielhaften gebrannten Bauelementes
gemäß dem vorliegenden Gegenstand der Erfindung
zeigt, der entlang der Querschnittslinie 5-5 verläuft,
wie in 4 gezeigt;
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6 einen
lateralen Querschnitt der Ergebnisse eines Metallisierungs-Prozesses
gemäß dem vorliegenden Gegenstand der Erfindung
zeigt, wie zum Beispiel auf die beispielhafte Ausführung
in 5 angewendet; und
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7 einen
lateralen Querschnitt eines fertiggestellten elektrischen Bauelementes
zeigt, das gemäß dem vorliegenden Gegenstand der
Erfindung hergestellt wurde.
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Eine
wiederholte Verwendung von Referenzzeichen in der vorliegenden Spezifikation
und den beigefügten Zeichnungen ist beabsichtigt, um gleiche oder
analoge Funktionen, Elemente oder Schritte des vorliegenden Gegenstandes
der Erfindung zu repräsentieren.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Wie
im Abschnitt Zusammenfassung der Erfindung erläutert, befasst
sich der vorliegende Gegenstand der Erfindung speziell mit verbesserten Verfahren
zur Herstellung von elektronischen Bauelementen mit Anschlussdrähten.
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Ausgewählte
Kombinationen von Aspekten des offen gelegten Gegenstandes der Erfindung
entsprechen einer Vielzahl von verschiedenen Ausführungen
des vorliegenden Gegenstandes der Erfindung. Es muss darauf hingewiesen
werden, dass jede der hier vorgestellten und erläuterten
beispielhaften Ausführungen keine Einschränkungen
des vorliegenden Gegenstandes der Erfindung bedeutet. Eigenschaften
oder Schritte, die als Teil einer Ausführung beschrieben
werden, können in Kombination mit Aspekten einer anderen
Ausführung verwendet werden, um weitere Ausführungen
zu ergeben. Zusätzlich dazu können bestimmte Eigenschaften
gegen ähnliche Einrich tungen oder Funktionen ausgetauscht
werden, die nicht ausdrücklich erwähnt werden,
und die dieselben oder ähnliche Funktionen ausführen.
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Es
wird hier detailliert auf die zurzeit bevorzugten beispielhaften
Ausführungen des vorliegenden Gegenstandes der Erfindung
zum Verbinden von Anschlüssen Bezug genommen. Mit Bezug
auf die Zeichnungen zeigen die 1a und 1b jeweils Vergleiche
zwischen einem zurzeit praktizierten Herstellungsverfahren und einem
Herstellungsverfahren gemäß dem vorliegenden Gegenstand
der Erfindung.
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Mit
speziellerem Bezug auf 1a kann man sehen, dass die
zurzeit bekannte Technologie zur Herstellung eines Kondensator-Bauelementes mit
Anschlussdrähten eine beträchtliche Zahl von Herstellungs-Schritten
erfordert, was somit beträchtlich zu den Herstellungskosten
beiträgt, während weiter ein Produkt hergestellt
wird, das nicht in der Lage ist, einen hohen Grad an Leistungsfähigkeit
zu bieten, der zurzeit mit Bezug auf die thermischen Umweltanforderungen
allgemein erforderlich oder wünschenswert ist.
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Entsprechend
dem zurzeit (Stand der Technik) bekannten Herstellungsprozess (gemeinsame Schritte
zusammen ausgeführt), der allgemein mit 100 bezeichnet
wird, wie in 1a gezeigt, wird ein erster
Schritt 102 durchgeführt, um ein Mehrschicht-Keramik-Bauelement
ohne Anschlüsse herzustellen. Das Bauelement wird dann
in Schritt 104 mit Anschlüssen versehen, indem
zum Beispiel eine Metall-/Glas-/organische Klebstoff-Beschichtung
auf ausgewählte Teile des nicht gebrannten Bauelementes
aufgebracht wird. Die Beschichtung wird aufgebracht, um ausgewählte
leitfähige Schichten im Innern des elektronischen Bauelementes
anzuschließen.
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Nach
dem Anschluss-Schritt 104 werden die mit Anschlüssen
versehenen Bauelemente in Schritt 106 gebrannt. Die gebrannten
Bauelemente werden in Schritt 108 in Trommeln galvanisch
beschichtet um ausgewählte Beschichtungsmaterialien an
den Anschluss-Abschnitten der gebrannten Bauelemen te vorzusehen.
Die speziellen Beschichtungsmaterialien können verschiedene
Metalle umfassen, die für bestimmte Belange bezüglich
der speziellen Umgebungen, in denen die fertigen Produkte eingesetzt werden
können, nützlich sind, sowie zur Bereitstellung
einer mehr für Lötzinn geeigneten Beschichtung,
um spätere Fertigungsschritte zu verbessern.
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Nach
dem Trommelgalvanik-Schritt 108 werden die Bauelemente
getestet, wie in Schritt 110 angegeben. Die Bauelemente,
die als "gut" angesehen werden, d. h. die den Test-Schritt 110 bestehen,
können weiterverarbeitet werden, um Anschlussdrähte anzubringen.
Anschlussdrähte können an den getesteten Bauelementen
angebracht werden, indem zuerst in Schritt 112 ein metallisierter
Anschlussrahmen bereitgestellt wird, wonach in Schritt 114 die
Anschlussdrähte in der richtigen Form ausgebildet werden.
In Schritt 116 kann Lötzinn verteilt werden, indem
es auf die gebrannten und getesteten Bauelemente aufgebracht wird.
Die so präparierten Bauelemente können dann zur
weiteren Verarbeitung in den metallisierten Anschlussrahmen eingesetzt
werden.
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Die
letzten Verarbeitungsschritte des Verfahrens nach dem Stand der
Technik 100 beginnen im Allgemeinen mit dem Schmelz-Schritt 118,
in dem die mit einem Gehäuse versehenen, gebrannten und
mit Anschlussdrähten versehenen Chips im Anschlussrahmen
erneut erhitzt werden, um zu bewirken, dass das aufgebrachte Lötzinn
schmilzt und den Anschlussrahmen und die Bauelemente aneinander
befestigt. Schließlich werden durch alle Schritte, die
den Prozess 100 bilden, die gelöteten Bauelemente
in Schritt 120 manchmal mit einer Schutzschicht umgossen.
In manchen Fällen werden die Teile ohne weitere Einkapselung
bereitgestellt. In jedem Fall werden sie dann im Test-Schritt 122 getestet,
um fertige Bauelemente gemäß dem Verfahren nach
dem Stand der Technik, das allgemein mit 100 bezeichnet wird,
herzustellen.
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Mit
Bezug auf 1b wird ein Prozess 130 gemäß dem
vorliegenden Gegenstand der Erfindung beschrieben. Wie man aus einem
Vergleich und einer Gegenüberstellung der 1a und 1b sehen kann,
erfordern die verschiedenen Schritte und Verfahren des vorliegenden
Gegenstandes der Erfindung beträchtlich weniger Herstellungsschritte
und produzieren dennoch ein wesentlich verbessertes fertiges Bauelement.
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Es
muss an dieser Stelle darauf hingewiesen werden und von einem Fachmann
verstanden werden, dass obwohl im Hauptteil der vorliegenden Offenlegung
die Herstellung eines Mehrschicht-Kondensators mit Anschlussdrähten
beschrieben wird, durch Anwendung des hier offenbarten Verfahrens andere
Arten von elektronischen Bauelementen hergestellt werden können.
Zum Beispiel können Widerstände und/oder induktive
Bauelemente hergestellt werden, und/oder andere Formen von kapazitiven Bauelementen
können durch Anwendung des vorliegenden Gegenstandes der
Erfindung hergestellt werden.
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Mit
weiterem Bezug auf 1b wird darauf hingewiesen,
dass der Prozess 130 gemäß dem vorliegenden
Gegenstand der Erfindung in Schritt 132 mit der Herstellung
eines nicht mit Anschlussdrähten versehenen Mehrschicht-Kondensators
auf im Wesentlichen dieselbe Weise wie in Schritt 102 in
Prozess 100 beginnt. Das Verfahren des vorliegenden Gegenstandes
der Erfindung weicht jedoch sofort von dem bekannten Prozess ab,
indem es in Schritt 134 direkt zur Bereitstellung eines
geformten Anschlussrahmens geht. Bezeichnenderweise wird weiterhin
gemäß dem vorliegenden Gegenstand der Erfindung
in Schritt 136 Anschluss-Klebstoff verteilt und auf ausgewählte
Teile des Mehrschicht-Kondensator-Bauelementes aufgebracht, wenn
das Bauelement in den bereitgestellten Anschlussrahmen eingesetzt
wird. Die Platzierung dieser Bauelemente kann man leichter mit Bezug
auf 4 sehen, wie im Folgenden beschrieben.
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Nach
der geeigneten Platzierung des nicht mit Anschlussdrähten
versehenen Bauelementes im Anschlussrahmen und dem Verteilen des
Anschluss-Klebstoffs wird das Bauelement gebrannt, wie in Schritt 138 des
vorliegenden Verfahrens gezeigt (1b). Durch
das Brennen zu diesem Zeitpunkt und unter diesen Bedingungen werden
mehrere Zwecke erreicht. Erstens wird das nicht mit Anschlüssen
versehene Mehrschicht-Kondensator-Element gleichzeitig angeschlossen
und mit den Anschlussdrähten verbunden, wodurch gleichzeitig
die bisherigen bekannten Schritte 104, 108, 110 und 118 umgangen
werden, wie in 1a gezeigt.
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Nach
dem Schritt des Brennens 138 kann die gesamte Baugruppe
in Metallisierungs-Schritt 140 metallisiert und dann in
den jeweiligen Schritten 142 und 144 eingegossen
und getestet werden. Ein Fachmann wird erkennen, dass in manchen
Fällen, in denen Metallrahmen aus Edelmetall, z. B. Silber,
benutzt werden, der Metallisierungs-Schritt 140 nicht erforderlich
ist. Selbst wenn er erforderlich ist, kann er nach dem Prozess des
Eingießens 142 durchgeführt werden.
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Mit
Bezug auf die vorliegende 2 wird ein repräsentativer
Querschnitt eines beispielhaften teilweise hergestellten Mehrschicht-Kondensator-(MLC)-Chips 200 gezeigt.
Wie es einem Fachmann bekannt ist, kann MLC 200 konstruiert
werden, indem leitfähige Schichten 202, 204 zwischen
dielektrische Keramik-Schichten 206 abwechselnd geschichtet
werden, um einen Stapel aus abwechselnd leitfähigen Schichten
und isolierenden Schichten herzustellen. Abhängig vom gewünschten
Kapazitätswert kann die Anzahl dieser Schichten von einigen Schichten
bis zu Hunderten von Schichten reichen. Der Stapel aus abwechselnd
leitfähigen und dielektrischen Schichten kann dann gesintert
werden, so dass ein monolithischer Block ausgebildet wird. Abwechselnde
leitfähige Schichten 202, 204 können
an gegenüber liegenden Enden des Stapels offen liegen,
so dass sie anschließend elektrisch miteinander verbunden
werden können.
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Mit
Bezug auf 3 wird ein repräsentativer Querschnitt
eines gesinterten MLC-Chips 200 gezeigt, dessen Anschlüsse
getrocknet, aber noch nicht anschluss-gebrannt sind, wie in 2 gezeigt,
wobei Anschluss-Klebstoff 210 selektiv auf dessen Enden aufgebracht
ist, um abwechselnde leitfähige Schichten 202, 204 zu
verbinden. Der Anschluss-Klebstoff 210 kann ein Klebstoff
auf der Basis von Kupfer (Cu) sein, der wenn er gemäß dem
vorliegenden Gegenstand der Erfindung gebrannt wird, gleichzeitig
den nicht gebrannten MLC anschließt und eine für
hohe Temperaturen geeignete Verbindung der Anschlussdrähte
liefert.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines vorliegenden beispielhaften Anschlussrahmens, in
dem teilweise fertiggestellte Bauelemente platziert wurden. Mit
speziellerem Bezug auf 4 wird ein Anschlussrahmen 400 gezeigt,
in dem teilweise fertiggestellte Bauelemente platziert wurden. Wie
man in 4 sehen kann, entspricht der beispielhafte Anschlussrahmen 400 einem
Metallrahmen, in dem Montageplätze für elektronische
Bauelemente vorgesehen wurden. Solche Montageplätze umfassen nach
oben stehende Streifen 402, 404 und Auflage-Teile 406, 408,
zwischen die und auf die beispielhafte Bauelemente 202 positioniert
werden können (wie durch die vorliegende 4 gezeigt).
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Mit
Bezug auf 5 wird ein lateraler Querschnitt
eines Bauelementes gezeigt, der entlang der Querschnittslinie 5-5
der vorliegenden 4 verläuft. Wie man
sieht, wird mit dem Schritt des Brennens 138 (1b)
des vorliegenden Verfahrens der Anschlussrahmen 400 mit
dem Chip 200 verlötet und gleichzeitig aus dem
Anschluss-Klebstoff 210 ein Anschluss ausgebildet.
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6 zeigt
einen lateralen Querschnitt der Ergebnisse eines Metallisierungs-Prozesses
gemäß dem vorliegenden Gegenstand der Erfindung,
wie zum Beispiel auf die beispielhafte Ausführung der vorliegenden 5 angewendet.
Mit Bezug auf 6 können nach dem Schritt
des Brennens 138 der Anschlussrahmen 400 und die
Bauelemente 202 metallisiert werden. In einer beispielhaften
Ausführung kann der vorliegende Gegenstand der Erfindung einem
Anschlussrahmen entsprechen, der einer bandähnlichen kontinuierlichen
Rolle aus metallischem Material entspricht, auf dem Chips 202 montiert
und anschluss-gebrannt wurden. Der kontinuierliche Streifen wird
im Allgemeinen zum Transport und zur weiteren Verarbeitung auf eine
Rolle aufgewickelt. Die gesamte Rolle kann mit einer Schicht 600 aus
Nickel und Zinn oder einem anderen geeigneten Material metallisiert
und dann mit einem schützenden Material 700 umgossen
werden (7).
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7 zeigt
einen lateralen Querschnitt eines fertiggestellten elektrischen
Bauelementes, das gemäß dem vorliegenden Gegenstand
der Erfindung hergestellt wurde. Mit weiterem Bezug auf 7 kann
man sehen, dass die abschließende Abdeckung aus schützendem
Material 700 aufgebracht werden kann und die fertigen elektrischen
Bauelemente aus dem Anschlussrahmen geschnitten werden können,
und die befestigten Anschlussdrähte 710 können
in eine geeignete Konfiguration zur Montage auf einer gedruckten
Leiterplatte oder einer anderen Trägerstruktur ausgebildet
werden.
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Obwohl
der vorliegende Gegenstand der Erfindung detailliert mit Bezug auf
dessen spezielle Ausführungen beschrieben wurde, kann man
erkennen, dass ein Fachmann, der das oben gesagte verstanden hat,
leicht Änderungen und Abwandlungen und Äquivalente
solcher Ausführungen bewirken kann. Folglich ist der Umfang
der vorliegenden Offenlegung als Beispiel und nicht als Einschränkung
zu sehen, und die betreffende Offenlegung schließt nicht
aus, dass solche Änderungen, Abwandlungen und/oder Hinzufügungen
des vorliegenden Gegenstandes der Erfindung vorgenommen werden,
wie sie einem Fachmann offensichtlich sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6470545
B1 [0007]
- - US 5661882 [0007]
- - US 5006953 [0007]
- - US 4953273 [0007]
- - US 4353153 [0007]