DE68921704T2 - Verfahren zur Herstellung eines Folienkondensators. - Google Patents

Description

• Mit dem Einzug des Elektronikzeitalters in vielen Industriebereichen wurde immer deutlicher, wie notwendig es ist, Größe, Gewicht und Preis elektronischer Bauelemente zu reduzieren und gleichzeitig deren Leistungsfähigkeit zu erhöhen. Dies gilt auch für Schichtkondensatoren, so daß bisher verschiedentlich versucht wurde, den Schichtkondensator auf Chip-Form zu miniaturisieren. Ferner wurden Forschungsarbeiten durchgeführt, um die Durchschlagsfestigkeit bzw. die elektrische Stärke und die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Schichtkondensators zu verbessern und damit seine Leistungsfähigkeit zu erhöhen.
• Ein Hauptgrund für die Abnahme sowohl der Durchschlagsfestigkeit als auch der Feuchtigkeitsbeständigkeit scheint im Lufteinschluß zwischen benachbarten Schichten, beispielsweise zwischen einer dielektrischen Schicht und einer Schichtelektrode oder zwischen der dielektrischen Schicht und einer Metallschicht, zu bestehen, wenn die dielektrische Schicht und die Schichtelektrode zusammenlaminiert werden oder wenn zur Bildung einer Metallisierungsschicht auf der dielektrischen Schicht eine Metallschicht gebildet wird. Bei Vorhandensein von Lufteinschlüssen im Schichtkörper besteht die Neigung, daß dort Wasser eindringt und schließlich einige der Elektroden so stark korrodiert, daß es zu einer Glimmentladung kommt, bei der Schichten und Elektroden beschädigt werden. Als Folge davon nehmen sowohl die Betriebseigenschaften als auch die Leistung des Schichtkondensators ab.
• Um die vorgenannten Probleme zu vermeiden, wurde versucht, die Lufthohlräume mit nicht elektrisch leitendem Material, beispielsweise Epoxidharz, Polyurethanharz, Öl oder Wachs, auszufüllen, um so die Feuchtigkeitsbeständigkeit zu verbessern.
• Fig. 6, die die Figuren 6a bis 6e umfaßt, zeigt eine Abfolge von Schritten zur Herstellung eines Beispiels für einen herkömmlichen Schichtkondensator, einen sogenannten imprägnierten Schichtkondensator, bei dem elektrisch nicht leitendes Material, beispielsweise Epoxidharz oder Polyurethanharz, verwendet wird, um die Lufthohlräume im Schichtkörper auszufüllen; hierauf wird nunmehr Bezug genommen, um das bekannte Verfahren zur Herstellung imprägnierter Schichtkondensatoren zu erläutern.
• In Fig. 6 sind mit Bezugszeichen 61 einseitig metallisierte Schichten bezeichnet, die jeweils eine Metallschicht 61a aufweisen, die schließlich eine Elektrode bildet und auf einer der einander gegenüberliegenden Oberflächen der jeweiligen Schicht 61b beispielsweise durch Aufdampfen gebildet wird. Bezugszeichen 62 bezeichnet eine Schichtlücke zwischen jeweils zwei Schichten. Bezugszeichen 63 bezeichnet einen nichtmetallisierten Randbereich, und Bezugszeichen 65 bezeichnet ein Schichtkondensatorelement.
• Nach dem Stand der Technik (vgl. beispielsweise die DE-A 2 645 129 oder die EP-A 158 971) werden die einseitig metallisierten Schichten 61 gewickelt oder zusammenlaminiert, wobei sie abwechselnd in Richtung ihrer Breite versetzt werden, um zwischen jeweils zwei Schichten eine Schichtlücke zu bilden und so das in Fig. 6a dargestellte Schichtkondensatorelement 65 zu ergeben. Alternativ dazu kann das Schichtkondensatorelement 65 durch Wickeln oder Laminieren mehrerer relativ breiter einseitig metallisierter Schichten, die formgestanzt oder anderweitig perforiert sind, gebildet werden, wobei dann der Teil einer jeden einseitig metallisierten Schicht, dessen Position der Position des einen Endes entspricht, an dem eine Elektrode gebildet wird, abgeschnitten wird.
• Anschließend werden mit einer bekannten Sprühbeschichtungstechnik, wie in Fig. 6b gezeigt, an den gegenüberliegenden Enden der einseitig metallisierten Schichten oder des Schichtkondensatorelements 65 einander gegenüberliegende Endelektroden 66 gebildet, die mit den Elektroden 61a elektrisch verbunden sind. Das dabei entstehende Kondensatorelement mit den einander gegenüberliegenden Endelektroden 66 ist in Fig. 6c mit 67 bezeichnet.
• Das Kondensatorelement 67 wird anschließend in mehrere Kondensatorchips 67 geschnitten, wie in Fig. 6d gezeigt, die dann in eine Vakuumkammer verbracht werden, wo sie in ein Epoxidharz oder Polyurethanharz enthaltendes Bad getaucht werden, so daß das Epoxidharz oder das Polyurethanharz in Luftspalten oder Hohlräume eindringen kann, die sich während der Laminierung der Kondensatorschichten 61 gebildet haben. Nach dem Eintauchen in das Harzbad werden die Kondensatorchips 67 aus der Vakuumkammer entnommen, und man läßt das Harz bei normalem Luftdruck aushärten, um eine Harzschicht 68 zwischen den jeweils benachbarten einseitig metallisierten Schichten 61 zu bilden, wie in Fig. 6e gezeigt, so daß die so entstehenden Schichtkondensatoren eine höhere Feuchtigkeitsbeständigkeit und eine verbesserte Durchschlagsfestigkeit aufweisen. Eine derartige Imprägnierung ist beispielsweise aus der DE-A 3 422 571 bekannt.
• Es wurde jedoch festgestellt, daß die oben beschriebenen bekannten Verfahren noch mit folgenden Problemen behaftet sind:
• (1) Da die Endelektroden vor dem Eintauchen des Kondensatorelements in das Harzbad ausgebildet worden sind, dringt das Harz nicht gleichmäßig in die bei der Laminierung der Schichten entstandenen Lufthohlräume ein, weshalb einige oder sämtliche Kondensatorchips immer noch Lufthohlräume aufweisen und weder ausreichende Feuchtigkeitsbeständigkeit noch ausreichende Durchschlagsfestigkeit erreicht werden können.
• (2) Da die mittels der Metallsprühbeschichtungstechnik gebildeten Endelektroden Fehlstellen aufweisen, dringt das Harz gern in die Fehlstellen der Endelektroden ein und überzieht auch die Endelektroden. Darunter kann die Schweißbarkeit leiden (beim Anschweißen von Anschlußdrähten an die jeweiligen Endelektroden) oder auch die Lötbarkeit (beim Anlöten von Anschlußdrähten an die jeweiligen Endelektroden), weil die Lotabscheidungen nicht an den Endelektroden haften bleiben.
• (3) Der Verfahrensschritt, bei dem das Harz in den Luftspalt zwischen den benachbarten Schichten eindringt, dauert ziemlich lang, beispielsweise etwa 12 Stunden.
• Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick darauf gemacht, die vorgenannten mit dem bekannten Verfahren zum Herstellen der Schichtkondensatoren verbundenen Probleme weitgehend zu beseitigen. Sie hat die Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten Schichtkondensators zur Verfügung zu stellen, der eine hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit und eine hohe Durchschlagsfestigkeit hat und bei dem Anschlußdrähte leicht und stabil mit den Endelektroden verbunden werden können.
• Eine weitere wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen der Schichtkondensatoren der oben behandelten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die Dauer des Eintauchens der Kondensatorelemente in das Harzbad verkürzt werden kann, wodurch es leichter möglich wird, bei der Herstellung der Schichtkondensatoren hohe Produktivität zu erzielen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Schichtkondensators mit dem vorbeschriebenen Aufbau umfaßt folgende Schritte: Herstellen eines geschichteten oder gewickelten Körpers, der mehrere Elektrodenschichten und mindestens eine Schicht aus dielektrischem organischem Material aufweist, welche zwischen benachbarte Elektrodenschichten gesetzt ist; Imprägnieren des geschichteten oder gewickelten Körpers mit einem imprägnierten Bereich aus organischem Material zum Füllen von Lücken zwischen den einzelnen Elektrodenschichten und der dazugehörigen dielektrischen Schicht oder zwischen benachbarten dielektrischen Schichten; Herstellen eines Kontaktes zwischen gegenüberliegenden Endflächen der Elektrodenschichten des gewickelten oder geschichteten Körpers und einem organisches Material und eine reaktive Komponente enthaltenden gasförmigen Körper zum selektiven Entfernen jeweiliger Bereiche der dielektrischen Schichten und der imprägnierten Bereiche, die vorher mit jeder der gegenüberliegenden Endflächen der Elektrodenschichten gefluchtet haben, um Vertiefungen bzw. gezahnte Bereiche zu bilden; und Ausbilden von Endelektroden, die die Vertiefungen bzw. gezahnten Bereiche ausfüllen.
• Bei dem erfindungsgemäß zur Verfügung gestellten Schichtkondensator werden die Abschnitte der dielektrischen Schichten und der imprägnierten Bereiche (Imprägnierschichten), die mit den Elektrodenendflächen fluchten, selektiv entfernt, damit die Elektroden durch die Endflächen teilweise nach außen hin freiliegen. Damit können die Endelektroden in vorteilhafter Weise elektrisch mit den nach außen freiliegenden Abschnitten der jeweiligen Elektroden verbunden werden, womit der elektrische Kontakt zwischen ihnen zuverlässig hergestellt ist.
• Da die Endabschnitte der dielektrischen Elemente und der Imprägnierschichten gegeneinander versetzt sind, um an jeder Elektrodenendfläche eine gezahnte Oberfläche zu bilden, können außerdem die Endelektroden fest damit verbunden werden. Da der imprägnierte Bereich jede Lücke ausfüllt, die sich beim Laminieren der Kondensatorelemente gebildet hat, kann außerdem die Anzahl der Lücken im fertigen Schichtkondensator minimiert werden, wodurch sich sowohl dessen Feuchtigkeitsbeständigkeit als auch dessen Durchschlagsfestigkeit verbessern.
• Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Endelektroden nach der Imprägnierung mit dem aus organischem Material bestehenden Imprägniermaterial gebildet, so daß alle sich bei der Laminierung der Kondensatorelemente bildenden Zwischenräume gleichmäßig mit dem Imprägnierstoff imprägniert werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, einen imprägnierten Schichtkondensator zur Verfügung zu stellen, bei dem kein Imprägnierstoff an der Oberfläche der Endelektroden haftet bzw. kein Imprägnierstoff in die Endelektroden eindringt und der mit Endelektroden versehen ist, an denen Anschlußdrähte gut angeschweißt oder angelötet werden können.
• Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, die Imprägnierdauer beträchtlich zu verkürzen, wodurch die Produktivität bei der Herstellung der imprägnierten Schichtkondensatoren erhöht wird.
• Bevorzugte Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
• Die genannten und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in nachfolgender Beschreibung anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
• Von den Zeichnungen zeigt Fig. 1, die die Figuren 1a bis 1f umfaßt, die Verfahrensschritte zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schichtkondensators, wobei Fig. 1a eine perspektivische Teilansicht einer metallisierten Schicht von relativ großer Breite mit Randbereichen ist, Fig. 1b einen Querschnitt durch einen Schichtkörper zeigt, der durch Laminieren der metallisierten Schichten von Fig. 1a gebildet wird und Fig. 1c bis 1f Verfahrensschritte für die Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtkondensators zeigen.
• Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Querschnitt durch einen Teil des Schichtkörpers von Fig. 1e.
• Fig. 3a bis 3c sind graphische Darstellungen, die die Lastmerkmale für die Feuchtigkeitsbeständigkeit des erfindungsgemäßen Schichtkondensators im Vergleich zum herkömmlichen Schichtkondensator und zu einem zum Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Schichtkondensator hergestellten Schichtkondensator zeigen.
• Fig. 4a bis 4c sind graphische Darstellungen, die die Lastmerkmale für hohe Temperaturen für den erfindungsgemäßen Schichtkondensator im Vergleich zum herkömmlichen Schichtkondensator und zu einem zum Vergleich mit dem erfindungsgemäßen Schichtkondensator hergestellten Schichtkondensator zeigen.
• Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines gewickelten Kondensators.
• Fig. 6a bis 6e zeigen die Verfahrensschritte zur Herstellung herkömmlicher Schichtkondensatoren.
• Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Schichtkondensators und eines Verfahrens zu seiner Herstellung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Fig. 1, die die Fig. 1a bis 1f umfaßt, zeigt die Verfahrensschritte zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtkondensators. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine metallisierte Schicht bestehend aus einer dielektrischen Schicht 1b aus Polyphenylensulfid, auf deren einer Oberfläche durch Aufdampfen eine innenliegende Elektrode 1a aus Aluminium gebildet wird. Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Paar länglicher Randbereiche, die beide nichtmetallisiert sind und durch Abtragen des betreffenden Bereichs der innenliegenden Elektrode 1a gebildet werden. Bezugszeichen 3 bezeichnet die Kondensatorsschichtung. Bezugszeichen 4 bezeichnet Schichten von Imprägniermaterial, und Bezugszeichen 5 bezeichnet Endelektroden.
• Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtkondensators wird die innenliegende Elektrode 1a auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht 1b gebildet, wie in Fig. 1a gezeigt, um die metallisierte Schicht 1 mit den paarigen länglichen Randbereichen 2 darauf zu bilden, wobei die Längsachse eines jeden der Randbereiche 2 senkrecht zur Längsrichtung der metallisierten Schicht verläuft.
• Zu beachten ist, daß die Randbereiche 2 bei jedem Paar voneinander um die vorgegebene Breite 2w beabstandet sind. Dann werden, wie in Fig. 1b gezeigt, mehrere metallisierte Schichten 1 von identischem Aufbau laminiert oder gewickelt, um einen geschichteten oder einen gewickelten Körper zu bilden, wobei sie so übereinandergestapelt werden, daß sie gegeneinander jeweils um einen Abstand versetzt sind, der dem halben Abstand zwischen benachbarten Paaren der Randbereiche 2 entspricht, und der geschichtete oder der gewickelte Körper wird entlang einer Linie, die zwischen dem Abstand zwischen den Randbereichen 2 eines jeden Paares verläuft, geschnitten, so daß sich die in Fig. 1c gezeigte Kondensatorschichtung 3 ergibt.
• Anschließend werden sowohl die Kondensatorschichtung 3 als auch Epoxidharz für die Dauer von 15 Minuten in ein Vakuumgefäß gegeben, in dem ein Druck von 13,3 Pa (0,1 Torr) herrscht, wobei die Kondensatorschichtung 3 15 Minuten lang in das Epoxidharz eingetaucht bleibt. Während die Kondensatorschichtung 3 in das Epoxidharz getaucht ist, wird langsam Luft in das Vakuumgefäß eingelassen, um den Druck im Vakuumgefäß allmählich auf Atmosphärendruck zu erhöhen, bei dem die Kondensatorschichtung 3 und das Epoxidharz 15 Minuten lang stehengelassen werden, damit das Epoxidharz, wie in Fig. 1d gezeigt, in den winzigen Spalt zwischen der innenliegenden Elektrode 1a einer jeden metallisierten Schicht I und der nichtmetallisierten Oberfläche der benachbarten metallisierten Schicht 1 eindringen kann. Danach wird die Kondensatorschichtung 3 für die Dauer von 12 Stunden in ein auf 85 ºC erhitztes Bad mit konstanter Temperatur getaucht, so daß das Epoxidharz aushärten kann, womit die Bildung der Imprägnierschicht 4 zwischen der innenliegenden Elektrode 1a einer jeden metallisierten Schicht 1 und der nichtmetallisierten Oberfläche der benachbarten metallisierten Schicht 1 abgeschlossen ist.
• Die Kondensatorschichtung 3 mit den Imprägnierschichten 4 zwischen den innenliegenden Elektroden 1a und den nichtmetallisierten Oberflächen der benachbarten metallisierten Schichten 1, die an den innenliegenden Elektroden 1a anliegen, wird dann in eine Vorrichtung zur Behandlung mit Sauerstoffplasma gegeben, damit die gegenüberliegenden Endflächen der Kondensatorschichtung 3, an denen die jeweiligen Endelektroden zu bilden sind, in Berührung mit einem Sauerstoffplasma kommen, so daß, wie in Fig. 1e gezeigt, die gegenüberliegenden Endabschnitte einer jeden der dielektrischen Schichten 1b und der Imprägnierschichten 4, die an den jeweiligen Endflächen der Kondensatorschichtung 3 anstehen, selektiv auf einer Breite entfernt werden können, die kleiner ist als die Breite w/2 zwischen den Randbereichen 2 eines jeden Paares, und damit die innenliegenden Elektroden 1a zur Außenseite der Kondensatorschichtung 3 hin freiliegen. Diese Behandlung wird so ausgeführt, daß jeder Endabschnitt einer jeden dielektrischen Schicht 1b und einer jeden Imprägnierschicht 4, der an der betreffenden Endfläche der Kondensatorschichtung 3 ansteht, eine gezahnte oder aufgerauhte Endfläche mit einer Tiefe von nicht mehr als 0,2 mm erhält, wobei bei jeder gezahnten Endfläche der gezahnte Bereich mindestens 90 % der Oberfläche einnimmt. Nur der rechte Endbereich der Kondensatorschichtung 3, bei dem die gezahnten Abschnitte in der rechten Endfläche der dielektrischen Schichten 1b und der Imprägnierschichten 4 zu sehen sind, ist in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt.
• Die Tiefe der gezahnten Bereiche in jeder Endfläche der dielektrischen Schichten 1b und der Imprägnierschichten 4, die 0,2 mm nicht übersteigt, reicht aus, damit Endelektroden 5, die anschließend, wie weiter unten beschrieben, gebildet werden, haltbar elektrisch mit den innenliegenden Elektroden 1a verbunden werden können. Überschreitet die Tiefe der gezahnten Bereiche 0,2 mm, würde die selektive Entfernung der Endabschnitte der dielektrischen Schichten 1b und der Imprägnierschichten 4 relativ lange dauern, und die Leistungsfähigkeit des Materials würde gleichzeitig abnehmen.
• Nach der selektiven Entfernung der Endabschnitte der Kondensatorschichtung 3 werden die Endelektroden 5 gebildet, wie in Fig. 1f gezeigt, indem mittels einer bekannten Metallsprühtechnik Messing aufgesprüht wird. Anschließend wird die Kondensatorschichtung 3 auf bekannte Weise in mehrere Kondensatorchips geschnitten, womit die Herstellung der Schichtkondensatoren abgeschlossen ist.
• Erfindungsgemäß wird vor der Bildung der Endelektroden 5 der winzige Spalt zwischen der innenliegenden Elektrode 1a einer jeden metallisierten Schicht 1 und der nichtmetallisierrten Oberfläche der benachbarten metallisierten Schicht 1 gleichmäßig mit einem Imprägniermaterial, beispielsweise Epoxidharz, imprägniert, um damit den Spalt auszufüllen. Dadurch werden sowohl die Feuchtigkeitsbeständigkeit als auch die Durchschlagsfestigkeit des fertigen Schichtkondensators in vorteilhafter Weise erhöht.
• Erfindungsgemäß werden außerdem die gegenüberliegenden Endflächen der Kondensatorschichtung 3, von denen die jeweiligen Endelektroden auszuziehen sind, mit einem organisches Material und eine reaktive Komponente enthaltenden gasförmigen Körper, beispielsweise einem Sauerstoffplasma, in Kontakt gebracht, so daß die gegenüberliegenden Endabschnitte der dielektrischen Schichten 1b und der Imprägnierschichten 4, die an den jeweiligen Endflächen der Kondensatorschichtung 3 anstehen, selektiv entfernt werden können und so die jeweiligen Endabschnitte der innenliegenden Elektroden 1a zur Außenseite der Kondensatorschichtung 3 hin freiliegen. Diese Behandlung wird zudem so durchgeführt, daß jeder Endabschnitt einer jeden dielektrischen Schicht 1b und einer jeden Imprägnierschicht 4, der an der jeweiligen Endfläche der Kondensatorschichtung 3 ansteht, so gezahnt oder aufgerauht wird, daß sich eine gezahnte oder aufgerauhte Endfläche mit einer Tiefe von nicht mehr als 0,2 mm ergibt, wobei die gezahnten Bereiche bei jeder gezahnten Endfläche mindestens 90 % der Fläche einnehmen. Nach dieser Behandlung wird auf jede Endfläche der Kondensatorschichtung 3 Messing aufgesprüht, um die Endelektroden 5 zu bilden. Somit können die Endelektroden 5, die stabil elektrisch mit den innenliegenden Elektroden 1a verbunden sind, auf vorteilhafte Weise gebildet werden.
• Da außerdem das Imprägniermaterial, beispielsweise Epoxidharz, vor der Bildung der Endelektroden 5 zum Einsatz kommt, kann es nicht vorkommen, daß das Imprägniermaterial auch die Endelektroden 5 imprägniert oder daß die Endelektroden 5 mit Imprägniermaterial überzogen werden. Damit wird die Schweißbarkeit oder die Lötbarkeit der Endelektroden 5 für Anschlußdrähte in vorteilhafter Weise verbessert. Die Durchführung der Harzimprägnierung vor der Bildung der Endelektroden 5 kann einen weiteren Vorteil mit sich bringen, indem die für die Harzimprägnierung erforderliche Zeit beträchtlich verkürzt werden kann, was die Produktivität bei der Massenfertigung der Schichtkondensatoren entsprechend erhöht.
• Da die Harzimprägnierung erfolgt, bevor die Kondensatorschichtung 3 in mehrere Kondensatorbauelemente geschnitten wird, kann außerdem die Form eines jeden zu imprägnierenden Produkts vergrößert werden, was mit einer höheren Produktivität bei der Massenfertigung einhergeht.
• Fig. 3 zeigt graphische Darstellungen der Lastmerkmale für die Feuchtigkeitsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Schichtkondensatoren sowie der herkömmlichen Schichtkondensatoren b und der Schichtkondensatoren c, die ohne Harzimprägnierung zum Zweck des Vergleichs mit den erfindungsgemäßen Schichtkondensatoren hergestellt worden sind. Bei allen geprüften Schichtkondensatoren betrug die Schichtdicke 2 um, war jede innenliegende Elektrode eine aufgedampfte Aluminiumschicht von 30 nm (300 Angström) Dicke, und war das verwendete Imprägniermaterial Epoxidharz. Die Prüfbedingungen für die Schichtkondensatoren waren eine Temperatur von 60 ºC, eine relative Luftfeuchtigkeit von 95 % und eine angelegte Gleichspannung von 25 Volt.
• Im einzelnen zeigt Fig. 3a das Verhältnis ΔC/C der Kapazitätsänderung gegenüber der ursprünglchen Kapazität; Fig. 3b zeigt die Änderung des Merkmals tanδ, und Fig. 3c zeigt die Änderung des Isolationswiderstands IR. Zu beachten ist, daß die Kapazität und der tanδ-Wert durch Anlegen einer Sinuswellen-Spannung mit einer Frequenz von 1 kHz und der Isolationswiderstand IR durch Anlegen einer Gleichspannung von 25 V gemessen wurden.
• Die in Fig. 3 dargestellten Meßergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäß hergestellten Schichtkondensatoren a im Vergleich zu den herkömmlichen Schichtkondensatoren b und c bei allen Merkmalen ziemlich stabil waren.
• Fig. 4 zeigt graphische Darstellungen der Ergebnisse der Hochtemperaturprüfung, der die erfindungsgemäßen Schichtkondensatoren zusammen mit den herkömmlichen Schichtkondensatoren b und den Schichtkondensatoren c, die ohne Harzimprägnierung zum Zweck des Vergleichs mit den erfindungsgemäßen Schichtkondensatoren hergestellt wurden, unterzogen wurden. Bei allen geprüften Schichtkondensatoren betrug die Schichtdicke 2 um, war die innenliegende Elektrode jeweils eine aufgedampfte Aluminiumschicht von 30 nm (300 Angström) Dicke, und war das verwendete Imprägniermaterial Epoxidharz. Die Prüfbedingungen für diese Schichtkondensatoren waren eine Temperatur von 125 ºC und eine angelegte Gleichspannung von 32 V.
• Im einzelnen zeigt Fig. 4a das Verhältnis ΔC/C der Kapazitätsänderung gegenüber der ursprünglichen Kapazität. Fig. 4b zeigt die Änderung des tanδ- Merkmals, und Fig. 4c zeigt die Änderung des Isolationswiderstands IR. Zu beachten ist, daß die Meßbedingungen mit den oben beschriebenen identisch waren.
• Selbst die Ergebnisse der Hochtemperaturprüfung zeigen, daß die erfindungsgemäß hergestellten Schichtkondensatoren a im Vergleich zu den herkömmlichen Schichtkondensatoren b und c bei allen Merkmalen ziemlich stabil waren.
• Auch wenn die vorstehend beschriebene Ausführungsform als aus mehreren zusammenlaminierten metallisierten Schichten gebildete Kondensatorschichtung beschrieben wurde, kann die Kondensatorschichtung, wie in Fig. 5 gezeigt, auch dadurch gebildet werden, daß eine metallisierte Schicht gebildet wird, die eine Schicht 21 aufweist, auf deren gegenüberliegenden Oberflächen innenliegende Elektroden 22 gebildet werden, woraufhin auf diejenige der gegenüberliegenden Oberflächen einer jeden innenliegenden Elektrode 22, die von der Schicht 21 wegweist, zur Bildung einer dielektrischen Schicht 23 ein dielektrisches Material aufgebracht wird, und daß die metallisierte Schicht zuletzt gewickelt wird, so daß man eine gewickelte Kondensatorschichtung hat.
• Ferner ist die Verwendung eines Sauerstoffplasmas für die selektive Entfernung der Endabschnitte der einzelnen dielektrischen Schichten, die aus organischem Material bestehen, und der Imprägnierschichten erwähnt worden. Bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung kann jedoch anstelle des Sauerstoffplasmas auch Ozon, ein Wasserstoffplasma oder ein Fluorplasma verwendet werden.
• Außerdem kann im Gegensatz zur vorstehend beschriebenen Ausführungsform, bei der das Imprägniermaterial Epoxidharz ist, statt des Epoxidharzes auch Polyurethanharz, Wachs oder Siliconöl verwendet werden. Wenn die winzigen Zwischenräume zwischen der innenliegenden Elektrode einer jeden metallisierten Schicht und der nichtmetallisierten Oberfläche der benachbarten metallisierten Schicht mit Polyurethanharz imprägniert werden sollen, sollte die Kondensatorschichtung in dem auf 45 ºC erwärmten Bad von konstanter Temperatur stehen bleiben.
• Erfindungsgemäß werden die Endabschnitte der dielektrischen Schichten und der Imprägnierschichten an den beiden gegenüberliegenden Endflächen der Kondensatorschichtung, wo die jeweilige Endelektrode gebildet wird, selektiv entfernt, so daß die Endabschnitte jeweils gezahnte oder aufgerauhte Endflächen bilden, während die entsprechenden Endabschnitte der innenliegenden Elektroden nach außen hin freiliegen. Somit kann der Kontakt zwischen den Endelektroden und den freiliegenden Endabschnitten der innenliegenden Elektroden hergestellt werden, so daß eine beständige elektrische Verbindung zwischen den Elektroden gegeben ist. Dabei liegt jede der Endelektroden an der Endfläche der Kondensatorschichtung an, während sie in die gezahnten Bereiche eingreift, womit eine im Vergleich zu den herkömmlichen Schichtkondensatoren stabile Verbindung zwischen der jeweiligen Endelektrode und den freiliegenden Endabschnitten der innenliegenden Elektroden erreicht wird. Außerdem füllt das Imprägniermaterial die winzigen Zwischenräume aus, die sich während des Laminierens der metallisierten Schichten bilden, wodurch sich sowohl die Feuchtigkeitsbeständigkeit als auch die Durchschlagsfestigkeit beträchtlich erhöhen.
• Weil nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Endelektroden erst nach der Harzimprägnierung gebildet werden, kann erreicht werden, daß das Imprägniermaterial gleichmäßig in die winzigen Zwischenräume, die sich beim Laminieren der metallisierten Schichten bilden, eindringt. Ferner ist es unmöglich, daß Imprägniermaterial in die Endelektroden eindringt oder die Endelektroden überzieht. Damit läßt sich die Schweißbarkeit oder die Lötbarkeit der Endelektroden zum Anschweißen oder Anlöten der Anschlußdrähte in vorteilhafter Weise verbessern. Die Durchführung der Harzimprägnierung vor der Ausbildung der Endelektroden bringt einen weiteren Vorteil mit sich, der darin besteht, daß die für die Harzimprägnierung erforderliche Zeit beträchtlich verkürzt werden kann, wodurch sich die Produktivität bei der Massenfertigung der Schichtkondensatoren entsprechend erhöht.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen eines Schichtkondensators, der mehrere Elektrodenschichten (1a), mindestens eine Schicht (1b) aus dielektrischem organischen Material, welches zwischen benachbarte Elektrodenschichten gesetzt ist, und mit den Elektrodenschichten (1a) verbundene Endelektroden (5) aufweist;

wobei das Verfahren umfaßt:

a) Herstellen eines geschichteten oder gewickelten Körpers, der mehrere Elektrodenschichten (1a) und mindestens eine Schicht (1b) aus dielektrischem organischen Material aufweist, welches zwischen benachbarte Elektrodenschichten (1a) gesetzt ist;

b) Imprägnieren des geschichteten oder gewickelten Körpers mit einem imprägnierten Bereich (4) aus organischem Material zum Füllen von Lücken zwischen jeder Elektrodenschicht (1a) und der dazugehörigen dielektrischen Schicht (1b) oder zwischen ihren benachbarten dielektrischen Schichten (1b);

c) Herstellen eines Kontaktes zwischen gegenüberliegenden Endflächen der Elektrodenschichten des gewickelten oder geschichteten Körpers und einem organisches Material und eine reaktive Komponente enthaltenden gasförmigen Körper zum selektiven Entfernen jeweiliger Bereiche der dielektrischen Schichten (1b) und der imprägnierten Bereiche (4), die vorher mit jeder der gegenüberliegenden Endflächen der Elektrodenschichten gefluchtet haben, um Vertiefungen zu bilden; und

d) Ausbilden von Endelektroden (5), die die Vertiefungen ausfüllen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Entfernen der jeweiligen Bereiche der dielektrischen Schichten (1b) und der imprägnierten Bereiche (4) unter Verwendung eines Plasmas durchgeführt wird, welches mindestens Sauerstoff enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Entfernen der jeweiligen Bereiche der dielektrischen Schichten (1b) und der imprägnierten Bereiche (4) unter Verwendung eines Plasmas durchgeführt wird, welches Sauerstoff und mindestens einen Vertreter aus CF&sub4;, SF&sub6; und N&sub2;O enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Entfernen der jeweiligen Bereiche der dielektrischen Schichten (1b) und der imprägnierten Bereiche (4) unter Verwendung von Sauerstoffradikalen durchgeführt wird, die aus einem Plasma extrahiert werden, welches mindestens Sauerstoff enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Entfernen der jeweiligen Bereiche der dielektrischen Schichten (1b) und der imprägnierten Bereiche (4) unter Verwendung eines gasförmigen Körpers durchgeführt wird, der mindestens Ozon enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Entfernen der jeweiligen Bereiche der dielektrischen Schichten (1b) und der imprägnierten Bereiche (4) unter Verwendung eines gasförmigen Körpers durchgeführt wird, der Ozon mit zugesetztem NO&sub2; enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei beim selektiven chemischen Entfernen der jeweiligen Bereiche der dielektrischen Schichten (1b) und der imprägnierten Bereiche (4) UV-Strahlung eingestrahlt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die jeweiligen Bereiche der dielektrischen Schichten (1b) und der imprägnierten Bereiche (4) chemisch und selektiv unter Verwendung eines Gasplasmas entfernt werden, welches mindestens Fluor oder Wasserstoff enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das zur Bildung der imprägnierten Bereiche (4) verwendete Imprägnierungsmaterial ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Epoxyharz und Polyurethanharz, und wobei das Verfahren weiter den Schritt umfaßt, daß die imprägnierten Bereiche (4) nach dem Schritt des Imprägnierens gehärtet werden.