專利名稱:無(wú)源電氣組件的制作方法
本發(fā)明涉及一種無(wú)源電氣組件，它適用于SMD技術(shù)，有一個(gè)圓柱形的支承零件或呈直角平行六面體形的支承零件，并在其兩端裝有電連接元件。
眾所周知，一個(gè)具有例如圓柱形支承零件的無(wú)源電氣組件，其連接帽位于該支承零件的端面上，并有連接導(dǎo)線焊在這些連接帽上(圖1)。
作為現(xiàn)代裝配這些組件的方法，運(yùn)用將組件直接焊在印刷電路板的導(dǎo)體印制線上的可能性而不再采用連接導(dǎo)線。上述技術(shù)在所謂“表面裝配器件”(Surface Mounted Device即SMD)領(lǐng)域里得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
適用于SMD技術(shù)的組件，特別象電阻和電容，總的說(shuō)來(lái)按兩種不同的結(jié)構(gòu)制造，即所謂的芯片組件和所謂的MELF組件。芯片組件一般有呈直角平行六面體形的支承零件，該支承零件具有宜于焊接的端面。MELF組件即“金屬電極表面焊接”(Metal Electrode Face Bonding)組件起源于具有連接帽的圓柱形支承零件，其連接導(dǎo)線被省去了，這些連接帽本身通過(guò)電鍍使其表面變得宜于焊接，并使MELF組件通過(guò)上述的連接帽直接焊到印刷電路板的導(dǎo)體印制線上去(圖2)。
SMD技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是它能在印刷電路板上獲得很高的組件封裝密度。為了使密度不斷提高，就需要有適用于SMD技術(shù)的尺寸越來(lái)越小的組件。
目前，對(duì)前面序言部分提到的幾類無(wú)源組件的小型化有兩方面的限制首先，支承零件和連接觸頭由于機(jī)械上的因而也就是制造上的原因不能隨意做小。其次，這樣的組件不能隨意做小是由于對(duì)電氣特性的要求所致。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)本文開(kāi)頭一段所提及的無(wú)源組件，其方法是采用相同尺寸的組件而得到電氣特性的改進(jìn)，或者將組件的長(zhǎng)度減小而維持其電氣性不變。
按照本發(fā)明的構(gòu)思，這個(gè)目的是這樣達(dá)到的使連接元件以管狀形式環(huán)繞著支承零件的兩端，而又不復(fù)蓋該支承零件的兩個(gè)端面。
根據(jù)按照本發(fā)明作成的該組件的一個(gè)更有利的實(shí)施例，其連接元件使支承零件的兩端面呈完全自由狀態(tài)。由此產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是可以采用很容易制造的金屬管來(lái)作連接元件，這些金屬管可以作為套在支承零件上的套筒進(jìn)行滑動(dòng)并可以焊在支承零件上。到目前為止，熟悉這項(xiàng)技術(shù)的人們已經(jīng)認(rèn)定對(duì)支承零件上的電功能層，例如電阻層，借助于密封在電阻體兩端上的、呈端部聯(lián)接帽形式的連接元件而保護(hù)，這一點(diǎn)在所謂的MELF組件、特別是在薄膜電阻中是絕對(duì)必要的。人們驚奇地發(fā)現(xiàn)對(duì)出現(xiàn)在支承零件兩個(gè)端面上的電阻層進(jìn)行足夠的保護(hù)已經(jīng)可以借助一個(gè)金屬層來(lái)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)金屬層可采用電鍍一類的方法得到，并且必須在有了連接元件之后還應(yīng)設(shè)法將金屬層附到連接元件上以便可在連接元件之上附著一層焊料。因?yàn)殡娮鑼邮且粋€(gè)導(dǎo)電層，所以，隨后電鍍的各層均可以附到它上面去。
按照依本發(fā)明做成的該組件的更有利的實(shí)施例，厚膜連接元件是通過(guò)一種含有金屬顆粒的一懸浮液制備到支承零件上的，或者采用電鍍方法，在支承零件上制成薄膜連接元件。與此相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是可以以所謂微型組件(micro components)所具有的高精度來(lái)制造微小尺寸的連接元件。這種元件的長(zhǎng)度為2毫米的量級(jí)，直徑為0.8毫米。
按照依據(jù)本發(fā)明做成的無(wú)源組件的更有利的實(shí)施例，連接元件在支承零件的棱邊上繞著其端面布置，而使端面的里邊區(qū)域處于自由狀態(tài)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)，特別是當(dāng)其使用金屬套筒作連接元件時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是金屬套筒可以預(yù)先制做，使其具有可以在一端稍微形成凸緣的棱邊。
當(dāng)套筒與支承零件作接觸配合時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)在于，一端稍微起凸緣的金屬套筒的棱邊起到支承零件的支座(abutment)作用，因此使得支承零件不能從金屬套筒里滑脫。然而，也可以讓尚未使棱邊在一端稍微起凸緣的金屬套筒先在支承零件上滑過(guò)，而棱邊僅在接觸配合的過(guò)程中被變形，從而以這樣的方式環(huán)繞著支承零件的棱邊，即使支承零件的端面的里邊區(qū)域保持自由狀態(tài)。另外的優(yōu)點(diǎn)是將具有預(yù)制的稍微起凸緣的棱邊的金屬套筒用來(lái)與支承零件作接觸配合，而金屬套筒的稍微起凸緣的棱邊在接觸配合的過(guò)程中借助于沿支承零件方向的鐓粗或擠壓被再次變形。采用這種方法，在制造特別象陶瓷支承零件期間出現(xiàn)的、及其制造過(guò)程所形成的那些長(zhǎng)度公差可以被補(bǔ)償。
本發(fā)明的一個(gè)特殊優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)組件的長(zhǎng)度給定時(shí)，與端面連接元件為連接帽形式的組件比起來(lái)，在本發(fā)明的情況下，支承零件上連接元件占據(jù)區(qū)以外的區(qū)域?qū)⒕哂休^長(zhǎng)的尺寸。在按照本發(fā)明制作的連接元件結(jié)構(gòu)中，由于原有連接元件用來(lái)復(fù)蓋支承零件端面的那部分被省去了，所以其連接帽的底部的壁厚可被算作處在連接元件之間的自由長(zhǎng)度之用，因此具有同樣組件尺寸的支承零件的自由長(zhǎng)度，至少能多得到相當(dāng)于兩倍連接帽底部厚度的尺寸。
這是非常特殊的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于制造圓柱形薄膜電阻。薄膜電阻的金屬層表面可以通過(guò)激光或研磨片盤之類手段切割螺旋線來(lái)調(diào)節(jié)達(dá)到所需要的電阻值。因?yàn)椋c采用連接帽作連接元件的、具有相同組件總長(zhǎng)度的已知電阻相比，采用按照本發(fā)明的連接元件時(shí)，其連接元件之間的自由長(zhǎng)度要長(zhǎng)些，所以可得到較大的區(qū)域供調(diào)整電阻之用。在制作高阻值薄膜電阻時(shí)，隨調(diào)節(jié)過(guò)程而制造的螺旋線的數(shù)量起到重要作用。
本發(fā)明的實(shí)施例由下列附圖表示，其中圖1和圖2表示先有技術(shù)中的無(wú)源圓柱形組件，圖3和圖4是本發(fā)明中具有各種形狀的連接元件的無(wú)源電氣組件的剖視圖，圖5表示圖4的連接元件的細(xì)節(jié)，圖6和圖7則表示由圖4所示的由接觸配合過(guò)程所決定的不同形式連接元件的細(xì)節(jié)，圖8是對(duì)按照本發(fā)明制作成的薄膜電阻的細(xì)節(jié)的圖解式剖面圖。
圖1和圖2表示先有技術(shù)中的無(wú)源電氣組件，它具有圓柱形支承零件1和裝在1上的兩個(gè)端面上的呈金屬帽形狀的連接元件3。
圖1所示的組件包括位于連接元件3上的連接導(dǎo)線5，連接導(dǎo)線5是彎曲的，并焊在印刷線路板上用來(lái)組裝這些組件的各個(gè)孔中。
圖2表示一個(gè)MELF組件，其中只有金屬帽充做連接元件3，它的帽子被直接焊在印刷線路板線路上用來(lái)組裝這些組件。
圖3至8是本發(fā)明無(wú)源電氣組件的剖視圖。
圖3表示一個(gè)具有圓柱形支承零件1的無(wú)源電氣組件，其支承零件1裝配有連接元件7，它呈管狀形式環(huán)繞著支承零件1，并使支承零件1的端面9處于完全自由狀態(tài)。上述呈金屬套管形狀的連接元件7可以在支承零件1上滑動(dòng)并焊在它上面，但是它們也可以另外的方式成形，如通過(guò)含有金屬顆粒的懸浮液而形成厚膜接觸，或由電鍍沉積獲得薄膜接觸。從比較圖2和圖3可以看到，當(dāng)省去原有的連接元件的連接帽底部厚度時(shí)，則該連接帽的底部的壁厚可用作連接元件7之間的自由長(zhǎng)度，因此在保持該組件的尺寸不變的情況下，支承零件1的自由長(zhǎng)度a就增加了至少為該連接帽底部厚度兩倍的尺寸。正如上面已經(jīng)提到的，這樣就有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它特別適用于制造薄膜電阻，即在采用對(duì)附在該支承零件1上的電阻層切割螺旋線的方法來(lái)決定阻值時(shí)，這就得到了較大的區(qū)域供調(diào)整阻值之用。這一點(diǎn)在制造高阻值薄膜電阻時(shí)更為重要。
按照本發(fā)明，在維持組件的尺寸不變的情況下，這些組件的電學(xué)特性可加以大大地改善，這一點(diǎn)是通過(guò)與原有的組件相比較，用記錄在下述表格中的電阻值RN的比較數(shù)值來(lái)說(shuō)明的。此外，從該表格還可明顯看出，在小體積電阻中，按照本發(fā)明制作的電阻的阻值RN的增長(zhǎng)超過(guò)正比例關(guān)系。這表明具有按本發(fā)明制作的連接元件的組件的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。
表
＊從1000Ω的相同阻值薄膜電阻以相同的螺距為0.2毫米、切割線寬度為0.08毫米方式制作。
圖4以及圖5的細(xì)節(jié)表明按照本發(fā)明制作的具有連接元件77的無(wú)源電氣組件，連接元件77與圖3所示連接元件7的不同在于77在端面9的棱邊99處環(huán)繞著端面9，使端面9的里邊區(qū)域呈自由狀態(tài)。例如，預(yù)制的具有棱邊777的金屬套筒在這種結(jié)構(gòu)中被用作連接元件77，這里，棱邊777在一側(cè)稍微起凸緣。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是在一側(cè)稍微起凸緣的棱邊777成為支承零件1的支座。當(dāng)具有在一側(cè)起凸緣棱邊的金屬套筒被用做連接元件時(shí)，就獲得另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即在接觸配合過(guò)程中可對(duì)陶瓷支承零件制造時(shí)的長(zhǎng)度公差進(jìn)行補(bǔ)償。
圖6和圖7是對(duì)不同長(zhǎng)度的支承零件1，連接元件77與其相適配時(shí)的圖解細(xì)節(jié)。
圖6示出了一種具有最大長(zhǎng)度的支承零件1的組件，其中連接元件77的起凸緣棱邊777在接觸配合過(guò)程中被變形，結(jié)果由此形成的接觸配合好的組件的總長(zhǎng)度與支承零件1的長(zhǎng)度相當(dāng)。
圖7示出了具有最小長(zhǎng)度支承零件1的一種組件，其中連接元件77的起凸緣棱邊777在接觸配合過(guò)程中的變形與圖6的起凸緣棱邊777的變形相比要小些，結(jié)果作為最終的產(chǎn)品，盡管在支承零件1短一些的情況下，還是得到了先前給定的該組件的總長(zhǎng)度。
圖8示出了采用本發(fā)明的連接元件制作成的薄膜電阻的細(xì)節(jié)。
呈電阻層11形式的電功能層在具有起凸緣棱邊777的兩個(gè)連接元件77之間的區(qū)域內(nèi)，被涂上一層諸如絕緣合成樹(shù)脂一類的絕緣層13。然后，當(dāng)為連接元件77、777提供可焊接涂層15、17時(shí)(按照現(xiàn)有技術(shù)，這一點(diǎn)要借助由諸如電鍍銅層15和諸如錫或鉛-錫一類的焊料層17組成的多層結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn))，支承零件1未被連接元件77、777復(fù)蓋的端面9也被電鍍，因?yàn)槲挥诙嗣?上的電阻層11也是導(dǎo)電的。連續(xù)涂層15、17牢牢地密封了功能層11使其不受環(huán)境的影響，而復(fù)蓋支承零件端面的連接元件底部所起的附加保護(hù)作用并非為獲得高質(zhì)量組件，例如獲得具有良好抗老化性能的組件所必需的。
薄膜電阻的制造已經(jīng)通過(guò)例子做了敘述。然而，這些連接元件也可用來(lái)制造具有圓柱形支承零件或具有直角平行六面體形支承零件的電容和電感。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)源電氣組件，它適用于SMD技術(shù)，并具有圓柱形支承零件或具有直角平行六面體形支承零件，在支承零件的兩端還具有連接元件，其特征在于連接元件(77、777)呈管狀環(huán)繞著支承零件(1)的兩端，并且不復(fù)蓋該支承零件的端面(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于連接元件(77、777)使支承零件(1)的端面(9)處于完全自由狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于連接元件(77、777)在支承零件(1)的棱邊(99)處環(huán)繞著其端面(9)，并且不復(fù)蓋端面(9)里面的區(qū)域。
4.根據(jù)至少上述權(quán)利要求
之一所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于連接元件(77、777)是以單獨(dú)地制造的圓柱形金屬套筒形成的。
5.根據(jù)至少上述權(quán)利要求
之一所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于厚膜連接元件(77、777)是通過(guò)含有金屬顆粒的懸浮液而制備到支承零件上去的。
6.根據(jù)至少上述權(quán)利要求
之一所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于電鍍薄膜連接元件(77、777)被提供在支承零件(1)之上。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1～6所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于支承零件由電絕緣(electrically insulating)陶瓷組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1～6所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于支承零件(1)由絕緣(dielectric)陶瓷組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1～6所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于支承零件(1)由鐵氧體組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于它是一個(gè)電阻。
11.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于它是一個(gè)電容。
12.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的無(wú)源電氣組件，其特征在于它是一個(gè)電感。
專利摘要
一種適用于SMD技術(shù)的無(wú)源電氣組件，它有一個(gè)圓柱形支承零件或一個(gè)呈直角平行六面體形狀的支承零件，它的兩端還有電連接元件，該連接元件以管狀形式環(huán)繞著支承零件，而不覆蓋支承零件的兩個(gè)端面。
文檔編號(hào)H01G2/06GK87104005SQ87104005
公開(kāi)日1988年1月13日 申請(qǐng)日期1987年6月4日
發(fā)明者赫爾穆特·迪爾, 霍斯特·弗倫克特 申請(qǐng)人:菲利浦光燈制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan