專利名稱：一種固態(tài)電解電容的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明申請要求具有日本專利申請JP 2002-212492的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在本文中參考引用。
現(xiàn)有技術(shù)(下面稱作“相關(guān)技術(shù)1”)的固態(tài)電解電容包括電容器元件，連接到電容器元件的陽極引線的陽極端子，和通過導(dǎo)電膠設(shè)置在電容器元件外周邊的陰極端子。固態(tài)電解電容的周邊覆蓋有殼體材料，比如塑料材料。所形成的陰極端子和陽極端子沿殼體材料的表面暴露于外。
此外，近年來隨著電子裝置尺寸不斷變小和性能不斷提高，要求電容器具有更小的尺寸和更大的電容量。對此，已經(jīng)開發(fā)出底部電極結(jié)構(gòu)型產(chǎn)品，其中電極端子設(shè)置在產(chǎn)品的固定表面，因此使得電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更有效，可更多地增加電容器元件的容量(可參見日本專利JP-A-2001-267180和JP-A-2001-110676，這兩個專利下面分別稱作“相關(guān)技術(shù)2和3”)。
在底部電極結(jié)構(gòu)型固態(tài)電解電容中，陰極端子和陽極端子只設(shè)置在產(chǎn)品的固定表面。電容器元件通過導(dǎo)電膠連接到陰極端子。陽極引線通過陽極連接件連接到陽極端子。焊接、導(dǎo)電膠或類似方法用于連接陽極連接件、陽極端子和陽極連接線或引線中相鄰的元件。
然而，傳統(tǒng)的表面固定型固態(tài)電解電容的結(jié)構(gòu)存在的問題有，其要求較大的空間來連接電容器元件和陽極端子及陰極端子，所以電容器元件的體積不能很大。
要求較大空間的原因在于陽極端子和陰極端子是平行連接的，必須有將陽極端子從陽極的連接部分引出到殼體材料外的空間。另外，在連接陰極端子和電容器元件時，也要求有將陰極端子從連接部分引出到殼體材料外的空間。由于陽極端子和陰極端子引出所需的空間并不對電容器的電容量有所貢獻(xiàn)，而成為減少電容器的尺寸和增加電容量的負(fù)面因素。
另一方面，最新的底部電極結(jié)構(gòu)型固態(tài)電解電容存在的問題是其電連接的可靠性低。其原因是陽極連接件用于中繼陽極引線和陽極端子之間的連接，故要在兩個位置進(jìn)行連接。在傳統(tǒng)的表面固定型電容器中，陽極連接只在陽極引線和陽極端子中的一個位置進(jìn)行，所以底部電極結(jié)構(gòu)型電容器的連接可靠性較低。
此外，底部電極結(jié)構(gòu)型固態(tài)電解電容還要求產(chǎn)品固定在基片后其側(cè)表面上端子部分的焊料有潤濕凸起(wet bump)，其在下面稱作“圓角”。因此，在傳統(tǒng)的表面固定型固態(tài)電解電容和現(xiàn)有技術(shù)的底部電極型固態(tài)電解電容中，為了形成圓角，端子設(shè)置成部分端子在陽極和陰極的方向上暴露于產(chǎn)品的側(cè)表面，以便保證焊料的潤濕性。即，需要在固態(tài)電解電容上對要形成圓角的端子進(jìn)行排列。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種芯片型固態(tài)電解電容，其端子排列適合形成圓角。
根據(jù)本發(fā)明，在底部電極結(jié)構(gòu)型固態(tài)電解電容中，其電容器元件的體積可設(shè)定得較大，陽極端子具有字母T的形狀，T形端子是通過對單個金屬板進(jìn)行彎曲和擠壓加工而形成的。
更具體地，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種固態(tài)電解電容，其包括電容器元件、陽極端子、陰極端子和殼體金屬。電容器元件包括由閥作用金屬制成的多孔燒結(jié)塊，其具有正極引線；電介質(zhì)，電解液和陰極層在所述多孔燒結(jié)塊表面連續(xù)形成。陽極端子連接到電容器元件的陽極引線。陰極端子連接到所述陰極層。殼體材料覆蓋端子和電容器元件。
在固態(tài)電解電容中，陽極端子包括第一板狀件、第二板狀件和第三板狀件。第一板狀件具有第一和第二端。第二板狀件具有第三和第四端。第三板狀件具有第五和第六端。第三板狀件保持第五和第六端連通。第三板狀件的一個表面暴露于殼體材料外，并形成固定表面。其另一個表面相對于暴露表面。所述第一板狀件的第一端設(shè)置成接近或?qū)铀隽硪粋€表面，與第三板狀件相交形成字母T的形狀。所述第一板狀件的第二端延伸并連接到陽極引線。所述第二端和所述第四端分別連接到所述第三端和所述第五端。第一、第二和第三板狀件由連續(xù)構(gòu)件形成。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種固態(tài)電解電容，其包括電容器元件，電容器元件具有正極引線，所述引線一端暴露于外部；其中電介質(zhì)，電解液，和陰極層在閥作用金屬制成的多孔燒結(jié)塊表面連續(xù)形成。固態(tài)電解電容還包括連接到電容器元件的陽極引線的陽極端子，連接到陰極層的陰極端子，和覆蓋所述端子和所述電容器元件的殼體材料。在固態(tài)電解電容中，所述陽極端子包括第一板狀件，第二板狀件和第三板狀件。第一板狀件的一端表面與所述陽極引線形成接頭，沿正交方向從所述接頭朝固定表面延伸。第二板狀件在所述固定表面彎曲大約90度，朝陰極延伸。第三板狀件在所述固定表面的一側(cè)通過彎曲大約180度朝所述陽極折回。第三板狀件朝所述陽極延伸到殼體材料的端面，在殼體材料的端面正交地進(jìn)行切割，以形成切割部分，構(gòu)成所述陽極端子的另一個端面；所述第二和第三板狀件通過壓力焊接形成整體。
此外根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種制造固態(tài)電解電容的方法，電解電容包括電容器元件、陽極端子、陰極端子和殼體材料。電容器元件包括多孔燒結(jié)塊，電介質(zhì)，電解液，陰極層。多孔燒結(jié)壓塊由閥作用金屬制成并具有陽極引線。電介質(zhì)、電解液和陰極層在多孔燒結(jié)塊表面上連續(xù)形成。陽極端子連接到電容器元件的陽極引線。陰極端子連接到陰極層。殼體材料覆蓋了所述端子和電容器元件。所述方法包括下列步驟準(zhǔn)備好用作陽極端子的一系列構(gòu)件，其中第一板狀件通過第二板狀件連接到第三板狀件；使所述一系列構(gòu)件成形，第一和第三板狀件相交形成字母T的形狀，第一板狀件延伸到所述陽極引線；和所述第二和第三板狀件設(shè)置成第三板狀件的一個表面暴露于所述殼體材料外，用作固態(tài)電解電容的固定表面。
另外，根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種制造固態(tài)電解電容的方法。所述電解電容包括電容器元件、陽極端子、陰極端子和殼體材料。電容器元件包括包括由閥作用金屬制成的多孔燒結(jié)塊，其具有一端暴露在外的正極引線；電介質(zhì)、電解液和陰極層在多孔燒結(jié)塊表面上連續(xù)形成。陽極端子連接到所述電容器元件的陽極引線。陰極端子連接到所述陰極層。殼體材料覆蓋了所述端子和電容器元件。所述方法包括下列步驟形成所述陽極端子，所述第一板狀件的一端表面與所述陽極引線形成接頭，并沿正交方向從所述接頭朝固定表面延伸；第二板狀件在所述固定表面彎曲大約90度，朝陰極延伸；和第三板狀件在所述固定表面的一端通過彎曲大約180度朝陽極折回。所述第三板狀件朝所述陽極延伸到所述殼體材料的端表面，在所述殼體材料的端表面正交地進(jìn)行切割，形成切割部分，其形成了所述陽極端子的另一端表面；和壓力焊接所述第二和第三板狀件使之形成整體。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的表面固定型固態(tài)電解電容示例的截面圖；圖2是顯示現(xiàn)有技術(shù)的另一個表面固定型固態(tài)電解電容示例的截面圖，顯示出底部電極結(jié)構(gòu)型固態(tài)電解電容；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的固態(tài)電解電容的截面圖；圖4是顯示形成圖3的固態(tài)電解電容的陽極端子的方法的截面圖；圖5是形成根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的固態(tài)電解電容的陽極端子的方法的截面圖。
參考圖1，相關(guān)技術(shù)1的固態(tài)電解電容7包括電容器元件9，連接到電容器元件9的引線11的陽極端子13，和通過導(dǎo)電膠15設(shè)置到電容器元件9外周邊的陰極端子17。固態(tài)電解電容7的周邊被殼體材料19覆蓋，如塑料材料。所形成的陰極端子17和陽極端子13沿殼體材料19的表面暴露于外。
電容器元件9的制造如下所述。舉例來說，對設(shè)置在鉭絲材料周圍的粉末進(jìn)行壓制，其中鉭是一種閥作用金屬。所形成的材料在真空中進(jìn)行燒結(jié)，形成陽極體。對陽極體進(jìn)行陽極氧化，從而形成氧化鉭。接下來，將得到的陽極體浸入電解液中，例如氮化錳的水溶液，進(jìn)行熱分解，形成二氧化錳層。
接下來，將得到的陽極體置入石墨中并用石墨覆蓋，其周邊用銀粉糊涂復(fù)。因此，鉭絲材料的引線用作陽極，銀粉糊的一側(cè)用作陰極部分。
參考圖2，相關(guān)技術(shù)2或3的表面固定型固態(tài)電解電容被稱作“底部電極結(jié)構(gòu)型固態(tài)電解電容”。在底部電極結(jié)構(gòu)型固態(tài)電解電容21中，陰極端子17和陽極端子23只設(shè)置在產(chǎn)品的固定表面。電容器元件9用導(dǎo)電膠15粘接到陰極端子17。陽極引線11通過陽極連接件25連接到陽極端子23。采用如焊接或?qū)щ娔z15的方法來連接陽極連接線或引線11、陽極連接件25和陽極端子23中的相鄰元件。數(shù)字19表示殼體材料。
現(xiàn)在，將通過參考附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)的介紹。第一實施例參考圖3，在根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的固態(tài)電解電容28中，電容器元件9通過導(dǎo)電膠15連接到陰極端子17。此外，從電容器元件9引出的陽極引線11通過某種工藝如焊接連接到彎曲的陽極部分29的端部(第一端)，其中陽極部分29是陽極端子27的第一板狀件。所用電容器元件9的結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)2和3的結(jié)構(gòu)類似。
陰極端子17包括陰極連接部分17a，其是第四板狀件；和底部電極部分17b，其是第五板狀件；兩個板狀件通過其間的互聯(lián)部分17c形成臺階，并互相平行。陰極連接部分17a的上表面通過導(dǎo)電膠15在電容器元件9的外周邊連接到陰極部分。另一方面，底部電極部分17b的底表面暴露于殼體材料19之外，形成固定表面。
如圖4清楚地顯示，陽極端子27具有字母T的形狀，所形成的彎曲的陽極部分29和所謂底部電極部分31以直角相交，其中作為第三板狀件的底部電極部分通過作為第二板狀件的連通部分37與彎曲的陽極部分29連接，并沿固定表面延伸。本文中，彎曲的陽極部分29的上和下端分別稱作“第一和第二端”，連通部分37的左和右端是“第三和第四端”，底部電極部分31的右和左端是“第五和第六端”。
底部電極部分31包括形成了平面表面的固定表面?zhèn)炔糠?5，其通過在作為第五和第四端之間界面部分的彎曲部33進(jìn)行彎曲180度而成；和連通部分37，其設(shè)置成與固定表面?zhèn)炔糠?5相對。第三端是連通部分37的遠(yuǎn)端，與彎曲的陽極部分29的第二端連通，陽極部分29正交地彎曲是直立的。此外，T形陽極端子27是用單個金屬板通過壓力加工和彎曲加工而形成，即使在字母T的相交點處也沒有連接部分。
再參考圖4，為了形成固態(tài)電解電容的陽極端子27，單個金屬板通過壓力模制彎曲大約90度，如箭頭39所示。彎曲的陽極部分29通過彎曲形成。接下來，將金屬板再彎曲180度，如箭頭41所示。固定表面的端子部分通過彎曲而形成。最后，所有的彎曲部分要經(jīng)過擠壓加工，如箭頭43所示。因此，兩個板狀部分通過180度的彎曲互相層迭，其厚度減少到是原來板厚的大約1到1.3倍。由于進(jìn)行了擠壓加工，可防止陽極端子27與陰極15在電容器元件9的外周邊接觸。
上面介紹的陽極端子27的制造過程完全是通過一系列的壓力加工進(jìn)行的。壓力加工制造具有的優(yōu)點是工件的尺寸精度較高，故可以進(jìn)行微型制造。并且，由于壓力加工具有很高的生產(chǎn)率，適合于大規(guī)模生產(chǎn)，能降低生產(chǎn)成本。
在本發(fā)明的第一實施例中，陽極端子27具有字母T的形狀，這樣，現(xiàn)有技術(shù)的底部電極端子型電解電容所要求的陽極連接件就不再是必需的。因此，只有一個連接位置就夠了，而連接可靠性不會降低。因此，底部電極型固態(tài)電解電容可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的表面固定型的態(tài)電解電容的高質(zhì)量。所以可以實現(xiàn)電容器的小尺寸和大容量。此外，端子表面可以設(shè)置在陽極和陰極端的側(cè)表面，以便在將電容器固定到基片的操作中可形成圓角。第二實施例參考圖5，根據(jù)第二實施例的固態(tài)電解電容的結(jié)構(gòu)，除陽極端子部分外，與第一實施例的固態(tài)電解電容相同。在根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的陽極端子45中，部分端子表面，即固定表面?zhèn)炔糠?5和連通部分37的相對表面，在陽極端子進(jìn)行壓力加工之前涂復(fù)了樹脂薄膜47。樹脂薄膜47施加到兩個部分35和37的表面，通過擠壓加工壓力焊接到一起，這樣可增強(qiáng)連接表面的密封性和連接強(qiáng)度。選作樹脂薄膜47的樹脂應(yīng)當(dāng)柔軟和有韌性，其通過加熱或類似方式進(jìn)行固定，要具有很高的粘合性。這種樹脂，例如，可采用丙烯酸樹脂，但對樹脂沒有限定。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)電解電容，使用了具有字母T形狀和用單個金屬板模制成的陽極端子，陽極連接只在一個位置進(jìn)行，連接了陽極引線和陽極端子的彎曲的陽極部分，使底部電極結(jié)構(gòu)的尺寸較小和較大電容量的優(yōu)點可以實現(xiàn)，且不降低連接的可靠性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)電解電容，陽極端子是通過壓力加工來制造，可實現(xiàn)微型制造和大規(guī)模生產(chǎn)，使陽極端子的尺寸精度優(yōu)良，陽極端子可以低成本穩(wěn)定地大量生產(chǎn)。因此，該電容器可降低大規(guī)模生產(chǎn)的成本和在大規(guī)模生產(chǎn)時有穩(wěn)定的質(zhì)量。
本發(fā)明已通過特別顯示的實施例進(jìn)行了說明。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明是不限于上面所介紹的實施例的，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍的情況下可進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)電解電容，包括電容器元件，包括由閥作用金屬制成的多孔燒結(jié)塊，其具有正極引線；電介質(zhì)、電解液和陰極層在所述多孔燒結(jié)塊表面連續(xù)形成；陽極端子，連接到所述電容器元件的陽極引線；陰極端子，連接到所述陰極層；和殼體材料，覆蓋所述端子和所述電容器元件；其中，所述陽極端子包括第一板狀件，其具有第一和第二端；第二板狀件，其具有第三和第四端；和第三板狀件，其具有第五和第六端；所述第一、第二和第三板狀件由連續(xù)構(gòu)件形成，所述第三板狀件具有暴露于所述殼體材料外的表面，并由互相連通的所述第五和第六端形成固定表面，其另一個表面相對于所述暴露表面；所述第一板狀件的第一端設(shè)置成接近或?qū)铀隽硪粋€表面，與所述第三板狀件相交形成字母T的形狀；所述第一板狀件的第二端延伸并連接到所述陽極引線，所述第二端和所述第四端分別連接到所述第三端和所述第五端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)電解電容，其特征在于，所述第二板狀件設(shè)置成比所述第三板狀件更靠近所述陰極層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)電解電容，其特征在于，所述陽極端子是由單個金屬板形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)電解電容，其特征在于，所述陰極端子包括第四板狀件和第五板狀件，所述板狀件的內(nèi)端分別連接到互聯(lián)部分，通過所述互聯(lián)部分形成臺階，并且互相平行，所述第四板狀件的一個表面連接到所述陰極層，而所述第五板狀件的一個表面遠(yuǎn)離所述陰極層，形成了暴露于所述殼體材料外的固定表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)電解電容，其特征在于，所述第五板狀件相對所述第四板狀件沿離開所述陽極端子的方向延伸。
6.一種固態(tài)電解電容，包括電容器元件，包括由閥作用金屬制成的多孔燒結(jié)塊，其具有正極引線，所述引線一端暴露于外部；電介質(zhì)、電解液和陰極層在多孔燒結(jié)壓表面連續(xù)形成；陽極端子，連接到所述電容器元件的陽極引線；陰極端子，連接到所述陰極層；和殼體材料，覆蓋所述端子和所述電容器元件；其中，所述陽極端子包括第一板狀件，其一端表面與所述陽極引線形成接頭，沿正交方向從所述接頭朝固定表面延伸；第二板狀件，其在所述固定表面彎曲大約90度，朝陰極延伸；和第三板狀件，在所述固定表面的一側(cè)通過彎曲大約180度朝所述陽極折回；所述第三板狀件朝所述陽極延伸到所述殼體材料的端面，在所述殼體材料的端面正交地進(jìn)行切割，以形成切割部分，構(gòu)成所述陽極端子的另一個端面；所述第二和第三板狀件通過壓力焊接形成整體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)電解電容，其特征在于，所述第二和第三板狀件上形成樹脂薄膜，所述第二和第三板狀件通過樹脂薄膜利用壓力焊接連接到一起。
8.一種制造固態(tài)電解電容的方法，所述電解電容包括電容器元件，包括由閥作用金屬制成的多孔燒結(jié)塊，其具有正極引線；電介質(zhì)、電解液和陰極層在多孔燒結(jié)塊表面上連續(xù)形成；陽極端子，連接到所述電容器元件的陽極引線；陰極端子，連接到所述陰極層；殼體材料，覆蓋所述端子和所述電容器元件；所述方法包括下列步驟準(zhǔn)備好用作所述陽極端子的一系列構(gòu)件，其中第一板狀件通過第二板狀件連接到第三板狀件；使所述一系列構(gòu)件成形，所述第一和第三板狀件相交形成字母T的形狀，所述第一板狀件延伸到所述陽極引線；和所述第二和第三板狀件設(shè)置成所述第三板狀件的一個表面暴露于所述殼體材料外，用作所述固態(tài)電解電容的固定表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造固態(tài)電解電容的方法，其特征在于，所述第二板狀件設(shè)置成比所述第三板狀件更接近所述陰極。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造固態(tài)電解電容的方法，其特征在于，所述陽極端子由單個金屬板形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造固態(tài)電解電容的方法，其特征在于，所述陰極端子由第四板狀件和第五板狀件形成，所述板狀件的內(nèi)端分別連接到互聯(lián)部分，通過所述互聯(lián)部分形成臺階，并且互相平行，所述第四板狀件的一個表面連接到所述陰極層，而所述第五板狀件的一個表面遠(yuǎn)離所述陰極層，形成暴露于所述殼體材料外的固定表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造固態(tài)電解電容的方法，其特征在于，所述第五板狀件相對所述第四板狀件沿離開所述陽極端子的方向延伸。
13.一種制造固態(tài)電解電容的方法，所述電解電容包括電容器元件，包括由閥作用金屬制成的多孔燒結(jié)塊，其具有正極引線，所述引線的一端暴露在外；電介質(zhì)、電解液和陰極層在多孔燒結(jié)塊表面上連續(xù)形成；陽極端子，連接到所述電容器元件陽極引線；陰極端子，連接到所述陰極層；殼體材料，覆蓋所述端子和所述電容器元件；所述方法包括下列步驟形成所述陽極端子，所述第一板狀件的一端表面與所述陽極引線形成接頭，并沿正交方向從所述接頭朝固定表面延伸；所述第二板狀件在所述固定表面彎曲大約90度，朝陰極延伸；和第三板狀件在所述固定表面的一端通過彎曲大約180度朝陽極折回；所述第三板狀件朝所述陽極延伸到所述殼體材料的端表面；在所述殼體材料的端表面正交地切割，形成切割部分，其形成了所述陽極端子的另一端表面；和壓力焊接所述第二和第三板狀件使之形成整體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造固態(tài)電解電容的方法，其特征在于，在所述第二和第三板狀件上形成樹脂薄膜，所述第二和第三板狀件利用壓力焊接通過樹脂薄膜連接到一起。
全文摘要
在固態(tài)電解電容中，陽極端子(圖3中的27)具有兩個板狀件互相以直角相交的T形部分。兩個板狀件中的一個暴露于固態(tài)電解電容的固定表面，而另一個與陽極引線(11)正交。兩個板狀件由一系列連續(xù)的構(gòu)件組成。
文檔編號H01G13/00GK1479329SQ03133169
公開日2004年3月3日 申請日期2003年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日
發(fā)明者佐野光范, 向野節(jié), 吉田一人, 鈴木高繁, 人, 繁 申請人:Nec東金株式會社