CN1479329A - 一种固态电解电容 - Google Patents

Abstract

在固态电解电容中，阳极端子(图3中的27)具有两个板状件互相以直角相交的T形部分。两个板状件中的一个暴露于固态电解电容的固定表面，而另一个与阳极引线(11)正交。两个板状件由一系列连续的构件组成。

Description

一种固态电解电容

本发明申请要求具有日本专利申请JP 2002-212492的优先权，其公开内容在本文中参考引用。

发明领域

本发明涉及一种固态电解电容的结构。具体地，涉及电极端子的形状和形成方法。

背景技术

随着电子装置的小型化，已经采用了固态电解电容表面固定。并且经常采用可表面固定的芯片型固态电解电容。

现有技术(下面称作“相关技术1”)的固态电解电容包括电容器元件，连接到电容器元件的阳极引线的阳极端子，和通过导电胶设置在电容器元件外周边的阴极端子。固态电解电容的周边覆盖有壳体材料，比如塑料材料。所形成的阴极端子和阳极端子沿壳体材料的表面暴露于外。

此外，近年来随着电子装置尺寸不断变小和性能不断提高，要求电容器具有更小的尺寸和更大的电容量。对此，已经开发出底部电极结构型产品，其中电极端子设置在产品的固定表面，因此使得电容器的内部结构更有效，可更多地增加电容器元件的容量(可参见日本专利JP-A-2001-267180和JP-A-2001-110676，这两个专利下面分别称作“相关技术2和3”)。

在底部电极结构型固态电解电容中，阴极端子和阳极端子只设置在产品的固定表面。电容器元件通过导电胶连接到阴极端子。阳极引线通过阳极连接件连接到阳极端子。焊接、导电胶或类似方法用于连接阳极连接件、阳极端子和阳极连接线或引线中相邻的元件。

然而，传统的表面固定型固态电解电容的结构存在的问题有，其要求较大的空间来连接电容器元件和阳极端子及阴极端子，所以电容器元件的体积不能很大。

要求较大空间的原因在于阳极端子和阴极端子是平行连接的，必须有将阳极端子从阳极的连接部分引出到壳体材料外的空间。另外，在连接阴极端子和电容器元件时，也要求有将阴极端子从连接部分引出到壳体材料外的空间。由于阳极端子和阴极端子引出所需的空间并不对电容器的电容量有所贡献，而成为减少电容器的尺寸和增加电容量的负面因素。

另一方面，最新的底部电极结构型固态电解电容存在的问题是其电连接的可靠性低。其原因是阳极连接件用于中继阳极引线和阳极端子之间的连接，故要在两个位置进行连接。在传统的表面固定型电容器中，阳极连接只在阳极引线和阳极端子中的一个位置进行，所以底部电极结构型电容器的连接可靠性较低。

此外，底部电极结构型固态电解电容还要求产品固定在基片后其侧表面上端子部分的焊料有润湿凸起(wet bump)，其在下面称作“圆角”。因此，在传统的表面固定型固态电解电容和现有技术的底部电极型固态电解电容中，为了形成圆角，端子设置成部分端子在阳极和阴极的方向上暴露于产品的侧表面，以便保证焊料的润湿性。即，需要在固态电解电容上对要形成圆角的端子进行排列。

发明内容

本发明的目的是提供一种芯片型固态电解电容，其在不降低连接可靠性的条件下，可实现较小尺寸和较大电容量。

本发明的另一个目的是提供一种芯片型固态电解电容，其端子排列适合形成圆角。

根据本发明，在底部电极结构型固态电解电容中，其电容器元件的体积可设定得较大，阳极端子具有字母T的形状，T形端子是通过对单个金属板进行弯曲和挤压加工而形成的。

更具体地，根据本发明的第一方面，提供了一种固态电解电容，其包括电容器元件、阳极端子、阴极端子和壳体金属。电容器元件包括由阀作用金属制成的多孔烧结块，其具有正极引线；电介质，电解液和阴极层在所述多孔烧结块表面连续形成。阳极端子连接到电容器元件的阳极引线。阴极端子连接到所述阴极层。壳体材料覆盖端子和电容器元件。

在固态电解电容中，阳极端子包括第一板状件、第二板状件和第三板状件。第一板状件具有第一和第二端。第二板状件具有第三和第四端。第三板状件具有第五和第六端。第三板状件保持第五和第六端连通。第三板状件的一个表面暴露于壳体材料外，并形成固定表面。其另一个表面相对于暴露表面。所述第一板状件的第一端设置成接近或对接所述另一个表面，与第三板状件相交形成字母T的形状。所述第一板状件的第二端延伸并连接到阳极引线。所述第二端和所述第四端分别连接到所述第三端和所述第五端。第一、第二和第三板状件由连续构件形成。

此外，根据本发明的第二方面，提供了一种固态电解电容，其包括电容器元件，电容器元件具有正极引线，所述引线一端暴露于外部；其中电介质，电解液，和阴极层在阀作用金属制成的多孔烧结块表面连续形成。固态电解电容还包括连接到电容器元件的阳极引线的阳极端子，连接到阴极层的阴极端子，和覆盖所述端子和所述电容器元件的壳体材料。在固态电解电容中，所述阳极端子包括第一板状件，第二板状件和第三板状件。第一板状件的一端表面与所述阳极引线形成接头，沿正交方向从所述接头朝固定表面延伸。第二板状件在所述固定表面弯曲大约90度，朝阴极延伸。第三板状件在所述固定表面的一侧通过弯曲大约180度朝所述阳极折回。第三板状件朝所述阳极延伸到壳体材料的端面，在壳体材料的端面正交地进行切割，以形成切割部分，构成所述阳极端子的另一个端面；所述第二和第三板状件通过压力焊接形成整体。

此外根据本发明的第三方面，提供了一种制造固态电解电容的方法，电解电容包括电容器元件、阳极端子、阴极端子和壳体材料。电容器元件包括多孔烧结块，电介质，电解液，阴极层。多孔烧结压块由阀作用金属制成并具有阳极引线。电介质、电解液和阴极层在多孔烧结块表面上连续形成。阳极端子连接到电容器元件的阳极引线。阴极端子连接到阴极层。壳体材料覆盖了所述端子和电容器元件。所述方法包括下列步骤：准备好用作阳极端子的一系列构件，其中第一板状件通过第二板状件连接到第三板状件；使所述一系列构件成形，第一和第三板状件相交形成字母T的形状，第一板状件延伸到所述阳极引线；和所述第二和第三板状件设置成第三板状件的一个表面暴露于所述壳体材料外，用作固态电解电容的固定表面。

另外，根据本发明的第四方面，提供了一种制造固态电解电容的方法。所述电解电容包括电容器元件、阳极端子、阴极端子和壳体材料。电容器元件包括包括由阀作用金属制成的多孔烧结块，其具有一端暴露在外的正极引线；电介质、电解液和阴极层在多孔烧结块表面上连续形成。阳极端子连接到所述电容器元件的阳极引线。阴极端子连接到所述阴极层。壳体材料覆盖了所述端子和电容器元件。所述方法包括下列步骤：形成所述阳极端子，所述第一板状件的一端表面与所述阳极引线形成接头，并沿正交方向从所述接头朝固定表面延伸；第二板状件在所述固定表面弯曲大约90度，朝阴极延伸；和第三板状件在所述固定表面的一端通过弯曲大约180度朝阳极折回。所述第三板状件朝所述阳极延伸到所述壳体材料的端表面，在所述壳体材料的端表面正交地进行切割，形成切割部分，其形成了所述阳极端子的另一端表面；和压力焊接所述第二和第三板状件使之形成整体。

附图说明

图1是现有技术的表面固定型固态电解电容示例的截面图；

图2是显示现有技术的另一个表面固定型固态电解电容示例的截面图，显示出底部电极结构型固态电解电容；

图3是根据本发明的第一实施例的固态电解电容的截面图；

图4是显示形成图3的固态电解电容的阳极端子的方法的截面图；

图5是形成根据本发明的第二实施例的固态电解电容的阳极端子的方法的截面图。

具体实施方式

在介绍本发明的优选实施例之前，先参考附图介绍现有技术的固态电解电容，以便于理解本发明。

参考图1，相关技术1的固态电解电容7包括电容器元件9，连接到电容器元件9的引线11的阳极端子13，和通过导电胶15设置到电容器元件9外周边的阴极端子17。固态电解电容7的周边被壳体材料19覆盖，如塑料材料。所形成的阴极端子17和阳极端子13沿壳体材料19的表面暴露于外。

电容器元件9的制造如下所述。举例来说，对设置在钽丝材料周围的粉末进行压制，其中钽是一种阀作用金属。所形成的材料在真空中进行烧结，形成阳极体。对阳极体进行阳极氧化，从而形成氧化钽。接下来，将得到的阳极体浸入电解液中，例如氮化锰的水溶液，进行热分解，形成二氧化锰层。

接下来，将得到的阳极体置入石墨中并用石墨覆盖，其周边用银粉糊涂复。因此，钽丝材料的引线用作阳极，银粉糊的一侧用作阴极部分。

参考图2，相关技术2或3的表面固定型固态电解电容被称作“底部电极结构型固态电解电容”。在底部电极结构型固态电解电容21中，阴极端子17和阳极端子23只设置在产品的固定表面。电容器元件9用导电胶15粘接到阴极端子17。阳极引线11通过阳极连接件25连接到阳极端子23。采用如焊接或导电胶15的方法来连接阳极连接线或引线11、阳极连接件25和阳极端子23中的相邻元件。数字19表示壳体材料。

现在，将通过参考附图对本发明的实施例进行详细的介绍。第一实施例

参考图3，在根据本发明的第一实施例的固态电解电容28中，电容器元件9通过导电胶15连接到阴极端子17。此外，从电容器元件9引出的阳极引线11通过某种工艺如焊接连接到弯曲的阳极部分29的端部(第一端)，其中阳极部分29是阳极端子27的第一板状件。所用电容器元件9的结构与相关技术2和3的结构类似。

阴极端子17包括阴极连接部分17a，其是第四板状件；和底部电极部分17b，其是第五板状件；两个板状件通过其间的互联部分17c形成台阶，并互相平行。阴极连接部分17a的上表面通过导电胶15在电容器元件9的外周边连接到阴极部分。另一方面，底部电极部分17b的底表面暴露于壳体材料19之外，形成固定表面。

如图4清楚地显示，阳极端子27具有字母T的形状，所形成的弯曲的阳极部分29和所谓底部电极部分31以直角相交，其中作为第三板状件的底部电极部分通过作为第二板状件的连通部分37与弯曲的阳极部分29连接，并沿固定表面延伸。本文中，弯曲的阳极部分29的上和下端分别称作“第一和第二端”，连通部分37的左和右端是“第三和第四端”，底部电极部分31的右和左端是“第五和第六端”。

底部电极部分31包括形成了平面表面的固定表面侧部分35，其通过在作为第五和第四端之间界面部分的弯曲部33进行弯曲180度而成；和连通部分37，其设置成与固定表面侧部分35相对。第三端是连通部分37的远端，与弯曲的阳极部分29的第二端连通，阳极部分29正交地弯曲是直立的。此外，T形阳极端子27是用单个金属板通过压力加工和弯曲加工而形成，即使在字母T的相交点处也没有连接部分。

再参考图4，为了形成固态电解电容的阳极端子27，单个金属板通过压力模制弯曲大约90度，如箭头39所示。弯曲的阳极部分29通过弯曲形成。接下来，将金属板再弯曲180度，如箭头41所示。固定表面的端子部分通过弯曲而形成。最后，所有的弯曲部分要经过挤压加工，如箭头43所示。因此，两个板状部分通过180度的弯曲互相层迭，其厚度减少到是原来板厚的大约1到1.3倍。由于进行了挤压加工，可防止阳极端子27与阴极15在电容器元件9的外周边接触。

上面介绍的阳极端子27的制造过程完全是通过一系列的压力加工进行的。压力加工制造具有的优点是工件的尺寸精度较高，故可以进行微型制造。并且，由于压力加工具有很高的生产率，适合于大规模生产，能降低生产成本。

在本发明的第一实施例中，阳极端子27具有字母T的形状，这样，现有技术的底部电极端子型电解电容所要求的阳极连接件就不再是必需的。因此，只有一个连接位置就够了，而连接可靠性不会降低。因此，底部电极型固态电解电容可以实现传统的表面固定型的态电解电容的高质量。所以可以实现电容器的小尺寸和大容量。此外，端子表面可以设置在阳极和阴极端的侧表面，以便在将电容器固定到基片的操作中可形成圆角。第二实施例

参考图5，根据第二实施例的固态电解电容的结构，除阳极端子部分外，与第一实施例的固态电解电容相同。在根据本发明的第二实施例的阳极端子45中，部分端子表面，即固定表面侧部分35和连通部分37的相对表面，在阳极端子进行压力加工之前涂复了树脂薄膜47。树脂薄膜47施加到两个部分35和37的表面，通过挤压加工压力焊接到一起，这样可增强连接表面的密封性和连接强度。选作树脂薄膜47的树脂应当柔软和有韧性，其通过加热或类似方式进行固定，要具有很高的粘合性。这种树脂，例如，可采用丙烯酸树脂，但对树脂没有限定。

如上所述，根据本发明的固态电解电容，使用了具有字母T形状和用单个金属板模制成的阳极端子，阳极连接只在一个位置进行，连接了阳极引线和阳极端子的弯曲的阳极部分，使底部电极结构的尺寸较小和较大电容量的优点可以实现，且不降低连接的可靠性。

此外，根据本发明的固态电解电容，阳极端子是通过压力加工来制造，可实现微型制造和大规模生产，使阳极端子的尺寸精度优良，阳极端子可以低成本稳定地大量生产。因此，该电容器可降低大规模生产的成本和在大规模生产时有稳定的质量。

本发明已通过特别显示的实施例进行了说明。应当理解本发明是不限于上面所介绍的实施例的，所属领域的技术人员在不脱离本发明的精神实质和范围的情况下可进行各种变化和改进。

Claims (14)

1.一种固态电解电容，包括：

电容器元件，包括由阀作用金属制成的多孔烧结块，其具有正极引线；电介质、电解液和阴极层在所述多孔烧结块表面连续形成；

阳极端子，连接到所述电容器元件的阳极引线；

阴极端子，连接到所述阴极层；和

壳体材料，覆盖所述端子和所述电容器元件；

其中，所述阳极端子包括第一板状件，其具有第一和第二端；第二板状件，其具有第三和第四端；和第三板状件，其具有第五和第六端；所述第一、第二和第三板状件由连续构件形成，所述第三板状件具有暴露于所述壳体材料外的表面，并由互相连通的所述第五和第六端形成固定表面，其另一个表面相对于所述暴露表面；所述第一板状件的第一端设置成接近或对接所述另一个表面，与所述第三板状件相交形成字母T的形状；所述第一板状件的第二端延伸并连接到所述阳极引线，所述第二端和所述第四端分别连接到所述第三端和所述第五端。

2.根据权利要求1所述的固态电解电容，其特征在于，所述第二板状件设置成比所述第三板状件更靠近所述阴极层。

3.根据权利要求1所述的固态电解电容，其特征在于，所述阳极端子是由单个金属板形成。

4.根据权利要求1所述的固态电解电容，其特征在于，所述阴极端子包括第四板状件和第五板状件，所述板状件的内端分别连接到互联部分，通过所述互联部分形成台阶，并且互相平行，所述第四板状件的一个表面连接到所述阴极层，而所述第五板状件的一个表面远离所述阴极层，形成了暴露于所述壳体材料外的固定表面。

5.根据权利要求4所述的固态电解电容，其特征在于，所述第五板状件相对所述第四板状件沿离开所述阳极端子的方向延伸。

6.一种固态电解电容，包括：

电容器元件，包括由阀作用金属制成的多孔烧结块，其具有正极引线，所述引线一端暴露于外部；电介质、电解液和阴极层在多孔烧结压表面连续形成；

阳极端子，连接到所述电容器元件的阳极引线；

阴极端子，连接到所述阴极层；和

壳体材料，覆盖所述端子和所述电容器元件；

其中，所述阳极端子包括：

第一板状件，其一端表面与所述阳极引线形成接头，沿正交方向从所述接头朝固定表面延伸；

第二板状件，其在所述固定表面弯曲大约90度，朝阴极延伸；和

第三板状件，在所述固定表面的一侧通过弯曲大约180度朝所述阳极折回；

所述第三板状件朝所述阳极延伸到所述壳体材料的端面，在所述壳体材料的端面正交地进行切割，以形成切割部分，构成所述阳极端子的另一个端面；

所述第二和第三板状件通过压力焊接形成整体。

7.根据权利要求6所述的固态电解电容，其特征在于，所述第二和第三板状件上形成树脂薄膜，所述第二和第三板状件通过树脂薄膜利用压力焊接连接到一起。

8.一种制造固态电解电容的方法，所述电解电容包括：电容器元件，包括由阀作用金属制成的多孔烧结块，其具有正极引线；电介质、电解液和阴极层在多孔烧结块表面上连续形成；阳极端子，连接到所述电容器元件的阳极引线；阴极端子，连接到所述阴极层；壳体材料，覆盖所述端子和所述电容器元件；所述方法包括下列步骤：

准备好用作所述阳极端子的一系列构件，其中第一板状件通过第二板状件连接到第三板状件；

使所述一系列构件成形，所述第一和第三板状件相交形成字母T的形状，所述第一板状件延伸到所述阳极引线；和

所述第二和第三板状件设置成所述第三板状件的一个表面暴露于所述壳体材料外，用作所述固态电解电容的固定表面。

9.根据权利要求8所述的制造固态电解电容的方法，其特征在于，所述第二板状件设置成比所述第三板状件更接近所述阴极。

10.根据权利要求8所述的制造固态电解电容的方法，其特征在于，所述阳极端子由单个金属板形成。

11.根据权利要求8所述的制造固态电解电容的方法，其特征在于，所述阴极端子由第四板状件和第五板状件形成，所述板状件的内端分别连接到互联部分，通过所述互联部分形成台阶，并且互相平行，所述第四板状件的一个表面连接到所述阴极层，而所述第五板状件的一个表面远离所述阴极层，形成暴露于所述壳体材料外的固定表面。

12.根据权利要求11所述的制造固态电解电容的方法，其特征在于，所述第五板状件相对所述第四板状件沿离开所述阳极端子的方向延伸。

13.一种制造固态电解电容的方法，所述电解电容包括：电容器元件，包括由阀作用金属制成的多孔烧结块，其具有正极引线，所述引线的一端暴露在外；电介质、电解液和阴极层在多孔烧结块表面上连续形成；阳极端子，连接到所述电容器元件阳极引线；阴极端子，连接到所述阴极层；壳体材料，覆盖所述端子和所述电容器元件；所述方法包括下列步骤：

形成所述阳极端子，所述第一板状件的一端表面与所述阳极引线形成接头，并沿正交方向从所述接头朝固定表面延伸；所述第二板状件在所述固定表面弯曲大约90度，朝阴极延伸；和第三板状件在所述固定表面的一端通过弯曲大约180度朝阳极折回；

所述第三板状件朝所述阳极延伸到所述壳体材料的端表面；

在所述壳体材料的端表面正交地切割，形成切割部分，其形成了所述阳极端子的另一端表面；和

压力焊接所述第二和第三板状件使之形成整体。

14.根据权利要求13所述的制造固态电解电容的方法，其特征在于，在所述第二和第三板状件上形成树脂薄膜，所述第二和第三板状件利用压力焊接通过树脂薄膜连接到一起。

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