CN100440395C - 芯片式电容及其制造方法以及模制模具 - Google Patents
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Abstract
一种芯片式电容，其包括电容元件、覆盖整个该电容元件的封装树脂、阳极端子、以及阴极端子，该阳极端子具有基部和竖直部分，该基部的底表面暴露在该封装树脂的安装表面上，该竖直部分垂直于该基部并且具有连接到该基部上的一个端部以及焊接到阳极引线上的另一端部，该阴极端子通过导电粘合剂固定在电容元件上，以便在该封装树脂的该安装表面上暴露底表面。凹进部分形成在该封装树脂的每一相面对的侧表面上，由此使得该阳极端子和该阴极端子中的每一个端子的与该底表面相对的顶表面部分地暴露，以便形成从该封装树脂中暴露出来的端子暴露部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有树脂封装结构的芯片式电容、一种制造该芯片式电容的方法、以及一种模制模具。
背景技术
现有的这种形式的芯片式电容包括电容元件、阳极端子、阴极端子、和覆盖这些部件的封装树脂。
电容元件通过以下方式制成，即，制备阀作用金属粉末，将阳极引线埋入该粉末中，以便其一个端部从粉末中引出，模制并烧结该粉末，以便形成多孔的阳极主体，在阳极主体上使用已知技术形成电介氧化膜，以及随后在该电介氧化膜的表面上形成电解质层和阴极层。另外，阳极端子具有基部和垂直于该基部的竖直部分，该基部的底表面暴露在封装树脂的安装表面上。从电容元件中引出的该阳极引线通过已知技术例如激光焊接从而连接到阳极端子的竖直部分上。另一方面，阴极端子通过导电粘合剂连接并固定到电容元件的阴极层上，以便阴极端子的底表面暴露在安装表面上。封装树脂通过连续送料模制成型，以便覆盖整个电容元件以及电容元件与阳极端子和阴极端子中的每一个之间的连接部。随后，该封装树脂与阳极端子和阴极端子一起通过切割从而被切成所需的外尺寸。这样，形成了该芯片式电容。
现有的芯片式电容在电容元件与阳极端子和阴极端子中的每一个之间的连接结构的方面是简单的。因此，可相对于封装树脂改进电容元件的容纳体积的效率。所以，该芯片式电容可在尺寸和厚度上减小，但电容量仍较大，以便满足近来对于小尺寸、薄型面、和重量轻可携带的设备的要求，该设备例如为移动电话。
在该现有的芯片式电容中，阳极端子和阴极端子的部段暴露在电容的侧表面上。当该电容安装在底衬上时，必须实施用于在阳极端子和阴极端子的部段上镀覆金属的镀覆过程，以便确保在阳极端子和阴极端子的部段上的焊料的浸润性(以下称为“填料条(fillet)”)。该镀覆过程的应用导致制造成本增加并且制造时间(交付周期)也增加。另外，如果在例如去油脂、镀覆、清洗、防锈的一系列镀覆过程中液体泄漏到封装树脂的内部，则将损害电容的电特性和可靠性。
在芯片式电容的安装过程中，电容通常安装在形成于底衬上的焊接区上，并且随后通过回流焊接来进行焊接。同时，由于焊料的表面张力，因此产生了所谓的曼哈顿现象或墓碑现象，从而出现其中一个端子从底衬上竖立且垂直于底衬。特别是，这种现象很可能出现在较小尺寸且重量较轻的芯片中。因此，重要且必要的是，形成用于改善安装姿态的稳定性的填料条。
为了克服上述问题，JP-A-No.2001-291641和2002-43175(以下称为对比文件1和2)描述了形成填料条的第一和第二常规方法，并且在端子切割之后没有进行镀覆过程。
在对比文件1所述的第一常规方法中，阳极端子和阴极端子分别设置有端子弯曲部分，以便使得焊料进入到弯曲部分下面的空间中，由此形成填料条。
在对比文件2所述的第二常规方法中，阳极端子的一部分和阴极端子的一部分分别突起，以形成端子竖直部分，该竖直部分暴露在外表面上，即封装树脂的侧表面上。填料条形成在竖直部分处。
然而，在对比文件1和2所述的芯片式电容中，引导框架(条形金属板)必须预先进行复杂的加工，以便微弯曲每一端子的一部分。这导致了成本的增加。因为端子弯曲部分和端子竖直部分中的每一个的表面没有由模制模具的上模和下模夹紧并且没有压紧，所以树脂可能侵入并粘接到端子的表面上。当电容安装在底衬上时，这种树脂的侵入和粘接是防止填料条的形成。
另外，为了防止树脂的粘接，引入另外的制造步骤是必需，例如在模制之后在端子上粘接掩模带或开槽的步骤。这导致制造成本的增加。在安装之后，填料条从电容的外轮廓向内形成，因此从上面观察的可视性较差。特别是，由于安装的高密度，在电容安装在底衬上之后，检查比较困难。
发明内容
因此，本发明的一目的在于，提供一种芯片式电容，其能够形成对于稳定安装姿态来说是重要且必要的填料条，并不需要额外的制造步骤，例如加掩模或开槽。
本发明的另一目的在于，提供一种制造上述芯片式电容的方法。
本发明的再一目的在于，提供一种用于实施该方法的模具。
为了克服上述问题，本发明的芯片式电容的制造过程包括在电容的侧表面上形成凹进部分，以便从封装树脂中暴露出来的端子暴露部分形成在端子的顶表面上，该顶表面与暴露在封装树脂的安装表面上的底表面相面对。
依据本发明的一个方面，提供了一种芯片式电容，其包括电容元件、覆盖整个该电容元件的封装树脂、阳极端子、以及阴极端子，该阳极端子具有基部和竖直部分，该基部的底表面暴露在该封装树脂的安装表面上，该竖直部分垂直于该基部并且具有连接到该基部上的一个端部，该阴极端子具有在该封装树脂的该安装表面上暴露的底表面。该电容元件包括多孔的阳极主体，该主体由阀作用金属制成，其中阳极引线埋入该金属中，以便使该引线的一个端部从其中引出，电介氧化膜形成在该阳极主体上；以及电解质层形成在该电介氧化膜上，并且阴极层形成在该电解质层上。该阳极端子的竖直部分具有焊接到该阳极引线上的另一端部，以便与其相交。该阴极端子通过导电粘合剂连接并固定到该电容元件的该阴极层上，以便使底表面暴露在该封装树脂的该安装表面上。该芯片式电容设置有凹进部分，该凹进部分形成在该封装树脂的每一相面对的侧表面上并且沿垂直于该电容元件的纵向方向的方向延伸，由此使得该阳极端子和该阴极端子中的每一个端子的与该底表面相对的顶表面部分地暴露，以便形成从该封装树脂中暴露出来的端子暴露部分。
依据本发明的另一方面，提供了一种制造所述的芯片式电容的方法，该方法包括通过连续送料模制在该封装树脂的每一侧表面上形成空腔部分的步骤，以便该空腔部分触及该阳极端子和该阴极端子中的每一个端子的该顶表面，该顶表面与在该封装树脂的安装表面上暴露的顶表面相面对。
依据本发明的再一方面，提供了一种使用所述的方法来制造芯片式电容的模制模具，该模制模具包括：具有平表面的上模，该平表面适于与阳极端子的基部以及阴极端子紧密接触；适于与该上模紧密接触的下模，并且该下模围绕该整个电容元件、阳极端子与阳极引线之间的连接部、以及阴极端子与该电容元件之间的连接部。该下模包括一对面对该上模的柱塞，并且该柱塞以没有间隙方式分别夹紧该阳极端子的基部的一部分以及该阴极端子的一部分。该柱塞适于形成该空腔部分。
优选地，该柱塞具有多边形、圆形、或斜方形形状。
优选地，该柱塞具有倾斜表面，以作为与该阳极端子或该阴极端子接触的表面。
附图说明
图1是现有技术的芯片式电容处于安装在底衬上的状态的截面图；
图2是描述图1所示的现有技术的芯片式电容的制造过程的透视图；
图3是现有技术的芯片式电容安装在底衬上的状态的截面图；
图4是现有技术的另一芯片式电容处于安装在底衬上的状态的截面图；
图5是依据本发明的一个实施例的芯片式电容的透视图；
图6是图5所示的芯片式电容安装在底衬上的截面图；
图7是描述图5所示的芯片式电容的制造过程的透视图；
图8是在制造图5所示的芯片式电容的过程中使用的连续送料模制模具的部分截面图；和
图9是本发明的另一实施例的芯片式电容的透视图。
具体实施方式
在描述本发明的实施例之前，先参照图1-4描述几种已知的芯片式电容。
参照图1和2，现有的芯片式电容10包括电容元件11、封装树脂15、阳极端子19、阴极端子23。该电容元件11通过以下方式制成，即，制备阀作用金属粉末；将阳极引线13埋入该粉末中，以便使其一个端部从粉末中引出；模制并烧结该粉末，以便形成多孔的阳极主体；在阳极主体上使用已知技术形成电介氧化膜(未示出)，以及随后在该电介氧化膜的表面上形成电解质层(未示出)和阴极层(未示出)。
阳极端子19具有基部和垂直于该基部的竖直部分，该基部的底表面暴露在封装树脂15的安装表面17上。从电容元件11中引出的该阳极引线13通过已知技术例如激光焊接从而连接到阳极端子19的竖直部分上。
阴极端子23通过导电粘合剂21连接并固定到电容元件11的阴极层上，以便阴极端子23的底表面暴露在安装表面17上。封装树脂15通过连续送料模制(transfer mold)成型，以便覆盖整个电容元件11以及电容元件11与阳极端子19和阴极端子23中的每一个之间的连接部。随后，该封装树脂15与阳极端子19和阴极端子23一起通过例如(沿图2的线A1-A1、B1-B1所示的平面)切割从而被切成所需的外尺寸。这样，获得了如图1所示的该芯片式电容。
现有的芯片式电容10在电容元件11与阳极端子19和阴极端子23中的每一个之间的连接结构的方面是简单的。因此，可相对于封装树脂15改进电容元件11的容纳体积的效率。所以，该芯片式电容可在尺寸和厚度上减小，但电容量仍较大，以便满足近来对于小尺寸、薄型面、和重量轻可携带的设备的要求，该设备例如为移动电话。
在该现有的芯片式电容中，阳极端子19和阴极端子23的部段暴露在电容10的(沿图2的线A1-A1、B1-B1所示的平面)侧表面上。当该电容10安装在底衬25上时，必须实施用于在阳极端子19和阴极端子23的部段上镀覆金属的镀覆过程，以便确保在阳极端子19和阴极端子23的部段上的焊料29的浸润性(以下称为“填料条(fillet)”)。该镀覆过程的应用带来了以下的问题。
(a)制造成本增加。
(b)制造时间(交付周期)增加。
(c)如果在例如去油脂、镀覆、清洗、防锈的一系列镀覆过程中液体泄漏到封装树脂的内部，则将损害电容的电特性和可靠性。
在芯片式电容的安装过程中，电容通常安装在形成于底衬25上的焊接区27上，并且随后通过回流焊接来进行焊接。同时，由于焊料29的表面张力(如图1的白箭头所示)，因此产生了所谓的曼哈顿现象或墓碑现象，从而出现其中一个端子从底衬25上竖立且垂直于底衬。特别是，这种现象很可能出现在较小尺寸且重量较轻的芯片中。因此，重要且必要的是，形成用于改善安装姿态的稳定性的填料条。
参照图3，其描述了第一常规方法(对比文件1)。在所示的常规的芯片式电容20中，阳极端子19和阴极端子23分别设置有端子弯曲部分31、33，以便使得焊料29进入到弯曲部分31、33下面的空间中，由此形成填料条。
参照图4，其描述了第二常规方法(对比文件2)。在所示的常规的芯片式电容30中，阳极端子19的一部分和阴极端子23的一部分分别突起，以形成端子竖直部分35、37，该竖直部分暴露在外表面上，即封装树脂15的侧表面上。填料条形成在竖直部分35、37处。
为了克服上述问题，对比文件1和2描述了形成填料条的第一和第二常规方法，并且在端子切割之后没有进行镀覆过程。
现在参照附图来描述本发明的实施例。
参照图5-8，依据本发明的一个实施例的芯片式电容39包括电容元件11、封装树脂15、阳极端子19、阴极端子23。阳极端子19具有基部和垂直于该基部的竖直部分，该基部的底表面暴露在封装树脂15的安装表面17上。从电容元件11中引出的该阳极引线13通过已知技术例如激光焊接从而连接到阳极端子19的竖直部分上。阴极端子23通过导电粘合剂47连接并固定到电容元件11的阴极层上，以便阴极端子23的底表面暴露在安装表面17上。以上的结构类似于参照图1和2所示的现有的芯片式电容的结构。
阳极端子19和阴极端子23中的每一个包括带形的金属板，该金属板具有均匀的厚度并且预先进行焊料镀覆。
封装树脂15具有相面对的切割表面(沿图7的线A1-A1、B1-B1所示)，该表面分别设置有凹进部分41。由于凹进部分41的存在，所以阳极端子19和阴极端子23的与底表面相面对的顶表面部分地从封装树脂15中暴露出来，以形成阳极和阴极端子的暴露部分43和45。因此，在阳极端子19和阴极端子23中，不仅底表面而且底表面的一部分也从封装树脂15中暴露出来。该芯片式电容39如图7所示地安装在底衬25上。
如图8所示，封装树脂15通过使用连续送料模制设备来成型。该连续送料模制设备包括：具有平表面的上模51，该平表面适于与阳极端子19和阴极端子23的基部紧密接触；具有矩形截面的柱塞53，该柱塞设置成以便没有间隙地夹紧阳极端子19的一部分和阴极端子23的一部分并且面对该上模51；以及包括该柱塞53的下模55，该下模适于与该上模51紧密接触。该下模55围绕该整个电容元件11、阳极端子19与阳极引线13之间的连接部、以及阴极端子23与该电容元件11之间的连接部。
参照图7，由连续送料模制设备来成型的封装树脂15设置有一对具有矩形柱体形状的空腔部分57，该空腔部分分别形成在阳极端子19和阴极端子23上。空腔部分57由柱塞53形成，以便分别触及到阳极端子19和阴极端子23的顶表面上。其后，借助于适当的装置(例如切成小方块的装置)，封装树脂15与阳极端子19和阴极端子23一起沿穿过空腔部分57(即沿图7的线A1-A1、B1-B1)被切割成预定的尺寸，以便限定出垂直于该电容元件11的纵向方向的相面对的侧表面。这样，加工成该芯片式电容39。
再参照图5，由此获得的芯片式电容39具有这样的结构，其中凹进部分41形成在切割表面上或者在电容39的侧表面上，以便在阳极端子19和阴极端子23的顶表面上暴露出矩形的该端子暴露部分43和45，该顶表面与底表面相对。因为该端子暴露部分43和45预先进行了焊料镀覆，所以当电容39安装在底衬上时通过焊料29的浸润性可容易地形成填料条。为了进一步稳定该电容39的安装姿态，该端子暴露部分43和45中的每一个的厚度优选相当于该端子厚度的三倍或三倍以上，并且其宽度相当于该电容39的切割表面(侧表面)的宽度的三分之二或三分之二以上。
依据本发明的芯片式电容39与常规的芯片式电容相比具有以下优点。
(A)因为在不需要微弯曲该端子的情况下可形成该填料条，所以可降低制造成本。
(B)因为在安装时焊料浸润的端子表面紧密地接触并由柱塞压紧，所以在模制之后不需要粘接掩模的步骤或开槽步骤的情况下可以可靠地防止树脂侵入并粘接到端子的表面上。
(C)因为从上面肯定将观察到填料条，所以在电容安装在底衬上之后可容易地进行检查。
参照图9，依据本发明的另一实施例的芯片式电容59在以下方面与上述实施例相比具有不同的结构。具体地说，柱塞的末端部(即与端子接触的表面)朝向封装树脂15的外周边是具有锥度的(倾斜的)。在这种情况下，端子的最外端在厚度上小于另一端或内侧端。换言之，由凹进部分65形成的端子暴露部分61和63中的每一个具有朝向封装树脂15的切割表面向下倾斜，以便焊料更容易地浸润。在这种情况下，在最外端处在该切割表面上暴露的端子厚度优选是在内侧端处端子厚度的一半或更小。
尽管在上述实施例中端子暴露部分43、45、61、63中的每一个都具有矩形形状，但是应当理解，端子暴露部分可变型成具有不同形状，例如半圆形(柱塞具有圆形形状)、或梯形(柱塞具有六角形形状)。另外，多个端子暴露部分可形成在每一切割表面上。
如上所述，依据本发明，芯片式电容设置有形成在电容的侧表面或切割表面上的凹进部分，因此从封装树脂中暴露出来的端子暴露部分形成在端子的顶表面上，该顶表面面对在封装树脂的安装表面上暴露的底表面。通过使用这种结构，由焊料的浸润性形成的填料条对于安装姿态的稳定是重要且必要的，在不需要端子的微加工或另外的制造步骤的情况下可形成该填料条。因此，可降低制造成本。另外，从上面可观察到填料条形成的状态，因此在电容安装在底衬上之后可容易地进行电容的外观检查。
尽管本发明参照附图并结合其优选实施例进行描述，但是本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离由后附的技术方案限定的本发明的范围的情况下，本发明不限于以上的描述，并且可以以其它各种方式进行改变和变型。
Claims (12)
1.一种芯片式电容，其包括电容元件、覆盖整个该电容元件的封装树脂、阳极端子、以及阴极端子，该阳极端子具有基部和竖直部分，该基部的底表面暴露在该封装树脂的安装表面上，该竖直部分垂直于该基部并且具有连接到该基部上的一个端部，该阴极端子具有在该封装树脂的该安装表面上暴露的底表面，该电容元件包括多孔的阳极主体，该主体由阀作用金属制成，其中阳极引线埋入该金属中，以便使该引线的一个端部从其中引出，电介氧化膜形成在该阳极主体上；以及电解质层形成在该电介氧化膜上，并且阴极层形成在该电解质层上，该阳极端子的竖直部分具有焊接到该阳极引线上的另一端部，以便与其相交，该阴极端子通过导电粘合剂连接并固定到该电容元件的该阴极层上，以便使底表面暴露在该封装树脂的该安装表面上，其中：
该芯片式电容设置有凹进部分，该凹进部分形成在该封装树脂的每一相面对的侧表面上并且沿垂直于该电容元件的纵向方向的方向延伸，由此使得该阳极端子和该阴极端子中的每一个端子的与该底表面相对的顶表面部分地暴露，以便形成从该封装树脂中暴露出来的端子暴露部分。
2.如权利要求1所述的芯片式电容，其特征在于，形成至少一个端子暴露部分。
3.如权利要求1所述的芯片式电容，其特征在于，该端子暴露部分具有多边形、半圆形、或梯形形状。
4.如权利要求1所述的芯片式电容，其特征在于，该端子暴露部分的一个侧面沿深度方向具有相当于该阳极端子和该阴极端子中的每一个端子的厚度的三倍或三倍以上的长度。
5.如权利要求1所述的芯片式电容，其特征在于，该端子暴露部分的一个侧面沿宽度方向具有相当于该封装树脂的该侧表面的宽度的三分之二或三分之二以上的长度。
6.如权利要求1所述的芯片式电容，其特征在于，该端子暴露部分具有比另一端更薄的最外端。
7.如权利要求6所述的芯片式电容，其特征在于，该端子暴露部分的该最外端的厚度是该另一端的厚度的一半或更薄。
8.一种制造如权利要求1所述的芯片式电容的方法，该方法包括通过连续送料模制在该封装树脂的每一侧表面上形成空腔部分的步骤，以便该空腔部分触及该阳极端子和该阴极端子中的每一个端子的该顶表面，该顶表面与在该封装树脂的安装表面上暴露的顶表面相面对。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，其还包括穿过该空腔部分并沿垂直于该电容元件的纵向方向的平面切割该封装树脂、该阳极端子、和该阴极端子的步骤。
10.一种使用如权利要求8所述的方法来制造芯片式电容的模制模具，该模制模具包括：
具有平表面的上模，该平表面适于与阳极端子的基部以及阴极端子紧密接触；
适于与该上模紧密接触的下模，并且该下模围绕该整个电容元件、阳极端子与阳极引线之间的连接部、以及阴极端子与该电容元件之间的连接部，该下模包括一对面对该上模的柱塞，并且该柱塞以没有间隙方式分别夹紧该阳极端子的基部的一部分以及该阴极端子的一部分，该柱塞适于形成该空腔部分。
11.如权利要求10所述的模制模具，其特征在于，该柱塞具有多边形、圆形、或斜方形形状。
12.如权利要求10或11所述的模制模具，其特征在于，该柱塞具有倾斜表面，以作为与该阳极端子或该阴极端子接触的表面。
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