CN101226828B - 固态电解电容器及其导线架 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种固态电解电容器，包括多个电容单元以及导线架。每一电容单元包括阳极部、阴极部、绝缘部与至少一第一狭缝。阴极部与阳极部相对设置。绝缘部设置于阳极部与阴极部之间。第一狭缝设置于阳极部。导线架具有上表面与下表面，电容单元堆叠于导线架。导线架包括阳极端子部与阴极端子部。阳极端子部电连接阳极部，此阳极端子部包括至少一第一突出部，此第一突出部往上表面突出，电容单元堆叠于上表面，且第一狭缝套入第一突出部中。阴极端子部电连接阴极部。此固态电解电容器具有良好的定位精度与制作工艺合格率、及较低的等效串联电阻。

Description

固态电解电容器及其导线架

技术领域

本发明涉及一种固态电解电容器，特别是涉及一种易于定位电容单元的导线架，及具有较低等效串联电阻(equivalent series resistance，ESR)的固态电解电容器。

背景技术

固态电解电容器具有小尺寸、大电容量、频率特性优越等优点，而可使用于中央处理器(CPU)的电源电路的解耦合(decoupling)作用上。一般而言，可利用多个电容单元的堆叠，而形成高电容量的固态电解电容器。

图1绘示为现有一种固态电解电容器的剖面示意图。请参照图1，此固态电解电容器100包括多个电容单元110与导线架120，其中，每一电容单元110包括阳极部112、阴极部114与绝缘部116，此绝缘部116使阳极部112与阴极部114彼此电绝缘。特别是，电容单元110的阴极部114彼此堆叠，且通过在相邻的电容单元110之间设置导电体层130，以使多个电容单元110之间彼此电连接。

请再参照图1，导线架120具有阳极端子部122与阴极端子部124。电容单元110的阳极部112与阳极端子部122电连接，而阴极部114与阴极端子部124电连接。

在如图1所绘示的固态电解电容器100中，由于是通过导电体层130连接各个电容单元110，所以，在堆叠多个电容单元110的积层化制作工艺中，将遭遇到每个电容单元110之间无法精确对位的问题，而导致固态电解电容器100的制作工艺合格率劣化。另外，现有的固态电解电容器100在进行阳极部112的焊接时，也会遭遇到以下的问题。

图2绘示为现有对于堆叠的多个电容单元的阳极部进行焊接的剖面示意图。图3绘示为现有对于堆叠的多个电容单元的阳极部进行焊接的俯视示意图。请同时参照图2与图3，在堆叠多个电容单元110之后，需要利用一点焊装置140对于多个阳极部112进行焊接。点焊装置140在焊接点150施加一应力160之后，此应力160会往四处发散。由于阳极部112与阴极部114的厚度不同，所以阳极部112与阴极部114之间将产生应力不均的现象，最终导致电容单元110产生一裂缝170。因此，也使得在焊接阳极部112的制作工艺时，制作工艺合格率无法有效地提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态电解电容器，具有高的定位精度以及制作工艺合格率，且具有较低的等效串联电阻。

本发明提供一种导线架，适于载置多个电容单元并将电容单元进行高精度的定位。

基于上述，本发明提出一种固态电解电容器，包括多个电容单元以及导线架。每一电容单元包括阳极部、阴极部、绝缘部与至少一第一狭缝。阴极部与阳极部相对设置。绝缘部设置于阳极部与阴极部之间。第一狭缝设置于阳极部且该第一狭缝为封闭状。导线架具有上表面与下表面，电容单元堆叠于导线架。导线架包括阳极端子部与阴极端子部。阳极端子部电连接阳极部，此阳极端子部包括至少一第一突出部，此第一突出部往上表面突出，电容单元堆叠于上表面，且第一狭缝套入第一突出部中。阴极端子部电连接阴极部。上述的固态电解电容器更包括一焊接点，设置在阳极部上且位于第一狭缝与阳极部的顶边之间。

在本发明的一实施例中，上述的固态电解电容器更包括一折弯结构，设置于第一突出部的顶端。

在本发明的一实施例中，上述的固态电解电容器更包括一镀层，涂布于第一突出部上。

在本发明的一实施例中，上述的第一突出部与阳极端子部是一体成型的结构。

在本发明的一实施例中，上述的固态电解电容器更包括一第二突出部，设置于阳极端子部且往下表面突出，电容单元堆叠于下表面，而第一狭缝套入第二突出部中。

在本发明的一实施例中，上述的固态电解电容器更包括一折弯结构，设置于第二突出部的顶端。

在本发明之一实施例中，上述的固态电解电容器更包括一镀层，涂布于第二突出部上。

在本发明之一实施例中，上述的第二突出部与阳极端子部是一体成型的结构。

在本发明的一实施例中，上述的固态电解电容器更包括多个侧板，设置于阴极端子部的侧边，且侧板与堆叠的电容单元的侧表面接触。

在本发明的一实施例中，上述的侧板设置于阴极端子部的引出端与侧边，而形成一盒状结构。

在本发明的一实施例中，上述的第一狭缝的一端延伸到阳极部的一侧边。

在本发明的一实施例中，上述的固态电解电容器更包括一第二狭缝，位于阳极部的中央部分，且第二狭缝从阳极部的顶边往第一狭缝延伸而与第一狭缝相接。

在本发明的一实施例中，上述的固态电解电容器更包括至少一焊接点，设置在阳极部上且位于第一狭缝与第二狭缝的交界处。

在本发明的一实施例中，上述的阴极部包括阀金属层、介电层、固态电解质层与导电体层。介电层形成于阀金属层上。固态电解质层形成于介电层上。导电体层形成于固态电解质层上。

在本发明之一实施例中，上述的固态电解电容器更包括一封装胶体，包覆电容单元与部分导线架。

基于上述，本发明再提出一种导线架，适于搭载多个电容单元，每一电容单元包括阳极部、与阳极部相对设置的阴极部、设置于阳极部与阴极部之间的绝缘部，以及设置于阳极部的至少一第一狭缝。此导线架具有上表面与下表面，且电容单元堆叠于导线架。此导线架包括阳极端子部与阴极端子部。阳极端子部用以电连接阳极部，且阳极端子部包括至少一第一突出部，此第一突出部往上表面突出。电容单元堆叠于上表面，且第一狭缝套入第一突出部中。阴极端子部用以电连接阴极部。

在本发明的一实施例中，上述的导线架更包括一折弯结构，设置于第一突出部的顶端。

在本发明的一实施例中，上述的导线架更包括一镀层，涂布于第一突出部上。

在本发明的一实施例中，上述的第一突出部与阳极端子部是一体成型的结构。

在本发明的一实施例中，上述的导线架更包括一第二突出部，设置于阳极端子部且往下表面突出，电容单元堆叠于下表面，而第一狭缝套入第二突出部中。

在本发明的一实施例中，上述的导线架更包括一折弯结构，设置于第二突出部的顶端。

在本发明的一实施例中，上述的导线架更包括一镀层，涂布于第二突出部上。

在本发明的一实施例中，上述的第二突出部与阳极端子部是一体成型的结构。

在本发明的一实施例中，上述的导线架更包括多个侧板，这些侧板设置于阴极端子部的侧边，且侧板与堆叠的电容单元的侧表面接触。

在本发明的一实施例中，上述的侧板设置于阴极端子部的引出端与侧边，而形成一盒状结构。

本发明因在导线架上至少设置一第一突出部，并且在电容单元的阳极部至少设置第一狭缝，进而可以提高电容单元在堆叠时的对位精度、并简化堆叠电容单元的制作工艺。再者，只要对于第一突出部进行加热，即可以轻易地将多个电容单元的阳极部焊接在一起。另外，由于第一突出部嵌入电容单元的阳极部中，以及阴极端子部的多个侧板与电容单元的阴极部接触，所以，可以有效地降低此固态电解电容器的等效串联电阻。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为现有一种固态电解电容器的剖面示意图；

图2为现有对于堆叠的多个电容单元的阳极部进行焊接的剖面示意图；

图3为现有对于堆叠的多个电容单元的阳极部进行焊接的俯视示意图；

图4为本发明较佳实施例的一种固态电解电容器的立体示意图；

图5～图8为本发明较佳实施例的导线架的立体示意图；

图9为本发明较佳实施例的又一种固态电解电容器的立体示意图；

图10为本发明较佳实施例的一种电容单元的立体示意图；

图11A与图11B为本发明较佳实施例的电容单元的俯视示意图；

图12为对于堆叠了本发明较佳实施例的电容单元的阳极部进行焊接的俯视示意图。

主要元件符号说明：

100、200、200a：固态电解电容器

110、210：电容单元

112、212：阳极部

114、214：阴极部

116、216：绝缘部

120、220、220c、220d、220e：导线架

122、222：阳极端子部

124、224：阴极端子部

130：导电体层

140：点焊装置

150：焊接点

160、250：应力

170：裂缝

212a：阳极部的侧边

212b：阳极部的顶边

218：第一狭缝

218a：第二狭缝

220a：导线架的上表面

220b：导线架的下表面

222a：第一突出部

222b：第二突出部

224a：侧板

230：折弯结构

240：焊接点

具体实施方式

图4绘示为本发明较佳实施例的一种固态电解电容器的立体示意图。请参照图4，此固态电解电容器200包括多个电容单元210以及导线架220。每一电容单元210包括阳极部212、阴极部214、绝缘部216与至少一第一狭缝218。阴极部214与阳极部212相对设置。绝缘部216设置于阳极部212与阴极部214之间。第一狭缝218设置于阳极部212。导线架220具有上表面220a与下表面220b，电容单元210堆叠于导线架220。导线架220包括阳极端子部222与阴极端子部224。阳极端子部222电连接阳极部212，此阳极端子部222包括至少一第一突出部222a，此第一突出部222a往上表面220a突出，电容单元210堆叠于上表面220a，且第一狭缝218套入第一突出部222a中。阴极端子部224电连接阴极部214。

如图4所绘示，由于在导线架220的阳极端子部222设置了第一突出部222a，并且第一狭缝218设置于电容单元210的阳极部212，所以，可以轻易地将每一个电容单元210准确地进行对位以及堆叠，从而提高固态电解电容器200的制作合格率。并且，通过上述的将第一狭缝218套入第一突出部222a的设计，将可简化制作固态电解电容器200的制作程序。

为进一步说明本发明的导线架的特点，以下将举数个例子以说明导线架的设计。图5～图8绘示为本发明较佳实施例的导线架的立体示意图。

请共同参照图4与图5，此导线架220适于搭载多个电容单元210，每一电容单元210包括阳极部212、与阳极部212相对设置的阴极部214、设置于阳极部212与阴极部214之间的绝缘部216，以及设置于阳极部212的至少一第一狭缝218。此导线架220具有上表面220a与下表面220b，且电容单元210堆叠于导线架220。此导线架220包括阳极端子部222与阴极端子部224。阳极端子部222用以电连接阳极部212，且阳极端子部222包括至少一第一突出部222a，此第一突出部222a往上表面220a突出。电容单元210堆叠于上表面220a，且第一狭缝218套入第一突出部222a中。阴极端子部224用以电连接阴极部214。

请共同参照图5与图6，值得注意的是，在如图5的导线架220中，第一突出部222a与阳极端子部222是一体成型的结构。亦即是，第一突出部222a可以通过将阳极端子部222的一部分向上弯折而形成。然而，也可以如图6所绘示的导线架220c，使第一突出部222a与阳极端子部222为不同的构件，并且将第一突出部222a焊接到阳极端子部222上。

另外，如图5与图6所绘示，在一实施例中，导线架220更包括多个侧板224a，这些侧板224a设置于阴极端子部224的侧边，且侧板224a与堆叠的电容单元210的侧表面接触。另外，侧板224a也可以设置于阴极端子部224的引出端与侧边，而形成一盒状结构。此盒状结构适于让多个电容单元210于其中进行堆叠。

值得注意的是，通过侧板224a而接触电容单元210的侧表面，进而可增大阴极端子部224与电容单元210的接触面积。因此，将可大幅度降低具有此导线架220的固态电解电容器的等效串联电阻。并且，只要符合上述的精神，本发明并不限定上述侧板224a的设置方式。请再参照图7，此导线架220d例如更包括一折弯结构230，设置于第一突出部222a的顶端。通过此折弯结构230的设计，可以更佳地固定堆叠于导线架220的上表面220a的多个电容单元210。

请继续参照图8，此导线架220e可以更包括一第二突出部222b，其设置于阳极端子部222且往下表面220b突出，电容单元210堆叠于下表面210b，而第一狭缝218套入第二突出部222b中。

更详细而言，如图8所示的导线架220e具有第一突出部222a与第二突出部222b，所以具有第一狭缝218的电容单元210可以分别轻易地套入第一突出部222a与第二突出部222b，而堆叠在导线架220c的上表面220a与下表面220b。同样地，第二突出部222b与阳极端子部222可以是一体成型的结构，或者是不同的构件。另外，也可以在第二突出部222b的顶端设置折弯结构(未绘示)，进而可更佳地固定堆叠于导线架220e的下表面220b的多个电容单元210。

图9绘示为本发明较佳实施例的又一种固态电解电容器的立体示意图。此固态电解电容器200a采用了如图8所绘示的导线架220e，由此，此固态电解电容器200a可以堆叠较多的电容单元210，进而提高固态电解电容器200a的电容量。

在上述的如图5～图8所绘示的导线架220、220c、220d、220e中可以更包括一镀层(未绘示)，此镀层涂布于第一突出部222a上。此镀层的材质例如为锡或锡合金。同样地，在第二突出部222b上也可以涂布此镀层。上述镀层为低融点的材质。

如此一来，将电容单元210的第一狭缝套入到第一突出部222a或第二突出部222b之后，仅需对第一突出部222a或第二突出部222b进行加热，即可使第一突出部222a或第二突出部222b上的镀层熔化。所以，各个电容单元210的阳极部212可轻易地焊接在一起，进而使多个电容单元210经由镀层而可彼此电连接。另外，电连接多个阳极部212的方式，也可采用在第一狭缝218内填充银胶或是利用雷射焊接的方式而进行，本发明并不限定电连接多个阳极部212的实施方式。

请参照图4与图9，在上述的固态电解电容器200、200a中，可以更包括一封装胶体(未绘示)，包覆电容单元210与部分导线架220、220e，进而对于固态电解电容器200、200a进行适当的保护。当然，此封装胶体可以对于使用了上述任何一种导线架220、220c、220d、220e的固态电解电容器进行封装。一般而言，封装胶体的材质为环氧树脂，本发明并不限定其材质。

承上所述，利用第一突出部222a、第二突出部222b、第一狭缝218以及镀层等设计，可以提高堆叠电容单元210时的定位精度、简化堆叠电容单元210的制作过程、降低固态电解电容器200、200a的等效串联电阻，以及，容易进行电容单元210的阳极部212的焊接。

图10绘示为本发明较佳实施例的一种电容单元的立体示意图。请参照图10，如上所述的固态电解电容器200、200a的每一电容单元210包括：阳极部212、阴极部214、绝缘部216以及第一狭缝218。

一般而言，阴极部214包括阀金属层(未绘示)、介电层(未绘示)、固态电解质层(未绘示)与导电体层(未绘示)。介电层形成于阀金属层上。固态电解质层形成于介电层上。导电体层形成于固态电解质层上。

阀金属层例如是采用铝、钽、钛、铌等金属材料或其合金。介电层是阀金属层的金属材质的氧化物，例如当阀金属层采用铝，介电层即为氧化铝，当然，介电层也可以使用其它的介电材料。固态电解质层为导电高分子，可用以产生电容。导电体层则是采用银、碳的混合胶体，或碳、银的双层结构。上述对于各膜层的材质的描述仅是用以举例，所属领域具有通常知识者，可以改变各膜层的材质，本发明并不加以限定。

值得注意的是，在本发明的另外的实施例中，对于第一狭缝218的设置型态进行了另外适当的设计，将可以避免对于阳极部212进行焊接时产生如现有的图2与图3的裂缝170。

图11A与图11B绘示为本发明较佳实施例的电容单元的俯视示意图。请先参照图11A，在此实施例的电容单元210a中，第一狭缝218的一端延伸到阳极部212的一侧边212a。并且，此电容单元210a更包括一焊接点240，设置在阳极部212上且位于第一狭缝218与阳极部212的顶边212b之间。

在另一实施例中，如图11B所示，电容单元210b可以更包括一第二狭缝218a，位于阳极部212的中央部分，且第二狭缝218a从阳极部212的顶边212b往第一狭缝218延伸而与第一狭缝218相接。并且，此电容单元210b更包括至少一焊接点240，设置在阳极部212上且位于第一狭缝218与第二狭缝218a的交界处。另外，上述的第一狭缝218、第二狭缝218a也可以是孔洞或是类似的构造，并不仅限于狭缝的构造。

图12绘示为对于堆叠了本发明较佳实施例的电容单元的阳极部进行焊接的俯视示意图。请同时参照图11A、图11B以及参照图12，当在如图11A的电容单元210a的焊接点240进行阳极部212的焊接时，由于所设置的第一狭缝218是从阳极部212的侧边延伸到阳极部212内，所以，焊接时所施加之应力250会被第一狭缝218所阻挡，而使应力250不会继续传递到阴极部214。所以，将不会产生如现有所述的裂缝170，进而可以提高制作工艺合格率。

同样地，请共同参照图12与图11B，在电容单元210b的焊接点240进行焊接时，由于焊接点240是设置在第一狭缝218与第二狭缝218a的交界处，所以，焊接时所施加的应力250会被第一狭缝218与第二狭缝218a所阻挡。因此，应力250不会继续传递到阴极部214，而不会产生如现有所述的裂缝170，进而可以提高制作工艺合格率。

综上所述，本发明的固态电解电容器及其导线架具有以下的优点：

(1)利用导线架至少具有第一突出部，以及电容单元的阳极部至少具有第一狭缝的设计，可以提高电容单元在堆叠时的对位精度、简化堆叠电容单元的制作工艺，以及易于调整堆叠的电容单元的数量。

(2)通过对于第一突出部进行加热，即可以轻易地将多个电容单元的阳极部焊接在一起。

(3)由于第一突出部嵌入电容单元的阳极部中，并且，阴极端子部的多个侧板与电容单元的阴极部接触，可以有效地降低此固态电解电容器的等效串联电阻。

(4)利用第一狭缝与第二狭缝的设计，可以在对于阳极部进行焊接时，改善于阳极部产生裂缝的问题，进而提高制作工艺合格率。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (15)

1.一种固态电解电容器，包括：

多个电容单元，每一电容单元包括：

阳极部；

阴极部，与该阳极部相对设置；

绝缘部，设置于该阳极部与该阴极部之间；及

至少一第一狭缝，设置于该阳极部且该第一狭缝为封闭状；以及

导线架，具有上表面与下表面，该些电容单元堆叠于该导线架，该导线架包括：

阳极端子部，电连接该阳极部，该阳极端子部包括至少一第一突出部，往该上表面突出，该些电容单元堆叠于该上表面，且该第一狭缝套入该第一突出部中；及

阴极端子部，电连接该阴极部；以及

焊接点，设置在该阳极部上且位于该第一狭缝与该阳极部的顶边之间。

2.如权利要求1所述的固态电解电容器，更包括折弯结构，设置于该第一突出部的顶端。

3.如权利要求1所述的固态电解电容器，更包括镀层，涂布于该第一突出部上。

4.如权利要求1所述的固态电解电容器，其中，该第一突出部与该阳极端子部是一体成型的结构。

5.如权利要求1所述的固态电解电容器，更包括第二突出部，设置于该阳极端子部且往该下表面突出，该些电容单元堆叠于该下表面，而该第一狭缝套入该第二突出部中。

6.如权利要求5所述的固态电解电容器，更包括折弯结构，设置于该第二突出部的顶端。

7.如权利要求5所述的固态电解电容器，更包括镀层，涂布于该第二突出部上。

8.如权利要求5所述的固态电解电容器，其中，该第二突出部与该阳极端子部是一体成型的结构。

9.如权利要求1所述的固态电解电容器，更包括多个侧板，设置于该阴极端子部的侧边，且该些侧板与堆叠的该些电容单元的侧表面接触。

10.如权利要求9所述的固态电解电容器，其中，该些侧板设置于该阴极端子部的引出端与侧边，而形成一盒状结构。

11.如权利要求1所述的固态电解电容器，更包括第二狭缝，位于该阳极部的中央部分，且该第二狭缝从该阳极部的顶边往该第一狭缝延伸而与该第一狭缝相接。

12.如权利要求11所述的固态电解电容器，更包括至少一焊接点，设置在该阳极部上且位于该第一狭缝与该第二狭缝的交界处。

13.如权利要求1所述的固态电解电容器，其中该阴极部包括：

阀金属层；

介电层，形成于该阀金属层上；

固态电解质层，形成于该介电层上；以及

导电体层，形成于该固态电解质层上。

14.如权利要求1所述的固态电解电容器，更包括封装胶体，包覆该些电容单元与部分该导线架。

15.一种固态电解电容器，包括：

多个电容单元，每一电容单元包括：

阳极部；

阴极部，与该阳极部相对设置；

绝缘部，设置于该阳极部与该阴极部之间；

至少一第一狭缝，设置于该阳极部且该第一狭缝的一端延伸到该阳极部的一侧边；及

导线架，具有上表面与下表面，该些电容单元堆叠于该导线架，该导线架包括：

阳极端子部，电连接该阳极部，该阳极端子部包括至少一第一突出部，往该上表面突出，该些电容单元堆叠于该上表面，且该第一狭缝套入该第一突出部中；及

阴极端子部，电连接该阴极部；以及

焊接点，设置在该阳极部上且位于该第一狭缝与该阳极部的顶边之间。

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