CN101329950A - 一种多层迭合固态电解电容器 - Google Patents

一种多层迭合固态电解电容器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多层迭合固态电解电容器,其耐高温且稳定性好,制作简单、成本低、产品良率高。其包括数个固态电解电容器单元,所述固态电解电容器单元层叠堆栈,其特征在于:所述层叠堆栈的固态电解电容器单元的阳极集中迭合后与固定组件连接,阴极引至一导电体而形成共同阴极,且集中的阳极与所述共同阴极分别固定于导线架,所述集中的阳极与所述共同阴极分别引出阳极终端电极与阴极终端电极,在所述堆栈的电容器单元的外部封装有树脂。

Description

一种多层迭合固态电解电容器(一) 技术领域本发明涉及电容器技术领域,具体为一种多层迭合固态电解电容器。(二) 背景技术由于半导体技术的发展,半导体构装的产品在市场需求提高下,不断发展 出更精密、更先进的电子组件。以目前的半导体技术而言,比如覆晶构装的技 术、积层基板的设计及被动组件的设计等,均在半导体产业中,占有不可或缺 的地位。以覆晶/球格数组封装结构为例,芯片系配置于封装基板的表面上,并 且芯片与封装基板电性连接,而封装基板系为多层图案化电路层,以及多层绝 缘层积集而成,其中图案化电路层可经由微影蚀刻的方式加以定义而成,而绝 缘层配置于相邻二图案化电路层之间。此外,为了得到更佳的电气特性,封装 基板的表面上还配置有电容、电感以及电阻等被动组件,其可藉由封装基板的 内部线路与芯片以及其它电子组件电连接。而被动组件的设计,由于芯片在高速运算下,会产生高热,且芯片所产生 的热能会传至封装基板上,再传至被动组件上。为了使被动组件即使在高温的 环境下也不会影响其电气特性,因此必须设计具有耐高温以及高稳定性的被动 组件,而微小型积层电容器即是其中一例。一般的微小型积层电容器,主要系由多层介电层与多层金属层堆栈而成, 其中,介电层系由高介电常数之材质,如:钡钛酸盐所组成,而金属层系由如: 银、银钯合金之导电材质所组成,且多层金属层形成多个阳、阴极交替之内电极(Internal electrode),而内电极与介电层系构成一电容结构,其两侧还配 置有一对终端电极,分别电性连接阳、阴极之内电极,形成阳极及阴极,且该 等阳极及阴极表面可形成一表面金属层,如:镍,以防止氧化。而常见的微小型积层电容器虽可因由多层介电层与多层金属层堆栈构成, 而体积可微小型化,增加运用范围。但是,其制程复杂,成本高,短路率很多, 制造过程及组装困难。再者,美国第US6249424号专利亦揭露有单一铝芯片电容器,该电容器系由阳极与阴极中间隔离一隔离层所构成,其中阳极上包覆有介电氧化膜(A1203),导电性碳胶层及银胶层所构成之阴极与阳极之间则有导电 高分子层,而隔离层隔绝阴极、阳极构成铝芯片电容器。然而,电容器欲增加 其电容值系以并联连接方式,使数个电容器堆栈并令该等电容器之电容值相加, 得到数个电容值相加后之较大的电容值,并将堆栈后之铝芯片电容器进行封装, 且从阳极与阴极端分别引出二导脚,形成完整之电容器,但是,堆栈电容器需 以治具挤压铝芯片电容器,故制程复杂(增加以治具压着及上银胶等程序),成 本高,短路率很多,且容易于封装时产生热应力造成电容损坏,又如美国第 US6421227号专利亦揭示电容不同之堆栈方式,然而,不论何种堆栈方式,亦如 上述美国第US6249424号专利,无法克服电容器容易损坏、制程复杂、成本高、 短路率很多的缺点。 (三)发明内容针对上述问题,本发明提供了一种多层迭合固态电解电容器,其耐高温且 稳定性好,制作简单、成本低、产品良率高。 其技术方案是这样的-其包括数个固态电解电容器单元,所述固态电解电容器单元层叠堆栈,其 特征在于:所述层叠堆栈的固态电解电容器单元的阳极集中迭合后与固定组件 连接,阴极引至一导电体而形成共同阴极,且集中的阳极与所述共同阴极分别 固定于导线架,所述集中的阳极与所述共同阴极分别引出阳极终端电极与阴极 终端电极,在所述堆栈的电容器单元的外部封装有树脂。其进一步特征在于:所述集中的阳极与所述共同阴极分别通过银膏黏固于 导线架;所述固定组件为铆钉;所述铆钉表面设置有尖刺;所述铆钉为空心或 实心;所述固态电解电容器单元分别包括一薄金属板,所述金属板上有氧化膜 介电质层,所述氧化膜介电质层表面覆盖有导电高分子层,所述导电高分子层 上涂覆碳胶层,所述碳胶层涂覆导电胶层,所述导电胶层与金属板之间以隔绝 层隔开;所述终端电极分别向所述封装树脂的底部一侧弯折。本发明的上述结构中,堆栈的电容器单元,其阴极、阳极集中后分别引出 终极阴极和终极阳极,然后再封装,这样确保电容器不会被损坏,替代了现有 技术中,电容器堆栈时要通过治具挤压电容器,制作过程复杂且成本高,短路率很多,容易在封装时产生热应力造成电容损坏的缺点。(四) 附图说明图l为本发明主视图的剖视图;图2为电容器单元的示意图;图3为本发明在制做中半成品剖面图;图4a为铆钉主视的示意图;图4b为另一种铆钉的俯视图;图5为图2中I处的放大图。(五) 具体实施方式见图l,本发明包括数个固态电解电容器单元7,固态电解电容器单元7层 叠堆栈,层叠堆栈的固态电解电容器单元7的阳极1集中迭合后以铆钉14固定、 阴极2引至一导电体而形成共同阴极,且集中的阳极与共同阴极分别通过银膏 IO黏固于导线架15,集中的阳极与共同阴极分别引出阳极终端电极9与阴极终 端电极8,在堆栈的电容器单元7的外部封装有树脂16。见图4a、 4b,铆钉14 表面设置有尖刺19, 18为铆钉的端面;铆钉14为空心或实心;以降低接触阻 抗,并稳定电阻值。见图3,固态电解电容器单元7分别包括一薄金属板,金属 板上有氧化膜介电质层ll,氧化膜介电质层11表面覆盖有导电高分子层4,导 电高分子层4上涂覆碳胶层5,碳胶层涂覆导电胶层6,导电胶层6与金属板之 间以隔绝层3隔开;终端电极9、 8分别向封装树脂16的底部弯折以能以SMT 方式焊接于电路板上。下面结合图2、图3图描述本发明的制作过程:(a) 首先,于一可作为固态电解电容之金属薄片(如:铝片)冲压多数个U形 穿孔13,如此, 一边与金属薄片本体保持相连接的多数单元金属板,即为电容 的阴极基片单元12;(b) 于多数阴极基片单元12 —侧的周面上被覆或形成一层作为介电质之氧化 膜ll (氧化铝膜A1A),此处,若使阴极基片单元12氧化亦可得到相同的结果, 或者将阴极基片单元12的一端泡入电解液中,进行氧化和经过热处理,如此交 叉进行,亦可得到致密之氧化层;(c) 于靠近各阴极基片单元12的中央部位的介电质层的端部表面上被覆一层隔绝层3 (如:隔绝树脂),使阳极l、阴极2相互隔绝(绝缘);(d) 于阴极2的介电质层11表面上浸渍或涂覆导电性高分子溶液,使形成一 层导电性高分子层4,做为固态电解质;(e) 于上述阴极2之导电高分子层4之周面上被覆导电碳胶,而形成一碳胶层 5;(f) 于上述碳胶层5之周面上涂上银胶,形成一银胶层6,以此银胶层乃作为 阴极2,阴极基片单元12未被覆之部份则形成向外突出之阳极1,如此乃形成 一固态电解电容;(g) 将各固态电解电容自金属薄片切割下来,即获得固态电解电容器7,然后 将固态电解电容器7堆栈叠合,外部用树脂16封装,如此,多层迭合固态电解 电容器17制作完毕。在上述步骤中,可以碳糊或碳膏…等取代碳胶。在上述步骤中,可以采用精密涂布法,将导电高分子溶液均匀涂布于各单 元金属板之阴极2面上,形成一导电高分子薄膜(导电高分子层4)。在上述之制作步骤中,导电高分子可选自聚苯胺、聚砒喀、聚赛吩,以聚 苯胺为最佳,此聚苯胺结构组成包括苯胺、氧化剂及掺杂剂。

Claims (7)

1、一种多层迭合固态电解电容器,其包括数个固态电解电容器单元,所述固态电解电容器单元层叠堆栈,其特征在于:所述层叠堆栈的固态电解电容器单元的阳极集中迭合后与固定组件连接,阴极引至一导电体而形成共同阴极,且集中的阳极与所述共同阴极分别固定于导线架,所述集中的阳极与所述共同阴极分别引出阳极终端电极与阴极终端电极,在所述堆栈的电容器单元的外部封装有树脂。
2、 根据权利要求l所述一种多层迭合固态电解电容器,其特征在于:所述 集中的阳极与所述共同阴极分别通过银膏黏固于导线架。
3、 根据权利要求2所述一种多层迭合固态电解电容器,其特征在于:所述固定组件为铆钉。
4、 根据权利要求3所述一种多层迭合固态电解电容器,其特征在于:所述铆钉表面设置有尖刺。
5、 根据权利要求4所述一种多层迭合固态电解电容器,其特征在于:所述 铆钉为空心或实心。
6、 根据权利要求5所述一种多层迭合固态电解电容器,其特征在于:所述固态电解电容器单元分别包括一薄金属板,所述金属板上有氧化膜介电质层, 所述氧化膜介电质层表面覆盖有导电高分子层,所述导电高分子层上涂覆碳胶 层,所述碳胶层涂覆导电胶层,所述导电胶层与金属板之间以隔绝层隔开。
7、 根据权利要求6所述一种多层迭合固态电解电容器,其特征在于:所述 终端电极分别向所述封装树脂的底部一侧弯折。
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