CN101826399B - 固体电解电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固体电解电容器，所述固体电解电容器具备：电容器元件，其具有阳极部、电介质覆膜与阴极部；配线构件，其搭载该电容器元件；封装树脂，其覆盖该电容器元件，其中，该配线构件具有绝缘基材，在搭载所述电容器元件的绝缘基材的第一面设有与所述阳极部连接的第一阳极端子部，在第一阳极端子部一体形成有用于使该第一阳极端子部与所述阳极部电连接的连接部，在与所述第一面对置的绝缘基材的第二面设有与所述第一阳极端子部连接的第二阳极端子部，所述第一阳极端子部与第二阳极端子部通过设于绝缘基材的侧面的阳极导通部连接。
Description
技术领域
本发明涉及在绝缘基板上搭载电容器元件而构成的固体电解电容器。
背景技术
作为现有的固体电解电容器，已知有图12所示的结构。这种固体电解电容器具备电容器元件91、阳极端子93、阴极端子94、封装树脂92。构成电容器元件91的阳极引线构件912通过电阻焊接与阳极端子93电连接。电容器元件91的阴极部(未图示)经由导电性粘接材料(未图示)与阴极端子94电连接。阳极端子93及阴极端子94被向封装树脂92的外部引出，沿固体电解电容器的侧面及下表面而折弯。并且，由阳极端子下表面部93b和阴极端子下表面部94b构成固体电解电容器的下表面电极。
作为其他现有的固体电解电容器，已知有图13所示的结构。这种固体电解电容器具备电容器元件91、配线构件95(例如印制电路板)和封装树脂92。配线构件95具有绝缘基材950。阳极端子93包括形成在绝缘基材950的上表面951的第一阳极端子部931a、形成于基材950的下表面952的第二阳极端子部932a、开设于绝缘基材950而使第一阳极端子部931a与第二阳极端子部932a电连接的阳极通孔933a。另外，阴极端子94包括形成在绝缘基材950的上表面951的第一阴极端子部941a、形成在绝缘基材950的下表面952的第二阴极端子部942a、开设于绝缘基材950而使第一阴极端子部941a与第二阴极端子部942a电连接的阴极通孔943a。
在上述固体电解电容器中，在第一阳极端子部931a经由焊盘构件98电连接有电容器元件91的阳极引线构件912，在第一阴极端子部941a通过导电性粘接材料(未图示)电连接有电容器元件91的阴极部(未图示)。另外，由第二阳极端子部932a和第二阴极端子部942a构成固体电解电容器的下表面电极。
进而，作为其他现有的固体电解电容器，已知有图14所示的结构。这种固体电解电容器具备电容器元件91、配线构件95(例如印制电路板)和封装树脂92。配线构件95具有绝缘基材950。阳极端子93包括形成于绝缘基材950的上表面951的第一阳极端子部931b、形成于绝缘基材950的下表面952的第二阳极端子部932b、开设于绝缘基材950而使第一阳极端子部931b与第二阳极端子部932b电连接的阳极通路933b。另外，阳极端子94包括形成于绝缘基材950的下表面952的第二阴极端子部942b、开设于绝缘基材950而与第二阴极端子部942b电连接的阴极通孔943b。
在上述固体电解电容器中，第一阳极端子部931b与电容器元件91的阳极引线构件912电连接，阴极通孔943b通过导电性粘接材料(未图示)与电容器元件91的阴极部(未图示)电连接。另外，由第二阳极端子部932b与第二阴极端子部942b构成固体电解电容器的下表面电极。
然而，在图12所示的现有的固体电解电容器的制造工序中，需要进行弯曲阳极端子93与阴极端子94这一复杂的作业。另外，需要在电容器元件91的下表面与阳极端子下表面部93b及阴极端子下表面部94b之间夹持适当厚度的封装树脂92，因此，存在电容器元件91相对于固体电解电容器的占有率降低，或者因阳极端子93与阴极端子94的长度变长而导致等效串联电阻(ESR)或等效串联电感(ESL)增大等问题。
另外，在图13所示的现有的固体电解电容器中，电容器元件91的阳极引线构件912与阳极端子93通过与配线构件95不同而另行设置的焊盘构件98连接，因此，在制造过程中需要将焊盘构件98固接到阳极端子93的工序。另外，由于在焊盘构件98与阳极端子93之间产生的连接不良等原因，可能会导致ESR或ESL显著增大。
另外，在图14所示的现有的固体电解电容器中，第一阳极端子部931b与阳极通路933b通过电解镀制作。阳极端子93处的镀层的厚度D1(即，阳极引线构件912与第二阳极端子部932b之间的距离)与阴极端子94处的镀层的厚度D2(即，配线构件95的厚度)存在很大不同，因此，在同时进行阳极端子部与阴极端子部的镀敷形成时，存在难以将镀层厚度D1与镀层厚度D2控制为所期望的尺寸，成品率大幅降低的问题。另外，当利用不同工序进行阴极端子部处的厚度D1的镀层形成与阴极端子部处的厚度D2的镀层形成时，由于镀敷工序变为两倍，因此，存在作业时间或镀敷液更换等引起成本上升的问题。
此外，由于镀层的厚度D1为几百μm单位，因此，也存在电解镀时间长、工时增加而引起成本上升的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种制造简单且成本低，能够降低ESR或ESL的固体电解电容器。
本发明所涉及的第一固体电解电容器具有：电容器元件，其具有阳极部、电介质覆膜、阴极部；配线构件，其搭载该电容器元件；封装树脂，其覆盖该电容器元件，其中，该配线构件具有绝缘基材，在搭载所述电容器元件的绝缘基材的第一面设有与所述阳极部连接的第一阳极端子部，在第一阳极端子部一体形成有用于使该第一阳极端子部与所述阳极部电连接的连接部。在与所述第一面对置的绝缘基材的第二面设有与所述第一阳极端子部连接的第二阳极端子部，所述第一阳极端子部与第二阳极端子部通过设于绝缘基材的侧面的阳极导通部连接。
本发明所涉及的第二方面以第一方面的固体电解电容器为基础，所述阳极部具有由阀金属烧结体构成的阳极体和植入立设(植入直立设置)于该阳极体的阳极引线构件，所述连接部从所述第一阳极端子部的基部突出设置，且将所述阳极引线构件连接于所述连接部。
本发明所涉及的第三方面以第一方面的固体电解电容器为基础，所述阳极部具有作为阀金属的箔状体的阳极体，在该阳极体的外周面的一部分形成有电介质覆膜，在该电介质覆膜上形成有阴极部，阳极体的外周面中没有形成电介质覆膜的露出部与所述连接部连接。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的固体电解电容器的剖面图。
图2是本发明的第一实施方式的电容器元件的剖面图。
图3a及图3b是说明第一实施方式的电极形成工序的一工序的图。
图4a及图4b是说明第一实施方式的电极形成工序的一工序的图。
图5a及图5b是说明第一实施方式的电极形成工序的一工序的图。
图6a及图6b是说明第一实施方式的电极形成工序的一工序的图。
图7a及图7b是说明第一实施方式的元件搭载工序的图。
图8a及图8b是说明第一实施方式的树脂覆盖工序的图。
图9是本发明的第二实施方式所涉及的固体电解电容器的剖面图。
图10是本发明的第二实施方式的电容器元件的剖面图。
图11是本发明的第三实施方式所涉及的固体电解电容器的剖面图。
图12是现有的固体电解电容器的剖面图。
图13是现有的固体电解电容器的剖面图。
图14是现有的固体电解电容器的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
如图1所示，本发明的第一实施方式所涉及的固体电解电容器通过在配线构件5上搭载电容器元件1而构成。
如图2所示，电容器元件1包括植入立设(植立)有阳极引线构件12的阳极体11、形成在阳极体11的外周面的电介质覆膜13、形成于电介质覆膜13上的固体电解质层14、形成于固体电解质层14上的阴极引出层15。
阳极体11由阀作用金属(弁作用金属)(钽、铌、钛、铝等)的烧结体构成。
阳极引线构件12具有从阳极体11的外周面突出的阳极引线引出部121、埋设在阳极体11内的阳极引线埋设部122。阳极引线构件12由与构成阳极体11的阀作用金属同种类或不同种类的阀作用金属构成，阳极体11与阳极引线构件12相互电连接。并且，由阳极体11和阳极引线构件12构成阳极部1A。
电介质覆膜13由形成于阳极体11的外周面的氧化覆膜构成，该氧化覆膜通过将阳极体11浸渍在磷酸水溶液或己二酸水溶液等电解液中，使该阳极体11的外周面电化学氧化(阳极氧化)而形成。
固体电解质层14在电介质覆膜13上由二氧化锰等导电性无机材料、或TCNQ(Tetracyano-quinodimethane四氰基对苯醌二甲烷)络盐、导电性聚合物等导电性有机材料等形成。
阴极引出层15包括形成在固体电解质层14上的碳层、形成在该碳层上的银膏层，固体电解质层14与阴极引出层15相互电连接。并且，由固体电解质层14与阴极引出层15构成阴极部1C。
如图1所示，配线构件5具备由绝缘材料构成的绝缘基材50，在该绝缘基材50形成有阳极端子3和阴极端子4。阳极端子3通过由阳极导通部33相互电连接第一阳极端子部31和第二阳极端子部32而构成，其中，第一阳极端子部31形成在搭载有电容器元件1的绝缘基材50的上表面(第一面)51，第二阳极端子部32形成在与上表面51相反的一侧的下表面(第二面)。阳极导通部33沿着固体电解电容器的侧面设置。
第一阳极端子部31具有连接部34和基部35，阳极引线引出部121通过例如电阻焊接或激光焊接而电连接在连接部34的端部。连接部34从沿着绝缘基材50延伸的基部35突出设置，连接部34与基部35一体形成。
阴极端子4通过由阴极导通部43相互电连接形成在绝缘基材50的上表面51的第一阴极端子部41和形成在绝缘基材50的下表面52的第二阴极端子部42而构成。并且，在第一阴极端子部41通过导电性粘接材料电连接有电容器元件1的阴极引出层15即阴极部1C。第一阴极端子部41沿着绝缘基材50延伸。阴极导通部43沿着固体电解电容器的侧面设置。
此外，在第一实施方式中，绝缘基材50的上表面51平坦而没有台阶，该上表面51中形成有第一阳极端子部31的阳极端子部形成区域51A与形成有第一阴极端子部41的阴极端子部形成区域51B位于同一平面内。
接下来，对上述固体电解电容器的制造方法进行说明。该制造方法包括在绝缘基材50形成阳极端子3与阴极端子4的电极形成工序、在配线构件5上搭载电容器元件1的元件搭载工序、通过封装树脂覆盖电容器元件1的树脂覆盖工序、通过切断配线构件5来完成固体电解电容器的切断工序。
电极形成工序由第一至第四工序构成，在电极形成工序中，第一至第四工序按顺序施行。
参照图3a及图3b说明第一工序。图3a为俯视图，图3b为沿图3a的线I-I剖开的剖面图。在绝缘基材50的上表面51粘接一片铜板(母材)61，在绝缘基材50的下表面52粘接一片铜板(母材)62。此外，铜板61的厚度比铜板62的厚度厚。
参照图4a及图4b说明第二工序。图4a为俯视图，图4b为沿图4a的线II-II剖开的剖面图。对粘接于绝缘基材50的下表面52的铜板62实施蚀刻处理，如图4b所示，形成厚度相等的第二阳极母材部62A和第二阴极母材部62C。
另外，对粘接于绝缘基材50的上表面51的铜板61实施蚀刻处理，如图4a及图4b所示，形成第一阳极母材部61A和第一阴极母材部61C。第一阳极母材部61A具备母材连接部61A1和母材基部61A2，母材连接部61A1从母材基部61A2突出设置。另外，第一阳极母材部61A的母材基部61A2与第一阴极母材部61C厚度相等。这样，通过蚀刻处理由一片铜板61形成母材连接部61A1和母材基部61A2，由此，第一阳极母材部61A构成为一体形成有母材连接部61A1和母材基部61A2。
参照图5a及图5b说明第三工序。图5为俯视图，图5b为沿图5a的线III-III剖开的剖开部端面图。如图4a所示，将绝缘基材50上由图4a所示的A1线围住的区域、即相对于第一阳极母材部61A位于与第一阴极母材部61C相反的一侧的区域打通，从而如图5a所示，形成贯通孔71。此时，第一及第二阳极母材部61A、62A的端部与绝缘基材50一起被打通。由此，如图5b所示，在该贯通孔71的内表面露出第一及第二阳极母材部61A、62A的侧端部61AS、62AS。
进而，将绝缘基材50上由图4a所述的A2线围住的区域、即相对于第一阴极母材部61c位于与第一阴极母材部61A相反的一侧的位置的区域打通，从而如图5a所示，形成贯通孔72。此时，第一及第二阴极母材部61C、62C的端部与绝缘基材50一起被打通。由此，如图5b所示，在该贯通孔72的内表面露出第一及第二阴极母材部61C、62C的侧端面61CS、62CS。
参照图6a及图6b说明第四工序。图6a为俯视图，图6b为沿图6a的线IV-IV剖开的剖开部端面图。通过实施电解镀或非电解镀，在与贯通孔71面对的绝缘基材50的内表面和第一及第二阳极母材部61A、62A的侧端面61AS、62AS形成阳极导通镀敷部63A。另外，在除第一阳极母材部61A的侧端面61AS之外的第一阳极母材部61A的外周形成第一阳极镀敷部61A3，在除第二阳极母材部62A的侧端面62AS之外的第二阳极母材部62A的外周形成第二阳极镀敷部62A1。
第一阳极母材部61A和第一阳极镀敷部61A3构成图1的第一阳极端子部31，第二阳极母材部62A和第二阳极镀敷部62A1构成图1的第二阳极端子部32，阳极导通镀敷部63A构成图1的阳极导通部33。由此，构成通过阳极导通部33电连接第一阳极端子部31和第二阳极端子部32的阳极端子3的结构。
同样，在与贯通孔72面对的绝缘基材50的内表面和第一及第二阴极母材部61C、62C的侧端面61CS、62CS形成阴极导通镀敷部63C。另外，在除第一阴极母材部61C的侧端面61CS之外的第一阴极母材部61C的外周形成第一阴极镀敷部61C1，在除第二阴极母材部62C的侧端面62CS之外的第二阴极母材部62C的外周形成第二阴极镀敷部62C1。
第一阴极母材部61C和第一阴极镀敷部61C1构成图1的第一阴极端子部41，第二阴极母材部62C和第二阴极镀敷部62C1构成图1的第二阴极端子部42，阴极导通镀敷部63C构成图1的阴极导通部43。由此，构成通过阴极导通部43电连接第一阴极端子部41和第二阴极端子部42的阴极端子4的结构。
此外，作为镀敷，可以单独形成铜镀层或铜锡镀层，也可以将铜镀层作为基底镀层而在其上形成铜锡镀层。
参照图7a及图7b说明元件搭载工序。图7a为俯视图，图7b为沿图7a的线V-V剖开的剖开部端面图。在绝缘基材50的上表面51搭载电容器元件1，在第一阳极端子部31的连接部34的端部通过电阻焊接或激光焊接等电连接电容器元件1的阳极引线引出部121，在第一阴极端子部41通过导电性粘接材料电连接电容器元件1的阴极引出层15、即阴极部1C。
参照图8a及图8b说明树脂覆盖工序。图8a为俯视图，图8b为沿着图8a的线VI-VI剖开的剖开部端面图。在贯通孔71与贯通孔72之间的位置、在绝缘基材50的上表面51涂敷封装树脂液并使其固化，从而通过封装树脂2覆盖电容器元件1。此时，绝缘基材50的下表面52没有被封装树脂2覆盖，仍然维持露出的状态。从而，形成在绝缘基材50的下表面52的第二阳极端子部32及第二阴极端子部42从封装树脂2露出配置，由第二阳极端子部32和第二阴极端子部42构成下表面电极。
在切断工序中，沿图8a所示的A3-A3线和A4-A4线对绝缘基材50实施切断加工。由此，完成图1所示的固体电解电容器。
第一实施方式所涉及的固体电解电容器与图12的现有的固体电解电容器相比，由于电容器元件的阳极部和第二阳极端子部的路径长度及电容器元件的阴极部和第二阴极端子部的路径长度短，因此，能够将ESR降低大约17％，并且，将ESL降低大约25％。
另外，在第一实施方式所涉及的固体电解电容器中，由于连接部34和基部35一体形成，因此，不需要分体形成连接部34和基部35的图13的现有的固体电解电容器的制造过程中所需要的复杂的工序、即在将电容器元件91搭载在配线构件95上前将焊盘构件98设置在第一阳极端子部931a这一复杂的工序。另外，连接部34与基部35之间的连接状态良好，从而能够降低固体电解电容器的ESR或ESL。
进而，在第一实施方式所涉及的固体电解电容器中，由于第一阳极镀敷部61A3的厚度与第一阴极镀敷部61C1的厚度大致相同，因此能够同时形成第一阳极镀敷部61A3和第一阴极镀敷部61C1，与图14的现有的固体电解电容器相比，容易控制厚度，且成品率高。另外，由于厚度为几～几十μm左右就足够，因此，也可以缩短镀敷时间，工时变短而不会引起成本上升。
由于开设贯通孔71、72，且在其内壁通过镀敷形成有阳极及阴极导通部33、43，因此，在沿线A3、A4切断后，在固体电解电容器侧面也存在镀敷面，当利用焊锡将第一实施方式的固体电解电容器安装在例如计算机的主板时，在阳极及阴极导通部33、43与主板的焊盘之间形成焊锡焊脚。由此，与图13的现有的固体电解电容器相比，还具有能够提高焊锡接合强度且能够通过肉眼观察或图案识别可靠地进行焊锡接合检查的有利效果。
(第二实施方式)
图9是本发明的第二实施方式所涉及的固体电解电容器的剖面图。如图9所示，在配线构件5上搭载有具备箔状的阳极体81的电容器元件8来取代第一实施方式的固体电解电容器。
具体而言，如图10(剖面图)所示，电容器元件8包括阳极体81、形成在阳极体81的外周面上一部分的区域的电介质覆膜83、形成在电介质覆膜83上的固体电解质层84、形成在固体电解质层84上的阴极引出层85。
阳极体81使用对阀作用金属(钽、铌、钛、铝等)的箔状体的表面实施蚀刻处理而使其粗面化的材质。并且，由阳极体81构成阳极部8A。
电介质覆膜83由形成在阳极体81的外周面的一部分的氧化覆膜构成，该氧化覆膜通过将阳极体81的一部分浸渍在磷酸水溶液或己二酸水溶液等电解液中，使该阳极体81的一部分的外周面电化学氧化(阳极氧化)而形成。
固体电解质层84在电介质覆膜83上由二氧化锰等导电性无机材料、或TCNQ(Tetracyano-quinodimethane四氰基对苯醌二甲烷)络盐、导电性聚合物等导电性有机材料等形成。
阴极引出层85包括形成在固体电解质层84上的碳层、形成在该碳层上的银膏层，固体电解质层84与阴极引出层85相互电连接。并且，由固体电解质层84与阴极引出层85构成阴极部8C。
在第二实施方式所涉及的电容器元件8中，阳极体81中存在外周面没有被电介质覆膜83覆盖而露出的阳极体露出部811。
如图9所示，第一阳极端子部31的连接部34的电容器元件8侧的表面与第一阳极端子部31的基部35的电容器元件8侧的表面构成为大致同一面。并且，通过电阻焊接或激光焊接等电连接连接部34与阳极体露出部811。
此外，电容器元件8的阴极引出层85即阴极部8C与图1所示的第一实施方式所涉及的固体电解电容器同样，利用导电性粘接材料电连接于第一阴极端子部41。
第二实施方式所涉及的固体电解电容器与第一实施方式的固体电解电容器同样，也具有比现有的固体电解电容器有利的效果。
(第三实施方式)
第三实施方式仅第一阳极镀敷部61A3的形状这一点与第一实施方式不同。由此，仅对与第一是实施方式不同的方面进行说明，而省略对这以外的方面的说明。
图11表示第三实施方式所涉及的固体电解电容器的剖面图。在第一实施方式中第一阳极镀敷部61A3形成在母材连接部61A1和母材基部61A2的外周，但在第三实施方式中，第一阳极镀敷部61A3没有形成在母材连接部61A1的外周，而仅形成在母材基部61A2的外周。由此，母材连接部61A1通过电阻焊接或激光焊接等与阳极引线引出部121电连接。
由此，即使在第一阳极镀敷部61A3没有形成所期望的形成状态时，与第一实施方式相比，第三实施方式也具有不会因镀敷对电阻焊接或激光焊接造成影响的效果。
此外，本发明的各部结构并不局限于上述实施方式，可以在权利要求书所记载的技术范围内进行各种变形。在上述实施方式中，作为阳极端子3及阴极端子4的主要材料使用了铜、锡，但本发明并不局限于此，可以使用各种导电材料作为所述材料。另外，连接部34并不局限于各实施方式所示的位置和形状，可以采用具有各种位置和形状的结构作为连接部34。
Claims (1)
1.一种固体电解电容器，其具备：电容器元件，其具有阳极部、电介质覆膜、阴极部；配线构件，其搭载所述电容器元件；封装树脂，其覆盖所述电容器元件，其特征在于，
所述配线构件具有：绝缘基材、在搭载所述电容器元件的绝缘基材的第一面设置且与所述电容器元件的阳极部电连接的第一阳极端子部、在与所述第一面对置的绝缘基材的第二面设置的第二阳极端子部、形成于所述绝缘基材的侧面且将所述第一阳极端子部和所述第二阳极端子部相互电连接的阳极导通部、设置在所述第一面上且与所述电容器元件的阴极部电连接的第一阴极端子部、设置在所述第二面上的第二阴极端子部、形成于所述绝缘基材的侧面且将所述第一阴极端子部和所述第二阴极端子部相互电连接的阴极导通部，
所述第一阳极端子部包括基部和连接部，所述第一阳极端子部通过所述连接部与所述阳极部电连接，
所述第一阴极端子部包括设置在所述第一面上的第一阴极母材部，所述第一阳极端子部包括设置在所述第一面上的第一阳极母材部，所述第一阳极母材部具备母材连接部和母材基部，
通过对粘接在所述绝缘基材的所述第一面上的铜板进行蚀刻而使所述母材连接部从所述母材基部突出设置，并且，所述母材连接部与所述母材基部一体形成的同时，使所述第一阳极母材部的母材基部与所述第一阴极母材部厚度相等。
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