CN102074383B - 具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器 - Google Patents

Abstract

具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，所述具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器包括复数个电容单元、一基板单元和一封装单元；每一个所述电容单元的正极具有一向外引出的正极引脚，并且所述正极引脚被区分成复数组正极引脚单元，所述正极引脚单元彼此分开，每一组正极引脚单元的正极引脚电性地堆栈在一起；再者，每一个电容单元的负极具有一向外引出的负极引脚，并且所述负极引脚被区分成复数组负极引脚单元，所述负极引脚单元系彼此分开，并且每一组负极引脚单元的负极引脚电性地堆栈在一起。利用多端同方向导出，并使用同极同边多区焊接，可降低焊接困难度，并大幅降低相同容量电容器的等效串联电阻。

Description

具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器

技术领域

本发明涉及一种固态电解电容器，尤指具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器。

背景技术

电容器已广泛地被使用于消费性家电用品、计算机主机板及其周边、电源供应器、通讯产品、及汽车等之的基本组件，其主要的作用包括：滤波、旁路、整流、耦合、去耦、转相等，是电子产品中不可缺少的组件之一。电容器依照不同的材质及用途，有不同的型态，包括铝质电解电容、钽质电解电容、积层陶瓷电容、薄膜电容等。

现有技术中，用于铝电解电容器的铝箔通常区分为正箔与负箔，必须经过腐蚀、化成的步骤才可以用于电解电容。腐蚀是指将高纯度的铝于电蚀液中利用电蚀、酸洗、除氯、水洗等一连串的制程，以增加铝箔的表面积，才得以大大地提高比电容。比电容的提高是电解电容实现小型化的重要技术。经过腐蚀后的铝箔(正箔)必须再经过化成的处理，以在铝箔上形成氧化铝，作为电解电容的电介质。电介质的厚度与铝箔的耐压通常成一正比的线性关系，这也是电解电容工作电压的主要依据。至于负箔，通常于其表面形成一1～3V的耐电压层，也有不做化成处理的负箔，不过若是将不做耐压处理的腐蚀箔置于空气中，也会自然形成氧化铝。经过腐蚀、化成的铝箔，根据设计的规格尺寸裁切成一定的宽度，再将导针钉接于铝箔上，再以电解纸隔开经过钉接、卷绕制程形成一个圆柱体的结构，其称为芯子或素子。此时，芯子并不具备有电解电容的电气特性，必须经由将电解液完全浸润于芯子，藉由电解纸的吸水能力将电解液吸附其中并渗透入铝箔的腐蚀结构中。将此完全浸润的芯子装入于底部有防爆设计的柱状容器中，于柱状容器的开口端装置橡胶的封口物，藉由机械封口及封腰，形成一密闭的柱状结构，再经由套管、充电老化等制作而成。

实际上，在电解电容器的负极是藉由电解液中离子的移动而形成一电子回路，因此电解液的电导度就直接影响电解电容器的电气特性。因此如何提高电解液的电导度，以使电解电容器在高温中仍能保持电解液与铝箔、电解纸的化学稳定性，特别是电解液与铝箔的稳定性，是电解液发展的趋势。一般文献中提到的铝电解电容器使用的电解液，特别是使用于工作电压100V以下，主要是由水、有机溶剂、有机酸、无机酸及一些特殊添加剂依不同比例调配而成。

再者，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的电源电路的解耦合作用上。一般而言，可利用多个电容单元的堆栈，而形成高电容量的固态电解电容器，已知堆栈式固态电解电容器包括多个电容单元与导线架，其中每一电容单元包括阳极部、阴极部与绝缘部，此绝缘部使阳极部与阴极部彼此电性绝缘。特别是，电容单元的阴极部彼此堆栈，且藉由在相邻的电容单元之间设置导电体层，以使多个电容单元之间彼此电性连接。

另外，卷绕型固态电解电容器包含有：电容器组件、收容构件及封口构件。该电容器组件隔着分离器卷绕有连接阳极端子的阳极箔与连接阴极端子的阴极箔，且于阳极箔与阴极箔之间形成电解质层；该收容构件具有开口部且可收容电容器组件；该封口构件具有可供阳极端子及阴极端子贯穿的贯穿孔，且可密封收容构件的开口部。而且，前述封口构件与前述电容器组件之间存有预定间隔，且阳极端子及阴极端子中至少任一者设有用以确保间隙的阻挡构件。

然而，本发明人有感已知技术仍有改善的空间，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合理论知识，从而提出一种设计合理且有效改善已知技术缺陷的技术方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其主要目的在于：

1、可达成大面积、大容量、低背化、低成本的具有多端引出脚之堆栈式固态电解电容器。

2、可大幅减低漏电流及短路问题。

3、可降低焊接困难度，并大幅降低相同容量电容器的等效串联电阻。

为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，包括复数个电容单元、一基板单元和一封装单元；

每一个所述电容单元的正极具有一向外引出的正极引脚，并且所述正极引脚被区分成复数组正极引脚单元，所述正极引脚单元彼此分开，每一组正极引脚单元的正极引脚电性地堆栈在一起；再者，每一个电容单元的负极具有一向外引出的负极引脚，并且所述负极引脚被区分成复数组负极引脚单元，所述负极引脚单元系彼此分开，并且每一组负极引脚单元的负极引脚电性地堆栈在一起；

所述基板单元具有一电性连接于所述正极引脚的正极引出导电基板及一电性连接于所述负极引脚的负极引出导电基板；

所述封装单元包覆所述电容单元及基板单元的一部分。

进一步改进为，每一个所述电容单元依序由一碳胶、一导电高分子、一阀金属箔片、一导电高分子及一碳胶堆栈而成，其中每两个电容单元之间涂布有银胶或银膏；所述正极是通过复数个焊接点而电性连接在一起并且分别电性连接于所述正极引脚；所述碳胶是通过所述银胶或银膏而电性连接在一起并且分别电性连接于所述负极引脚，并且所述正极与所述碳胶彼此绝缘。

再者，每一个所述电容单元依序由一碳胶、一导电高分子、一阀金属箔片、一导电高分子及一碳胶堆栈而成，其中每两个电容单元之间通过碳胶而电性堆栈在一起；所述正极是通过复数个焊接点而电性连接在一起并且分别电性连接于所述正极引脚；所述碳胶是通过一导电层而电性连接在一起并且分别电性连接于所述负极引脚，并且所述正极与所述碳胶是彼此绝缘。

每一个所述阀金属箔片负极端的边缘可选择性的加装胶体。

所述具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器还包括：复数个分别设置于所述阀金属箔的部分外表面上并且围绕成一圈的绝缘层，亦即每一个绝缘层是以围绕的方式成形在每一个相对应阀金属箔片之部分外表面的上下两面及两相反侧边，以限制所述碳胶及所述导电高分子的长度，并做为每一个电容单元的正极与负极的绝缘线。

所述正极引脚分别从所述正极的同一方向向外引出，并且所述负极引脚分别从所述负极的同一方向向外引出。

所述正极引脚分别选择性地从所述正极的相同或不同方向向外引出，并且所述负极引脚系分别选择性地从所述负极的相同或不同方向向外引出。

所述具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器还包括：复数个协助堆栈导电块，其分别电性地设置于每两个电容单元的正极之间并且向外延伸而出，其中所述协助堆栈导电块通过复数个焊接点电性连接于所述正极引出导电基板。

本发明的具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的优点在于：利用多端同方向导出(或不同方向混合导出)，并使用同极同边多区焊接(或同极不同边多区焊接)，可降低焊接困难度，并大幅降低相同容量电容器的等效串联电阻。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的实施例1的侧视示意图；

图1a是本发明实施例1的正箔负极端的边缘加装胶体的俯视示意图；

图1b是本发明图1a的1B-1B线的剖面示意图；

图2是本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的实施例2的侧视示意图；

图3是本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的第一种引脚配合方式的示意图；

图4是本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的第二种引脚配合方式的示意图；

图5是本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的第一种引脚配合方式的示意图；

图6是本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的第二种引脚配合方式的示意图；

图7是本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的实施例3的侧视示意图；

图8是本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器的实施例4的侧视示意图；

实施例1中图1、图1a、图1b的标记示意为：

电容单元1a，碳胶10a，导电高分子11a，阀金属箔片12a，胶体120a，基板单元2a，正极引出导电基板21a，负极引出导电基板22a，封装单元3a，绝缘层4a，导电层5a，导电层Sa，焊接点Pa；

实施例2中图2的标记示意为：

电容单元1b，碳胶10b，导电高分子11b，阀金属箔片12b，基板单元2b，正极引出导电基板21b，负极引出导电基板22b，封装单元3b，绝缘层4b，导电层5b，焊接点Pb；

实施例3中图7的标记示意为：

协助堆栈导电块6f，正极12f，正极引出导电基板21f，焊接点Pf；

实施例4中图8的标记示意为：

协助堆栈导电块6g，正极12g，正极引出导电基板21g，焊接点Pg；

引脚导出实施例中图3-图6的标记示意为：

电容单元1，正极12，正极引脚120，正极引脚单元120′，负极10，负极引脚100，负极引脚单元100′。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器(芯片电容)，其包括：复数个电容单元1a、一基板单元2a及一封装单元3a，并且每两个电容单元1a之间涂布有导电层Sa，例如：银胶或银膏。

其中，每一个电容单元1a依序由一碳胶10a(负极)、一导电高分子11a、一阀金属箔片12a(正极)、一导电高分子11a及一碳胶10a(负极)堆栈而成，每一个阀金属箔片12a的表面皆有氧化物层(图中未标示)，以作为介电层来产生绝缘效果，其中上述两个导电高分子11a形成于该阀金属箔片12a的表面上。

另外，具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器还包括：复数个导电层5a，其分别电性连接于每一个电容单元1a的所述碳胶10a之间。

再者，所述阀金属箔片12a的正极端通过复数个焊接点Pa而电性连接在一起，所述碳胶10a通过所述导电层5a而电性连接在一起，并且所述阀金属箔片12a与所述碳胶10a是彼此绝缘。

另外，具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器还包括：复数个分别设置于所述阀金属箔片12a的部分外表面上并且围绕成一圈的绝缘层4a，亦即每一个绝缘层4a是以围绕的方式成形在每一个相对应阀金属箔片12a的部分外表面的上下两面及两相反侧边，以限制所述碳胶10a及所述导电高分子11a的长度，并作为每一个电容单元1a的正极与负极的绝缘线。

此外，该基板单元2a具有一电性连接于所述阀金属箔片12a的正极引出导电基板21a及一电性连接于所述碳胶10a的负极引出导电基板22a。

另外，该封装单元3a包覆所述电容单元1a及基板单元2a的一部分。

另外，正箔12a靠近负极一侧的边缘可选择性的加装胶体120a(如图1a及图1b所示)，并且负极10a的边缘亦可选择性的加装胶体(图未示)，以大幅减低漏电流及短路问题。当然，在本发明的其它实施例中的正极及负极或阀金属箔片负极端的边缘皆可选择性的加装胶体。

实施例2：

如图2所示，具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器(芯片电容)，其包括：复数个电容单元1b、一基板单元2b及一封装单元3b。其中，每一个电容单元1b依序由一碳胶10b(负极)、一导电高分子11b、一阀金属箔片12b(正极)、一导电高分子11b及一碳胶10b(负极)堆栈而成，每一个阀金属箔片12b的表面皆有氧化物层(图中未标示)，以作为介电层来产生绝缘效果，其中上述两个导电高分子11b形成于该阀金属箔片12b的表面上，并且每两个电容单元1b之间通过碳胶10b而电性堆栈在一起。

另外，具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器还包括：复数个导电层5b，其分别电性连接于每一个电容单元1b的所述碳胶10b之间。

再者，所述阀金属箔片12b的正极端通过复数个焊接点Pb而电性连接在一起，所述碳胶10b通过所述导电层5b而电性连接在一起，并且所述阀金属箔片12b与所述碳胶10b彼此绝缘。

另外，具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器还包括：复数个分别设置于所述阀金属箔片12b的部分外表面上并且围绕成一圈的绝缘层4b，亦即每一个绝缘层4b是以围绕的方式成形在每一个相对应阀金属箔片12b之部分外表面的上下两面及两相反侧边，以限制所述碳胶10b及所述导电高分子11b的长度，并做为每一个电容单元1b的正极与负极的绝缘线。

此外，该基板单元2b具有一电性连接于所述阀金属箔片12b的正极引出导电基板21b及一电性连接于所述碳胶10b的负极引出导电基板22b。

另外，该封装单元3b包覆所述电容单元1b及该基板单元2b的一部分。

上述两种实施例可采用如下实施方式：

如图3、图4所示，每一个电容单元1的正极12具有一向外引出的正极引脚120，并且所述正极引脚120被区分成复数组分别电性地堆栈在一起之正极引脚单元120′(图3揭示两组正极引脚单元120′；图4揭示三组正极引脚单元120′)，再者每一个电容单元1的负极10具有一向外引出的负极引脚100，并且所述负极引脚100被区分成复数组分别电性地堆栈在一起的负极引脚单元100′(图3揭示两组负极引脚单元100′；图4揭示三组负极引脚单元100′)，其中所述正极引脚120分别从所述正极12的同一方向向外引出，并且所述负极引脚100分别从所述负极10的同一方向向外引出。图3显示若要堆栈8层，但只需进行4层焊接，另外图4显示若要堆栈12层，但只需进行4层焊接。

当然，依据不同的设计需求，图3及图4也可变换为多正极不同端引出(如图5、图6所示)与多负极不同端(图未示)引出。换言之，根据图3及图4所揭露的内容，每一个电容单元1的正极12具有一向外引出的正极引脚120，并且所述正极引脚120被区分成复数组正极引脚单元120′，每一组正极引脚单元120′的所述正极引脚120电性地堆栈在一起，再者每一个电容单元1的负极10具有一向外引出的负极引脚100，并且所述负极引脚100被区分成复数组负极引脚单元100′，每一组负极引脚单元100′的所述负极引脚100系电性地堆栈在一起，另外所述正极引脚120分别选择性地从所述正极12的相同(如图3及图4所举的例子)或不同方向向外引出(如图5、图6所示)，并且所述负极引脚100分别选择性地从所述负极10的相同(如图3及图4所举的例子)或不同方向(图未示)向外引出。

因此，本发明可设计多个分散的正极引脚及/或多个分散的负极引脚，亦即本发明可同时使用多个分散的正极引脚及多个分散的负极引脚来进行焊接(图3及图4所示)。

因此，本发明可随着使用者的需求，以选择上述实施例1、实施例2中的任一种实施例，然后再配合上述任一种多端引脚的方式，来完成本发明具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器。

实施例3：

如图7所示，具有多端引出脚之堆栈式固态电解电容器还包括：复数个协助堆栈导电块6f，其分别电性地设置于每两个电容单元1f的正极12f之间并且向外延伸而出，其中所述协助堆栈导电块6f通过复数个焊接点Pf电性连接于该正极引出导电基板21f。例如：所述正极12f是透过所述焊接点Pf，以串联的方式(如图1及图2所示的方式)电性连接于该正极引出导电基板21f。

实施例4：

如图8所示，具有多端引出脚之堆栈式固态电解电容器还包括：复数个协助堆栈导电块6g，其分别电性地设置于每两个电容单元1g的正极12g之间并且向外延伸而出，其中所述协助堆栈导电块6g通过复数个焊接点Pg电性连接于该正极引出导电基板21g。例如：所述正极12g是透过所述焊接点Pg，而以并联的方式(如图3及图4所示的方式)电性连接于该正极引出导电基板21g。

Claims (8)

1.具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其特征在于：所述具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器包括复数个电容单元、一基板单元和一封装单元；

每一个所述电容单元的正极具有一向外引出的正极引脚，并且所述正极引脚被区分成复数组正极引脚单元，所述正极引脚单元彼此分开，每一组正极引脚单元的正极引脚电性地堆栈在一起；再者，每一个电容单元的负极具有一向外引出的负极引脚，并且所述负极引脚被区分成复数组负极引脚单元，所述负极引脚单元系彼此分开，并且每一组负极引脚单元的负极引脚电性地堆栈在一起；

所述基板单元具有一电性连接于所述正极引脚的正极引出导电基板及一电性连接于所述负极引脚的负极引出导电基板；

所述封装单元包覆所述电容单元及基板单元的一部分。

2.根据权利要求1所述的具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其特征在于：每一个所述电容单元依序由一碳胶、一导电高分子、一阀金属箔片、一导电高分子及一碳胶堆栈而成，其中每两个电容单元之间涂布有银胶或银膏；所述正极是通过复数个焊接点而电性连接在一起并且分别电性连接于所述正极引脚；所述碳胶是通过所述银胶或银膏而电性连接在一起并且分别电性连接于所述负极引脚，并且所述正极与所述碳胶彼此绝缘。

3.根据权利要求1所述的具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其特征在于：每一个所述电容单元依序由一碳胶、一导电高分子、一阀金属箔片、一导电高分子及一碳胶堆栈而成，其中每两个电容单元之间通过碳胶而电性堆栈在一起；所述正极是通过复数个焊接点而电性连接在一起并且分别电性连接于所述正极引脚；所述碳胶是通过一导电层而电性连接在一起并且分别电性连接于所述负极引脚，并且所述正极与所述碳胶是彼此绝缘。

4.根据权利要求2或3所述的具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其特征在于：每一个所述阀金属箔片负极端的边缘可选择性的加装胶体。

5.根据权利要求2或3所述的具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其特征在于：所述具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器还包括：复数个分别设置于所述阀金属箔的部分外表面上并且围绕成一圈的绝缘层，每一个绝缘层是以围绕的方式成形在每一个相对应阀金属箔片之部分外表面的上下两面及两相反侧边，以限制所述碳胶及所述导电高分子的长度，并做为每一个电容单元的正极与负极的绝缘线。

6.根据权利要求2或3所述的具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其特征在于：所述正极引脚分别从所述正极的同一方向向外引出，并且所述负极引脚分别从所述负极的同一方向向外引出。

7.根据权利要求2或3所述的具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其特征在于：所述正极引脚分别选择性地从所述正极的相同或不同方向向外引出，并且所述负极引脚分别选择性地从所述负极的相同或不同方向向外引出。

8.根据权利要求2或3所述的具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器，其特征在于：所述具有多端引出脚的堆栈式固态电解电容器还包括：复数个协助堆栈导电块，其分别电性地设置于每两个电容单元的正极之间并且向外延伸而出，其中所述协助堆栈导电块通过复数个焊接点电性连接于所述正极引出导电基板。

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