CN1048112C - 密封型固体电解电容器 - Google Patents

Abstract

提供一种密封型固体电解电容器，它包括一个电容器芯；一个绝缘封壳，该封壳具有向上开口的凹形槽，用于放置电容器芯，和一个密封凹槽开口用的密封构件。电容器芯有在一端上形成的阳极层，和至少在另一端上形成的阴极层。凹槽内分别与电容器芯的阳极层和阴极层电连接的两个内电极构成。在封壳外部构成与各内电极电气连接的两个端电极。

Description

密封型固体电解电容器

本发明涉及固体电解电容器，如钽电容器或铝电容器。特别涉及密封型固体电解电容器，其中，电容器芯是密封在保护用的绝缘封壳中。

通常，固体电解电容器包括电容器芯，它包括起阳极作用的阀金属粉压紧烧结而成的多孔芯片。首先对芯片处理，使在金属颗粒上形成介质层，然后再处理，在介质层上形成固体电解质层，固体电解质层用作阴极，用阴极电极层覆盖。

众所周知，固体电解电容器具有大的单位体积的容量。然而，这种电容器有抗冲击和抗潮性差的缺点。

为克服该缺陷，通常是将电容器芯密封在绝缘树脂封壳中，即将电容器芯模压在封壳中。例如，日本专利申请公开No.60-220922所公开的，为使电容器芯与外部电路电气连接，电容器芯有搭接到板状阳极引线上的阳极丝，同时，阴极电极层搭接到板状阴极引线上。阳极和阴极引线从树脂封壳伸出，并朝封壳的下表面弯折，以便安装到印刷电路板表面上。

然而，上述固体电解电容器还有下列缺陷：

首先，由于树脂封壳是与电容器芯一起模压的，后者必然要受到较高的模压力。因此，电容器芯受到的应力会使电容器芯损坏或对它造成不利的影响。例如，电容器芯的漏电流增大或电短路。

其次，由于阳极丝从电容器芯片伸出，树脂封壳必须大到足以密封阳极丝，因此，阳极丝使密封后的电容器的总尺寸和重量增大。而且，阳极和阴极引线在封壳内水平伸展，因此，这些引线再次增大了封壳的尺寸和重量。

第三方面，因为各个引线必须搭接到电容器芯上，并随后在封壳外弯折，搭接和弯折的工艺步骤使制造成本增加。

因此，本发明的目的是，提供一种密封型固体电解电容器，它能提供体积或空间的有效系数，并防止电容器芯损坏或对电容器芯的不利影响。

按本发明，提供一种密封型固体电解电容器，包括：

一个电容器芯，它包括压紧金属粉的单片，在单片的第一端上形成的阳极层，和至少在与第一端相对的单片的第二端上形成的阴极层；

一个绝缘封壳，它有向上开口的凹形槽，用于放置电容器芯，凹形槽是由与电容器芯的阳极层导电的阳极边内电极构成的，凹形槽还由与电容器芯的阴极层导电的阴极边内电极构成。封壳外部形成与阳极边内电极导电的阳极端电极，封壳外部还形成有与阳极边内电极导电的阴极端电极；和

用于密封凹形槽开口的绝缘密封装置。

密封可以包括搭接到封壳上的壳盖构件，用以密封凹形槽开口。壳盖构件最好用绝缘树脂制成。

此外，密封装置可以包括灌注入凹槽中并达到凹槽的开口面高度的绝缘树脂。

任何一种情况下，电容器芯基本上没受到任何模压力或注入压力。因此，防止了由于加压而产生的应力对电容器芯造成的不利影响。

给封壳加导电浆料形成各个电极。此外，封壳可以用能镀敷绝缘树脂的金属制造，用金属镀敷封壳可构成各个电极。

每个阳极边和阴极边内电极由封壳厚壁中形成的通孔中伸出的至少一个导体部件，电气连接到相应的阳极和阴极端电极的一个上。

可用金属板制成每个电极，并用板状电极与绝缘树脂模压制成封壳。在这种情况下，各个内电极最好用连接的金属薄条或连接的金属片连接到相应的一个引出端电极上。

本发明的其它目的、特征和优点将从以下结合附图所作的详细说明中充分地了解。

图1是一个正视图，垂直截面中，示出了本发明第一实施例的密封型固体电解电容器；

图2是从图1中II-II箭头所示方向看的同一电容器的平面图；

图3是取图1中III-III线的同一电容器的剖视图；

图4是同一电容器的分解透视图；

图5是图1-4所示电容器中使用的电容器芯片的透视图；

图6是取图5中沿VI-VI线的同一电容器的剖视图；

图7是用图5和6所示电容器芯片制成的电容器芯的透视图；

图8是取图7中沿VIII-VIII线的同一电容器芯的剖视图；

图9是正视图，在垂直截面中、示出了按本发明第二实施例的密封型固体电解电容器；

图10是按本发明的第三实施例的带电极的模压封壳的透视图；和

图11是按本发明的第四实施例的带电极的模压封壳的透视图。

参看图1至4，示出了本发明第一实施例的密封型固体电解电容器。例如，电容器可以是钽电容器或铝电容器。第一实施例的电容器主要包括，用绝缘材料，如合成树脂，构成的封壳1，安装在封壳1内的电容器芯9，和密封封壳1的壳盖构件12。

封壳1有向上开口的凹形槽2，凹槽2的各端设置有阳极边内电极3和阴极边内电极4。各内电极3，4是直角，并从凹槽2的底表面2a延伸到凹槽2的相应的内端面2b。

封壳1的一端外部设置有阳极端电极5，它由封壳1的厚壁中构成的一组通孔中伸出的导体部件6电连接到阳极边内电极3。同样，封壳1另一端外部设置有阴极端电极7，它由封壳1的厚壁中构成的另一组通孔中伸出的导体部件8电连接到阴极边内电极4，各端电极5，7也是直角，并从封壳1的底表面1a伸出达到封壳1的相应的外端面1b。

各内电极和端电极3，4，5，7可用给封壳1上加导电浆料，然后干燥所加浆料使其固定而构成。在模压封壳1时形成的各通孔中加入导电浆料，可以构成导体部件6，8。

电容器芯9包括阀金属粉(例如钽粉)压紧烧结而成的单片9a，单片9a的一端形成阳极层9b。单片9a的另一端形成阴极层9c，按所述实施例，朝阳极层9b延伸到单片9a的侧面上。

电容器芯9放置在封壳1的凹形槽2中，并用导电粘接剂淀积在10和11使其就地固定。电容器芯9的阳极和阴极层9b，9c用各个导电粘接剂淀积层10，11与阳极边和阴极边内电极3，4导电地固定。

用壳盖构件12密封凹槽2，壳盖构件12用绝缘材料，如合成树脂构成。可以用绝缘粘接层13将壳盖构件12搭接到封壳1的顶上。

按此方式，电容器芯9可以密封在与搭接在封壳上的壳盖构件12构成一体的封壳1中。使用时，电容器各端电极5，7焊接在印刷电路板之类的构件上。

上述安装的电容器有以下特征或优点：

(1)由于电容器芯9是放置在分别模压成的封壳1的凹形槽2中，电容器芯9不会像常规的封密形固体电容器中那样，因树脂封壳1与电容器9同时模压(而产生的明显的应力)，对电容器芯9造成的损坏或不利影响。这种损坏或不利影响可能包括漏电流(LC)增大、电短路等。

(2)由于用阳极层9b代替普通的阳极丝，使电容器芯9的长度不会明显加长，包括封壳1的电容器的芯尺寸可能减小。

(3)由于各个内电极3，4以及各个端电极不会使尺寸和重量明显增大，这也有助于减小电容器的总尺寸和总重量。因此，结合上述的特征(2)，与常规的密封型固体电解电容器相比，电容器的体积系数或空间系数可以显著地增大。

(4)由于各端电极5，7不需从直形机械地弯折，并实质上搭接到电容器芯的各极层9b，9c，使整个电容器易制成。结果，可以降低电容器的造价。

可用电镀制成各内电极3，4以及各端电极5，7，如下所述。

首先，用可镀敷树脂，如液晶聚合物(LCP)的金属整体制成封壳1。然后，处理封壳1上不形成电极的部分，使其变成没镀敷的金属，在封壳1的厚壁中形成用于导体部件6，8的通孔。最后，整体镀敷封壳1。结果，封壳1的剩下的可电镀部分电镀金属，形成各个内电极3，4，各端电极5，7和导体部件6，8。

此外，用可镀敷树脂，如液晶聚合物(LCP)的金属整体制成封壳1，在封壳1的厚壁中构成用于导体部件6，8的通孔。随后，整体电镀封壳1。最后，用光刻或激光除去封壳1上不形成电极的部分的电镀金属层。

最好用这里引作参考的，日本专利申请公开Nos.6-252008，6-252009和6-252010所公开的方法，制备电容器芯9。

具体地说，如图5和6所示，芯片9a是用金属粉(例如钽粉)的压紧体烧结而成的多孔体它有在9a′一端的长度为L的无孔部分A。可以用树脂浸渍芯片9a′端构成无孔部分A，也可以对芯片9a′端加压使其达到超高密度，或给芯片9a′端连接一金属板，构成无孔部分A。

之后，芯片9a的无孔部分浸入化学溶液(如磷酸水溶液)中，用阳极氧化法在金属颗粒(如，钽颗粒)上形成介质氧化层(如五氧化二钽)。

之后，重复将芯片多孔部分浸入硝酸盐孔溶液中的工艺，此后，进行烘干，除去留在芯片中的溶液，在电介质层上形成固体电解质层(如，二氧化锰)。此时，要防止硝酸锰溶液渗入芯片9a的无孔部分9a′中。因此，金属颗粒(例如钽颗粒)与电解质层保持绝缘。

之后，进行表面处理(如研磨)之后，在芯片的9a′端部分露出金属颗粒，在芯片9a′端形成阳极端电极9b，同时，除无孔部分A之外，在整个芯片9a上形成阴极端电极9c，如图7和8所示。每个端电极9b，9c上，可以首先形成石墨层，此后，在石墨层上形成金属层(如银层或镍层)。当然，可选择各端电极9b，9c的形成顺序。

按此方式，制成电容器芯9，它有形成在芯片9a上的阳极和阴极端电板9b，9c。

可以稍稍改变上述第一实施例的电容器，使各个内电极3，4和各端电极5，7再朝上伸展，在封壳1的顶表面上相互连接。这种改型，可以省去各内电极3，4和各端电极5，7之间电气连接用的导体部件6，8。

图9示出了按本发明的第二实施例的密封型固体电解电容器。该实施例的电容器与第一实施例(图1-4)的电容器相同，其差别是，将绝缘树脂14(如，环氧树脂)灌注到封壳1的凹形槽中，密封住凹槽的向上开口，由此，将电容器芯9封入封壳1中。

按第二实施例，只需将绝缘树脂14灌入封壳的凹槽中而无需加任何压力。因此，可以防止电容器芯9受到因加压而产生的大的应力。

图10示出第三实施例，其中封壳1是与各个电极一起模压的，这些电极包括阳极边内电极3′，阴极边内电极4′，阳极端电极5′，和阴极端电极7′。用金属板制成各电极3′，4′，5′，7′。通过连接的金属薄片6′将阳极边内电极3′连接到阳极端电极5′，连接金属薄片6′还起这些电极3′，5之间的电连接的导电部件的作用。按同样的方式，通过连接金属薄片8′将阴极边内电极4′连接到阴极端电电极7′，连接金属薄片8′还起这些电极4′，7′之间电连接的导体部件的作用。

图11示出了第四实施例，其中的封壳1再与各电极一起模压，这些电极包括，阳极边内电极3″，阴极边内电极4″，阳极端电极5″，和阴极端电极7″。用金属板制成各个电极3″，4″，5″，7″。通过连接金属薄片6″使阳极边内电极3″连接到阳极端电极5″，连接金属片6″还起这些电极3″，5″之间电连接的导体部件的作用。按同样的方式，通过连接金属片8″将阴极边内电极4″连接到阴极端电极7″上，连接金属片8″还起这些电极4″，7″之间电连接的导体部件的作用。

尽管没有特别说明，像图1-4所示的第一实施例一样，第三和第四实施例中的任何一个，均有其他构形。而且，每个阳极端和阴极端电极5′，5″，7′，7″也可以用本身容易焊接的金属板制成，或用可以电镀易焊接金属(如锡)的金属板制成。

因此，已说明了本发明，显然，可以按很多方式变化。这些变化不会脱离本发明的构思和范围。本行业的技术人员能做的这些改型，显然完全包括在所附权利要求保护的范围内。

Claims (1)

1.一种密封型固体电解电容器，包括：

一个电容器芯，包括金属粉压紧体单片，在单片一端上形成的阳极层，至少在与第一端相对的第二端上形成的阴极层，使电容器芯与内电极建立良好导电，并使电容器芯固定于凹槽内；

一个绝缘封壳，它有一个向上开口的凹形槽，用于放置电容器芯，凹形槽由与电容器芯的阳极层导电的阳极边内电极形成，阳极边内电极延长到凹形槽的底面和凹形槽的第一内边面上；凹形槽还由与电容器芯的阴极层导电的阴极边内电极形成，阴极边内电极延长到凹形槽的底面和凹形槽的与第一内边面相对的第二内边面上；封壳外部形成有与阳极边内电极导电的阳极端电极，封壳外部还形成有与阴极边内电极导电的阴极端电极，和

一个用于密封凹槽开口的绝缘密封装置，其特征在于，

在阳极层和阳极边内电极之间形成一个第一导电淀积体，该导电淀积体有一个垂直部分延伸到凹形槽第一内边面上和一个底部延伸到凹形槽的底面，在阴极层和阴极边内电极之间形成一个第二导电淀积体，第二导电淀积体同样具有一个垂直部分延伸到凹形槽的第二内边面上和一个底部延伸到凹形槽的底面。

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