CN112735828B - 一种钽电解电容器的电极引出方法及封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钽电解电容器的电极引出方法及封装方法，所述电极引出方法包括如下步骤：S1、在钽电解电容器的电极体外部制作绝缘防护层；S2、在阴极预引出部位暴露出阴极引出部，在钽芯端子所在区域暴露出钽芯引出端；S3、分别在暴露出的所述阴极引出部和所述钽芯引出端上沉积金属层；S4、分别在所述阴极引出部的金属层上和所述钽芯引出端的金属层上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出。本发明方法使得产品内空间利用率提升，有利于实现产品的小型化和薄型化，同时还可提升产品电性能。
Description
技术领域
本发明涉及电子元件的加工工艺技术领域，具体涉及一种钽电解电容器的电极引出方法及封装方法。
背景技术
传统片式电解电容器有两条弯向封装树脂主体底面的伸出阳极引线和阴极引线，阳极和阴极引线用于满足印刷电路板的贴片安装要求。传统片式电解电容器的电极引出方式，参考图1，是以产品组装到引线框架上，电容器元件的阴极80与阴极引线框架81通过导电银膏82粘接，引出产品阴极；阳极通过采取电阻焊焊接，引出阳极；再以环氧树脂注射包封形成电容器。传统包封形成的电容器，需要预留一定长度的钽丝与阳极引线框架焊接，确保焊点区域与芯子肩部有足够的间隔，预防焊接区域与芯子形成短路，限制了产品高度值设计；其次，产品塑封膜脱模角度的设计，也限制了产品高度值设计；并且电容器的六个包封面的单侧树脂料厚度至少为0.3mm，树脂厚度极大地占用了产品本体(阳极芯块)空间，空间利用率很低，进一步限制了产品的长度、宽度、厚度三个方向的设定值。因此，传统片式固体电容器的封装结构(见图1)设计，一般只能用到产品标准(EIA标准尺寸)体积的40～60％，导致产品在有限空间中装粉重量极其有限，限制了产品设计能力，不利于产品小型化、薄型化。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种钽电解电容器的电极引出方法，以解决现有的电解电容器电极引出方式空间利用率低，限制了产品小型化、薄型化的问题。
本发明为达上述目的采用以下技术方案：
一种钽电解电容器的电极引出方法，包括如下步骤：S1、在钽电解电容器的电极体外部制作绝缘防护层；S2、在阴极预引出部位暴露出阴极引出部，在钽芯端子所在区域暴露出钽芯引出端；S3、分别在所述阴极引出部上和所述钽芯引出端上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出，或者，分别在暴露出的所述阴极引出部和所述钽芯引出端上沉积金属层，并在所述金属层上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出。
本发明还可采用如下可选或优选方案：
在步骤S1制作所述绝缘防护层之前，预先在阴极层底部的阴极预引出部位利用导电胶粘接一可导电的承载基板；相应地，步骤S2中通过在阴极预引出部位剥离所述绝缘防护层而暴露出所述阴极引出部，且所暴露出的所述阴极引出部为所述承载基板的至少部分底面。
所述承载基板为金属基板或者双面印有电极图案的非金属基板，其中，所述非金属基板的双面电极图案通过预埋孔灌浆连接导通，暴露出的所述至少部分底面包含电极图案。
所述非金属基板为陶瓷基板、玻璃纤维板、环氧树脂板、酚醛树脂板、硅橡胶板、BCB板、BT树脂板、聚丙烯板、聚碳酸酯板、聚氯乙烯板、聚四氟乙烯板、聚氨酯板中的一种。
所述钽芯引出端位于所述电极体的底部，其下端部即为所述钽芯引出端，或者，所述钽芯端子从钽芯的一端延伸出并弯折到钽芯底部下方，位于钽芯底部下方的弯折部分即为所述钽芯引出端。
所述绝缘防护层包覆整个阴极层且暴露出所述钽芯引出端。
步骤S2中：通过对阴极预引出部位剥离所述绝缘防护层而暴露出所述阴极引出部。
步骤S2中通过在阴极预引出部位剥离所述绝缘防护层而暴露出所述阴极引出部，且所暴露出的所述阴极引出部为阴极银层的一部分。
本发明还提供一种钽电解电容器的封装方法，包括电极引出步骤和封装步骤，所述电极引出步骤采用前文任一项所述的电极引出方法，所述封装步骤是在所述绝缘防护层外包覆塑封层。
优选的，所述封装步骤完成后，使所述钽芯引出端上沉积的金属层齐平于所述塑封层的表面。
本发明的有益效果在于：本发明电极引出方式，阳极通过暴露出钽芯端子的一部分作为引出端，通过将该引出端直接或间接连接到外电极而引出阳极，不需要采用引线框架对阳极和阴极进行焊接引出，因此无需在焊点区域与芯子肩部之间预留较大间隔，并藉由绝缘防护层起到防止阳极和阴极短路的作用；另外，阴极直接从阴极层底部制作引出部。这样一来，产品两端的空间得以节省，在相同的EIA标准尺寸下，产品的长度、宽度都得以加长。可见，本发明的方法可以使得产品内部的空间利用率提升，阳极钽芯块的重量不变的情况下，长和宽的尺寸可增加、厚度就可以减薄，有利于实现产品薄型化和小型化；同时使用钽粉比容下降，降低工艺制造难度；另一方面，在保持产品外形尺寸不变的情况下，内部空间利用率的提升可以使得钽芯块的体积得以增加，产品的电性能得以提升、可靠性设计余量增加。
附图说明
图1是传统的片式电解电容器的结构示意图；
图2是本发明一实施例的钽电解电容器的电极示意图；
图3是图2所示的钽电解电容器的一种电极引出方法示意图；
图4是本发明另一实施例的钽电解电容器的电极示意图；
图5是图4所示的钽电解电容器的一种电极引出方法示意图；
图6是图4所示的钽电解电容器的另一种电极引出方法示意图；
图7是图4所示的钽电解电容器的又一种电极引出方法示意图；
图8是本发明另一实施例的钽电解电容器的电极示意图；
图9是图8所示的钽电解电容器的一种电极引出方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明的具体实施方式提供一种钽电解电容器的电极引出方法，该方法包括如下步骤S1-S4：
S1、在钽电解电容器的电极体外部制作绝缘防护层。参考图2、图4或图8，所述的电极体包括阳极钽芯10、阴极层20(阴极层主体为导电聚合物层、石墨层和银层)和钽芯10的端子11(或12、13)，需要说明的是，钽芯10与阴极层20之间的电介质层(五氧化二钽)未在图中示出，也就是说，附图中所显示的钽芯10与阴极层20之间是存在电介质层的，两者并未接触，图中仅是为了简化视图，突出电极引出部分。所述绝缘防护层一方面起到阴极和阳极的引出部分的隔离作用，另一方面也起到保护产品的作用；
S2、在阴极预引出部位暴露出阴极引出部，在钽芯端子所在区域暴露出钽芯引出端。参考图3，根据贴片产品的设计所需，阴极预引出部位50定位在产品底部、与钽芯端子相对的一端；
S3、分别在暴露出的所述阴极引出部和所述钽芯引出端上沉积金属层，比如沉积铜、银、镍、锡、钯、金、铂、钽、铌等金属；
S4、分别在所述阴极引出部的金属层上和所述钽芯引出端的金属层上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出。两端的外电极为L型电极，即每个电极的一部分位于产品的端部、另一部分位于产品的底部靠近端部的位置，两部分连接形成一个外电极。
在本发明的实施例中，钽芯端子可能从钽芯的一端伸出，也可能从钽芯的底部伸出。若钽芯端子从钽芯的一端伸出，相应地，可利用钽芯端子直接从该端做阳极引出，也可以将钽芯端子弯折到底部做阳极引出。若钽芯端子从钽芯底部伸出，可直接在底部做阳极引出。对于阴极，阴极的引出可以采用导电承载基板做阴极引出，也可以直接采用阴极本体银层做阴极引出。而且，在本发明中阳极和阴极的引出，都不采用焊接引线的方式，而是让外电极间接(中间沉积金属层)或直接地覆盖阳极引出端面和阴极引出部位。
如图2所示是本发明一实施例的钽电解电容器的电极示意图，该钽电解电容器的钽芯端子11由钽芯10左端引出，图3是图2所示电极的一种示例性的引出方式，其引出的流程如图3所示，包括制程(a1)～(a7)：
(a1)、在制作绝缘防护层之前，先在阴极层的阴极预引出部位50采用导电胶40粘接一层可导电的承载基板30。其中，导电胶40例如是导电银胶；可导电的承载基板30例如是金属基板或者是双面带电极图案的非金属基板，而双面电极图案通过预埋孔灌浆连接导通。另外，承载基板30底面靠近产品端部的一侧可设置成具有凸台，便于后续的剥离、沉积金属和制作外电极的制程。非金属基板可为陶瓷基板、玻璃纤维板、环氧树脂板、酚醛树脂板、硅橡胶板、PCB板、BT树脂板、聚丙烯板、聚碳酸酯板、聚氯乙烯板、聚四氟乙烯板、聚氨酯板等中的一种。
(a2)、在(a1)完成后，于电极体的外部喷涂一绝缘层60。喷涂厚度为1μm-200μm，优选厚度为5μm-50μm，喷涂使用的材料包括合成树脂和/或高分子材料；喷涂的该绝缘层60包覆了整个阴极层(包括阴极层底部粘接的承载基板在内)、钽芯10的暴露一端以及钽芯端子11的根部。
(a3)、完成喷涂之后，将钽芯端子11从根部未被绝缘层60包覆之处弯折到钽芯10底部下方，其底部即为钽芯引出端110。可以看出，由于钽芯端子11是弯折到底部，距离阴极层底部较近，此时绝缘层60可很好地起到防止阴极、阳极短路的情况。
(a4)、进行模块封装：对完成(a3)之后的模块进行整体封装，封装可采用现有的方式和材料，在此不再赘述如何封装。封装形成的塑封层70包覆整个电极体，优选的是，封装时可以在阴极预引出部位50处暴露出绝缘层60。
(a5)、剥离：在阴极预引出部位50处，依次剥离塑封层70(如若塑封层将整个绝缘层60包覆)和绝缘层60，暴露出承载基板30的至少部分底面，即阴极引出部，如果是非金属基板制作的承载基板，则暴露出的底面上应包含电极图案。同时，对钽芯引出端110所处区域剥离塑封层，以暴露出钽芯引出端110。
(a6)、在暴露出的钽芯引出端110上沉积金属层A1，在暴露出的阴极引出部上沉积金属层A2。
(a7)、采用诸如电镀的方式制作产品的贴装电极，即一对外电极B1、B2，制作时使外电极B1覆盖金属层A1、外电极B2覆盖金属层A2，使得外电极B1、B2分别与金属层A1、A2直接接触导通，从而实现阳极、阴极的引出。
从上述实施例可以看出，与现有技术相比，本发明的实施例的电极引出方法，可以节省出焊接方式引出的焊点预留空间，使得产品的空间利用率得以提升，具体而言，现有的阳极引出要在焊点区域与芯子肩部预留至少1mm的间隔，而本发明直接弯折钽芯端子形成钽芯引出端，然后在引出端面沉积金属并电镀外电极的方式，只需保留钽芯端子根部5μm-100μm左右，优选长度为10μm-50μm，进行弯折。
如图4所示是本发明另一实施例的钽电解电容器的电极示意图，该钽电解电容器的钽芯端子12由钽芯10左端引出，图5是图4所示电极的一种示例性的引出方式，该方式与前述实施例所不同的是利用钽芯端子12直接从左侧去制作阳极引出结构，相应地，底部可以不采用承接基板而直接利用银层做阴极引出；其引出的流程如图5所示，包括制程(b1)～(b4)：
(b1)、直接对电极体做绝缘喷涂，形成绝缘层60。
(b2)、对钽芯端子12做切割，使其裸露的端面与绝缘层60表面齐平，从而其端面形成钽芯引出端120；另外，对阴极预引出部位50处进行绝缘层剥离，以暴露阴极引出部；
(b3)、由于阳极的钽芯引出端120已与绝缘层60齐平，因此可以不用沉积金属层；仅对阴极引出部沉积金属层A2，沉积的金属层A2与阴极层表面齐平；
(b4)、制作外电极B1、B2，其中外电极B1通过其位于产品端部的部分将钽芯引出端120包覆而引出阳极，外电极B2通过其位于产品底部的部分将金属层A2包覆而引出阴极。
图6是图4所示电极的另一种示例性的引出方式，其引出的流程如图6所示，包括制程(c1)～(c4)，该方式与图5所示的方式的区别主要在于先按照一定的尺寸切割钽芯端子，再进行整体封装，其封装的塑封层70的厚度即等于切割后剩余的钽芯端子的长度，即钽芯端子的切割端面与塑封层70表面齐平。
图7是图4所示电极的另一种示例性的引出方式，其引出的流程如图7所示，包括制程(d1)～(d3)：
(d1)、在阴极层底部、阴极预引出部位之处用导电胶40粘接一可导电的承载基板30，再在承载基板30下面制作产品的整体基板90，该基板90的主要目的在于使阴极得以更好的散热；
(d2)、进行模块封装，形成的塑封层70齐平于预先切割好的钽芯引出端；
(d3)、制作外电极，外电极B1覆盖钽芯引出端而引出阳极，外电极B2与可导电的承载基板一侧面连接而引出阴极。
如图8所示是本发明另一实施例的钽电解电容器的电极示意图，该钽电解电容器的钽芯端子13由钽芯10底部引出，本示例中将直接在底部制作阳极引出，图9是图8所示电极的一种示例性的引出方式，如图9所示，引出流程包括制程(e1)～(e5)：
(e1)、在阴极层底部、阴极预引出部位50的区域用导电胶40粘接一可导电的承载基板30，同时钽芯端子13需要切割，防止在水平方向凸出于承载基板30，形成钽芯引出端130；
(e2)、在前述形成的整个电极体的外部喷涂绝缘层60，绝缘层60包覆整个阴极层(包括承载基板在内)，仅裸露出钽芯引出端130，钽芯引出端130齐平于绝缘层60的表面；
(e3)、在绝缘层60的外部进行模块封装，形成塑封层70，与图3所示实施例类似；
(e4)、剥离：与图3所示实施例制程(a5)一样进行剥离；
(e5)、沉积金属层并制作外电极：与图3所示实施例制程(a6)一样进行金属层的沉积，与制程(a7)一样进行外电极制作。
总之，利用本发明的电极引出方法，可以使得产品内部的空间利用率得以提升，在产品高度减少或保持不变的情况下，阳极钽芯的体积得以增加，从而使产品电性能得以提升，并且还实现了产品的小型化和薄型化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钽电解电容器的电极引出方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在钽电解电容器的电极体外部制作绝缘防护层；
S2、在阴极预引出部位暴露出阴极引出部，在钽芯端子所在区域暴露出钽芯引出端；所述钽芯引出端位于所述电极体的底部，其下端部即为所述钽芯引出端，或者，所述钽芯端子从钽芯的一端延伸出并弯折到钽芯底部下方，位于钽芯底部下方的弯折部分即为所述钽芯引出端，只保留所述钽芯端子根部5μm-100μm；
S3、分别在所述阴极引出部上和所述钽芯引出端上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出，或者，
分别在暴露出的所述阴极引出部和所述钽芯引出端上沉积金属层，并在所述金属层上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出。
2.一种钽电解电容器的电极引出方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在钽电解电容器的电极体外部制作绝缘防护层；
S2、在阴极预引出部位暴露出阴极引出部，在钽芯端子所在区域暴露出钽芯引出端；所述钽芯引出端位于所述电极体的底部，其下端部即为所述钽芯引出端，或者，所述钽芯端子从钽芯的一端延伸出并弯折到钽芯底部下方，位于钽芯底部下方的弯折部分即为所述钽芯引出端，只保留所述钽芯端子根部10μm-50μm；
S3、分别在所述阴极引出部上和所述钽芯引出端上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出，或者，
分别在暴露出的所述阴极引出部和所述钽芯引出端上沉积金属层，并在所述金属层上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出。
3.如权利要求1或2所述的钽电解电容器的电极引出方法，其特征在于，在步骤S1制作所述绝缘防护层之前，预先在阴极层底部的阴极预引出部位利用导电胶粘接一可导电的承载基板；相应地，步骤S2中通过在阴极预引出部位剥离所述绝缘防护层而暴露出所述阴极引出部，且所暴露出的所述阴极引出部为所述承载基板的至少部分底面。
4.如权利要求3所述的钽电解电容器的电极引出方法，其特征在于，所述承载基板为金属基板或者双面印有电极图案的非金属基板，其中，所述非金属基板的双面电极图案通过预埋孔灌浆连接导通，暴露出的所述至少部分底面包含电极图案。
5.如权利要求4所述的钽电解电容器的电极引出方法，其特征在于，所述非金属基板为陶瓷基板、玻璃纤维板、环氧树脂板、酚醛树脂板、硅橡胶板、BCB板、BT树脂板、聚丙烯板、聚碳酸酯板、聚氯乙烯板、聚四氟乙烯板、聚氨酯板中的一种。
6.如权利要求1或2所述的钽电解电容器的电极引出方法，其特征在于，所述绝缘防护层包覆整个阴极层且暴露出所述钽芯引出端。
7.如权利要求6所述的钽电解电容器的电极引出方法，其特征在于，步骤S2中：通过对阴极预引出部位剥离所述绝缘防护层而暴露出所述阴极引出部。
8.如权利要求1或2所述的钽电解电容器的电极引出方法，其特征在于，步骤S2中通过在阴极预引出部位剥离所述绝缘防护层而暴露出所述阴极引出部，且所暴露出的所述阴极引出部为阴极银层的一部分。
9.一种钽电解电容器的封装方法，其特征在于，包括电极引出步骤和封装步骤，所述电极引出步骤采用权利要求1-8任一项所述的电极引出方法，所述封装步骤是在所述绝缘防护层外包覆塑封层。
10.如权利要求9所述的钽电解电容器的封装方法，其特征在于，所述封装步骤完成后，使所述钽芯引出端上沉积的金属层齐平于所述塑封层的表面。
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