CN115938806A - 一种叠层固态电容器 - Google Patents

Abstract

一种叠层固态电容器，包括绝缘壳体、芯子、阳极端子和阴极端子；芯子密封设置在绝缘壳体内；阳极端子的一端在绝缘壳体内形成阳极连接位、另一端穿过绝缘壳体在绝缘壳体的底部形成阳极焊盘，在绝缘壳体内的阳极端子与芯子的阳极端电性连接；阴极端子的一端在绝缘壳体内形成阴极连接位、另一端穿过绝缘壳体在绝缘壳体的底部形成阴极焊盘，在绝缘壳体内的阴极端子与芯子的阴极端电性连接。在本发明中，阳极端子和阴极端子从绝缘壳体的底部引出形成阳极焊盘和阴极焊盘，在表面贴装时锡膏将覆盖外部端子，由于锡膏的覆盖，可减少水汽从阳极端子与绝缘外壳以及阴极端子与绝缘外壳的接合处进入芯子内部，达到性能稳定延长使用寿命的目的。

Description

一种叠层固态电容器

技术领域

本发明涉及一种铝电解电容器，尤其涉及一种密封效果好的叠层固态电容器。

背景技术

叠层固态铝电解电容器由固态导电聚合物替代液态电解液，并采用层叠的方式进行芯子并联连接，相比于液态铝电解电容，所制造的电容器具有体积更小、等效串联电阻（ESR）更小、宽温和更环保等诸多优点，符合电子产品小型化、高频化的发展趋势，满足表面贴装技术(SMT)要求。

如专利（202122073854.0）所示，叠层固态铝电解电容器以单片电容芯子作为基本单元，单片正极端包括多孔铝箔以及在多孔铝箔表面形成的三氧化二铝介质层，负极端包括多孔铝箔以及在其表面的三氧化二铝介质层，在介质层表面形成的固态电解质第一阴极，在固态电解质上形成的碳层和银层（即第二阴极与第三阴极）。将单片的正极端与正极引出端子焊接在一起，单片负极端与负极引出端子通过金属浆料层叠粘接在一起，在上述一层单片层叠体上，再层叠多个单片形成多层层叠体，再将层叠体用塑封料封装，并通过弯折两次贴合于叠层固态电容下表面，从而形成一个叠层固态铝电解电容器。

由于塑封料本身并非完全防水，具有吸水性，且在贴装时经过回流焊后，塑封料与引出端子之间由于膨胀系数不同，热胀冷缩后，导致接合处可能出现缝隙。现有的叠层固态铝电解电容器在高温高湿条件下，水汽或空气，可以穿过接合处缝隙与塑封料本体，进入芯子内部，导致产品特性劣化。

申请号为CN202011070838.X“一种提升叠层固态电容器高温高湿耐受能力的制造方法”的中国专利，公开了如下一种提升叠层固态电容器高温高湿耐受能力的制造方法：通过将封装完成的电容器浸渍在硅酮溶液内，使硅酮进入塑封料内部，再通过高温固化，使硅酮填充模塑料颗粒间的空隙和塑封料与引出端子之间的空隙，进而可以起到防气、水的作用，避免了水汽或空气穿过空隙进入芯子内部，导致产品特性劣化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种密封效果好的叠层固态电容器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种叠层固态电容器，包括绝缘壳体、芯子、阳极端子和阴极端子；所述芯子密封设置在绝缘壳体内；所述阳极端子的一端在绝缘壳体内形成阳极连接位、另一端穿过绝缘壳体在绝缘壳体的底部形成阳极焊盘，在绝缘壳体内的阳极端子与芯子的阳极端电性连接；所述阴极端子的一端在绝缘壳体内形成阴极连接位、另一端穿过绝缘壳体在绝缘壳体的底部形成阴极焊盘，在绝缘壳体内的阴极端子与芯子的阴极端电性连接；阳极端子和阴极端子与绝缘壳体之间是密封设置的。

上述的叠层固态电容器，优选的，所述绝缘壳体包括底座和盖板，所述底座上形成有芯子的容纳腔，所述盖板与容纳腔的顶部之间密封设置；所述阳极焊盘和阴极焊盘镶嵌在底座上，阳极焊盘和阴极焊盘的一侧与底座密封连接、另一侧裸露形成焊接位。

上述的叠层固态电容器，优选的，所述阳极焊盘和阳极焊盘裸露的一侧与底座是平齐的。

上述的叠层固态电容器，优选的，所述阳极连接位和阴极连接位设置在容纳腔的底部；所述阴极连接位紧贴容纳腔的底面或者镶嵌在容纳腔的底面上。

上述的叠层固态电容器，优选的，所述阳极连接位的位置高于阴极连接位。

上述的叠层固态电容器，优选的，所述阳极连接位设置在容纳腔底部的凸台上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在本发明中，阳极端子和阴极端子从绝缘壳体的底部引出形成阳极焊盘和阴极焊盘，在表面贴装时锡膏将覆盖外部端子，由于锡膏的覆盖，可减少水汽从阳极端子与绝缘外壳以及阴极端子与绝缘外壳的接合处进入芯子内部，达到性能稳定延长使用寿命的目的。

附图说明

图1为实施例1中叠层固态电容器的剖视结构示意图。

图2 为实施例1中叠层固态电容器的绝缘外壳的俯视结构示意图。

图3为实施例1中叠层固态电容器的绝缘外壳的仰视结构示意图。

图例说明

1、绝

缘壳体；11、底座；12、盖板；2、芯子；21、阀金属箔；22、高分子导电聚合物层；23、碳层；24、银浆层；25、隔离胶；26、焊接融熔体；3、阳极端子；31、阳极连接位；32、阳极焊盘；4、阴极端子；41、阴极连接位；42、阴极焊盘；5、凸台；6、导电浆料。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示的一种叠层固态电容器，包括绝缘壳体1、芯子2、阳极端子3和阴极端子4；芯子2密封设置在绝缘壳体1内，并且在绝缘壳体1内充满有氮气或者填充树脂胶。阳极端子3的一端在绝缘壳体1内形成阳极连接位31、另一端穿过绝缘壳体1在绝缘壳体1的底部形成阳极焊盘32；阳极连接位31与芯子2的阳极端通过导电浆料6或者激光焊电性连接。阴极端子4的一端在绝缘壳体1内形成阴极连接位41、另一端穿过绝缘壳体1在绝缘壳体1的底部形成阴极焊盘42；阴极连接位41与芯子2的阴极端通过导电浆料6电性连接。阳极端子3和阴极端子4与绝缘壳体1之间是密封设置的。在本实施例中，绝缘壳体1是一种PPS壳，阳极端子和阴极端子为铝质材料制作而成，阳极端子和阴极端子与绝缘壳体之间是紧密接触的，在正常情况下是密封的；这种PPS镶嵌引脚的壳表面PPS是绝缘的。在本实施例中，采用新型PPS壳代替塑封料进行封装，能更好防止水汽进入产品内部。

在本实施例中，阳极焊盘32和阴极焊盘42在表面贴装时锡膏将覆盖外部端子，由于锡膏的覆盖，可减少水汽从阳极端子3与绝缘外壳以及阴极端子4与绝缘外壳的接合处进入芯子2内部，达到性能稳定延长使用寿命的目的。从图3可以看出，阳极焊盘32和阴极焊盘42的面积较小，锡膏完全能够将阳极焊盘32和阴极焊盘42覆盖。

在本实施例中，如图3所示，绝缘壳体1包括底座11和盖板12，底座11上形成有芯子2的容纳腔，盖板12与容纳腔的顶部之间通过密封胶密封设置。在本实施例中由于绝缘壳体和盖板均是PPS材料制作而成，绝缘壳体和盖板之间可采用密封胶密封封装，密封胶可以材料环氧树脂胶或者酚醛树脂胶。阳极焊盘32和阴极焊盘42设置在底座11底部的两端；阳极焊盘32和阴极焊盘42镶嵌在底座11上，阳极焊盘32和阴极焊盘42的一侧与底座11密封连接、另一侧裸露形成焊接位。阳极焊盘32和阳极焊盘32裸露的一侧与底座11是平齐的，这样进行贴装的时候底座11可以平稳的放置在线路板上。

在本实施例中，如图2所示，阳极连接位31和阴极连接位41设置在容纳腔的底部；阴极连接位41紧贴容纳腔的底面或者镶嵌在容纳腔的底面上。阳极连接位31设置在容纳腔底部的凸台5上，使得阳极连接位31的位置高于阴极连接位41。阳极连接位31的位置比阴极连接位41的位置高的高度根据不同的芯子2来确定，因为芯子2单片上的阳极和阴极之间具有一个高度差，阳极连接位31与阴极连接位41之间的高度差与芯子2单片上的阳极和阴极之间的高度差相同。这样芯子2能够平整的放置在容纳腔内。

目前现有的叠层固态电容器注塑封装完成后，绝缘壳体外的阳极/阴极端子部份需要弯折成型，弯折过程会对端子有一个拉扯力，从而导致端子与壳体之间松动并产生间隙，使水汽容易从此处进入。

而本实施例中使用的是事先加工的绝缘壳体，制作流程是壳体材料软化后，包裹住事先弯折成型的阳极/阴极端子，壳体材料固化后形成绝缘壳体也就是基座，无需再对端子做弯折，可避免现在注塑封装方式，事后端子弯折导致的松动间隙，水汽进入风险。同时，在本实施例中，以事先加工基座作封装体，把芯子堆叠在基座上，避免现有的叠层固态电容器的高温注塑封装方式，可避免注塑过程中，塑封料对芯子产生的挤压，避免电容器产品性能劣化。

如图1所示，与专利号2022218435760，一种密封性好的叠层固态铝电解电容器中的芯子2相同或者类似。芯子2包括5块单片，5块单片叠层设置形成芯子2。单片包括阳极、负极和隔离胶25，隔离胶25设置在阳极和阴极之间，起到隔离阳极和阴极的作用；阳极包括阀金属箔21和在阀金属箔21上形成的氧化膜，相邻两块单片的阳极端通过焊接融熔体26连接在一起，阳极通过焊接孔与焊接融熔体26焊接。阴极包括阀金属箔21、阀金属箔21上形成的氧化膜、高分子导电聚合物层22和阴极引出层，高分子导电聚合物层22形成在氧化膜表面，阴极引出层在高分子导电聚合物层22的表面。在本实施例中，阳极和阴极的阀金属箔21是同一块，在阀金属箔21上形成有氧化膜。阴极引出层包括碳层23和银浆层24，碳层23形成在高分子导电聚合物层22表面，银浆层24形成在碳层23表面。从图1可以看出，由于阴极包括阀金属箔21、阀金属箔21上形成的氧化膜、高分子导电聚合物层22和阴极引出层；而阳极只包括阀金属箔21和在阀金属箔21上形成的氧化膜；阳极和阴极之间就具有一个高度差。

在本实施例中，阳极端子3和阴极端子4从绝缘壳体1的底部引出形成阳极焊盘32和阴极焊盘42，在表面贴装时锡膏将覆盖外部端子，由于锡膏的覆盖，可减少水汽从阳极端子3与绝缘外壳以及阴极端子4与绝缘外壳的接合处进入芯子2内部，达到性能稳定延长使用寿命的目的。

Claims (6)

1.一种叠层固态电容器，其特征在于：包括绝缘壳体、芯子、阳极端子和阴极端子；所述芯子密封设置在绝缘壳体内；所述阳极端子的一端在绝缘壳体内形成阳极连接位、另一端穿过绝缘壳体在绝缘壳体的底部形成阳极焊盘，在绝缘壳体内的阳极端子与芯子的阳极端电性连接；所述阴极端子的一端在绝缘壳体内形成阴极连接位、另一端穿过绝缘壳体在绝缘壳体的底部形成阴极焊盘，在绝缘壳体内的阴极端子与芯子的阴极端电性连接；阳极端子和阴极端子与绝缘壳体之间是密封设置的。

2.根据权利要求1所述的叠层固态电容器，其特征在于：所述绝缘壳体包括底座和盖板，所述底座上形成有芯子的容纳腔，所述盖板与容纳腔的顶部之间密封设置；所述阳极焊盘和阴极焊盘镶嵌在底座上，阳极焊盘和阴极焊盘的一侧与底座密封连接、另一侧裸露形成焊接位。

3.根据权利要求2所述的叠层固态电容器，其特征在于：所述阳极焊盘和阳极焊盘裸露的一侧与底座是平齐的。

4.根据权利要求2所述的叠层固态电容器，其特征在于：所述阳极连接位和阴极连接位设置在容纳腔的底部；所述阴极连接位紧贴容纳腔的底面或者镶嵌在容纳腔的底面上。

5.根据权利要求4所述的叠层固态电容器，其特征在于：所述阳极连接位的位置高于阴极连接位。

6.根据权利要求5所述的叠层固态电容器，其特征在于：所述阳极连接位设置在容纳腔底部的凸台上。

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