CN1523622A - 固体电解电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种固体电解电容器包括至少两个使用阀作用金属，例如钽或铌，并且沿垂直于衬底的安装表面的方向层叠的电容器元件。电容器元件的平行于衬底的安装表面的宽度大于垂直于衬底的安装表面的厚度，并且一阳极端子与引出至阳极体的至少一侧的阳极引线相连接，该阳极体由大致平行于衬底的安装表面的阀作用金属制成。一位于阳极体的电介质氧化膜上的阴极层连接于一阴极端子上并且涂有外部涂层树脂，而阳极端子的一部分和阴极端子的一部分外露。
Description
本申请对在前的日本专利申请JP 2003-42415要求优先权，其公开内容在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种固体电解电容器及其制造方法。
背景技术
按照常规，利用阀作用金属的钽等制造的固体电解电容器被用于CPU的供电电路，因为其结构紧凑并且具有很大的电容量和优越的频率特性。
近来，提出了进一步提高频率特性的要求。因此，已经开发了利用导电聚合物用作阴极层的固体电解电容器来代替利用二氧化锰作为阴极层的常规型固体电解电容器。因此，已对等效串联电阻(下文中称作ESR)进行了改进并且降低至小于或者等于常规型等效串联电阻的十分之一。
然而，近年来随着CPU工作频率的提高，对改善CPU供电电路的噪声特性提出了更高要求或更加要求提供大容许波纹电流。因此，需要电容器具有更低的ESR特性。
而且，由于正在开发的具有上述CPU的设备要求减小尺寸和更先进的功能，因此需要电容器满足更低ESR、紧凑尺寸、大容量和薄型的要求。
当多个电容器并联联接时，总电容量Ctotal和总等效串联电阻ESRtotal可用以下等式来表达：
Ctotal＝C1+C2+...+Cn (1)
和
1/ESRtotal＝1/ESR1+1/ESR2+...+1/ESRn (2)
其中Ci为第i(i＝1至n)个电容器的电容量而ESRi为等效串联电阻。
因此，如果可以按照如上所述在所要求的立方构型内将多个元件并联电连接，则就可以增大电容量并且降低ESR。在形成用作传输线噪声过滤器的固体电解电容器时也是同样。
例如，在日本未经审查的出版物(JP-A) No.2002-75807中，已公开了一种用于通过并联电连接多个电容器元件而降低ESR的常规技术。第一常规技术具有图1中所示的结构。参看图1，图中示出了一电容器元件201、一阳极引出线202、一阳极排管端子204、以及一箍材料208。
此外，例如，在日本专利(JP-B)No.2921242中，公开的一种固体电解电容器具有穿过其内部的阳极引线并且可用作具有低阻抗的传输线噪声过滤器。图2中示出了作为第二常规技术的固体电解电容器。参看图2，图中示出了一阳极引线281、一阳极引线端子283、一阳极体284、以及一阴极引线端子285。
当多个电容器元件并联电连接以实现低ESR时，各个电容器元件的ESR优选地尽可能低。在这种情况中，在电容器元件具有相同体积的情况下，具有较大外表面积的电容器元件由于在高频域例如超过100kHz的频域中具有趋肤效应，因而能得到较低的ESR。
因此，需要薄型元件来作为设计电容器元件的要求(宽度W＞厚度T)。如果各自具有这种构型的元件按照第一常规技术那样沿水平方向放于阳极端子上时，则合成的元件沿高度方向具有较大的尺寸，因此不能满足薄型元件的要求。
此外，难以达到模装尺寸例如广泛使用的7.3毫米×4.3毫米×2.8毫米或7.3毫米×4.3毫米×1.9毫米的要求。
另外，当电容器元件用作传输线噪声过滤器时，也难以同时实现低ESR和薄型的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种固体电解电容器及其制造方法，这种固体电解电容器在高频域中具有低ESR和大电容量，具有薄型外观以及生产率方面优越的端子结构。
根据本发明的一个方面，提供的一种固体电解电容器包括至少两个使用阀作用金属并且沿垂直于衬底的安装表面的方向层叠的电容器元件，其中电容器元件的平行于衬底的安装表面的宽度大于垂直于衬底的安装表面的厚度，并且一阳极端子与引出至阳极体的至少一侧的阳极引线相连接，该阳极体由大致平行于衬底的安装表面的阀作用金属制成；并且其中一位于阳极体的电介质氧化膜上的阴极层连接于一阴极端子上并且涂有外部涂层树脂，而阳极端子的一部分和阴极端子的一部分外露。
优选地，阀作用金属为钽或铌。
优选地，电容器元件的阳极引线从由阀作用金属制成的阳极体的一侧引出，并且阳极引线可以连接于单个阳极端子上。
优选地，电容器元件的阳极引线穿过由阀作用金属制成的阳极体，并且阳极引线的两端可以连接于独立的阳极端子上。
此外，可将一阳极连接件焊接于阳极端子与这些阳极引线之间。
阳极连接件可为L形。阳极连接件可为马蹄铁形。阳极连接件可具有若干矩形部分，在形成马蹄铁形的三个矩形部分的两端处具有不同的长度。
此外，在通过将一片条弯曲成马蹄铁形而形成的这三个矩形部分中，阳极连接件的矩形部分之一在两端处还可向外弯曲90度。
另外，阳极连接件可具有一通过在中心处按照90度、180度和再次90度的顺序弯曲片条而形成的双重部分。
阳极端子可以在外部涂层树脂内的端部的一侧绕着平行于阳极引线的弯曲线弯曲90度角。
在本发明的固体电解电容器中，阳极引线可引出至阳极体的一侧并且直接焊接于阳极端子上。
阳极引线可引出至阳极体的一侧，并且阳极端子可以在外部涂层树脂内保持平面，在底面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，并且进一步在侧面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，该底面为衬底的安装表面，而该侧面为大致垂直于阳极引线的引出方向的一外表面。
此外，阳极引线可引出至阳极体的一侧，并且阳极端子可在外部涂层树脂内沿平行于阳极引线的引出方向的弯曲线弯曲大致90度角，在一侧面内沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，并且进一步在底面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，该侧面为大致垂直于阳极引线的引出方向的一外表面，而该底面为衬底的安装表面。
另外，阳极引线可引出至阳极体的一侧，并且阴极端子可以在电容器元件的前面或后面中以及进一步在一端面中连接至阴极层，该电容器元件的前面或后面平行于电容器元件的阳极引线的引出方向并且大致垂直于底面，而该端面大致垂直于阳极引线的引出方向并且与阳极引线相对。
阳极引线可引出至阳极体的一侧，并且阴极端子可以在电容器元件的前面或后面以及底面中连接至电容器元件。
优选地，根据本发明的固体电解电容器具有一穿过阳极体的阳极引线。阳极引线可以直接焊接于阳极端子上。
此外，阳极引线可以穿过阳极体。另外，阳极端子可以在外部涂层树脂内保持平面，在底面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，并且进一步在侧面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，该底面为衬底的安装表面，而该侧面为大致垂直于阳极引线的引出方向的一外表面。
此外，阳极引线可以穿过阳极体。另外，阳极端子可在外部涂层树脂内沿平行于阳极引线的引出方向的弯曲线弯曲大致90度角，在底面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，并且进一步在侧面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，该底面为衬底的安装表面，而该侧面为大致垂直于阳极引线的引出方向的一外表面。
另外，阳极引线可以穿过阳极体，同时阴极端子可以在电容器元件的前面或后面中以及在电容器元件之一的底面中连接至阴极层。
阳极引线可以穿过阳极体，同时阴极端子可以在电容器元件之一的顶面中连接至阴极层。
阳极引线可以穿过阳极体，同时阴极端子可以在电容器元件之一的底面中连接至阴极层。
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造固体电解电容器的方法，其中阳极引线从由阀作用金属制成的阳极体上引出，并且其中电容器元件带有形成于阳极体的电介质氧化膜上的阴极层且沿垂直于衬底的安装表面的方向层叠并且并联电连接，这种方法包括以下步骤：形成构成引线框架的部分的阴极端子；提供多个平行布置的电容器元件并且使得在安装时平行于衬底安装表面的底面与引线框架的一个表面垂直，将电容器元件的阳极引线焊接于形成引线框架的部分的阳极端子上，并且将阴极层连接至形成一部分的阴极端子上；在外部涂层树脂中模制平行布置连接的电容器元件；从引线框架上将模制体切割并分离下来；以及在侧面和底面中沿着外部涂层树脂将从引线框架上分离下来的阳极端子和阴极端子弯曲90度角以便成形。
优选地，阀作用金属为钽或铌。
附图说明
图1是一种常规型固体电解电容器的透视图；
图2是另一种常规型固体电解电容器的剖面图；
图3A是沿图3B的线A1-A1剖开的剖面图，示出了一种根据第一实施例的固体电解电容器；
图3B是沿图3A的线B1-B1剖开的剖面图；
图3C是利用根据第一实施例的固体电解电容器的透视图示出的局部部件分解图；
图4A是沿图4B的线A2-A2剖开的剖面图，示出了一种根据第二实施例的固体电解电容器；
图4B是沿图4A的线B2-B2剖开的剖面图；
图4C是利用根据第二实施例的固体电解电容器的透视图示出的局部部件分解图；
图5A是沿图5B的线B3-B3剖开的剖面图，示出了一种根据第三实施例的固体电解电容器；
图5B是沿图5A的线A3-A3剖开的剖面图；
图5C是利用根据第三实施例的固体电解电容器的透视图示出的局部部件分解图；
图6A和6D为透视图，示出了根据第三实施例的第二至第五固体电解电容器的一个阳极连接件和一个阳极端子，而图6B、6C、6E和6F为剖面图，示出了一个阳极焊接接头；
图7A、7B、7C和7D为剖面图，示出了根据第三实施例的第六至第九固体电解电容器的一个阳极焊接接头；
图8A是沿图8B的线B6-B6剖开的剖面图，示出了一种根据第四实施例的第一固体电解电容器；
图8B是沿图8A的线A6-A6剖开的剖面图；
图8C是利用固体电解电容器的透视图示出的局部部件分解图；
图9A是一示意图，示出了根据第四实施例的第二至第四固体电解电容器中的第二阳极焊接接头；
图9B是一示意图，示出了第三阳极焊接接头；
图9C是一示意图，示出了第四阳极焊接接头；
图10A是沿图10B的线A8-A8剖开的剖面图，示出了一种根据第五实施例的固体电解电容器；
图10B是沿图10A的线B8-B8剖开的剖面图；
图10C是沿图10A的线C8-C8剖开的剖面图；
图10D是沿图10A的线D8-D8剖开的剖面图；
图11A是根据第五实施例的固体电解电容器从阳极端子侧观察时的透视图；
图11B是根据第五实施例的固体电解电容器从阴极端子侧观察时的透视图；
图11C是根据第五实施例的固体电解电容器从下方观察时的透视图；
图12A是在第五实施例中尚未成形的一个引线框架的俯视图；
图12B是一个位于一成形的引线框架和一电容器元件之间的连接器的部件分解透视图；
图13A是沿图13B的线A11-A11剖开的剖面图，示出了一种根据第六实施例的固体电解电容器；
图13B是沿图13A的线B11-B11剖开的剖面图；
图13C是沿图13A的线C11-C11剖开的剖面图；
图13D是沿图13A的线D11-D11剖开的剖面图；
图14A是根据第六实施例的固体电解电容器从阳极端子侧观察时的透视图；
图14B是根据第六实施例的固体电解电容器从阴极端子侧观察时的透视图；
图14C是根据第六实施例的固体电解电容器从下方观察时的透视图；
图15A是在第六实施例中尚未成形的一个引线框架的俯视图；
图15B是一个位于一成形的引线框架和一电容器元件之间的连接器的部件分解透视图；
图16A是沿图16B的线A14-A14剖开的剖面图，示出了一种根据第九实施例的第一固体电解电容器；
图16B是沿图16A的线B14-B14剖开的剖面图；
图16C是沿图16A的线C14-C14剖开的剖面图；
图16D是沿图16A的线D14-D14剖开的剖面图；
图16E是一个阴极端子的透视图；
图17A是沿图17B的线A15-A15剖开的剖面图，示出了一种根据第九实施例的第二固体电解电容器；
图17B是沿图17A的线B15-B15剖开的剖面图；
图17C是沿图17A的线C15-C15剖开的剖面图；
图17D是沿图17A的线D15-D15剖开的剖面图；
图17E是一个阴极端子的透视图；
图18A是沿图18B的线A16-A16剖开的剖面图，示出了一种根据第十实施例的固体电解电容器；
图18B是沿图18A的线B16-B16剖开的剖面图；
图18C是沿图18A的线C16-C16剖开的剖面图；
图18D是沿图18A的线D16-D16剖开的剖面图；
图18E是一个阴极端子的透视图；
图19A是沿图19B的线A17-A17剖开的剖面图，示出了一种根据第十一实施例的第一固体电解电容器；
图19B是沿图19A的线B17-B17剖开的剖面图；
图19C是沿图19A的线C17-C17剖开的剖面图；
图19D是一个阳极连接件和一个阳极端子的透视图；
图20A和20D为透视图，示出了根据第十一实施例的第二至第五固体电解电容器的一个阳极连接件和一个阳极端子；
图20B、20C、20E和20F为示意图，示出了一个阳极焊接接头；
图21A、21B、21C和21D为示意图，示出了根据第十一实施例的第六至第九固体电解电容器的一个阳极焊接接头；
图22A是沿图22B的线A20-A20剖开的剖面图，示出了一种根据第十二实施例的第一固体电解电容器；
图22B是沿图22A的线B20-B20剖开的剖面图；
图22C是沿图22A的线C20-C20剖开的剖面图；
图22D是一个阳极连接件和一个阳极端子的透视图；
图23A、23B和23C为示意图，示出了根据第十二实施例的第二至第四固体电解电容器的一个阳极焊接接头；
图24A是沿图24B的线A22-A22剖开的剖面图，示出了一种根据第十三实施例的固体电解电容器；
图24B是沿图24A的线B22-B22剖开的剖面图；
图24C是沿图24A的线C22-C22剖开的剖面图；
图24D是沿图24A的线D22-D22剖开的剖面图；
图24E是沿线E22-E22剖开的剖面图；
图25A是根据第十三实施例的固体电解电容器从第一阳极端子侧观察时的透视图；
图25B是一透视图，示出了一个阴极端子；
图25C是根据第十三实施例的固体电解电容器从第二阳极端子侧观察时的透视图；
图25D是根据第十三实施例的固体电解电容器从下方观察时的透视图；
图26A是在第十三实施例中尚未成形的一个引线框架的俯视图；
图26B是一个位于一成形的引线框架和一电容器元件之间的连接器的部件分解透视图；
图27A是根据第七实施例的固体电解电容器中的一个阳极焊接接头的剖面图；
图27B是一个使用了另一阳极端子的阳极连接器的剖面图；
图27C是根据第七实施例的固体电解电容器中的一个阳极焊接接头的部件分解透视图；
图27D是一个使用了另一阳极端子的阳极焊接接头的部件分解透视图；
图28A是根据第八实施例的固体电解电容器中的一个阳极焊接接头的剖面图；
图28B是一个使用了另一阳极端子的阳极连接器的剖面图；
图28C是根据第八实施例的固体电解电容器中的一个阳极端子的透视图；以及
图28D是根据第八实施例的固体电解电容器中的另一个阳极端子的透视图。
具体实施方式
现在将参照附图在下文中对本发明的优选实施例进行描述。
参看图3，示出了一种根据本发明的第一实施例的固体电解电容器。图3A、图3B和图3C分别为沿线A1-A1剖开的剖面图、沿线B1-B1剖开的剖面图和利用一透视图示出的局部部件分解图。当剖切面由剖面图中的阴影线来表示时，图中所示的位于外部涂层树脂的另一侧的部分看上去就好像外部涂层树脂透明似的。
图中示出了阳极引线11a和11b、一阳极连接件12、一阳极端子13、电容器元件14a和14b、一阴极端子15和外部涂层树脂16。
下文中首先对电容器元件进行描述。电容器元件14a和14b为薄型片状，从而减少了单个电容器元件的ESR。换而言之，在超过100kHz的高频域中，ESR值取决于趋肤效应，因此薄型能够有效降低ESR值的增大。
电容器元件按下文所述进行制造。利用具有阀作用的所谓阀作用金属，例如钽或铌，环绕着阳极引线形成相同金属粉末的烧坯，而该阳极引线为与用于制作阳极体的金属相同的金属的线。一电介质氧化膜形成于阳极体上并且由导电聚合物制成的固体电解质形成于其上。然后，进一步形成石墨层和银膏层。
这种合成电容器元件叠加起来以便沿垂直方向层叠，更特别而言，沿垂直于衬底的安装表面或底面的方向层叠。
如图3C中所示为L形片条的阳极连接件12通过激光或电阻焊接方法焊接于导线型的阳极引线11a和11b上。此外，阳极连接件12也可焊接于弯曲片条型的阳极端子13上。
另一方面，一阴极层在电容器元件14b的底面中通过导电粘合剂连接至弯曲片条型的阴极端子15上。而且，电容器元件14a的底面通过导电粘合剂与电容器元件14b的顶面相结合。
另外，阳极端子13和阴极端子15涂有外部涂层树脂16，而它们的底面和侧面外露。
利用这种层叠结构和端子结构，ESR可成功减至单个电容器元件的ESR值的一半，并且可得到一种具有两倍于常规固体电解电容器的电容量的固体电解电容器。
尽管在第一实施例中导电聚合物用于阴极层，它也可将ESR减至单个电容器元件ESR值的一半并且通过使用二氧化锰(MnO2)、石墨、或银(Ag)膏阴极层而可得到一种具有两倍于常规固体电解电容器的电容量的固体电解电容器。
此外，当使用三个或更多电容器元件时，ESR可减少至与ESR值除以电容器元件数量相等的值并且可得到一种具有乘以电容器元件数量的电容量的固体电解电容器。
参看图4，示出了根据本发明的第二实施例的一种固体电解电容器。图4A、图4B和图4C分别为沿线A2-A2剖开的剖面图、沿线B2-B2剖开的剖面图和利用一透视图示出的局部部件分解图。
图中示出了一阳极连接件22、一阳极端子23和一阴极端子25。其它参考数字与图3中相同。
在第二实施例中，阳极连接件22、阳极端子23和阴极端子25在形状上不同于第一实施例中的这些件，而其它件与第一实施例基本上相同。
如图4C中所示为L形片条的阳极连接件22通过激光或电阻焊接方法焊接于导线型的阳极引线11a和11b上。此外，阳极连接件22也可焊接于弯曲片条型的阳极端子23上。
另一方面，一阴极层在电容器元件14a的顶面上通过导电粘合剂连接至弯曲片条型的阴极端子25上。
而且，阳极端子23和阴极端子25涂有外部涂层树脂16，而它们的底面和侧面外露。
在第二实施例中，阳极端子和阴极端子的侧面外露面积比第一实施例中大。
利用这种层叠结构和端子结构，ESR可成功减至单个电容器元件的ESR值的一半，并且还可得到一种具有两倍于常规固体电解电容器的电容量的固体电解电容器。
参看图5，示出了根据本发明的第三实施例的第一固体电解电容器。图5A、图5B和图5C分别为沿线A3-A3剖开的剖面图、沿线B3-B3剖开的剖面图和利用一透视图示出的局部部件分解图。
图中示出了一阳极连接件32、一阳极端子33和一阴极端子35。其它参考数字与图3和图4中相同。
在第三实施例中，阳极连接件32、阳极端子33和阴极端子35在形状上不同于第一实施例和第二实施例中的这些件，而其它件与这两个实施例基本上相同。
如图5C中所示呈弯曲形状(在这种形状中，在通过将一片条弯曲成马蹄铁形而形成的三个矩形部分中，矩形部分之一在两端处还向外弯曲90度)的阳极连接件32通过激光或电阻焊接方法焊接于导线型的阳极引线11a和11b上。此外，阳极连接件32也可焊接于弯曲片条型的阳极端子33上。
另一方面，一阴极层在电容器元件14a的顶面上通过导电粘合剂连接至弯曲片条型的阴极端子35上。
而且，阳极端子33和阴极端子35涂有外部涂层树脂16，而它们的底面和侧面外露。
参看图6A，示出了第三实施例中各自具有另一种形状的一个阳极连接件42a和一个阳极端子43a的透视图。参看图6B和图6C，示出了具有图6A中所示的阳极连接件42a和阳极端子43a的固体电解电容器的阳极焊接接头的示意图。
参看图6D，示出了第三实施例中各自具有另外一种形状(马蹄铁形)的一个阳极连接件42d和一个阳极端子43d的透视图。参看图6E和图6F，示出了具有图6D中所示的阳极连接件42d和阳极端子43d的固体电解电容器的阳极焊接接头的示意图。
参看图7，示出了阳极焊接接头的示意图，其中使用了具有引出至偏离电容器元件的中心的阳极引线的电容器元件。参看图7A和图7B，示出了使用图6A中所示的阳极连接件和阳极端子的情况的示意图。参看图7C和图7D，示出了使用图6D中所示的阳极连接件和阳极端子的情况的示意图。参考数字51a和51b标示的是阳极引线而参考数字54a和54b标示的是电容器元件。注意图6B、6C、6E、6F、7A、7B、7C和7D只示出了阳极焊接接头，而没有示出外部涂层树脂外侧的阳极端子。
利用这种层叠结构和端子结构，ESR可成功减至单个电容器元件的ESR值的一半，并且还可得到一种具有两倍于常规固体电解电容器的电容量的固体电解电容器。
参看图8，示出了根据本发明的第四实施例的第一固体电解电容器。图8A、图8B和图8C分别为沿线A6-A6剖开的剖面图、沿线B6-B6剖开的剖面图和利用一透视图示出的局部部件分解图。
在图8中，示出了一阳极连接件62、一阳极端子63和一阴极端子65。其它参考数字与其它图中相同。
在第四实施例中，阳极连接件62和阳极端子63在形状上不同于其它实施例。
如图8C中所示呈弯曲形状(这种形状带有一个通过在中心处按照90度、180度和再次90度的顺序弯曲片条而形成的双重部分)的阳极连接件62通过激光或电阻焊接方法焊接于导线型的阳极引线11a和11b上。此外，阳极连接件62也可焊接于弯曲片条型的阳极端子63上。
另一方面，一阴极层在电容器元件14a的顶面上通过导电粘合剂连接至弯曲片条型的阴极端子35上。
参看图9，示出了根据第四实施例的第二至第四固体电解电容器的阳极焊接接头的示意图，其中使用了具有引出至偏离电容器元件的中心的阳极引线的电容器元件。
在图9A中所示的第二阳极焊接接头中，阳极端子73a具有与阳极端子63(参看图8)相同的形状，阳极连接件72a具有与阳极连接件62(参看图8)相同的形状，而阳极引线71aa和71ab及焊接部分在结构上不同于图8中。
在图9B中所示的第三阳极焊接接头中，阳极端子73b在尺寸上不同于阳极端子63(参看图8)，阳极连接件72b在尺寸上不同于阳极连接件62(参看图8)，并且阳极引线71ba和71bb偏离开电容器元件的中心因而焊接部分在结构上不同于图8中。
在图9C中所示的第四阳极焊接接头中，阳极端子73c在尺寸上不同于阳极端子63(参看图8)，阳极连接件72c在尺寸上不同于阳极连接件62(参看图8)，并且阳极引线71ca和71cb偏离开电容器元件的中心因而焊接部分在结构上不同于图8中。
在第四实施例中，ESR成功减至单个电容器元件的ESR值的一半，并且还可得到一种具有两倍于常规固体电解电容器的电容量的固体电解电容器。
参看图10，示出了根据第五实施例的固体电解电容器。图10A、图10B、图10C和图10D分别为沿线A8-A8剖开的剖面图、沿线B8-B8剖开的剖面图、沿线C8-C8剖开的剖面图以及沿线D8-D8剖开的剖面图。
在图10中，示出了一阳极端子83和一阴极端子85。
这种固体电解电容器可以通过图11中所示的示意性透视图示出。换句话说，图11示出了第五实施例的固体电解电容器的透视图。参看图11A、11B和11C，示出了从阳极端子侧观察时的透视图、从阴极端子侧观察时的透视图以及从下方观察时的透视图。然而，要注意在图11A和11B中省去了外部涂层树脂。
在第五实施例中，阳极端子83直接焊接于阳极引线11a和11b上。阴极端子85在电容器元件14a和14b的后面(平行于电容器元件的阳极引线的引出方向并垂直于其底面的面之一)和端面(垂直于阳极引线的引出方向并与阳极引线相对的一个面)中通过导电粘合剂连接并固定至阴极层上。
下文描述了一种制造根据第五实施例的固体电解电容器的方法。制作电容器元件的过程与第一实施例中相同。
现在参看图12，示出了用于说明如何将电容器元件连接至一引线框架上的示意图。图12A是引线框架的俯视图。图12B是电容器元件与成形的引线框架之间的连接器的部件分解透视图。
首先，在将所得到的电容器元件连接并固定于引线框架上之前，将图12A中所示的引线框架101a形成如图12B中所示的引线框架101b的形状。然后，从侧面按照平行布置方式提供电容器元件14a和14b并且使得其厚度方向为水平方向，随后通过焊接方法连接并固定阳极引线并且通过导电粘合剂连接并固定阴极层。
电容器元件模制于外部涂层树脂中，并将模制体从引线框架上切割并分离下来。
其后，将从引线框架上分离下来的阳极端子和阳极端子弯曲90度角以便沿着一个表面即外部涂层树脂16的底面，从而将它们成形为如图10和11中所示的形式。而且，它们各自都进一步弯曲90度角以便沿着一个表面即外部涂层树脂16的侧面以形成一内角。更特别而言，介于第一和第二90度弯曲边界之间的区域位于底面上，而从第二弯曲边界到端部之间的区域则形成一内角。因此，当安装于衬底上时，这两个电容器元件沿着垂直于衬底的安装表面的方向层叠。
在第五实施例中，所提供的端子结构不带任何阳极连接件，因而易于形成引线框架以及连接并固定电容器元件，并且还易于在将端子从引线框架上切割并分离下来之后形成端子，从而得到一种生产率优越的固体电解电容器及其制造方法。
参看图13，示出了根据第六实施例的固体电解电容器。参看图13A、图13B、图13C和图13D，分别示出了沿线A11-A11剖开的剖面图、沿线B11-B11剖开的剖面图、沿线C11-C11剖开的剖面图以及沿线D11-D11剖开的剖面图。
在图13中，参考数字115标示的是一阴极端子而其它件与图10中相同。
参看图14，示出了根据第六实施例的固体电解电容器的透视图。图14A示出了从阳极端子侧观察时的透视图。图14B示出了从阴极端子侧观察时的透视图。图14C示出了从下方观察时的透视图。然而，要注意，在图14A和图14B中省去了外部涂层树脂。
在第六实施例中，阳极端子83直接焊接于阳极引线11a和11b上。阴极端子115在电容器元件14a和14b的后面(平行于电容器元件的阳极引线的引出方向并垂直于其底面的面之一)和端面(垂直于阳极引线的引出方向并与阳极引线相对的一个面)中通过导电粘合剂连接并固定至阴极层上。
下文描述了一种制造根据第六实施例的固体电解电容器的方法。制作电容器元件的过程与第一实施例中相同。
在将所得到的电容器元件连接并固定于引线框架上之前，将图15A中所示的引线框架131a形成如图15B中所示的引线框架131b的形状。然后，从侧面按照平行布置方式提供电容器元件14a和14b并且使得其厚度方向为水平方向，随后通过焊接方法连接并固定阳极引线并且通过导电粘合剂连接并固定阴极层。
随后的过程与第五实施例中相同因而在此省去不述。
在第六实施例中，所提供的端子结构不带任何阳极连接件，因而易于形成引线框架以及连接并固定电容器元件，并且还易于在将端子从引线框架上切割并分离下来之后形成端子，从而得到一种生产率优越的固体电解电容器及其制造方法。
参看图27，示出了根据第七实施例的固体电解电容器的阳极焊接接头。参看图27A，示出了使用阳极端子253a的情况中的阳极连接器的剖面图。参看图27B，示出了使用阳极端子253b的情况中的阳极连接器的剖面图。这两个剖面都垂直于阳极引线的引出方向。
参看图27C，示出了使用阳极端子253a的情况中的阳极焊接接头的部件分解透视图。参看图27D，示出了使用阳极端子253b的情况中的阳极焊接接头的部件分解透视图。外部涂层树脂16与其它实施例中相同。
如图所示，在第七实施例中，阳极端子253a和253b也在外部涂层树脂内弯曲90度角。这些弯曲在焊接电容器元件14a和14b的阳极引线11a和11b之前已经在引线框架的条件下制成。
而且，阳极端子253a和253b沿着外部涂层树脂16的一个侧面和一个底面弯曲。尽管沿着外部涂层树脂16的外表面进行的弯曲与第六实施例中相似，但是在第七实施例中，端子首先沿着外部涂层树脂16的侧面进行弯曲，然后沿着外部涂层树脂16的底面进行弯曲。弯曲的形状与第一实施例所参照的图3中相同。
另一方面，一阴极端子的连接结构与第一实施例中相同，尽管此处并未示出。
如图所示，在第七实施例中，阳极端子在外部涂层树脂16内沿着平行于阳极引线的弯曲线在阳极引线的侧面的一端处进行弯曲。
参看图28，示出了根据第八实施例的固体电解电容器的阳极焊接接头。参看图28A，示出了使用阳极端子263a的情况中的阳极焊接接头的剖面图。参看图28B，示出了使用阳极端子263b的情况中的阳极焊接接头的剖面图。这两个剖面都垂直于阳极引线的引出方向。
此外，参看图28C，示出了阳极端子263a或263b的透视图。参看图28D，示出了阳极端子263a或263b的透视图。外部涂层树脂16与第二实施例所参照的图4中相同。
在第八实施例中，阳极端子263a和263b也在外部涂层树脂16内弯曲90度角。这些弯曲在焊接电容器元件14a和14b的阳极引线11a和11b之前已经在引线框架的条件下制成。
而且，阳极端子263a和263b沿着外部涂层树脂16的一个端面和一个底面弯曲。沿着外部涂层树脂16的外表面进行的弯曲与第七实施例中相同。
另一方面，一阴极端子的连接结构与第二实施例中相同，尽管此处并未示出。
如图所示，在第八实施例中，阳极端子在外部涂层树脂16内沿着平行于阳极引线的弯曲线在阳极引线的侧面的一端处进行弯曲。
上文中所述的第一至第八实施例针对的是具有从阳极体的一侧引出的阳极引线的固体电解电容器。下文中对具有穿过阳极体的阳极引线的固体电解电容器的第九至第十五实施例进行描述。
参看图16，示出了根据本发明的第九实施例的第一固体电解电容器。参看图16A、16B、16C、16D和图16E，分别示出了沿线A14-A14剖开的剖面图、沿线B14-B14剖开的剖面图、沿线C14-C14剖开的剖面图、沿线1D14-D14剖开的剖面图和一阴极端子的透视图。
图中示出了阳极引线141a和141b、阳极连接件142a和142b、阳极端子131a和131b、电容器元件144a和144b、一阴极端子145、以及外部涂层树脂16。
此处所用的电容器元件144a和144b不同于第一实施例中所述的电容器元件14a和14b之处在于它们具有穿过阳极体的阳极引线141a和141b。由于传输线元件形状，这些电容器元件大大降低了开始在高频域(大约1MHz)中具有效应的等效串联电感(ESL)分量。对ESR分量的描述与在第一实施例中所述的电容器元件14a和14b相同。
关于制造其中利用二氧化锰来用作阴极层的固体电解电容器的方法，在前述的第二常规技术中已经进行了详细描述，因此此处省去不述。此处的一个问题特别在于降低ESR。因此，下文对制造其中利用导电聚合物来用作阴极层的固体电解电容器的方法进行简短描述。
更特别而言，阳极引线141a或141b为具有阀作用的金属线，作为中心导体而提供，而阳极体作为环绕着中心导体的具有阀作用的金属粉末的烧坯而形成。然后在阳极体的表面上形成氧化膜。随后，形成由导电聚合物制成的固体电解质，并且进一步形成石墨层和银膏层。而且，阳极端子连接于阳极引线的两端，而阴极端子连接于阴极层的银膏的表面上。
阳极引线141a和141b、阳极连接件142a以及阳极端子143a的连接结构与图3中所示的第一实施例中的阳极相同。此外，位于相对侧的阳极连接件142b、阳极引线141a和141b以及阳极端子143b的连接结构也与第一实施例相同。
另一方面，在图16E中示出了阴极端子145的形状。它通过导电粘合剂连接于电容器元件144b的底面上。电容器元件144a的底面通过导电粘合剂而粘合于电容器元件144b的顶面上。
参看图17，示出了具有另一种形状的阴极端子的第二固体电解电容器。参看图17A、17B、17C、17D和图17E，分别示出了沿线A15-A15剖开的剖面图、沿线B15-B15剖开的剖面图、沿线C15-C15剖开的剖面图、沿线D15-D15剖开的剖面图和阴极端子的透视图。
如图17B至17D中所示，在阴极端子155的构型中，外表面的两部分从外部涂层树脂中露出。
如上所述具有两个阳极端子的固体电解电容器可以有利地用作传输线过滤器。例如，这种类型的固体电解电容器的一种作用公开于日本未经审查的专利出版物(JP-A)No.2002-335107中。
在这种应用中，还有很重要的一点是通过形成小尺寸的层叠电容器元件而增大电容量。因此，优选使用第九实施例。
参看图18，示出了根据本发明的第十实施例的一种固体电解电容器。参看图18A、18B、18C、18D和图18E，分别示出了沿线A16-A16剖开的剖面图、沿线B16-B16剖开的剖面图、沿线C16-C16剖开的剖面图、沿线D16-D16剖开的剖面图和阴极端子的透视图。
阴极端子165如图18E中所示。尽管第九实施例中的阴极端子155(参看图17)在层叠于较低侧的电容器元件144b的底面处连接于阴极层上，但是在第十实施例中，阴极端子165却在层叠于较高侧的电容器元件144a的顶面处连接于阴极层上。
在阳极连接件和阳极端子的组合中，第十一实施例与第三实施例相对应。这个实施例不同于第三实施例之处在于阳极端子提供于两个侧面上。阴极端子的形状可与第九或第十实施例中相同。
参看图19，示出了根据本发明的第十一实施例的第一固体电解电容器。参看图19A、19B、19C和19D，分别示出了沿线A17-A17剖开的剖面图、沿线B17-B17剖开的剖面图、沿线C17-C17剖开的剖面图和一阳极连接件及一阳极端子的透视图。然而要注意此处没有示出阴极端子。
阳极连接件172a和172b具有与第三实施例中的阳极连接件32(参看图5)相同的形状。阳极端子173a具有与第三实施例中的阳极端子33(参看图5)相同的形状。
参看图20，图中示出了根据第十一实施例的第二至第五固体电解电容器的示意图。参看图20A，示出了各自具有另一种形状的阳极连接件182a和阳极端子183a的透视图。参看图20B和20C，所示的示意图各自示出了使用图20A中所示的阳极连接件182a和阳极端子183a的固体电解电容器的一个阳极焊接接头。
参看图20D，所示的透视图示出了在第十一实施例中各自具有另一种形状(马蹄铁形)的阳极连接件182d和阳极端子183d。参看图20E和20F，所示的示意图各自示出了使用图20D中所示的阳极连接件182d和阳极端子183d的固体电解电容器的一个阳极焊接接头。
参看图21，示出了根据第十一实施例的第六至第九固体电解电容器的阳极焊接接头的示意图，其中使用了具有引出至偏离电容器元件的中心的阳极引线的电容器元件。参看图21A和图21B，示出了使用图20A中所示的阳极连接件182a和阳极端子183a的情况的示意图。参看图21C和21D，示出了使用图20D中所示的阳极连接件182d和阳极端子183d的情况的示意图。
参看图22，示出了根据本发明的第十二实施例的第一固体电解电容器。参看图22A、22B、22C和22D，分别示出了沿线A20-A20剖开的剖面图、沿线B20-B20剖开的剖面图、沿线C20-C20剖开的剖面图和一阳极连接件及一阳极端子的透视图。
在阳极连接件和阳极端子的组合中，第十二实施例与第四实施例相对应。这个实施例不同于第四实施例之处在于阳极端子提供于两个侧面上。在图22中，参考数字202a和202b标示的是阳极连接件而参考数字203a和203b标示的是阳极端子。尽管阴极端子在此处并未示出，但是阴极端子的形状可与第九或第十实施例中(参看图16、图17或图18)相同。
随后，参看图23，示出了根据第十二实施例的第二至第四固体电解电容器的阳极焊接接头的示意图，其中使用了具有引出至偏离电容器元件的中心的阳极引线的电容器元件。图23A、图23B和图23C中所示的阳极焊接接头具有与图9A、图9B和图9C中所示的阳极焊接接头相对应的形状。在这些图中，示出了阳极引线211aa、211ab、211ba、211bb、211ca和211cb，阳极连接件212a、212b和212c，以及阳极端子213a、213b和213c。
参看图24，示出了根据本发明的第十三实施例的一种固体电解电容器。参看图24A、24B、24C、24D和24E，分别示出了沿线A22-A22剖开的剖面图、沿线B22-B22剖开的剖面图、沿线C22-C22剖开的剖面图、沿线D22-D22剖开的剖面图和沿线E22-E22剖开的剖面图。
在图24中，示出了阳极端子223a和223b以及一阴极端子225。
此外，参看图25，示出了根据第十三实施例的固体电解电容器的透视图。参看图25A，示出了从第一阳极端子侧观察时的透视图。参看图25B，示出了从第二阳极端子侧观察时的透视图。参看图25D，示出了从下方观察时的透视图。然而，要注意，在图25A和图25B中省去了外部涂层树脂。
在第十三实施例中，阳极端子223a直接焊接于位于阳极引线141a和141b的一侧的伸出部分上。阳极端子223b直接焊接于位于阳极引线141a和141b的另一侧的伸出部分上。阴极端子225在电容器元件144a和144b的后面(平行于电容器元件的阳极引线的引出方向并垂直于其底面的面之一)与电容器元件144b的下表面中通过导电粘合剂连接并固定至阴极层上。
此外，如图25D中所示，阳极端子223a和223b在底面和侧面中从外部涂层树脂16中露出，而阴极端子225在底面、前面和后面中从外部涂层树脂16中露出。
制造根据第十三实施例的固体电解电容器的方法基本上与第五或第六实施例中的制造方法相同。然而，应当指出，在第十三实施例中，固体电解电容器的结构中，阴极端子提供于两个阳极端子之间，因而其所用的引线框架的形状如图26中所示。
参看图26，示出了电容器元件及引线框架的连接器的示意说明图。参看图26A，示出了成形之前的引线框架的俯视图。参看图26B，示出了一个位于一成形的引线框架和电容器元件之间的连接器的部件分解透视图。
引线框架241已先形成，然后将电容器元件连接于其上。随后，它们模制于树脂中并将模制体从引线框架上切割并分离下来。然后通过弯曲90度角而形成端子，从而得到根据第十三实施例的固体电解电容器。
第十四实施例为具有穿过阳极体的阳极引线的固体电解电容器的另一个实施例，除了其阳极焊接接头之外都与第九实施例相同。阳极焊接接头与第七实施例相同。因此，本实施例通过参照用于描述这些实施例的图16、图17和图27来进行描述。
第十四实施例中的一个阳极端子具有与图27中的阳极端子253a或253b相同的形状。换而言之，阳极连接件没有用到，而是阳极引线直接焊接于阳极端子上。阳极端子在外部涂层树脂内沿着平行于阳极引线的引出方向的弯曲线弯曲90度角。
此外，阳极端子沿着外部涂层树脂16的侧面和底面弯曲。
另一方面，阴极端子与图16中的阴极端子145、图17中的阴极端子155和图18中的阴极端子165之一相同。
由于固体电解电容器具有以上结构，因此其制造方法关于阳极焊接接头方面与第七实施例相同，而关于其它部分方面则与第九实施例相同。
第十五实施例为具有穿过阳极体的阳极引线的固体电解电容器的另外一个实施例，除了其阳极焊接接头之外都与第十实施例相同。阳极焊接接头与第八实施例相同。因此，本实施例通过参照用于描述这些实施例的图18和图28来进行描述。
第十五实施例中的一个阳极端子具有与图28中的阳极端子263a或263b相同的形状。换而言之，阳极连接件没有用到，而是阳极引线直接焊接于阳极端子上。阳极端子在外部涂层树脂内沿着平行于阳极引线的引出方向的弯曲线弯曲90度角。
此外，阳极端子沿着外部涂层树脂16的侧面和底面弯曲。
另一方面，阴极端子与图16中的阴极端子145、图17中的阴极端子155和图18中的阴极端子165之一相同。
同样，利用前述端子结构，具有两个位于穿过阳极体的阳极引线两侧中的阳极端子的固体电解电容器具有阳极引线直接焊接于阳极端子上的端子结构。
如上文中所述，根据本发明，可以提供一种固体电解电容器及其制造方法，这种固体电解电容器在高频域中具有低ESR和大电容量，具有薄型外观以及生产率方面优越的端子结构。
此外，对于用作传输线噪声过滤器的情况，其中具有两个位于穿过内部的阳极引线两侧中的阳极端子的电容器元件并联连接，可以提供一种具有低阻抗和生产率方面优越的端子结构的固体电解电容器及其制造方法。
尽管上文中结合优选实施例对本发明进行了展示和描述，但本领域的普通技术人员应该理解，本发明并不限于以上描述，而是可在不超出如后附的权利要求书所阐明的本发明的精神和范围的情况下，按照各种其它方式进行变化和改动。
Claims (24)
1.一种固体电解电容器，包括至少两个使用阀作用金属并且沿垂直于衬底的安装表面的方向层叠的电容器元件，
其中所述电容器元件的平行于衬底的安装表面的宽度大于垂直于衬底的安装表面的厚度，并且一阳极端子与引出至一阳极体的至少一侧的阳极引线相连接，该阳极体由大致平行于衬底的安装表面的阀作用金属制成；并且
其中一位于所述阳极体的电介质氧化膜上的阴极层连接于一阴极端子上并且涂有外部涂层树脂，而所述阳极端子的一部分和所述阴极端子的一部分外露。
2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于：
所述阀作用金属为钽或铌。
3.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于：
所述电容器元件的阳极引线从由阀作用金属制成的所述阳极体的一侧引出，并且所述阳极引线连接于单个阳极端子上。
4.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于：
所述电容器元件的阳极引线穿过由阀作用金属制成的所述阳极体，并且所述阳极引线的两端连接于独立的阳极端子上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容器，其特征在于：
一阳极连接件焊接于所述阳极端子与所述阳极引线之间。
6.根据权利要求5所述的电容器，其特征在于：
所述阳极连接件为L形。
7.根据权利要求5所述的电容器，其特征在于：
所述阳极连接件为马蹄铁形。
8.根据权利要求7所述的电容器，其特征在于：
所述阳极连接件具有若干矩形部分，在形成马蹄铁形的三个矩形部分的两端处具有不同的长度。
9.根据权利要求5所述的电容器，其特征在于：
在通过将一片条弯曲成马蹄铁形而形成的这三个矩形部分中，所述阳极连接件的矩形部分之一在两端处还向外弯曲90度的角度。
10.根据权利要求5所述的电容器，其特征在于：
所述阳极连接件具有一通过在中心处按照90度角、180度角和再次90度角的这个顺序弯曲片条而形成的双重部分。
11.根据权利要求7或8所述的电容器，其特征在于：
所述阳极端子在所述外部涂层树脂内的端部的一侧绕着平行于阳极引线的弯曲线弯曲90度角。
12.根据权利要求3所述的电容器，其特征在于：
所述阳极引线直接焊接于所述阳极端子上。
13.根据权利要求12所述的电容器，其特征在于：
所述阳极端子在外部涂层树脂内保持平面，在底面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，并且进一步在侧面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，该底面为衬底的安装表面，而该侧面为大致垂直于阳极引线的引出方向的一外表面。
14.根据权利要求12所述的电容器，其特征在于：
所述阳极端子在外部涂层树脂内沿平行于阳极引线的引出方向的弯曲线弯曲大致90度角，在一侧面内沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，并且进一步在底面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，该侧面为大致垂直于阳极引线的引出方向的一外表面，而该底面为衬底的安装表面。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的电容器，其特征在于：
所述阴极端子在所述电容器元件的前面或后面中以及进一步在一端面中连接至阴极层，所述电容器元件的前面或后面平行于所述电容器元件的阳极引线的引出方向并且垂直于底面，而所述端面垂直于所述阳极引线的引出方向并且与所述阳极引线相对。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的电容器，其特征在于：
所述阴极端子在平行于所述电容器元件的阳极引线的引出方向并且垂直于其底面的前面或后面以及电容器元件的底面中连接至阴极层。
17.根据权利要求4所述的电容器，其特征在于：
所述阳极引线直接焊接于所述阳极端子上。
18.根据权利要求17所述的电容器，其特征在于：
所述阳极端子在外部涂层树脂内保持平面，在底面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，并且进一步在侧面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，该底面为衬底的安装表面，而该侧面为大致垂直于阳极引线的引出方向的一外表面。
19.根据权利要求17所述的电容器，其特征在于：
所述阳极端子在外部涂层树脂内沿平行于所述阳极引线的引出方向的弯曲线弯曲大致90度角，在底面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，并且进一步在侧面中沿着外部涂层树脂的一个表面弯曲，该底面为衬底的安装表面，而该侧面为大致垂直于阳极引线的引出方向的一外表面。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的电容器，其特征在于：
所述阴极端子在所述电容器元件的前面或后面中以及在所述电容器元件之一的底面中连接至阴极层。
21.根据权利要求17至19中任一项所述的电容器，其特征在于：
所述阴极端子在所述电容器元件之一的顶面中连接至阴极层。
22.根据权利要求17至19中任一项所述的电容器，其特征在于：
所述阴极端子在所述电容器元件之一的底面中连接至阴极层。
23.一种制造一固体电解电容器的方法，其中阳极引线从由阀作用金属制成的阳极体上引出，并且其中电容器元件带有形成于阳极体的电介质氧化膜上的阴极层且沿垂直于衬底的安装表面的方向层叠并且并联电连接，这种方法包括以下步骤：
形成构成引线框架的部分的阴极端子；
提供多个平行布置的电容器元件，其方式是，使得在安装时平行于衬底安装表面的底面与引线框架的一个表面垂直，将电容器元件的阳极引线焊接于形成引线框架的部分的阳极端子上，并且将阴极层连接至形成一部分的阴极端子上；
在外部涂层树脂中模制平行布置连接的电容器元件；
从引线框架上将模制体切割并分离下来；以及
在侧面和底面中沿着外部涂层树脂将从引线框架上分离下来的阳极端子和阴极端子弯曲90度角以便成形。
24.根据权利要求23所述的电容器，其特征在于：
所述阀作用金属为钽或铌。
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