CN1595563A - 固体电解电容器 - Google Patents

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Abstract

一种固体电解电容器，固体电解电容器(1)具有电容器元件(2)、安装在该电容器元件(2)下面的阳极侧及阴极侧的引线架(9、90)、外壳(70)；电容器元件(2)具有在一部分形成了阴极层(3)的阳极体(20)；外壳(70)除留出引线架(9、90)下面外，覆盖着电容器元件(2)。外壳(70)覆盖着引线架(9、90)的外侧端面，在该引线架(9、90)的外侧端面形成有充填部(92)，该充填部(92)填充构成外壳(70)的树脂。根据本发明，固体电解电容器既能薄型化也能具有优良耐湿特性。

Description

固体电解电容器
技术领域
本发明涉及固体电解电容器。
背景技术
现有技术中已知的固体电解电容器是如图16所示的片式固体电解电容器(例如，参照专利文献1)。
如图16所示，固体电解电容器1具有电容器元件2，该电容器元件2下部安装着引线架9、90，该电容器元件2被合成树脂制外壳70覆盖。引线架9、90沿外壳70弯曲。电容器元件2在阀金属箔阳极体20的局部形成有电介质氧化膜21，在该电介质氧化膜21上依次设置有阴极层3、碳层6、银膏层60。即，在阳极体20上形成电介质氧化膜21的部分成为阴极2b，在阳极体20上未形成电介质氧化膜21的部分成为阳极2a。在图16中，为了便于图示，把阴极层3、碳层6、银膏层60按有一定厚度的方式记载表示，实际上，阳极体20近平板状。
另外，所谓阀金属是指经电解氧化处理形成极致密且具有耐久性的电介质氧化膜的金属，相应可以是Al(铝)、Ta(钽)、Ti(钛)、Nb(铌)等。
该固体电解电容器1中，因外壳70的下面和电容器元件2下面在高度方向相隔一定距离，所以电解电容器1的整体高度高。但人们要求薄型化电解电容器，为了满足这种要求，如图17所示，把引线架9、90设置成平板状，使电容器元件2的下面和外壳70的下面接近(例如，参照专利文献2)。在图17所示的固体电解电容器1中，阴极侧引线架90和阳极侧引线架9下面形成近同一形状。
此外，在上述专利文献1中，如图18所示，公开的电解电容器2中，多个阳极体20、20重叠，粘接或熔接阳极2a，静电容器量大。
专利文献1：特开2002-246268号
专利文献2：特开2002-25858号
图17和图18所示的固体电解电容器1虽实现了薄型化，但引线架9、90与外壳70的结合强度小。换言之，图16所示的固体电解电容器1中，外壳70覆盖着引线架9、90上段部分的上下，结合强度大，而图17及图18所示的固体电解电容器1中，因引线架9、90与外壳70的接触局限于引线架9、90的一面，与图16所示的固体电解电容器1相比小，引线架9、90与外壳70的结合强度小。
因此，水分易于从引线架9、90和外壳70的边界处(图18中的M所示)侵入。一旦水分到达电容器元件2，容易劣化，固体电解电容器1的耐湿特性不充分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固体电解电容器1，该固体电解电容器既能实现薄型化，也能优化引线架和外壳的结合强度以及耐湿特性。
本发明的固体电解电容器，具有电容器元件2、安装在该电容器元件2下面的阳极侧及阴极侧引线架9、90、外壳70；电容器元件2具有在一部分形成了阴极层3的阳极体20；外壳70除了留出引线架9、90下部之外，覆盖着电容器元件2；外壳70覆盖着引线架9、90的外侧端面，在该引线架9、90的外侧端面形成有充填部92，充填部92中填入用于构成外壳70的树脂。
另外，在引线架9、90的下面设置有凹面91，该凹面91被形成外壳70的树脂覆盖。
此外，在位于外壳70的切断痕面71侧的引线架9、90端部下面，也可以形成有防止该引线架9、90端部下面露出的凹口93，该凹口93由形成外壳70的树脂覆盖。
发明效果
1、本发明的固体电解电容器1，在引线架9、90的外侧端面形成充填部92，在该充填部92中填入形成外壳70的树脂。从而引线架9、90的外侧端面用树脂覆盖，且树脂充填在充填部92内，所以，无论固体电解电容器1有多薄，都能提高引线架9、90和外壳70的结合强度。因此，能提高固体电解电容器1的耐温特性。
2、另外，在引线架9、90下面设置有由形成外壳70的树脂所覆盖的凹面91。从而能保持电容器元件2和引线架9、90的接触面积大，既能减小ESR(等价串联电阻)，也能增大引线架9、90和外壳70的结合强度。
3、由于凹口93用构成外壳70的树脂覆盖，所以能防止位于外壳70切断痕面71侧的引线架9、90端部下面露出。从而，能防止切断引线架9、90时的毛边露在外壳70的外侧，所以，能省略去除毛边的工序，能减少制造工序中的工时数。并且，由树脂覆盖凹口93，还能提高引线架9、90和外壳70的结合强度。
附图说明
图1是上下颠倒表示固体电解电容器的立体图。
图2是将图1所示固体电解电容器用包含A-A线的面剖开后的剖面图。
图3是另一个固体电解电容器的剖面图。
图4是又一个固体电解电容器的剖面图。
图5是形成引线架的金属板的平面图。
图6是图5的局部放大图。
图7是表示成形工序的示图。
图8是成形后金属板的平面图。
图9是图1所示固体电解电容器的左视图。
图10是上下颠倒表示另一个固体电解电容器的立体图。
图11是形成图10所示电容器引线架的金属板的平面图。
图12是图11所示金属板的背面图。
图13是将图12用包含C-C线的面剖开的剖面图。
图14是图12所示端子构成片的立体图。
图15是成形后的金属板背面图。
图16是以往的固体电解电容器的剖面图。
图17是另一个以往的固体电解电容器的剖面图。
图18是又一个以往的固体电解电容器的剖面图。
具体实施方式
第一实施例
下面，参照附图详述本发明的一实施例。
图1是上下颠倒地表示固体电解电容器1的立体图，图2是用包含有A-A线的面剖开图1后的剖面图，与图1的上下方向颠倒。
如图2所示，固体电解电容器1具有下面安装着引线架9、90的电容器元件2，该电容器元件2用环氧树脂等合成树脂制的外壳70覆盖。电容器元件2的形状与图18所示现有技术中的形状相同，多个阳极体20、20重叠，粘接或熔接阳极2a。阴极侧引线架90覆盖在电容器元件2的下面，因电容器元件2与阴极侧引线架90的接触面积大，所以ESR变小。
虽表示出了电容器元件2的制造方法，但该方法与现有技术中的方法相同。首先，切割铝箔片形成带状阳极体20，把该阳极体20一部分浸入0.01～0.02wt％磷酸水溶液或已二酸水溶液内进行电解氧化处理，形成电介氧化膜21。其次，在以丁醇为溶剂的3，4-亚乙二氧基噻吩、P-甲苯磺酸三铁溶液中，浸渍阳极体20中形成电介质氧化膜21的部分，形成由聚噻吩导电性高分子构成的阴极层3。在该阴极层3上依次形成碳层6、银膏层60。重叠多个阳极体20，粘接或熔接上阳极2a、2a，制成电容器元件2。
另外，在形成阴极层3的材料中，除了上述的聚噻吩外，可列举出的还有聚吡咯、聚苯胺、聚呋喃等导电性高分子以及TCNQ(7、7、8、8-四氰基对醌二甲烷)络盐等。由于阴极层3中使用电阻值小的电介质高分子等，所以，ESR变小，形成高频特性优良的电容器。
沿固体电解电容器1长度方向的引线架9、90外侧端面处形成充填部92，在该充填部92中填入形成外壳70的树脂。充填部92呈现出上下并列有凹凸的剖面形状。
因而，由于引线架9、90外侧端面被树脂覆盖，且树脂充填在充填部92内，所以，即使固体电解电容器1薄，也能提高引线架9、90和外壳70的结合强度。因此，能提高固体电解电容器1的耐湿特性。另外，引线架9、90的充填部92既可以是图3所示的截面S字形，也可以是图4所示的截面V字形，还可以是未图示的楔形凹状。
在引线架9、90下面，采用半蚀刻加工或熔化加工形成凹面91，阴极侧引线架90的凹面91的左右长度W为1～4mm。凹面91被形成外壳70的树脂覆盖。通过形成该凹面91、91，能保持电容器元件2和引线架9、90的接触面积大，使ESR(等价串联电阻)小，并且，引线架9、90和外壳70的结合强度大。另外，通过形成凹面91，自凹面91和外壳70的边界(图2中B点)至电容器元件2的距离长，减少有水分到达电容器元件2的可能性。进一步来说，电容器元件2和引线架9、90采用电阻熔接的方式安装，电阻熔接痕迹残存在凹面91中。但因该凹面91是用树脂覆盖的，所以熔接痕迹隐藏，外观良好。
固体电解电容器1的制造方法如下。
图5是构成引线架9、90的金属板8的平面图。首先，对以铜为主成分的金属板8冲孔，开设出纵长形第一开口80，在该第一开口80的两侧近等间隔开设纵向并列的横长形第二开口81、81。这时，在金属板8的角部开设安装架穿通孔82。
在金属板8上，位于第一开口80左侧的第二开口81、81的残留部分构成用于形成阴极侧引线架90的端子构成片83；位于第一开口80右侧的第二开口81、81的残留部分构成用于形成阳极侧引线架9的端子构成片84。即，两端子构成片83、84前端部隔着第一开口80内相互面对。
在两端子构成片83、84的基端部处，采用蚀刻加工开设树脂贯通孔85、85。这时，通过从金属板8的两面进行蚀刻，如图6放大图所示，在树脂贯通孔85、85的内侧端面T上形成截面近W形的上述充填部92。另外，在端子构成片83、84的背面，采用半蚀刻加工或熔化处理形成凹面91、91(参照图2)。申请人虽将引线架9、90厚假设为约0.25mm，凹面91的深度假设为0.125mm左右，但并不局限于这种厚度、深度、左右宽度。
另外，第一开口80及第二开口81、81也可以与树脂贯通孔85、85同时采用蚀刻加工进行开设。此外，在充填部92也可以在端子构成片83、84上沿电容器元件2的长度方向形成在外侧端部88处。
以横跨第一开口80的方式将电容器元件2置于端子构成片83、84之上。电容器元件2的阳极2a置于形成阳极侧引线架9的端子构成片84处；阴极2b置于形成阴极侧引线架90的端子构成片83处。电容器元件2在端子构成片83、84上采用阳极侧2a电阻熔接，阴极侧2b用导电性结合剂安装。这时，电容器元件2不会覆盖在树脂贯通孔85、85处。
其次，如图7所示，把金属板8的安装架穿通孔82插在支承安装架5上，用按压机构(未图示)从上部把金属板8按压固定在支承安装架5上。
从金属板8的上方及下方覆盖模具50和支承模52。模具50的内侧端缘与树脂贯通孔85的外侧端缘对齐。从模具50的注入口51注入熔融树脂。熔融树脂的一部分充填树脂贯通孔85、85及充填部92。熔融树脂冷却后，如果分离两模具50、52，如图8所示，在金属板8上形成成为外壳70的树脂块7。把树脂块7和金属板8沿着图8的含有D-D线、E-E线的面用切割锯等切割，如果把位于树脂块7外侧的端子构成片83、84的部分切断，就能获得固体电解电容器1。
另外，树脂块7的成形可以是在包含该注射成形工序的传递模装置上进行，并且，还可以采用丝网印刷形成树脂块7。
申请人分别以图16所示以往的固体电解电容器1为以往例1，以图18所示以往的固体电解电容器1为以往例2制作各20个固体电解电容器。并且，制作了20个图2所示本发明实施例的固体电解电容器1，进行耐湿试验。无论那种固体电解电容器1，额定电压均为16V，静电容量为10uF；放置在+60℃、相对湿度90％的环境下500小时后，测定静电容量的下降量。结果表示在表1中。并且，容量变化值取20个的平均值。从下述结果可以断定，本发明实施例中的固体电解电容器1比已有实施例2中同薄型固体电解电容器1的耐湿特性有改善。
                   表1
    静电容量变化比例(％)
    以往例1     10％
    以往例2     30％
    实施例     10％
在本发明的固体电解电容器1中，引线架9、90外侧端面处形成充填部92，在该充填部92中充填形成外壳70的树脂。从而，因引线架9、90的外侧端面被树脂覆盖且树脂充填在充填部92内，所以，即使固体电解电容器1薄，也能提高引线架9、90和外壳70的结合强度。因此，能提高固体电解电容器1的耐湿特性。这点从上述表1所示结果也得到证实，所以，本发明的固体电解电容器既能降低固体电解电容器1的高度，也能具有与以往例1同等的耐湿特性。
另外，在引线架9、90的下面设置有由形成外壳70的树脂覆盖的凹面91。所以，能保持电容器元件2和引线架9、90接触面积大，既能使ESR(等价串联电阻)小，又能增大引线架9、90和外壳70的结合强度。
第二实施例
图9是图1所示固体电解电容器1的左视图。电解电容器1是用切割锯等切割工具4切割树脂块7和金属板8形成的，如图9所示，外壳70的一侧面形成用过切割工具4的切割痕面71。位于外壳70切割痕面71侧的引线架9、90端部下面露出。
由于切割工具4旋转切割金属板8，在用切割工具4切割树脂块7和金属板8时，切割工具4和金属板8的磨擦阻抗会导致在引线架9、90的端部下面产生毛边94突出。虽能把这种电解电容器1安装在电路基板(未图示)上，但一旦产生了这种毛边94，恐怕电解电容器1的安装高度会增加。所以，必须要有去除毛边的工序，增加了制造工序的工时数。
因此，为了不产生这种电解电容器1安装高度的偏差，申请人提出了图10所示的电解电容器1。这种电解电容器使位于外壳70切割痕面71侧的引线架9、90端部薄，并且树脂覆盖着该端部下面(图10中上下颠倒表示电解电容器1)。从而，在用切割锯切割树脂块7和金属板8时，不用担心引线架9、90端部下面有毛边94突出。
这种电解电容器1经过以下工序进行制造。电容器元件2也使用与图2所示相同的。
图11是形成引线架9、90的金属板8的平面图。首先，对金属板8冲孔，开设矩形大孔86。大孔86具有纵长形第一开口80和在该第一开口80两侧纵向近等间隔并列的横长形第二开口81、81，并且，在金属板8的角部开设支承架穿通孔82。
在金属板8上，位于第一开口80左侧的残留部分构成用于形成阴极侧引线架90的端子构成片83，位于第一开口80右侧的残留部分构成用于形成阳极侧引线架9的端子构成片84。即，两端子构成片83、84前端部相隔第一开口80相互面对。
两端子构成片83、84用连结片87连结在大孔86的周缘。
在两端子构成片83、84的基端部上采用蚀刻加工开设树脂贯通孔85、85，在树脂贯通孔85、85的内侧端面也可以形成上述充填部92。
图12是图11所示金属板8的背面图。在端子构成片83、84下面周缘部实施半蚀刻加工或熔化加工，如图12中的斜线所示，在下面形成凹面91、91。对固定片87也实施半蚀处理或熔化处理，如斜线所示，在下面形成凹口93。
图13是把图12以包含C-C线的面剖开的剖面图。图14是图12所示端子构成片83、84的立体图。只有端子构成片83、84中央部位于与金属板8下面同一个面内，端子构成片83、84的下面周缘部与连结片87只是凹入近相同深度。
如图15所示，以横跨第一开口80的方式把电容器元件2放置在端子构成片83、84上。之后，把金属板8的安装架穿通孔82插在支承安装架5上，用按压机构(未图示)从上部按压金属板8，把金属板8固定在支承安装架5上(参照图7)。如果从金属板8的上方覆盖模具50，从注入口51喷出熔融树脂，熔融树脂的一部分就会充填进树脂贯通孔85、85和充填部92及凹口93中。如图15所示，如果沿着含有D-D线、E-E线的面用切割锯等切割工具切割所获得的树脂块7，就能获得图10所示的固体电解电容器1。
申请人采用上述工艺制作出20个充填了凹口93的固体电解电容器1。并且，制出20个图18所示以往的固体电解电容器1(以往例2)，分析了引线架9、90所产生的毛边94发生状况。表2表示毛边发生量的平均值。表2中所谓底面毛边用毛边94所突出的高度(图9中的H)表示，所谓侧面毛边是指毛边94在外壳70侧方突出的量。另外，切割锯传送速度为30mm/sec。
                      表2
底面毛边(单位：μm) 侧面毛边(单位：μm)
以往例2 40μm以上 5μm以上
本发明实施例 0μm 小于5μm
从表2可以断定，通过在凹口93中充填树脂，底边毛边及侧面毛边无论那种都不会形成，或者能比以往的小，能省略毛边去除工序。因此，能减少制造工序的工时数。
另外，通过用树脂覆盖凹口93，与第一实施例中的相同，能提高引线架9、90和外壳70的结合强度。
上述实施例的说明是为了解释本发明，并不用于限定权利要求范围内记载的发明，或者缩小范围。另外，本发明的各部分构成并不局限于上述实施例，不用说，在权利要求范围记载的技术范围内，可以有种种变化。

Claims (5)

1、一种固体电解电容器，具有电容器元件(2)、安装在该电容器元件(2)下面的阳极侧及阴极侧引线架(9、90)以及外壳(70)；电容器元件(2)具有外表面上形成了阴极层(3)的阳极体(20)；除了留出引线架(9、90)下面之外，外壳(70)覆盖着该引线架(9、90)和电容器元件2；其特征在于：外壳(70)覆盖着引线架(9、90)外侧端面的至少一部分，在该引线架(9、90)的外侧端面形成充填部(92)，在该充填部(92)填入构成外壳(70)的树脂。
2、根据权利要求1记载的固体电解电容器，其特征在于：充填部(92)的截面形状是凹凸上下排列的形状或凹形、V字形、S字形、楔形任一种形状。
3、一种固体电解电容器，具有电容器元件(2)、安装在该电容器元件(2)下面的阳极侧及阴极侧引线架(9、90)以及外壳(70)；电容器元件(2)具有外表面上形成了阴极层(3)的阳极体(20)；除了留出引线架(9、90)下面之外，外壳(70)覆盖着引线架(9、90)和电容器元件2；外壳(70)的一侧面是由切割工具所致的切断痕面(71)；其特征在于：在位于外壳(70)切断痕面(71)侧的引线架(9、90)端部下面，形成有凹口(93)，该凹口(93)由构成外壳(70)的树脂覆盖，防止引线架(9、90)端部下面露出。
4、根据权利要求1至3任一项记载的固体电解电容器，其特征在于：在引线架(9、90)的下面形成凹面(91)，该凹面(91)由形成外壳(70)的树脂充填。
5、根据权利要求1至4任一项记载的固体电解电容器，其特征在于，阴极侧引线架(90)覆盖到电容器元件(2)的下面。
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