CN1649051A - 芯片型电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种芯片型电池，为提高它的通用性，使第1端子与第2端子可以轻易识别，该电池包括：包含层叠的多个发电单元的大致呈长方体形状的本体，具有第1极性的第1端子和具有第2极性的第2端子；其中所述发电单元含有烧结材料，第1端子设置在所述本体的第1侧面，第2端子设置在与所述本体的第1侧面不同的第2侧面，第1端子与第2端子分别由不同的金属材料所构成。

Description

芯片型电池
技术领域
本发明涉及含有多个层叠的发电单元、而所述发电单元含有烧结材料的芯片型电池。
背景技术
随着电子设备的小型化，电子部件的芯片化以及在印刷电路板上的高密度化安装正取得进展，采用焊锡回流(reflow)方法的电子元件的安装已非常盛行。近年来，因为电子设备无铅化的进展、已经使用了无铅焊锡，因而回流温度从以往的200℃左右上升到240℃左右。从这样的背景出发，含有电解液的电解电容器正被全固体化的芯片型电解电容器所取代。另外，也提出了能够在电路板上进行安装的芯片型电池(特开平6-231796号公报)。
电解电容器、电池等电化学元件是有极性的。这些电化学元件必须在识别阳极或正极、阴极或负极的基础上加以使用。例如在电路板上安装有极性的电化学元件时，如果不能识别端子的极性，那么电化学元件就有可能将极性弄反而安装在电路板上。
图1表示一般芯片型电化学元件的立体图。该芯片型电化学元件由大致呈长方体形状的本体11和设在本体两端的第1端子12及第2端子13构成，具有左右对称的结构。这样的芯片型的形状，已经被多层陶瓷电容器、功能性高分子电解铝电容器等所采用，并且实现了商业化。
多层陶瓷电容器因没有极性，所以不需要识别第1端子与第2端子。另一方面，功能性高分子电解铝电容器、钽电容器等，因为是有极性的，所以必须识别第1端子与第2端子。
于是，如图2所示，为了识别第1端子与第2端子，提出了在电化学元件本体21上，用墨水印上表示第1端子22或第2端子23极性的字24的方案。但是，这样的印字不适用于经过烧结工序而制造的电化学元件。这是因为印字必须在制造工序尽可能早的阶段进行而烧结工序通常在制造工序的后半阶段进行。因此，用墨水印的字在烧结工序将被挥发。
另一方面，在没有层叠结构的电化学元件中，也存在第1端子与第2端子的形状不同、具有左右不对称结构的情况。例如，图3的钽固体电解电容器(由Nichicon公司生产、F95系列)，在本体31的两端设置的阳极端子32与阴极端子33的形状就不相同。本体31由元件部分35与将其覆盖的外部装饰树脂36构成，阳极引出线34从元件部分35的阳极端子一侧的端部伸出来。另外，图4的钽固体电解电容器(由KEMET公司生产、T491系列)，在本体41的端部形状上具有自身的特点。本体41由元件部分45与将其覆盖的外部装饰树脂46构成，阳极端子42所设置的外部装饰树脂46的端部形状不同于阴极端子43所设置着的端部形状。但是，在含有层叠的多个发电单元的电化学元件中，难以使用这样的结构。
也有人提出了另外的方法，该方法着眼于将电化学元件安装在电路板上的工序。例如，如图5所示，提出了在本体51的中央部位设置阳极端子52、在本体51的两端设置阴极端子53的固体电解电容器的方案(特开平6-232011号公报)。另外，如图6所示，根据不同的目的，也提出了在具有阳极端子62的本体61的端部、设置使阳极引出线64露出来的凹部67的电容器的方案。在该电容器的情况下，因为阳极端子62的形状与阴极端子63存在很大的不同，因而容易识别极性(特开平7-115041号公报)。但是，在含有层叠的多个发电单元的电化学元件中，仍然难以使用这样的结构。
另一方面，也提出了在图7那样的大致呈长方体形状的外壳71中、收纳芯片型电容器的方案(特开平11-26297号公报)。在外壳71上，设置有跨越第1侧面72与底面73形成的L形第1端子电极74、和跨越第1侧面的相反一侧的第2侧面75与底面73形成的L形第2端子电极76。在从外壳71左右对称的位置向外的位置上分别形成第1端子电极74与第2端子电极76。收纳在外壳71中的电容器是一种不使用连接导线的表面安装型电容器。因此，即使想要在电路板上反接第1端子电极与第2端子电极，也因为电路板上的端子位置和壳体的电极位置不一致而可以使反接防患于未然。
另外，在图8那样的大致呈长方体形状的外壳81中，也提出了收纳电化学元件的方案(特开平11-26297号公报)。在外壳81上，设置有跨越第1侧面82与底面83形成的L形第1端子电极84、和跨越第1侧面的相反一侧的第2侧面85与底面83形成的L形第2端子电极86。收纳在外壳81中的电容器，即使反装在电路板上，第1端子电极84与第2端子电极86也不会和电路板上的端子接触。
但是，如果使用图7、图8那样的外壳，则部件的数目增加，加之设置阳极端子的工序与设置阴极端子的工序不同，从而设备的成本相应地增加。因此，存在制造成本上升的缺点。
在含有层叠的多个发电单元、所述发电单元含有烧结材料的芯片型电池中，尚未提出过容易识别第1端子与第2端子的通用性强的方案。
发明内容
本发明涉及一种芯片型电池，其包括：包含层叠的多个发电单元的大致呈长方体形状的本体，具有第1极性的第1端子和具有第2极性的第2端子；其中所述发电单元含有烧结材料，第1端子设置在所述本体的第1侧面，第2端子设置在与所述本体的第1侧面不同的第2侧面，第1端子与第2端子分别由不同的金属材料所构成。
这里，第1端子与第2端子优选分别由吸收不同波长的光的金属所构成。
本发明还涉及一种芯片型电池，其包括：包含层叠的多个发电单元的大致呈长方体形状的本体，具有第1极性的第1端子，具有第2极性的第2端子以及用于识别第1端子与第2端子的极性标记部件；其中所述发电单元含有烧结材料，第1端子设置在所述本体的第1侧面，第2端子设置在与所述本体的第1侧面不同的第2侧面，所述标记部件附着在选自第1端子、第2端子以及所述本体之中的至少1个的外面，所述标记部件即使在所述烧结材料的烧结温度下也具有所述识别功能。
这里，作为所述标记部件，优选使用磁性材料，特别优选使用含有磁性材料的涂料。
本发明在下述芯片型电池中是特别有用的，即该电池由上述大致呈长方体形状的本体、第1端子与第2端子所组合的形状，相对于至少1个面是对称的。
根据本发明，在包含层叠的多个发电单元、所述发电单元含有烧结材料的芯片型电池中，可以廉价地提供一种能够轻易识别第1端子与第2端子的通用性强的方法。另外，根据本发明，在IC电路板、LSI电路板等电路板上安装上述那样的芯片型电池时，可以有效地防止反接。
附图说明
图1是以往的一般芯片型电化学元件的立体图。
图2是以往有极性的芯片型电化学元件的立体图。
图3是第1端子与第2端子的形状不同的以往的芯片型钽固体电解电容器的一个例子的纵向剖视图。
图4是第1端子与第2端子的形状不同的以往的芯片型钽固体电解电容器的另外一个例子的纵向剖视图。
图5是在本体的中央部位有阳极端子、两端有阴极端子的以往的固体电解电容器的立体图。
图6是在具有阳极端子的本体端部、具有使阳极引出线露出的凹部的以往的电容器的立体图。
图7是第1端子与第2端子的形状不同的以往的表面安装型芯片型电容器的外壳的一个例子的立体图。
图8是第1端子与第2端子的形状不同的以往的表面安装型芯片型电容器的外壳的另外一个例子的立体图。
图9是本发明实施方案1的芯片型电池的一个例子的立体图。
图10是本发明实施方案1的芯片型电池的另外一个例子的纵剖视图。
图11是本发明实施方案2的具有钮扣型标记部件的芯片型电池的立体图。
图12是本发明实施方案2的具有长方形标记部件的芯片型电池的一个例子的立体图。
图13是本发明实施方案2的具有长方形标记部件的芯片型电池的另外一个例子的立体图。
图14是本发明实施方案3的芯片型电池的立体图。
具体实施方式
下面参照附图边举例说明本发明优选的实施方案。
实施方案1
实施方案1将参照图9进行说明。本实施方案涉及一种芯片型电池，其包括：包含层叠的多个发电单元的大致呈长方体形状的本体91，具有第1极性的第1端子92和具有第2极性的第2端子93。各发电单元由烧结材料所构成。第1端子92设置在本体的第1侧面，在该侧面相反一侧的第2侧面上设置有第2端子。整个电池形状成左右对称。
这里，第1端子与第2端子，分别以不同的金属材料构成。根据金属材料的种类的不同，光的吸收波长、密度、比电阻、磁特性等物性也不同，因而以物性为指标，便可以识别第1端子与第2端子。第1端子与第2端子的识别可以由预定的识别装置来进行，但根据成为指标的物性，人类的肉眼也有可能识别。第1端子与第2端子所使用的金属材料，优选与焊锡浸润性良好的金属材料。
例如，将锡、镍、锌、银等用于第1端子时，第2端子优选使用铜、黄铜、磷青铜等。
例如，向印刷电路板安装电池的工序通常是自动进行的，所以，必须使安装装置能够自动地识别第1端子与第2端子。由于安装装置可以检出第1端子或第2端子的光吸收波长、密度、比电阻、磁特性等物性，并具备识别第1端子与第2端子的功能，因而安装时可以防止电池的反接。特别是在第1端子与第2端子分别使用可见光范围的吸收波长互相不同的金属材料时，就有可能通过肉眼来进行端子的识别。另外，在批量生产工序中，可以由图像传感器进行自动判断。
整个端子没有必要由1种金属构成，也可以用多种金属构成。例如，第1端子与第2端子的表面分别镀覆不同的金属也是有效的。另外，在第1端子与第2端子的任意一方，镀覆与基体金属不同种类的金属镀层也是有效的。
图10是在端子上镀覆镀层的芯片型电池的一个例子的剖视图。该芯片型电池具有由层叠的多个发电单元136以及覆盖或收纳该发电单元的外部装饰材料135所构成的大致呈长方体形状的本体131。多个发电单元分别由第1电极136a与第2电极136b构成，固体电解质136c介于第1电极136a与第2电极136b之间。
在本体的第1侧面与第2侧面上，形成了具有第1极性的第1端子132和具有第2极性的第2端子133。在第1端子与与第2端子上，分别镀覆有不同的金属镀层。即第1端子由基体金属132a和镀覆在其表面的第1镀层132b所构成，第2端子由基体金属133a和镀覆在其表面的第2镀层133b所构成。第1端子的基体金属132a例如由镍构成时，作为第1镀层132b，例如优选镀覆锡镀层。另外，第2端子的基体金属133a例如由镍构成时，作为第2镀层133b，优选镀覆铜镀层。
实施方案2
首先，参照图11就本实施方案的芯片型电池的一个例子进行说明。图11的芯片型电池包含具有大致呈长方体形状的本体101、具有第1极性的第1端子102和具有第2极性的第2端子103。
第1端子102设置在本体的第1侧面，在其相反一侧的第2侧面上设置着第2端子103。本体101、第1端子102和第2端子103所组合的形状是左右对称的。但是，作为标记部件，钮扣型部件104接合在第2端子103的外面。
在图11中，标记部件是钮扣型的，但其形状可以是任意的，只要是通过机械或目测可以判别的形状就可以。例如如图12所示，也可以将长方形部件114接合在本体111的两端面所设置的第1端子112或第2端子113的外面。另外，标记部件的材质可以与端子相同，也可以不相同。但是，标记部件的材质即使在构成发电单元的烧结材料的烧结温度下，也必须具有识别功能。作为那样的材质，例如可以举出Sm-Co基、Nd-Fe-B基等稀土类磁体，由Ba系铁氧体、Sr系铁氧体之类的氧化物构成的磁性材料，发色成分和玻璃粉(glass frit)的混合物，瓷器所使用的釉料等。作为上述发色成分，可以使用含有Mn、Fe、Co、Ni、Ru等的化合物或颜料。铁氧体类的磁性材料因为具有廉价而烧结性优异的特点，所以特别适于用作标记部件。另外，发色成分和玻璃粉的混合物和釉料，在赋予标记部件以光泽、使视觉识别性提高方面表现优异。
将标记部件接合在端子外面的方法并没有特别的限制，可以采用使用粘合剂、使用激光进行焊接或借助于磁力进行附着的方法。
在本实施方案中，可以分别以不同的金属材料构成、也可以以相同的金属材料构成第1端子与第2端子。例如，分别以镍构成第1端子及第2端子，进而也可以以镍构成标记部件。
关于接合标记部件的位置，除了图11～12所示的端子端面以外，也可以接合在本体的一个端子附近的外表面。即如图13所示，将长方形部件124或其它形状的标记部件接合在本体121的两端面所设置的第1端子122或第2端子123的周边侧面部。因为端子形成于电池制造工序的后半期，所以，使标记部件附着于本体可增大本发明的效果。另外，根据需要，也可以将多个标记部件接合在端子和本体的外面。
标记部件也可以是含有导电性粉末的浆料所形成的涂膜等。例如，将由导电性粉末与树脂的混合物构成的浆料涂覆在端子或本体上，当烧结发电单元时，导电性粉末便可以烧结在端子或本体上。
实施方案3
下面参照图14就本实施方案的芯片型电池的一个例子进行说明。图14的芯片型电池包括：大致呈长方体形状的本体141、具有第1极性的第1端子142和具有第2极性的第2端子143。除标记部件的形态有所不同外，其余具有与实施方案2同样的构成。
作为标记部件，本实施方案将磁性材料144接合在本体的第2端子143的附近。具体地说，在预定的位置涂覆含有粉末状磁性材料的浆料，通过干燥或烧结可以使磁性材料附着下来。这样的浆料例如可以通过混合粉末状磁性材料、粘合剂以及溶剂等来配制。作为粘合剂，例如可以使用聚乙烯醇缩丁醛。另外，作为溶剂，可以使用醋酸丁酯等。
将磁性材料作为标记部件使用时，既可以在视觉上判别端子的极性，也可以通过磁性的有无和强度来判别端子的极性。作为适用于端子等的磁性材料，例如可以举出Ba系铁氧体、Sr系铁氧体材料等。
如上所述，本发明涉及一种在IC电路板、LSI电路板等电路板上安装的芯片型电池，在含有层叠的多个发电单元、上述发电单元由烧结材料构成的芯片型电池中，识别端子变得非常容易。

Claims (8)

1.一种芯片型电池，其包括：包含层叠的多个发电单元的大致呈长方体形状的本体，具有第1极性的第1端子和具有第2极性的第2端子；其中所述发电单元含有烧结材料，第1端子设置在所述本体的第1侧面，第2端子设置在与所述本体的第1侧面不同的第2侧面，第1端子与第2端子分别由不同的金属材料所构成。
2.如权利要求1所述的芯片型电池，其中第1端子与第2端子分别由吸收不同波长的光的金属所构成。
3.一种芯片型电池，其包括：包含层叠的多个发电单元的大致呈长方体形状的本体，具有第1极性的第1端子，具有第2极性的第2端子以及用于识别第1端子与第2端子的极性的标记部件；其中所述发电单元含有烧结材料，第1端子设置在所述本体的第1侧面，第2端子设置在与所述本体的第1侧面不同的第2侧面，所述标记部件附着在选自第1端子、第2端子以及所述本体之中的至少1个的外面，所述标记部件即使在所述烧结材料的烧结温度下也具有所述识别功能。
4.如权利要求3所述的芯片型电池，其中所述标记部件含有磁性材料。
5.如权利要求3所述的芯片型电池，其中所述标记部件是含有磁性材料的涂料。
6.如权利要求1所述的芯片型电池，其中所述大致呈长方体形状的本体、第1端子以及第2端子所组合的形状，相对于至少1个面是对称的。
7.如权利要求3所述的芯片型电池，其中所述大致呈长方体形状的本体、第1端子以及第2端子所组合的形状，相对于至少1个面是对称的。
8.如权利要求3所述的芯片型电池，所述标记部件含有釉料。
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