CN1653567A - 固体电解电容器上的电容元件及该电容元件的制造方法以及采用了该电容元件的固体电解电容器 - Google Patents
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Abstract
在具有将阀作用金属的粉末烧结成多孔质的长方体而成的阳极芯片体、固定在该阳极芯片体的一端面上的阳极导线、形成在上述阳极芯片体的金属粉末的表面上的电介质膜、在该电介质膜上重叠形成的固体电解质层、以及、在上述阳极芯片体的表面上与上述固体电解质重叠地形成的阴极侧电极膜的电容元件中，目的在于：降低形成上述阴极侧电极膜的工序中的不良率，谋求使用该电容元件的固体电解电容器的小型化、轻量化。通过将上述阳极芯片体的4个各侧面和与上述一端面相反的另一侧面相交的4个角边中的至少相互平行的两个角边，形成倒角面或圆角面，而实现上述目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种在采用钽、铌或铝等阀作用金属(valve metal)的固体电解电容器中，所用的电容元件及制造该电容元件的方法和采用了该电容元件的固体电解电容器。
背景技术
以往，在制造此种固体电解电容器所用的电容元件的时候，例如，采用以往技术的特开平7-66079号公报等记载的如下所述的方法。
①如图1所示，在多孔质的长方体的阳极芯片体2上，由阀作用金属形成的阳极导线3从该阳极芯片体2的一端面2a突出地凝固成型钽等阀作用金属的粉末，然后烧结。
②接着，在磷酸水溶液等化成液中浸渍上述阳极芯片体2，通过在此状态下进行外加直流电流的阳极氧化处理，而在上述阳极芯片体上的各金属粒子的表面上形成五氧化钽等电介质膜。
③接着，如图1所示，以阳极导线3朝上的姿势，将上述阳极芯片体2浸渍在硝酸锰水溶液等固体电解质用水溶液A中，使硝酸锰水溶液等固体电解质用水溶液A浸透在阳极芯片体2中的多孔质组织内。之后，从固体电解质用水溶液A中捞出阳极芯片体2，进行干燥、烧结，并重复多次这样的动作。由此，如图2及图3所示，在上述阳极芯片体2的表面，与上述电介质膜重叠地形成由二氧化锰等金属氧化物构成的固体电解质层4。
④接着，在上述阳极芯片体2中除了上述一端面2a之外的表面上，形成石墨层。
⑤接着，同样，以阳极导线3朝上的姿势，将上述阳极芯片体2浸渍在银等金属导电膏中，然后捞出烧结。由此，在上述阳极芯片体2内的除了上述一端面2a之外的表面上，如图4所示，形成由上述金属导电膏形成的阴极侧电极膜5。
通过以上方法，制造电容元件1。
但是，在对上述阳极芯片体2与上述电介质膜重叠地形成由二氧化锰等金属氧化物构成的固体电解质层4的工序中，在从固体电解质用水溶液A中捞出阳极芯片体2时，浸透在阳极芯片体2中的多孔质组织内的固体电解质用水溶液中的多余量的固体电解质用水溶液从阳极芯片体2的下端的另一端面2b垂落。
另外，在上述多余量的固体电解质用水溶液从阳极芯片体2的另一端面2b垂落时，其一部分，在上述阳极芯片体2的4个全部各侧面2c、2d、2e、2f与上述另一端面2b相交的全部角边，即，4个角边2c’、2d’、2e’、2f’的部分，因表面张力聚集形成水滴状。另外，在该状态下，通过干燥·烧结，在上述的工序中形成的固体电解质层4，如图2及图3所示，围住上述另一端面2b的4个全部角边2c’、2d’、2e’、2f’处，即，在围住另一端面2b的全部周围，朝外隆起成瘤状4’，另外在另一端面2b的中央部分，形成凹下的形状。
即，上述固体电解质层中的阳极芯片体2的另一端面2b上的部分，形成由瘤状4’的隆起部分包围住其全部周围的形式。因此，接在上述工序之后，在上述阳极芯片体2上形成石墨后，再以阳极导线3朝上的姿势将上述阳极芯片体2浸渍在银等金属导电膏中，通过捞出、烧结，如图4所示，在形成阴极侧电极膜的工序中，在将上述阳极芯片体2浸渍在金属导电膏中的情况下，不能排出上述固体电解质层4中的另一端面2b上形成为凹下形状的部分的空气。另外，在该部分，如图4所示，由于通过收拢气泡6产生空隙，因此，存在因产生该气泡形成的空隙，导致不良品的比率增高的问题。
而且，在与上述固体电解质层4重叠地形成阴极侧电极膜5时，该阴极侧电极膜5，也在上述4个角边2c’、2d’、2e’、2f’处，与在上述固体电解质层4上朝外隆起成瘤状4’的部分重叠，而朝外隆起成瘤状5’。
也就是说，电容元件1上的固体电解质层4及阴极侧电极膜5，在阳极芯片体2中的包围另一端面2b的4个全部角边2c’、2d’、2e’、2f’处，形成朝外隆起成瘤状4’、5’的形状。而且，相对于阳极侧引线端子和阴极侧引线端子，以将该阳极导线3固定在阳极侧引线端子上、将阴极侧电极膜5固定在阴极侧引线端子上的方式配设该电容元件1后，用封装体将它们全部密封，在形成封装型的固体电解电容器的成品的情况下，必须以如上所述在阳极芯片体2的围住另一端面2b的4个全部角边2c’、2d’、2e’、2f’处形成朝外隆起成瘤状4’、5’的形状的程度，加大上述封装体的高度尺寸及横宽尺寸的双方，而还存在导致大型化及重量增加的问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种在不导致减小电容器容量的情况下，能够消除上述问题的电容元件及其制造方法、以及采用了该电容元件的固体电解电容器。
为达到该技术目的，本发明的电容元件，具有：将阀作用金属的粉末烧结成多孔质的长方体而成的阳极芯片体、固定在该阳极芯片体的一端面上的阳极导线、形成在上述阳极芯片体的金属粉末的表面上的电介质膜、在该电介质膜上重叠形成的固体电解质层、以及、在上述阳极芯片体的表面上重叠在上述固体电解质上形成的阴极侧电极膜，其特征在于：将上述阳极芯片体的4个各侧面和与上述一端面相反的另一侧面相交的4个角边中的至少相互平行的两个角边，形成为圆角面或倒角面。
此外，本发明的电容元件的制造方法，其特征在于具有以下工序：通过将该阳极芯片体的4个各侧面和与一端面相反的另一侧面相交的4个角边中的至少相互平行的两个角边形成为圆角面或倒角面，来制造由阀作用金属的粉末烧结成多孔质的长方体并且在上述一端面上固定阳极导线而成的阳极芯片体的工序；在上述阳极芯片体的金属粉末的表面上形成电介质膜工序；通过阳极导线朝上地将上述阳极芯片体、向固体电解质用溶液中浸渍及捞取·烧结，而形成固体电解质层的工序；在该工序后，在上述阳极芯片体上，重叠在上述固体电解质层上地形成由金属导电膏形成的阴极侧电极膜的工序。
此外，本发明的固体电解电容器，在阳极侧引线端子板和阴极侧引线端子板之间配设电容元件，该电容元件具有：将阀作用金属的粉末烧结成多孔质的长方体而成的阳极芯片体、固定在该阳极芯片体的一端面上的阳极导线、形成在上述阳极芯片体的金属粉末的表面上的电介质膜、在该电介质膜上重叠形成的固体电解质层、以及、在上述阳极芯片体的表面上重叠在上述固体电解质上形成的阴极侧电极膜，通过将该电容元件上的阳极导线固定在上述阳极侧引线端子板上、又将该电容元件上的阴极侧电极膜电连接在上述阴极侧引线端子板上而构成，其特征在于：将上述阳极芯片体的4个各侧面和与上述一端面相反的另一侧面相交的4个角边中的至少相互平行的两个角边，形成为圆角面或形成倒角面。
如此，通过将阳极芯片体的4个各侧面和与上述一端面相反的另一侧面相交的4个角边中的至少相互平行的两个角边，形成为圆角面或形成倒角面，而在阳极芯片体上与电介质膜重叠地形成固体电解质层的工序中，在从固体电解质用水溶液中捞出上述阳极芯片体时，从该阳极芯片体的下端面垂落的固体电解质用水溶液聚集成水滴状的，局限于围住上述另一端面的周围的4个全部角边中的未形成为上述圆角面或形成倒角面的两个角边处。因此，如上所述，在形成为上述圆角面或倒角面的两个角边处，能够避免固体电解质用水溶液聚集成水滴状，进而，相对于阳极芯片体形成的固体电解质层，在形成为上述圆角面或倒角面的两个角边处，能够可靠避免形成朝外隆起成瘤状的形状。
即，相对于阳极芯片体形成的固体电解质层，在阳极芯片体的另一端面，朝外隆起成瘤状的，只局限于围住上述另一端面的整个周围的4个角边中的相互平行的两个角边处。因此，能够避免上述固体电解质层中的阳极芯片体的另一端面上的部分的全部的周围，形成为被朝外隆起成瘤状的部分包围的形状。由此，在对上述阳极芯片体形成固体电解质层的工序后，在通过在银等金属导电膏中的浸渍及捞出，形成阴极侧电极膜时，容易排出该阳极芯片体的另一端面处的空气。另外，由于能够减少空气在该部分滞留，即，在用银等金属导电膏形成阴极侧电极膜时，能够减少因笼络气泡产生空隙，所以在电容元件的制造中，能够可靠降低不良品的发生率。
而且，在对阳极芯片体形成的固体电解质层及阴极侧电极膜，在阳极芯片体的另一端面朝外隆起成瘤状的，只局限于围住上述另一端面的整个周围的4个角边中的形成为圆角面或倒角面的至少两个角边以外的角边处。由此，如在以下的实施方式中所述，在将该电容元件组装成封装型的固体电解电容器的成品的情况下，由于以在围住上述阳极芯片体的另一端面的4个角边中的形成为圆角面或倒角面的至少两个角边处固体电解质层及阴极侧电极膜不朝外隆起成瘤状的程度，降低该封装型的固体电解电容器的高度尺寸或横宽尺寸中的一方，所以能够使固体电解电容器小型化·轻量化。
特别是，如第2项发明所述，通过将形成圆角面或倒角面的角边只限定在两个角边，与将4个角边全部形成圆角面或倒角面时相比，具有能够降低将角边形成圆角面或倒角面造成的体积的减少，能够降低电容元件的电容容量的减少的优点。
此外，通过形成如第5项发明所述的构成，在电容元件上的固体电解质层及阴极侧电极膜中的阳极芯片体的另一端面朝外隆起成瘤状的部分，由于能够避免与阴极侧引线端子板接触或接近，所以具有能够可靠降低在上述隆起部分发生缺口等的欠缺，同时能够牢固且容易电连接阴极侧电极膜和阳极侧引线端子板的优点。
附图说明
图1是表示以往的电容元件所用的阳极芯片体的斜视图。
图2是表示在上述以往的阳极芯片体上形成固体电解质层的状态的纵剖正面图。
图3是图2的III-III视剖面图。
图4是表示以往的电容元件的纵剖正面图。
图5是表示本发明的电容元件所用的阳极芯片体的斜视图。
图6是图5的VI-VI视剖面图。
图7是图5的VII-VII视剖面图。
图8是表示本发明的电容元件所用的其它阳极芯片体的斜视图。
图9是表示在本发明的阳极芯片体上形成固体电解质层的状态的纵剖正面图。
图10是图9的X-X视剖面图。
图11是表示本发明的电容元件的纵剖正面图。
图12是图11的XII-XII视剖面图。
图13是表示使用本发明的阳极芯片体的固体电解质层的纵剖正面图。
图14是图13的XIV-XIV视剖面图。
具体实施方式
以下，根据用于钽固体电解电容器上的电容元件时的附图(图5～图13)，说明本发明的实施方式。
图5表示在将钽粉末凝固成型成长方体后烧结而成的多孔质的阳极芯片体12，在该阳极芯片体12中，以从该阳极芯片体12上的一端面12a突出的方式，固定由钽形成的阳极导线13。
此外，上述阳极芯片体12上的与阳极导线13成直角的剖面，是以长尺寸D1作为一边、以短尺寸D2作为另一边的长方形，其高度尺寸用L表示。
在上述阳极芯片体12上凝固成型时，将该阳极芯片体12上的4个侧面12c、12d、12e、12f中的相互平行、面积大的两个侧面12c、12e凝固成型，相对于与上述一端面12a的相反侧的另一端面12b相交的两条棱线、即两个角边，如图5及图6所示，以形成倒角面12g、12h，或者，如图8所示，形成圆角面12g’、12h’的方式，。
然后，与以往同样，将该阳极芯片体12浸渍在磷酸水溶液等化成液中，通过在此状态下外加直流电流的阳极氧化处理，在上述阳极芯片体12上的各金属粒子的表面上形成五氧化钽等电介质膜。
接着，与上述图1时同样，以阳极导线13朝上的姿势，将上述阳极芯片体12浸渍在硝酸锰水溶液等固体电解质用水溶液中，在使硝酸锰水溶液等固体电解质用水溶液浸透到阳极芯片体12中的多孔质组织内后，从固体电解质用水溶液中捞出进行干燥·烧结，并多次重复如上动作。由此，如图9及图10所示，在上述阳极芯片体12的表面上，与上述电介质膜重叠地形成由二氧化锰等金属氧化物构成的固体电解质层14。
如此，在相对于阳极芯片体12，与电介质膜重叠地形成固体电解质层14的工序中，在从固体电解质用水溶液中捞出上述阳极芯片体14的时候，从该阳极芯片体12的下端的另一端面12b垂落的固体电解质用水溶液聚集成水滴状的，只限于阳极芯片体12上的4个各侧面12c、12d、12e、12f中相互平行、面积窄的两个侧面12d、12f相对于与一端面12b相交的两条棱线，即两个角边12i、12j。因此，能够避免在上述倒角面12g、12h或圆角面处，电解质用水溶液聚集成水滴状。
因此，在相对于阳极芯片体12形成固体电解质层14时，该固体电解质层14在阳极芯片体12的另一端面12b朝外隆起成瘤状的，只限于围住上述另一端面12b的整个周围的4个角边中不形成为倒角面12g、12h或圆角面12g’、12h’的角边12i、12j处。因此，能够避免上述固体电解质层14中的阳极芯片体12的另一端面12b上的部分的全部的周围被形成朝外隆起成瘤状14’的部分围住的形状。
下面，在上述阳极芯片体12的表面上，形成作为衬底的石墨层后，同样，在以阳极导线13朝上的姿势，将阳极芯片体12浸渍在银等金属导电膏中后，捞出、烧结。然后，如图11及图12所示，通过在该阳极芯片体12中的除了上述一端面12a之外的表面上，形成由上述金属导电膏形成的阴极侧电极膜15，构成电容元件11。
在形成该阴极侧电极膜15时，在将阳极芯片体12浸渍在金属导电膏中的时候，由于该阳极芯片体12的另一端面12b处的空气能够容易排出，因此能够减少空气在该部分滞留，即，在用银等金属导电膏形成阴极侧电极膜15时能够减少因气泡的笼络而产生空隙。
另外，这里形成的阴极侧电极膜15，只是与上述固体电解质层14中的阳极芯片体12的另一端面12b的部分朝外隆起成瘤状14’的部分重叠，而朝外隆起成瘤状15’，在上述另一端面12b上的4个角边中的上述两个倒角面12g、12h或圆角面12g’、12h’处，能够避免该阴极侧电极膜15朝外隆起成瘤状。
如此制造的电容元件11，如上所述，组装在封装型的固体电解电容器100中。
即，如图13及图14所示，在左右一对引线端子板16、17之间，以该阳极芯片体12上的各侧面12c、12d、12e、12f中相互平行、具有大面积的两个侧面12c、12e，与上述两引线端子板16、17的表面平行或大致平行的方式，配置上述阳极芯片体12。用焊接等方法在上述两引线端子板16、17中的一方的阳极引线端子板16上固定该电容元件11上的阳极导线13，另外，在该电容元件11上的阴极侧电极膜15上，重叠地用导电膏18等直接电连接另一方的阴极侧引线端子17。然后，通过用合成树脂制的封装体19密封上述全体，而组装成封装型固体电解电容器100。
在该构成中，相对上述电容元件11上的阳极芯片体12形成的固体电解质层14及阴极侧电极膜15中的阳极芯片体12的另一端面12b，朝外隆起成瘤状14’、15’的部分，不从阳极芯片体12上的各侧面12c、12d、12e、12f中的成为上面及下面的两个侧面12c、12e突出。由此，能够以上述朝外隆起成瘤状14’、15’的部分不从上述两个侧面12c、12e突出的程度，降低上述封装型固体电解电容器100的高度尺寸H，能够谋求小型化·轻量化。
而且，通过朝外隆起成瘤状14’、15’的部分不从上述两个侧面12c、12e突出，能够避免上述朝外隆起成瘤状14’、15’的部分与阴极侧引线端子板17接触。因此，在组装在固体电解电容器中的时候，能够降低在上述隆起成瘤状14’、15’的部分发生缺口等的欠缺，同时能够牢固且容易进行相对于阴极侧电极膜15的阳极侧引线端子板17的电连接。
另外，在组装固体电解电容器的时候，通过该阳极芯片体12的各侧面12c、12d、12e、12f中的相对于另一端面12b的角边不形成为倒角面12g、12h或倒角面12g’、12h’的两个侧面12d、12f，与两引线端子板16、17的表面平行或大致平行地设置上述电容元件11，而能够缩小上述固体电解电容器10上的横宽尺寸W。
Claims (5)
1.一种固体电解电容器上的电容元件，具有：将阀作用金属的粉末烧结成多孔质的长方体而成的阳极芯片体、固定在该阳极芯片体的一端面上的阳极导线、形成在上述阳极芯片体的金属粉末的表面上的电介质膜、在该电介质膜上重叠形成的固体电解质层、以及、在上述阳极芯片体的表面上重叠在上述固体电解质上形成的阴极侧电极膜，其特征在于：
将上述阳极芯片体的4个各侧面和与上述一端面相反的另一侧面相交的4个角边中的至少相互平行的两个角边，形成为圆角面或倒角面。
2.如权利要求1所述的固体电解电容器上的电容元件，其特征在于，将上述形成为圆角面或倒角面的角边设成两个角边。
3.一种固体电解电容器上的电容元件的制造方法，其特征在于具有以下工序：
通过将该阳极芯片体的4个各侧面和与一端面相反的另一侧面相交的4个角边中的至少相互平行的两个角边形成为圆角面或倒角面，来制造由阀作用金属的粉末烧结成多孔质的长方体并且在上述一端面上固定阳极导线而成的阳极芯片体的工序；
在上述阳极芯片体的金属粉末的表面上形成电介质膜工序；
通过阳极导线朝上地将上述阳极芯片体、向固体电解质用溶液中浸渍及捞取·烧结，而形成固体电解质层的工序；
在该工序后，在上述阳极芯片体上，重叠在上述固体电解质层上地形成由金属导电膏形成的阴极侧电极膜的工序。
4.一种固体电解电容器，在阳极侧引线端子板和阴极侧引线端子板之间配设电容元件，该电容元件具有：将阀作用金属的粉末烧结成多孔质的长方体而成的阳极芯片体、固定在该阳极芯片体的一端面上的阳极导线、形成在上述阳极芯片体的金属粉末的表面上的电介质膜、在该电介质膜上重叠形成的固体电解质层、以及、在上述阳极芯片体的表面上重叠在上述固体电解质上形成的阴极侧电极膜，通过将该电容元件上的阳极导线固定在上述阳极侧引线端子板上、又将该电容元件上的阴极侧电极膜电连接在上述阴极侧引线端子板上而构成，其特征在于：
将上述阳极芯片体的4个各侧面和与上述一端面相反的另一侧面相交的4个角边中的至少相互平行的两个角边，形成为圆角面或形成倒角面。
5.如权利要求4所述的固体电解电容器，其特征在于：上述阳极芯片体的4个各侧面中的至少两个侧面与上述两引线端子板的表面平行或大致平行，该至少两个侧面相对于与上述一端面相反一侧的另一侧面相交的两个角边被形成为圆角面或形成倒角面。
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