CN1767104A - 表面安装型电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种表面安装型电容器包括通过层压板状电容器元件而形成的电容器多层结构，每个所述电容器元件具有在其相对端部处的阳极引线部分(11)和在中心的阴极部分(12)；通过条形板(14)连接至每个阳极引线部分(11)的阳极端子(18)；和连接至阴极部分(12)的阴极端子(19)。阳极端子(18)和阴极端子(19)具有扁平形状并且成形在作为基板安装表面的共有平面上。模制树脂壳(20)具有填充阳极端子(18)和阴极端子(19)之间的间隙并且机械连接阳极端子和阴极端子的底部和大体上垂直于基板安装表面的侧壁。阳极端子(18)和阴极端子(19)具有暴露于模制树脂壳(20)的内部底面上且被连接至阳极引线部分(11)和阴极部分(12)的上表面。
Description
本申请要求在先日本专利申请JP2004-311928的优先权，所述申请的公开内容在此作为参考而被引用。
技术领域
本发明涉及一种电源线(power supply line)用表面安装型电容器，且特别是涉及一种适于用于使连接到中央处理器(CPU)上的电源稳定的在去耦电路中使用的表面安装型电容器及其制造方法。
背景技术
已开发出被称作传输线路元件或传输线路噪声滤波器的并且具有电容器和滤波器二者特征的，且电容为数百微法、在100MHz频带条件下ESR(等效串联电阻)为5mΩ、ESL(等效串联电感)为约1pH的表面安装型电容器。包括单元电容器元件的上述表面安装型电容器特别适于在与CPU相连的电源线的去耦电路中使用。输电线路噪声滤波器。例如在日本未审专利申请公报(JP-A)No.2004-55699中公开了这样一种表面安装型电容器。
通过层压或层叠多个这种单元电容器元件并且并联连接所述单元电容器元件而形成的多层表面安装型电容器进行研发，从而提高静电电容。所述表面安装型电容器作为趋向更高的运算速度和更高频率发展的个人计算机(PC)、服务器、家用数字电气设备、通讯设备等的电源线中的高性能表面安装型电容器是可操作的。由本发明人提交的日本专利公报No.2004-289142中对多层类型的上述表面安装型电容器的技术进行了描述。
参见图1，图中示出了这种多层类型的表面安装型电容器。在所示实例中，表面安装型电容器包括五个电容器元件。在每一个电容器元件中，箔状或薄板状阀作用金属表面面积增大以形成阳极构件。在阳极构件上形成电介体涂层膜。此外，成形出包括固体电解质和导电材料的阴极部分202。阳极构件的相对端部通过绝缘树脂层203与阴极部分202相隔开或相分开并且用作阳极引线部分(anode lead portion)201。对于每一个阳极引线部分201，U形金属板204通过超声波焊接而进行附接并通过导电糊剂205与电容器元件中的上下相邻一个相连接。最下面一块U形金属板204通过导电糊剂205与阳极端子206相连接。
每个电容器元件中的阴极部分202通过导电糊剂205与上下相邻电容器元件中的阴极部分相连接。最下面的一个阴极部分202通过设有孔的半固化片207a与阴极端子208机械连接，并且通过所述孔中充注的导电糊剂205与阴极端子208电连接。
屏蔽用金属板209通过设有孔的半固化片207b被附着到最上面一个电容器元件上。通过所述孔中充注的导电糊剂205，最上面的电容器元件的阴极部分202电连接到屏蔽用金属板209上。
根据预定用途，需要进一步提高尺寸精度和更高的可靠性。例如，需要在外部尺寸、端子尺寸、和端子到端子的尺寸方面达到更高的精度、改进端子装配表面的共面性、增大端子的连接强度以及在回流焊接步骤中减小翘曲变形。另外，需要焊脚形成部以便确认安装后的焊接状态。此外，还需要提高阴极部分在长期使用过程中的内电阻的稳定性。
表面安装型电容器的制造工艺存在许多问题。例如，在阳极引线部分的超声波焊接过程中，由于热膨胀而产生非常大的形变，以使得尺寸精度的改进不是很容易。此外，防止用于进行连接的半固化片或导电糊剂产生突起或泄漏，并且在每一个步骤中施加到电容器元件上的应力不是十分容易。总体上，所述制造工艺不可避免地是复杂的。因此难以减少步骤的个数和提高产量。
发明内容
在这种情况下，本发明的目的在于提供一种表面安装型电容器，所述表面安装型电容器具有高的表面安装端子连接强度和优良的可安装性，具有较高的外部尺寸精度，在电学特性的长期稳定性方面具有高可靠性，以及具有较高的成品率。
本发明的另一目的在于提供一种制造这种表面安装型电容器的方法。
根据本发明，提供一种表面安装型电容器，包括电容器构件，所述电容器构件包括至少一个具有成形在其端部部分处的阳极引线部分和成形在其中心的阴极部分的电容器元件；连接至阳极引线部分的阳极端子；和连接至阴极部分的阴极端子，其中：阳极端子和阴极端子具有扁平形状并且成形在作为基板安装表面的共有平面上；表面安装型电容器设有具有填充阳极端子和阴极端子之间的间隙并且机械连接阳极端子和阴极端子的底部和大体上垂直于所述共有平面的侧壁的不导电壳；阳极端子和阴极端子具有暴露于不导电壳的内部底面上且被连接至电容器元件的阳极引线部分和阴极部分的表面。
在上述表面安装型电容器中，所述电容器构件可包括具有单个电容器元件的电容器单层结构和具有多个电容器元件的电容器多层结构。
因此，所述不导电壳、阳极端子和阴极端子被一体联接以由此得到能够获得具有高精度的端子尺寸和端子到端子的尺寸、改进端子装配表面的共面性、增大端子的连接强度以及松弛施加到在不导电壳内部设置的电容器构件上的应力的结构。通过使用元件容器或底座(base)例如不导电壳，有可能防止用于连接的导电糊剂向外产生突起或泄漏。此外，电容器元件的层数易于改变。仅通过改变不导电壳的侧壁的高度易于得到从单层类型到多层类型的多种表面安装型电容器。不导电壳通常为通过模制树脂而制成的模制树脂壳。
优选地，突起形成在阳极端子和阴极端子的相对侧面上，以便能够咬入不导电壳的底部，每个突起具有朝向不导电壳内部弯曲的端部。所述突起用作锚定件以将不导电壳固定到阳极端子和阴极端子上。通过使用这种锚定结构，阳极端子和阴极端子获得了坚固性。此外，电容器构件的元件容器或底座获得了坚固性。
优选地，一个突起形成在阳极端子和阴极端子的每一相对侧面上并且在每一相对侧面的大体上整个面积上延伸。由此尽管仅有一个突起，但是咬入不导电壳底部的锚定部分具有较大尺寸。
优选地，每个阳极端子和阴极端子设有弯曲远离基板安装表面的凸出部分，以便能够咬入不导电壳的侧壁中。所述凸出部分用作锚定件以将不导电壳固定到阳极端子和阴极端子上。通过这种锚定结构，侧壁与阳极端子或阴极端子之间的联接得到加强。
优选地，不导电壳的底部设有在填充阳极端子和阴极端子之间的间隙的部分处的基板安装侧面上形成的凹槽。所述凹槽用以防止在焊料熔化后产生焊剂蒸气累积在基板安装表面上以及防止向上推动所述电容器构件，并且用作过多焊剂的收集器。在这种情况下，所述凹槽可具有任意所需的截面形状。重要的是产品底面的整个面积不附着于基板安装表面上但是形成了敞开的空间。
优选地，每个阳极端子和阴极端子具有通过挤压同时使涂镀表面保持完好而在其端部处形成的焊脚形成部分。通过该焊脚形成部分，有可能允许沿涂镀表面抬升熔融焊剂从而形成焊剂焊脚并且由此确认焊接状态。
优选地，不导电壳设有在侧壁相互交叉的角落部分处形成的使厚度增加的加强部分。通过所述加强部分，成形出坚固的不导电壳。因此有可能减小在回流焊接过程中产品底表面的翘曲，或者增大产品的机械强度。
优选地，不导电树脂被充注在不导电壳内部以涂覆电容器构件的阴极部分。所述不导电树脂例如是硅树脂。以这种方式，有可能不仅为所述电容器元件提供抗振效果，而且还防止由于阴极部分和氧气之间发生反应而增大而ESR值。
优选地，表面安装型电容器包括具有多个电容器元件的电容器多层结构，其中施加导电糊剂以在以下部位处形成电连接：即(a)在一个电容器元件的阴极部分的至少一个主表面和另一个电容器元件的阴极部分的主表面之间；(b)跨越电容器元件的侧表面，每个所述侧表面大体上垂直于一个主表面；和(c)在一个电容器元件的阴极部分的主表面和阴极端子之间。因此，通过施加导电糊剂以环绕阴极部分的主表面和侧表面，并且将阴极部分连接到其它那些电容器元件上能够减小ESR值。
优选地，所述电容器多层结构被设置在不导电壳内部，在层压方向上相互间邻近的两个电容器元件的阳极引线部分通过由铜或铜合金制成的条形板相互间连接在一起。通过使用条形板，阳极引线部分的连接可靠性得以提高。
优选地，阳极引线部分由作为阀作用金属的铝制成，并且被连接至阳极引线部分的条形板上镀有Ni。如上面所述，在铝和铜或铜合金之间，具有更高熔点的涂镀层例如Ni或Pd被插入。通过这种结构，在金属元素的焊接和相互扩散的过程中生成的热量受到控制并且实现了较强的结合。
优选地，被连接至最接近基板安装表面的一个电容器元件的阳极引线部分的基板安装侧的条形板通过导电糊剂被连接至阳极端子。利用这种使用导电糊剂的连接结构，在进行连接后施加到电容器元件上的应力减小了。
优选地，所述电容器多层结构进一步包括盖住所述不导电壳的上部的盖。通过所述盖，所述电容器元件与外部环境隔离开并且得到坚固的元件容器。
优选地，所述电容器多层结构进一步包括盖住所述不导电壳上部和一部分侧壁的具有盒形形状的外壳。通过所述外壳，所述电容器元件与外部环境隔离开并且得到坚固的元件容器。此外，所述产品的外观可被设计得很漂亮。
优选地，基板安装侧面上的外壳端部位于阳极和阴极端子的上表面上方。通过这种结构，有可能防止由于在回流焊接过程中产生热膨胀使得端子弯曲，从而使得表面安装型电容器的主体自基板安装表面向上抬升，而使外壳与阳极端子或阴极端子产生接触。
优选地，阳极端子和阴极端子中的每一个具有位于外壳的侧壁部分的外表面内的端部。通过这种结构，每个端子的端部避免与其它物体产生碰撞。
优选地，所述外壳和所述不导电壳通过粘合剂相结合。通过调节施加粘合剂的状态，获得适当的固定力。此外，所述外壳和模制树脂壳可在适当力的作用下再次分开。
优选地，所述外壳通过利用弹性变形进行装配而被连接到不导电壳上。通过选择这种结构，用于结合的步骤数大大减少。此外，所述外壳和模制树脂壳可在适当力的作用下再次分开。
根据本发明，还提供一种制造表面安装型电容器的方法，所述方法包括以下步骤：通过在阀作用金属板或箔上形成表面扩张蚀刻层和介电涂层膜，此后，使用绝缘树脂分隔端部部分以形成阳极引线部分，并且在介电涂层膜上中心处形成固体电解质层和导电材料层，制备电容器元件；形成不导电壳，所述不导电壳具有在设有阳极端子成形部分和阴极端子成形部分的引线框架上的底部和侧壁部分，并且暴露所述不导电壳内部底面上的引线框架的上表面；将被焊接到电容器元件上的条形板和电容器元件的阴极部分与所述不导电壳中的引线框架相连接；并且将至少盖住所述不导电壳的上侧面的盖或者外壳与所述不导电壳相连接。当所述不导电壳为模制树脂壳时，所述壳的底部和侧壁部分例如通过嵌件模制成型进行制造。由此，具有敞开的上端部的所述盒状不导电壳例如通过嵌件模制成型在引线框架上。在所述不导电壳中容纳有电容器元件。由此，以高精度进行大规模生产。
根据本发明，还提供一种制造表面安装型电容器的方法，所述方法包括以下步骤：通过在阀作用金属板或箔上形成表面扩张蚀刻层和介电涂层膜，此后，使用绝缘树脂分隔端部部分以形成阳极引线部分，并且在介电涂层膜上中心处形成固体电解质层和导电材料层，制备电容器元件；通过在将条形板焊接到每个电容器元件的阳极引线部分上之后层压所述电容器元件而形成电容器多层结构；通过嵌件模制成型在设有阳极端子成形部分和阴极端子成形部分的引线框架上形成具有底部和侧壁部分的不导电壳，并且将引线框架上表面暴露于所述不导电壳内部底面上；将位于电容器多层结构最下部的条形板和电容器多层结构的阴极部分与所述不导电壳中的引线框架相连接；并且将至少盖住所述不导电壳的上侧面的盖或者外壳与所述不导电壳相连接。由此，具有敞开的上端部的所述盒状不导电壳通过嵌件模制成型在引线框架上。在所述不导电壳中容纳有电容器多层结构。由此，以高精度进行大规模生产。
优选地，所述条形板由适于进行涂镀的铜或铜合金制成，在除去阳极引线部分的蚀刻层之后，通过电阻焊接将所述条形板焊接到阳极引线部分上。如上面所述通过除去蚀刻层，在电阻焊接后结合强度增加并且成品率得到提高。
优选地，所述条形板由适于进行涂镀的铜或铜合金制成，在除去阳极引线部分的蚀刻层之后，通过激光焊接对所述条形板进行焊接。在激光焊接条件下通过除去蚀刻层，焊接后结合强度增加并且成品率得到提高。
优选地，在连接条形板被焊接到每个电容器元件的阳极引线部分上之后通过层压所述电容器元件而形成电容器多层结构的步骤中，通过设定照射位置使得一部分激光束在每一阳极引线部分和条形板的端部范围之外扩展传播，并且照射激光束使得激光束穿透或通过所有电容器元件的阳极引线部分和条形板并且使得被焊接的部分暴露于电容器多层结构的端面上，而实施激光焊接。通过进行激光焊接，电容器多层结构的阳极引线部分被同时结合。此外，若激光被投射到某一内部位置处，例如阳极引线部分的中心，那么闭合圆周的通孔将穿透阳极引线部分且在该通孔中发生熔化。在这种情况下，部分已熔化的材料常常附着于所述通孔的内部表面上以被限制在或累积于所述通孔中。另一方面，根据这种技术，由于熔化的部分暴露于电容器多层结构的端面上，因此会形成良好的焊接痕迹(穿透)，而不会使熔化材料受限或累积在封闭的通孔内。
优选地，在连接条形板被焊接到每个电容器元件的阳极引线部分上之后通过层压所述电容器元件而形成电容器多层结构的步骤中，通过使用相同的导电糊剂而同时进行电容器元件的阴极部分的主表面的连接和所述阴极部分的侧表面的连接。由此，通过使用相同的导电糊剂环绕所述阴极部分并将所述阴极部分连接至其它电容器元件，电阻减小。
根据本发明的表面安装型电容器具有上述结构。因此，易于在外部尺寸、端子尺寸、和端子到端子的尺寸方面达到更高的精度、改进端子装配表面的共面性、增大端子的连接强度以及在回流焊接步骤中减小翘曲变形。还易于在安装过程中确认焊接状态。此外，有可能提高阴极部分在长期使用过程中的内阻的稳定性。
在根据本发明的制造表面安装型电容器的方法中，制造工艺得到简化，从而能够通过更少的步骤进行成品率更高的生产制造。
由此根据本发明，有可能提供一种表面安装型电容器，所述表面安装型电容器具有高的表面安装端子连接强度和优良的可安装性，具有较高的外部尺寸精度，在电学特性的长期稳定性方面具有高可靠性，以及具有较高的成品率。
附图说明
图1是多层类型的常规表面安装型电容器的剖视图；
图2A是根据本发明的第一实施方式的表面安装型电容器的剖视图；
图2B是图2A所示表面安装型电容器的电容器元件的剖视图；
图3A是示出了根据本发明的第一实施方式的表面安装型电容器的外部形态的透视图；
图3B是图3A所示表面安装型电容器的平面图；
图4A是根据本发明的第一实施方式的表面安装型电容器的引线框架的平面图；
图4B是在图4A所示引线框架上形成的模制树脂壳的平面图；
图5A是设有成形在每一侧上以用作锚定件的两个突起的另一引线框架的平面图；
图5B是设有成形在每一侧上且具有最大宽度的一个突起的又一引线框架的平面图；
图6A是图2A所示模制树脂壳的放大剖视图；
图6B是使用了图6A所示模制树脂壳的多层类型的表面安装型电容器的剖视图；
图7A是示出了模制树脂壳变型的一部分的放大剖视图，其中形成了具有矩形断面的凹槽；
图7B是示出了模制树脂壳另一种变型的一部分的放大剖视图，其中形成了具有半椭圆形断面的凹槽；
图8A是形成部分阳极或阴极端子的焊脚的放大透视图；
图8B是示出了焊接后形成的焊脚的剖视图；
图9是说明表面安装型电容器的制造工艺的流程图；
图10A是具有连接到其上的条形板的电容器元件的透视图；
图10B是电容器多层结构的透视图，其中阴极部分的侧表面和主表面通过导电糊剂进行连接；
图10C是沿图10B中线10C-10C截取的剖视图；
图11A是在阳极引线部分被焊接在一起后电容器多层结构的透视图；
图11B是在图11A所示电容器多层结构被容纳在模制树脂壳中之后该电容器多层结构的内部结构视图；
图12是根据本发明的第二实施方式的表面安装型电容器的剖视图；
图13A是本发明的第二实施方式中的外壳的透视图；
图13B是本发明的第二实施方式中的模制树脂壳和端子的透视图；
图13C是根据本发明的第二实施方式的表面安装型电容器的水平向剖视图；
图14A是根据本发明的第二实施方式的表面安装型电容器的内部结构视图；
图14B是图14A所示表面安装型电容器的侧视图；
图15A是当硅树脂被充注在模制树脂壳和电容器元件之间的间隙中时与图14A相类似的视图；
图15B是沿图15A中的线15R-15B在垂直于纸面的平面上的水平向剖视图；
图16A是示出了在充注有硅树脂的条件下在高温环境中ESR变化的曲线图；
图16B是示出了在无硅树脂的条件下与图16A相类似的曲线图；
图17A是根据本发明的第三实施方式的表面安装型电容器的模制树脂壳的剖视图；和
图17B是包括图17A中的模制树脂壳的表面安装型电容器的剖视图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进行描述。
参见图2A和2B，根据本发明的第一实施方式的表面安装型电容器包括多个(在所示实例中为五个)电容器元件10，所述电容器元件分别具有矩形板状形状并且被层压形成电容器多层结构。
参见图3A和3B同时结合图2A和2B，表面安装型电容器具有被连接到电容器元件10的阳极引线部分11上的阳极端子18、被连接到电容器元件10的阴极部分12上的阴极端子19、容纳电容器元件10的模制树脂壳20，和盖住模制树脂壳20的盖21。
返回到图2A和2B，每个电容器元件10具有在其相对端部处形成的阳极引线部分11、在中心形成的阴极部分12和使阳极引线部分11与阴极部分12相互隔开或分开的绝缘树脂层13。为了避免过于复杂，在图2A中示意性地示出了每个电容器元件10的断面。
参见图2B，由铜或铜合金制成的条形板14被焊接到每个电容器元件10的每一个阳极引线部分11上。通过层压电容器元件10，形成电容器多层结构。此时，阳极引线部分11通过焊接例如电阻焊接或激光焊接进行连接，而阴极部分12通过使用导电糊剂17进行连接。该电容器多层结构被设置在盒形模制树脂壳20内。模制树脂壳20设有利用引线框架(在图4A和4B中附图标记为40)形成在其底部上的阳极端子18和阴极端子19。阳极端子18具有通过导电糊剂17与焊接到最下面的阳极引线部分11上的条形板14的下表面相连接的上表面。阴极端子19通过导电糊剂17被连接到最下面的阴极部分12上。所述盖21被附着到模制树脂壳20的上部。在电容器多层结构与盖21和模制树脂壳20中的每一个之间的间隙中，充注硅树脂22。
参见图4A和4B，图中示出了模制树脂壳20的结构以及模制树脂壳20的制造方法。在图4A中，引线框架具有金属部件41和多个切口部分42。在图4B中，模制树脂壳20成形在引线框架40上面。形成模制树脂壳20的底部，以便部分充注切口部分42。金属部件41的上表面部分暴露在模制树脂壳20的内部底表面上。在模制树脂壳20内部，设置电容器多层结构并使其与阳极端子18和阴极端子19相连接。利用上面提到的引线框架和模制树脂壳，有可能使表面安装端子在外部尺寸、端子尺寸、和端子到端子的尺寸中的每一方面具有高精度，且在阳极端子表面和阴极端子表面之间具有优良的共面性。
在制造出模制树脂壳20后，可使用图5A和5B中所示的引线框架。在这种情况下，实现了阳极端子和阴极端子牢固地固定在模制树脂壳上。参见图5A，引线框架具有金属部件51、多个切口部分52、阳极端子成形部分53和阴极端子成形部分54。阳极端子成形部分53和阴极端子成形部分54用作阳极端子和阴极端子。在阳极端子成形部分53或阴极端子成形部分54的每一相对侧上，成形出两个突起505或两个凸出部分506。在图4A中，阴极端子成形部分是在四个角处具有四个腿部的大体上呈矩形的中心部分。每一个阳极端子成形部分被设置在阴极端子成形部分的相对侧上并且具有大体上平行于阴极端子成形部分的矩形形状。另一方面，在图5A中，阳极端子成形部分在其四个侧面上进一步具有四个突起505和四个凸出部分506。具体而言，两个突起505成形在朝向阳极端子成形部分的阴极端子成形部分的每个侧面上。两个凸出部分5 06成形在阴极端子成形部分的其它侧面的每一个上。此外，两个突起505还成形在阳极端子成形部分的每一个纵向侧面上。所述突起505和凸出部分506咬入模制树脂壳20以用作锚定件。参见图5B，具有最大宽度的一个突起505或一个凸出部分506成形在阳极端子成形部分53或阴极端子成形部分54的每一相对侧上。
参见图6A和6B，对图2A和2B所示的模制树脂壳20进行详细描述。在图6A中，阳极端子成形部分53设有向上弯曲并且咬入模制树脂壳底部601和模制树脂壳侧壁部分602中以用作锚定件的多个突起。相似地，阴极端子成形部分54设有向上弯曲或远离基板安装表面并咬入模制树脂壳底部601中以用作锚定件的多个突起。电容器多层结构被容纳在模制树脂壳20中，以使得阳极端子成形部分53通过导电糊剂17与阳极引线部分11的条形板14的下表面相连接，而阴极端子成形部分54通过导电糊剂17与最下面的阴极部分12的下表面相连接。然后，所述盖21被固定到模制树脂壳20上以挤压硅树脂22。
参见图7A和7B，对模制树脂壳20的变型进行描述。在这些变型中，模制树脂壳20设有成形在其底部的基板安装侧上的凹槽。在图7 A中，模制树脂壳20设有具有矩形断面的凹槽750。在图7B中，模制树脂壳20设有具有半椭圆形断面的凹槽750。在这些图中，附图标记701表示模制树脂壳底部，附图标记702表示模制树脂壳侧壁部分，附图标记78表示阳极端子成形部分，而附图标记79表示阴极端子成形部分。通过在模制树脂壳底部701上设置凹槽750，有可能释放在安装过程中回流焊接中焊料熔化时产生的焊剂蒸气。此外，向外凸出或漏出的熔化的焊料能够被凹槽750的凹进部分收集起来。因此，产品的安装位置得到适当保持并且能够防止由于焊料向外凸出或漏出而产生不完全绝缘。
参见图8A和8B，每个阳极和阴极端子可具有端子端部部分89，所述端子端部部分设有包括凹进部分的焊脚形成部分810。凹进部分通过压挤而成形在朝向基板830的侧面上，使得端子端部部分89的镀层表面(例如Sn、Sn合金、Ag或Au)保持完好。如图8B所示，焊料焊脚820被形成在焊脚形成部分810处。因此，可使用简单的工艺而不需要进行重镀而产生焊脚形成部分810。
下面，对制造根据本发明的第一实施方式的表面安装型电容器的方法进行描述。首先参见图9，对整个工艺进行描述。在步骤201中，制备出每个电容器元件。在步骤202中，通过电阻焊接或激光焊接对多个电容器元件进行层压和焊接，以制备电容器多层结构。在步骤203中，通过嵌件模制成型在引线框架上成形出模制树脂壳。在步骤204中，通过使用导电糊剂将电容器多层结构与暴露于模制树脂壳内部底面上的引线框架相连接。在步骤205中，用硅树脂涂覆电容器元件的阴极部分，使得阴极部分不与空气接触。在步骤206中，所述盖被放置在向上打开的模制树脂壳上。
首先，按照以下方式制备电容器元件。包括铝箔或薄板的阳极构件通过进行蚀刻而使表面积扩大。此后，使用电化学工艺(电介体形成)形成氧化物涂层膜。在氧化物涂层膜上，形成导电聚合物层。此外，石墨层和Ag糊剂层形成作为阴极部分。在阳极构件的相对端部处，阳极引线部分通过绝缘树脂层而形成。上述工艺采用已公知的技术进行实施。
下面参见图10A、10B、10C、11A和11B，对该制备工艺进行更加详尽的描述。
如图10A所示，在除去蚀刻层之后通过电阻焊接或激光焊接将由铜或铜合金制成的条形板14焊接到电容器元件的每个阳极引线部分11上。接下来，如图10B所示，导电糊剂17被施加到五个电容器元件10的阴极部分12上，并且对电容器元件10进行层压。此时，导电糊剂17不仅连接电容器元件10的阴极部分12的主表面，而且以带状方式被施加到阴极部分12的侧表面部分周围。因此如图10C所示，施加导电糊剂17从而环绕电容器元件10的阴极部分12。通过阴极部分12的上述电连接，ESR可被减小。
在如图10B所示的状态下，阳极引线部分11相互压靠在一起并且被暂时固定在一起。在这种状态下，激光束照射到一定位置，以使得一部分激光束在阳极引线部分11的端面范围之外扩展传播。按照这种方式，所有的阳极引线部分11和条形板14被同时焊接。如果激光束照射到某一内部位置，使得闭合圆周的通孔由激光束形成，然后被激光束熔化的部分能够被限定在该通孔中。相反，如果如上面所述激光束部分地照射到阳极引线部分11的端面范围之外，那么就会形成焊接痕迹120以扫过图11A所示的端面。由此，熔化的部分不被限制在通孔内并且由此进行优良的熔化(melt-in)。将电容器多层结构的阳极引线部分和阴极部分连接到模制树脂壳20中的阳极端子18和阴极端子19上的步骤与上面所述相类似。由此得到如图11B所示的表面安装型电容器。
参见图12，根据本发明的第二实施方式的表面安装型电容器与根据本发明的第一实施方式的表面安装型电容器相类似，不同点在于盖21(图2A)由盒形外壳23所代替。使用相似的附图标记表示相似的部件，并且略去了对其的描述。
如图13A所示的外壳23被装配在如图13B所示的模制树脂壳20上以制成一个壳组件。参见图14A和14B，外壳23具有高于阳极端子18和阴极端子19上表面的下端部。采用这种结构，有可能防止外壳23的下端部，由于在回流焊接过程中产生热膨胀以使阳极端子18或阴极端子19接触发生弯曲从而使表面安装型电容器的主体向上抬升，而与阳极端子18或阴极端子19接触。与第一实施方式相类似，每个阳极端子18和阴极端子19的端部部分设有通过从下侧进行挤压同时使镀敷表面保持完好而形成的焊脚形成部分。
下面，对与第一实施方式共有的结构进行描述。参见图15A和15B，硅树脂22主要被充注在最上面的阴极部分12和外壳23之间的间隙中，从而覆盖阴极部分12。如图13C所示，硅树脂22还被充注在电容器元件和模制树脂壳20的侧壁部分之间的间隙中。如图13C和15B所示，电容器多层结构的绝大部分侧面和顶部涂覆有硅树脂22，从而充注电容器多层结构和外壳23之间的间隙。
参见图16A和16B，对高温环境中的ESR的变化进行描述。图16A示出了在充注有硅树脂的条件下在高温环境中ESR变化的曲线图，而图16B是示出了在无硅树脂的条件下ESR变化的曲线图。图中示出了在环境条件为125℃和2.5V的条件下分别处于(1)初始状态、 (2)回流后状态、(3)500小时之后状态的10个试样在100kHz条件下的ESR值的变化。由图中可以看到，在充注有硅树脂的条件下500小时之后ESR值约为初始值的三倍。另一方面，在无硅树脂的条件下，ESR值在初始值的三倍和初始值的六倍之间波动。尽管在图中没有示出，但是在环境条件为125℃和2.5V的条件下500小时之后，在充注有硅树脂的条件下的tgδ(介质损耗角正切值)为在无硅树脂的条件下的tgδ的约1/2。由此，通过充注硅树脂，阴极部分与氧气之间的反应可受到抑制，使得ESR值的增大受到约束。此外，获得了电容器元件的抗振效果。
如图13C和15B所示，模制树脂壳20设有多个成形在模制树脂壳20四个内角处以增加厚度的具有三棱柱形的加强部件960，从而使得模制树脂壳整体具有给定的坚固性。只要厚度增大，加强部件的形状不受特别的限制。例如，可采取圆形形状。通过这种加强部件，整个壳是坚固的并且减小了翘曲。
在根据本发明的第二实施方式的表面安装型电容器中，静态电容为1000μF时，得到ESR(在100kHz条件下)为0.8mΩ，和泄漏电流为50μA(外加2.5V电压且在5分钟后进行测量)的典型特征值。
在第二实施方式的表面安装型电容器中，作为端子定位精度的具体实例，阳极端子的定位精度可提高至±0.05mm。与采用超声波焊接用以连接电容器元件的阳极引线部分的常规技术相比，位置离散提高至约1/10。
下面，将对根据本发明的第三实施方式的表面安装型电容器进行描述。根据本发明的第三实施方式的表面安装型电容器与根据本发明的第二实施方式的表面安装型电容器相类似，不同点在于表面安装型电容器是单层类型的并且模制树脂壳侧壁部分602的高度与第二实施方式不同。以与第一和第二实施方式相类似的方式制备电容器元件和进行条形板14和阳极引线部分11的焊接。以与第一和第二实施方式相类似的方式通过导电糊剂连接阴极部分12和阴极端子成形部分54并且通过导电糊剂连接条形板14和阳极端子成形部分53。另一种可选方式是，导电粘合剂例如基于环氧的粘合剂可用于上述连接。硅树脂22被充注在电容器元件和外壳605或模制树脂壳之间的间隙中，以便环绕阴极部分12的上表面和侧表面。
在根据本发明的第三实施方式的单层结构的情况下，或者在根据本发明的第一和第二实施方式的多层结构的情况下，除制备电容器多层结构的步骤和模制树脂壳与外壳的高度差异以外可使用共有的工艺。因此，有可能以优良的成品率得到一系列表面安装型电容器。
尽管结合本发明的优选实施方式已对本发明进行了披露，但是对于本领域的技术人员来说，可以在所附技术方案的范围内以其它不同的方式实践本发明。
Claims (28)
1、一种表面安装型电容器，包括：
电容器构件，所述电容器构件包括至少一个具有成形在其端部部分处的阳极引线部分和成形在其中心的阴极部分的电容器元件；连接至阳极引线部分的阳极端子；和连接至阴极部分的阴极端子，其中：
阳极端子和阴极端子具有扁平形状并且成形在作为基板安装表面的共有平面上；
表面安装型电容器设有具有填充阳极端子和阴极端子之间的间隙并且机械连接阳极端子和阴极端子的底部和大体上垂直于所述共有平面的侧壁的不导电壳；
阳极端子和阴极端子具有暴露于不导电壳的内部底面上且被连接至电容器元件的阳极引线部分和阴极部分的表面。
2、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，其中所述电容器构件包括具有单个电容器元件的电容器单层结构。
3、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，其中所述电容器构件包括具有多个电容器元件的电容器多层结构。
4、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，其中突起形成在阳极端子和阴极端子的相对侧面上，以便能够咬入不导电壳的底部，每个突起具有朝向不导电壳内部弯曲的端部。
5、根据权利要求4所述的表面安装型电容器，其中一个突起形成在阳极端子和阴极端子的每一相对侧面上并且在每一相对侧面的大体上整个面积上延伸。
6、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，其中每个阳极端子和阴极端子设有弯曲远离基板安装表面的凸出部分，以便能够咬入不导电壳的侧壁中。
7、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，其中不导电壳的底部设有在填充阳极端子和阴极端子之间的间隙的部分处的基板安装侧面上形成的凹槽。
8、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，其中每个阳极端子和阴极端子具有通过挤压同时使涂镀表面保持完好而在其端部处形成的焊脚形成部分。
9、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，其中不导电壳设有在侧壁相互交叉的角落部分处形成的使厚度增加的加强部分。
10、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，其中不导电树脂被充注在不导电壳内部以涂覆电容器元件的阴极部分或电容器多层结构的阴极部分。
11、根据权利要求3所述的表面安装型电容器，其中施加导电糊剂以在以下部位处形成电连接：即
(a)在一个电容器元件的阴极部分的至少一个主表面和另一个电容器元件的阴极部分的主表面之间；
(b)跨越电容器元件的侧表面，每个所述侧表面大体上垂直于一个主表面；和
(c)在一个电容器元件的阴极部分的主表面和阴极端子之间。
12、根据权利要求3所述的表面安装型电容器，其中所述电容器多层结构被设置在不导电壳内部，在层压方向上相互间邻近的两个电容器元件的阳极引线部分通过由铜或铜合金制成的条形板相互间连接在一起。
13、根据权利要求12所述的表面安装型电容器，其中阳极引线部分由作为阀作用金属的铝制成，并且被连接至阳极引线部分的条形板上镀有Ni。
14、根据权利要求12所述的表面安装型电容器，其中被连接至最接近基板安装表面的一个电容器元件的阳极引线部分的基板安装侧的条形板通过导电糊剂被连接至阳极端子。
15、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，进一步包括盖住所述不导电壳的上部的盖。
16、根据权利要求1所述的表面安装型电容器，进一步包括盖住所述不导电壳上部和一部分侧壁的具有盒形形状的外壳。
17、根据权利要求16所述的表面安装型电容器，其中基板安装侧面上的外壳端部位于阳极和阴极端子的上表面上方。
18、根据权利要求17所述的表面安装型电容器，其中阳极端子和阴极端子中的每一个具有位于外壳的侧壁部分的外表面内的端部。
19、根据权利要求16所述的表面安装型电容器，其中所述外壳和所述不导电壳通过粘合剂相结合。
20、根据权利要求16所述的表面安装型电容器，其中所述外壳通过利用弹性变形进行装配而被连接到不导电壳上。
21、一种制造表面安装型电容器的方法，包括以下步骤：
通过在阀作用金属板或箔上形成表面扩张蚀刻层和介电涂层膜，此后，使用绝缘树脂分隔端部部分以形成阳极引线部分，并且在介电涂层膜上中心处形成固体电解质层和导电材料层，制备电容器元件；
将连接条形板焊接到电容器元件的阳极引线部分上；
形成不导电壳，所述不导电壳具有在设有阳极端子成形部分和阴极端子成形部分的引线框架上的底部和侧壁部分，并且将引线框架上表面暴露于所述不导电壳内部底面上；
将被焊接到电容器元件上的条形板和电容器元件的阴极部分与所述不导电壳中的引线框架相连接；并且
将至少盖住所述不导电壳的上侧面的盖或者外壳与所述不导电壳相连接。
22、根据权利要求21所述的方法，其中所述条形板由适于进行涂镀的铜或铜合金制成，在除去阳极引线部分的蚀刻层之后，通过电阻焊接将所述条形板焊接到阳极引线部分上。
23、根据权利要求21所述的方法，其中所述条形板由适于进行涂镀的铜或铜合金制成，在除去阳极引线部分的蚀刻层之后，通过激光焊接对所述条形板进行焊接。
24、一种制造表面安装型电容器的方法，包括以下步骤：
通过在阀作用金属板或箔上形成表面扩张蚀刻层和介电涂层膜，此后，使用绝缘树脂分隔端部部分以形成阳极引线部分，并且在介电涂层膜上中心处形成固体电解质层和导电材料层，制备电容器元件；
通过在将条形板焊接到每个电容器元件的阳极引线部分上之后层压所述电容器元件而形成电容器多层结构；
通过嵌件模制成型在设有阳极端子成形部分和阴极端子成形部分的引线框架上形成具有底部和侧壁部分的不导电壳，并且将引线框架上表面暴露于所述不导电壳内部底面上；
将位于电容器多层结构最下部的条形板和电容器多层结构的阴极部分与所述不导电壳中的引线框架相连接；并且
将至少盖住所述不导电壳的上侧面的盖或者外壳与所述不导电壳相连接。
25、根据权利要求24所述的方法，其中所述条形板由适于进行涂镀的铜或铜合金制成，在除去阳极引线部分的蚀刻层之后，通过电阻焊接将所述条形板焊接到阳极引线部分上。
26、根据权利要求24所述的方法，其中所述条形板由适于进行涂镀的铜或铜合金制成，在除去阳极引线部分的蚀刻层之后，通过激光焊接对所述条形板进行焊接。
27、根据权利要求24所述的方法，其中在连接条形板被焊接到每个电容器元件的阳极引线部分上之后通过层压所述电容器元件而形成电容器多层结构的步骤中，通过设定照射位置使得一部分激光束在每一阳极引线部分和条形板的端部范围之外扩展传播，并且照射激光束使得激光束穿透或通过所有电容器元件的阳极引线部分和条形板并且使得被焊接的部分暴露于电容器多层结构的端面上，而实施激光焊接。
28、根据权利要求24所述的方法，其中在连接条形板被焊接到每个电容器元件的阳极引线部分上之后通过层压所述电容器元件而形成电容器多层结构的步骤中，通过使用相同的导电糊剂而同时进行电容器元件的阴极部分的主表面的连接和所述阴极部分的侧表面的连接。
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