CN214753406U - 一种钽电解电容器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种钽电解电容器，包括阳极钽芯及其钽芯端子，阴极层及阴极预引出部，导电承载基板，绝缘层，所述阳极钽芯和所述阴极层之间通过电介质层相互隔离；所述钽芯端子自所述阳极钽芯的底部引出，并连接用于贴装的阳极外电极；所述阴极预引出部自所述阴极层的底部引出并连接在所述导电承载基板上，所述导电承载基板的外侧设有用于贴装的阴极引出部；所述绝缘层包覆于所述阴极层和所述导电承载基板的外侧。可以使得产品内部的空间利用率提升，从而厚度可以减薄，有利于实现产品薄型化和小型化。或者，在保持产品外形尺寸不变的情况下，内部空间利用率的提升可以使得钽芯的体积增大，从而提升产品的电性能。

Description

一种钽电解电容器
技术领域
本实用新型涉及电子元件技术领域，具体涉及一种钽电解电容器。
背景技术
传统片式电解电容器的电极引出方式，参考图1，是以产品组装到引线框架上，电容器元件的阴极80与阴极引线框架81通过导电银膏82粘接，引出产品阴极；阳极通过采取电阻焊焊接，引出阳极；再以环氧树脂注射包封形成电容器。
传统包封形成的电容器，需要预留一定长度的钽丝与阳极引线框架焊接，确保焊点区域与芯子肩部有足够的间隔，预防焊接区域与芯子形成短路，限制了产品高度值设计。因此，传统片式固体电容器的封装结构设计，一般只能用到产品标准(EIA标准尺寸)体积的40～60％，导致产品在有限空间中装粉重量极其有限，限制了产品设计能力，不利于产品小型化、薄型化。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种钽电解电容器，以解决现有的电解电容器电极引出方式空间利用率低，限制了产品小型化、薄型化的问题。
一种钽电解电容器，包括阳极钽芯及其钽芯端子，阴极层及阴极预引出部，导电承载基板，绝缘层，所述阳极钽芯和所述阴极层之间通过电介质层相互隔离；
所述钽芯端子自所述阳极钽芯的底部引出，并连接用于贴装的阳极外电极；
所述阴极预引出部自所述阴极层的底部引出并连接在所述导电承载基板上，所述导电承载基板的外侧设有用于贴装的阴极引出部；
所述绝缘层包覆于所述阴极层和所述导电承载基板的外侧，所述阳极外电极和所述阴极引出部均外露于所述绝缘层外；
所述阳极外电极和所述阴极引出部分别位于所述钽电解电容器底部的两端。
可选的，所述阳极外电极齐平于所述绝缘层的表面。
可选的，所述阴极预引出部通过导电胶连接在所述导电承载基板上。
可选的，还包括封装层，所述封装层包覆于所述绝缘层的表面。
可选的，还包括端电极镀层，所述端电极镀层设于所述阳极外电极和所述阴极引出部的外露于所述绝缘层外的端面。
可选的，所述承载基板的长度小于所述阴极层的长度。
可选的，所述承载基板的用于贴装阴极引出部的部位的底面设置成具有凸台或凹槽。
本实用新型的有益效果包括：
可以使得产品内部的空间利用率提升，从而厚度可以减薄，有利于实现产品薄型化和小型化。另一方面，在保持产品外形尺寸不变的情况下，内部空间利用率的提升可以使得钽芯的体积增大，从而提升产品的电性能。此外，因为是从底部引出所述钽芯端子，故该结构还可避免端面不平整问题，为应用该钽电解电容器的产品的结构设计带来极大的便利。
附图说明
图1是传统的片式电解电容器的结构示意图。
图2是本实用新型一实施例的钽电解电容器的电极示意图。
图3是图2所示的钽电解电容器的一种电极引出方法示意图。
图4是本实用新型另一实施例的钽电解电容器的电极示意图。
图5是图4所示的钽电解电容器的一种电极引出方法示意图。
图6是图4所示的钽电解电容器的另一种电极引出方法示意图。
图7是图4所示的钽电解电容器的又一种电极引出方法示意图。
图8是本实用新型另一实施例的钽电解电容器的电极示意图。
图9是图8所示的钽电解电容器的一种电极引出方法示意图。
图10是图9中(e5)对应的钽电解电容器结构剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的具体实施方式提供一种钽电解电容器的电极引出方法，该方法包括如下步骤S1-S4：
S1、在钽电解电容器的电极体外部制作绝缘防护层。参考图2、图4或图8，所述的电极体包括阳极钽芯10、阴极层20(阴极层主体为导电聚合物层、石墨层和银层)和钽芯10的端子11(或12、13)，需要说明的是，钽芯10与阴极层20之间的电介质层(五氧化二钽)未在图中示出，也就是说，附图中所显示的钽芯10与阴极层20之间是存在电介质层的，两者并未接触，图中仅是为了简化视图，突出电极引出部分。所述绝缘防护层一方面起到阴极和阳极的引出部分的隔离作用，另一方面也起到保护产品的作用；
S2、在阴极预引出部位暴露出阴极引出部，在钽芯端子所在区域暴露出钽芯引出端。参考图3，根据贴片产品的设计所需，阴极预引出部位50定位在产品底部、与钽芯端子相对的一端；
S3、分别在暴露出的所述阴极引出部和所述钽芯引出端上沉积金属层，比如沉积铜、银、镍、锡、钯、金、铂、钽、铌等金属；
S4、分别在所述阴极引出部的金属层上和所述钽芯引出端的金属层上制作用于贴装的外电极，以分别实现阴极和阳极的引出。两端的外电极为L型电极，即每个电极的一部分位于产品的端部、另一部分位于产品的底部靠近端部的位置，两部分连接形成一个外电极。
在本实用新型的实施例中，钽芯端子可能从钽芯的一端伸出，也可能从钽芯的底部伸出。若钽芯端子从钽芯的一端伸出，相应地，可利用钽芯端子直接从该端做阳极引出，也可以将钽芯端子弯折到底部做阳极引出。若钽芯端子从钽芯底部伸出，可直接在底部做阳极引出。对于阴极，阴极的引出可以采用导电承载基板做阴极引出，也可以直接采用阴极本体银层做阴极引出。而且，在本实用新型中阳极和阴极的引出，都不采用焊接引线的方式，而是让外电极间接(中间沉积金属层)或直接地覆盖阳极引出端面和阴极引出部位。
如图2所示是本实用新型一实施例的钽电解电容器的电极示意图，该钽电解电容器的钽芯端子11由钽芯10左端引出，图3是图2所示电极的一种示例性的引出方式，其引出的流程如图3所示，包括制程(a1)～(a7)：
(a1)、在制作绝缘防护层之前，先在阴极层的阴极预引出部位50采用导电胶40粘接一层可导电的承载基板30。其中，导电胶40例如是导电银胶；可导电的承载基板30例如是金属基板或者是双面带电极图案的非金属基板，而双面电极图案通过预埋孔灌浆连接导通。另外，承载基板30底面靠近产品端部的一侧可设置成具有凸台，便于后续的剥离、沉积金属和制作外电极的制程。非金属基板可为陶瓷基板、玻璃纤维板、环氧树脂板、酚醛树脂板、硅橡胶板、PCB板、BT树脂板、聚丙烯板、聚碳酸酯板、聚氯乙烯板、聚四氟乙烯板、聚氨酯板等中的一种。
(a2)、在(a1)完成后，于电极体的外部喷涂一绝缘层60。喷涂厚度为1μm-200μm，优选厚度为5μm-50μm，喷涂使用的材料包括合成树脂和/或高分子材料；喷涂的该绝缘层60包覆了整个阴极层(包括阴极层底部粘接的承载基板在内)、钽芯10的暴露一端以及钽芯端子11的根部。
(a3)、完成喷涂之后，将钽芯端子11从根部未被绝缘层60包覆之处弯折到钽芯10底部下方，其底部即为钽芯引出端110。可以看出，由于钽芯端子11是弯折到底部，距离阴极层底部较近，此时绝缘层60可很好地起到防止阴极、阳极短路的情况。
(a4)、进行模块封装：对完成(a3)之后的模块进行整体封装，封装可采用现有的方式和材料，在此不再赘述如何封装。封装形成的塑封层70包覆整个电极体，优选的是，封装时可以在阴极预引出部位50处暴露出绝缘层60。
(a5)、剥离：在阴极预引出部位50处，依次剥离塑封层70(如若塑封层将整个绝缘层60包覆)和绝缘层60，暴露出承载基板30的至少部分底面，即阴极引出部，如果是非金属基板制作的承载基板，则暴露出的底面上应包含电极图案。同时，对钽芯引出端110所处区域剥离塑封层，以暴露出钽芯引出端110。
(a6)、在暴露出的钽芯引出端110上沉积金属层A1，在暴露出的阴极引出部上沉积金属层A2。
(a7)、采用诸如电镀的方式制作产品的贴装电极，即一对外电极B1、B2，制作时使外电极B1覆盖金属层A1、外电极B2覆盖金属层A2，使得外电极B1、B2分别与金属层A1、A2直接接触导通，从而实现阳极、阴极的引出。
从上述实施例可以看出，与现有技术相比，本实用新型的实施例的电极引出方法，可以节省出焊接方式引出的焊点预留空间，使得产品的空间利用率得以提升，具体而言，现有的阳极引出要在焊点区域与芯子肩部预留至少1mm的间隔，而本实用新型直接弯折钽芯端子形成钽芯引出端，然后在引出端面沉积金属并电镀外电极的方式，只需保留钽芯端子根部5μm-100μm左右，优选长度为10μm-50μm，进行弯折。
如图4所示是本实用新型另一实施例的钽电解电容器的电极示意图，该钽电解电容器的钽芯端子12由钽芯10左端引出，图5是图4所示电极的一种示例性的引出方式，该方式与前述实施例所不同的是利用钽芯端子12直接从左侧去制作阳极引出结构，相应地，底部可以不采用承接基板而直接利用银层做阴极引出；其引出的流程如图5所示，包括制程(b1)～(b4)：
(b1)、直接对电极体做绝缘喷涂，形成绝缘层60；
(b2)、对钽芯端子12做切割，使其裸露的端面与绝缘层60表面齐平，从而其端面形成钽芯引出端120；另外，对阴极预引出部位50处进行绝缘层剥离，以暴露阴极引出部；
(b3)、由于阳极的钽芯引出端120已与绝缘层60齐平，因此可以不用沉积金属层；仅对阴极引出部沉积金属层A2，沉积的金属层A2与阴极层表面齐平；
(b4)、制作外电极B1、B2，其中外电极B1通过其位于产品端部的部分将钽芯引出端120包覆而引出阳极，外电极B2通过其位于产品底部的部分将金属层A2包覆而引出阴极。
图6是图4所示电极的另一种示例性的引出方式，其引出的流程如图6所示，包括制程(c1)～(c4)，该方式与图5所示的方式的区别主要在于先按照一定的尺寸切割钽芯端子，再进行整体封装，其封装的塑封层70的厚度即等于切割后剩余的钽芯端子的长度，即钽芯端子的切割端面与塑封层70表面齐平。
图7是图4所示电极的另一种示例性的引出方式，其引出的流程如图7所示，包括制程(d1)～(d3)：
(d1)、在阴极层底部、阴极预引出部位之处用导电胶40粘接一可导电的承载基板30，再在承载基板30下面制作产品的整体基板90，该基板90的主要目的在于使阴极得以更好的散热；
(d2)、进行模块封装，形成的塑封层70齐平于预先切割好的钽芯引出端；
(d3)、制作外电极，外电极B1覆盖钽芯引出端而引出阳极，外电极B2与可导电的承载基板一侧面连接而引出阴极。
如图8所示，是本实用新型另一实施例的钽电解电容器的电极示意图，该钽电解电容器的钽芯端子13由钽芯10底部引出，本示例中将直接在底部制作阳极引出，图9是图8所示电极的一种示例性的引出方式，如图9所示，引出流程包括制程(e1)～(e5)：
(e1)、在阴极层底部、阴极预引出部位50的区域用导电胶40粘接一可导电的承载基板30，同时钽芯端子13需要切割，防止在水平方向凸出于承载基板30，形成钽芯引出端130；
(e2)、在前述形成的整个电极体的外部喷涂绝缘层60，绝缘层60包覆整个阴极层(包括承载基板在内)，仅裸露出钽芯引出端130，钽芯引出端130齐平于绝缘层60的表面；
(e3)、在绝缘层60的外部进行模块封装，形成塑封层70，与图3所示实施例类似；
(e4)、剥离：与图3所示实施例制程(a5)一样进行剥离；
(e5)、沉积金属层并制作外电极：与图3所示实施例制程(a6)一样进行金属层的沉积，与制程(a7)一样进行外电极制作。
如图10所示，是上述步骤(e5)后得到的对应e5的钽电解电容器结构剖视示意图。该钽电解电容器包括包括阳极钽芯10及其钽芯端子13，阴极层20及阴极预引出部，导电承载基板30，绝缘层60，所述阳极钽芯10和所述阴极层20之间通过电介质层相互隔离；所述钽芯端子13自所述阳极钽芯10的底部引出，并连接用于贴装的阳极外电极51；所述阴极预引出部自所述阴极层20的底部引出并连接在所述导电承载基板30上，所述导电承载基板30的外侧设有用于贴装的阴极引出部；所述绝缘层60包覆于所述阴极层20和所述导电承载基板30的外侧。
此外，所述阴极预引出部优选通过导电胶40连接在所述导电承载基板30上。所述承载基板的长度优选小于所述阴极层的长度。所述承载基板的用于贴装阴极引出部的部位的底面优选设置成具有凸台。
所述阳极外电极优选齐平于所述绝缘层60的表面。
根据使用环境的要求，本实施例的钽电解电容器还可包括封装层70(对应附图9中e5的结构，不包括封装层的话对应附图9中e4的结构)，所述封装层70包覆于所述绝缘层60的表面。
本实施例的钽电解电容器还优选包括端电极镀层，即阳极端电极镀层80和阴极端电极镀层90，镀层设于所述阳极外电极和所述阴极引出部的外露于所述绝缘层60外的端面。
此外，所述承载基板的长度优选小于所述阴极层的长度，和/或所述承载基板的用于贴装阴极引出部的部位的底面设置成具有凸台或凹槽。
总之，利用本实用新型的电极引出方法，可以使得产品内部的空间利用率得以提升，在产品高度减少或保持不变的情况下，阳极钽芯的体积得以增加，从而使产品电性能得以提升，并且还实现了产品的小型化和薄型化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种钽电解电容器，其特征在于，包括阳极钽芯及其钽芯端子，阴极层及阴极预引出部，导电承载基板，绝缘层，所述阳极钽芯和所述阴极层之间通过电介质层相互隔离；
所述钽芯端子自所述阳极钽芯的底部引出，并连接用于贴装的阳极外电极；
所述阴极预引出部自所述阴极层的底部引出并连接在所述导电承载基板上，所述导电承载基板的外侧设有用于贴装的阴极引出部；
所述绝缘层包覆于所述阴极层和所述导电承载基板的外侧，所述阳极外电极和所述阴极引出部均外露于所述绝缘层外；
所述阳极外电极和所述阴极引出部分别位于所述钽电解电容器底部的两端。
2.如权利要求1所述的钽电解电容器，其特征在于，所述阳极外电极齐平于所述绝缘层的表面。
3.如权利要求1所述的钽电解电容器，其特征在于，所述阴极预引出部通过导电胶连接在所述导电承载基板上。
4.如权利要求1或2或3所述的钽电解电容器，其特征在于，还包括封装层，所述封装层包覆于所述绝缘层的表面。
5.如权利要求4所述的钽电解电容器，其特征在于，还包括端电极镀层，所述端电极镀层设于所述阳极外电极和所述阴极引出部的外露于所述绝缘层外的端面。
6.如权利要求4所述的钽电解电容器，其特征在于，所述承载基板的长度小于所述阴极层的长度。
7.如权利要求4所述的钽电解电容器，其特征在于，所述承载基板的用于贴装阴极引出部的部位的底面设置成具有凸台或凹槽。
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