CN220367816U - 一种叠层铝电容器 - Google Patents

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陈绪鑫
李如升
陈琛
靳博
韩庭
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Abstract

本实用新型提供一种叠层铝电容器,涉及电容器领域,包括多片电容器芯子,电容器芯子上具有正极区域和负极区域,负极区域被金属箔完全覆盖,并且金属箔上设置有引出脚;多片电容器芯子的正极区域连接在一起形成电容器正极,多片电容器芯子的负极区域连接在一起形成电容器负极,并且多个金属箔上的引出脚均与电容器负极连接;电容器壳体,多片电容器芯子设置在电容器壳体内。本实用新型其能够降低电容器ESR、阻抗、损耗及ESL,避免因模压冲击造成芯子负极区域损伤,提高电容器良率及可靠性。

Description

一种叠层铝电容器
技术领域
本实用新型涉及电容器领域,具体而言,涉及一种叠层铝电容器。
背景技术
近年来,随着电子设备电源电路的高频化,轻薄短小化及表面贴装技术发展的需求,铝电解电容器逐步向着小型化、大容量、低ESR和高可靠性发展,尤其需要具备优异的高频特性,为了适应高频波段低阻抗的需要,许多公司开发了以导电高分子作为电容器的固体电解质。铝电容器采用铝箔作为阳极,三氧化二铝作为电介质,固态的高分子导电聚合物作为阴极,叠片而成。
经发明人研究发现,现有结构的叠层铝电容器,堆叠后的芯子负极区域是通过粘接银浆相互粘接于负极引线框架上引出负极,粘接区域呈椭圆形或者圆形,不是整面覆盖于芯子阴极区域的,电容器芯子与芯子、芯子与引线框架负极区域之间,存在未粘接区域,受限于该引出方式,电容器ESR(等效串联电阻)、ESL(等效串联电感)、阻抗、损耗不稳定、一致性差,且在一定程度上不能降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种叠层铝电容器,其能够降低电容器ESR、阻抗、损耗及ESL,避免因模压冲击造成芯子负极区域损伤,提高电容器良率及可靠性。
本实用新型的实施例是这样实现的:
第一方面,本实用新型提供一种叠层铝电容器,包括:
多片电容器芯子,所述电容器芯子上具有正极区域和负极区域,所述负极区域被金属箔完全覆盖,并且所述金属箔上设置有引出脚;多片所述电容器芯子的所述正极区域连接在一起形成电容器正极,多片所述电容器芯子的所述负极区域连接在一起形成电容器负极,并且多个所述金属箔上的所述引出脚均与所述电容器负极连接;
电容器壳体,多片所述电容器芯子设置在所述电容器壳体内。
在可选的实施方式中,还包括正极引线和负极引线,所述正极引线的一端插入所述电容器壳体内部,并与所述电容器正极连接,另一端设置在所述电容器壳体的外部,所述负极引线的一端插入所述电容器壳体内部,并与所述电容器负极连接,另一端设置在所述电容器壳体的外部。
在可选的实施方式中,多个所述引出脚连接在所述负极引线上。
在可选的实施方式中,多片所述电容器芯子的所述负极区域之间通过粘接银浆连接在一起。
在可选的实施方式中,多片所述电容器芯子的所述正极区域通过激光焊接连接在一起。
在可选的实施方式中,所述激光焊接后形成焊接孔洞,所述焊接孔洞中灌注粘接银浆。
在可选的实施方式中,所述金属箔为铜箔或银箔或金箔。
在可选的实施方式中,所述金属箔的厚度在0.01mm~0.05mm之间。
在可选的实施方式中,同一个所述电容器芯子的所述正极区域和所述负极区域之间通过阻隔胶隔开。
在可选的实施方式中,所述电容器壳体采用环氧树脂材料制作。
本实用新型实施例的有益效果是:
本实用新型提供一种叠层铝电容器,包括多片电容器芯子,电容器芯子上具有正极区域和负极区域,负极区域被金属箔完全覆盖,并且金属箔上设置有引出脚;多片电容器芯子的正极区域连接在一起形成电容器正极,多片电容器芯子的负极区域连接在一起形成电容器负极,并且多个金属箔上的引出脚均与电容器负极连接;电容器壳体,多片电容器芯子设置在电容器壳体内。本实用新型中,通过金属箔与电容器芯子阴极区域整面接触,增大了引出面积,同时,金属箔又独立连接于负极区域上,增加了电流的导通路径,极大地降低了电容器ESR、阻抗、损耗及ESL。由于电容器阴极区域有金属箔的保护,避免因模压冲击造成芯子负极区域损伤,提高电容器良率及可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的现有的叠层铝电容器示意图;
图2为本实用新型实施例提供的叠层铝电容器示意图;
图3为本实用新型实施例提供的电容器芯子示意图。
图标:
100-电容器芯子;110-正极区域;120-负极区域;200-电容器壳体;300-金属箔;310-引出脚;400-正极引线;500-负极引线;600-粘接银浆;700-阻隔胶。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
目前叠层铝电容器现有的结构如图1所示,其采用腐蚀过的铝箔作为阳极基材,通过在一定位置涂上阻隔胶700将芯子分为正极区域110和负极区域120,通过氧化成形成氧化膜介质层,通过聚合在氧化膜上形成导电聚合物作为电解质层,通过在导电聚合物上被覆石墨、银浆引出电容器阴极,此时单片电容器芯子100制作完成,根据设计容量,将多片电容器芯子100堆叠并联起来,电容器芯子100正极区域110通过电阻焊或激光焊焊接在正极引线400框架上引出正极,负极区域120通过粘接银浆600粘接于负极引线500框上引出负极,最后通过环氧树脂封装,形成结构完整的叠层铝电容器。
现结构的叠层铝电容器,堆叠后的芯子负极区域120是通过粘接银浆600相互粘接于负极引线500框架上引出负极,粘接区域呈椭圆形或者圆形,不是整面覆盖于芯子阴极区域的,电容器芯子100与芯子、芯子与引线框架负极区域120之间,存在未粘接区域,受限于该引出方式,电容器ESR(等效串联电阻)、ESL(等效串联电感)、阻抗、损耗不稳定、一致性差,且在一定程度上不能降低。为了解决上述问题,本实施例提供一种叠层铝电容器。
如图2和图3所示,本实施例提供一种叠层铝电容器,包括多片电容器芯子100,电容器芯子100上具有正极区域110和负极区域120,负极区域120被金属箔300完全覆盖,并且金属箔300上设置有引出脚310;多片电容器芯子100的正极区域110连接在一起形成电容器正极,多片电容器芯子100的负极区域120连接在一起形成电容器负极,并且多个金属箔300上的引出脚310均与电容器负极连接;电容器壳体200,多片电容器芯子100设置在电容器壳体200内。详细的,电容器芯子100的形状为长方体结构,多个电容器芯子100之间的连接方式为堆叠在一起,多个电容器芯子100的负极区域120在同一端进行连接,同理可得,多个电容器芯子100的正极区域110也在同一端进行连接,具体的,本实施例中的电容器芯子100的数量为四个。
本实施例中,通过金属箔300与电容器芯子100阴极区域整面接触,增大了引出面积,同时,金属箔300又独立连接于负极区域120上,增加了电流的导通路径,极大地降低了电容器ESR、阻抗、损耗及ESL。由于电容器阴极区域有金属箔300的保护,避免因模压冲击造成芯子负极区域120损伤,提高电容器良率及可靠性。
进一步地,本实施提供的一种叠层铝电容器还包括正极引线400和负极引线500,正极引线400的一端插入电容器壳体200内部,并与电容器正极连接,另一端设置在电容器壳体200的外部,负极引线500的一端插入电容器壳体200内部,并与电容器负极连接,另一端设置在电容器壳体200的外部。详细的,正极引线400与四个电容器芯子100的正极区域110连接,负极引线500与四个电容器芯子100的负极区域120连接,除此之外,四个电容器芯子100的负极区域120上均设置有全覆盖的金属箔300,金属箔300上设置有引出脚310,因此,四个引出脚310均连接在负极引线500上。
可以理解的是,正极引线400和负极引线500均采用CP线,也叫作镀锡铜包钢线,价格低廉,不易变形,方便插件,在其他实施例当中,正极引线400和负极引线500还可以采用CU线和软导线,区别在于,CU线一般用在谐振电容器上,软导线一般用在X2安规电容,使用的情况不多。
具体的,本实施例中的多片电容器芯子100的负极区域120之间通过粘接银浆600连接在一起。可以理解的是,采用粘接银浆600是由纯银或银合金支撑的粉状或浆状物质,也可以直接叫做银浆,银浆具有导电性好、导热性好、化学稳定性好和加工性能好的优点。
进一步的,多片电容器芯子100的正极区域110通过激光焊接连接在一起,并且激光焊接后形成焊接孔洞,焊接孔洞中灌注粘接银浆600。可以理解的是,现有结构的叠层铝电容器,堆叠后的电容器芯子100的正极区域110是通过电阻焊或者激光焊焊接于正极引线400上引出正极,电阻焊不适用于高压铝箔焊接,激光焊针对氧化膜较厚、铝芯较薄的高压铝箔,由于较薄铝芯产生的熔融物质较少,会导致铝芯子之间的连接效果差、不牢固,导致产品的接触电阻增加,损耗及ESR大,可靠性降低。因此,本实施例通过在激光焊接形成的孔洞中加入高导电银浆,增强了层与层之间的电性连接,同时增强了正极区域110连接的牢固度,可以避免模压封装时,由于环氧树脂的冲击而造成正极脱层的情况,降低电容器ESR、阻抗及损耗的同时,提高电容器的可靠性。
具体的,本实施例采用的金属箔300为铜箔或银箔或金箔,并且金属箔300的厚度在0.01mm~0.05mm之间。可以理解的是,本实施例中的金属箔300可以选用的种类不限于上述所说的金箔、银箔、铜箔还可以是铝箔等,具体选用何种材质的金属箔300视情况而定。
除此之外,本实施例中同一个电容器芯子100的正极区域110和负极区域120之间通过阻隔胶700隔开。可以理解的是,阻隔胶700的主要作用是绝缘,因此能够起到绝缘作用的胶体均可作为本实施例的阻隔胶700进行使用。
可以理解的是,电容器壳体200采用环氧树脂材料制作。
本实施例还提供了一种叠层铝电容器的制作方法,具体如下:
1、电容器芯子100制备。被覆石墨、银浆前的制作流程和现有技术相同,电容器被覆石墨、银浆后,将高导电金属箔300用粘接银浆600粘接于电容器芯子100阴极区域,引出电容器负极,高导电金属箔300可以是铜箔、银箔、金箔等,金属箔300的厚度优选0.01mm~0.05mm。
2、电容器芯子100堆叠焊接。根据容量设计,将粘接有金属箔300的电容器芯子100进行堆叠,电容器芯子100负极通过粘接银浆600相互粘接于负极引线500上,同时将高导电金属箔300的引出脚310焊接于负极引线500,引出电容器的负极,将堆叠后的电容器芯子100的正极区域110通过激光焊接与正极引线400连接,电容器芯子100的正极区域110激光焊接后,会形成焊接孔洞,此时将粘接银浆600注入孔洞,然后固化,银浆在焊接孔洞内填充后,增强了层与层之间的电性连接,同时也增强了正极连接的牢固度,降低接触电阻。组装完成后,将电容器模压封装,形成结构完整的叠层铝电容器。
本实施例提供的一种叠层铝电容器具有以下优点:
在本实施例中,通过金属箔300与电容器芯子100阴极区域整面接触,增大了引出面积,同时,金属箔300又独立连接于负极区域120上,增加了电流的导通路径,极大地降低了电容器ESR、阻抗、损耗及ESL。由于电容器阴极区域有金属箔300的保护,避免因模压冲击造成芯子负极区域120损伤,提高电容器良率及可靠性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠层铝电容器,其特征在于,包括:
多片电容器芯子,所述电容器芯子上具有正极区域和负极区域,所述负极区域被金属箔完全覆盖,并且所述金属箔上设置有引出脚;多片所述电容器芯子的所述正极区域连接在一起形成电容器正极,多片所述电容器芯子的所述负极区域连接在一起形成电容器负极,并且多个所述金属箔上的所述引出脚均与所述电容器负极连接;
电容器壳体,多片所述电容器芯子设置在所述电容器壳体内。
2.根据权利要求1所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,还包括正极引线和负极引线,所述正极引线的一端插入所述电容器壳体内部,并与所述电容器正极连接,另一端设置在所述电容器壳体的外部,所述负极引线的一端插入所述电容器壳体内部,并与所述电容器负极连接,另一端设置在所述电容器壳体的外部。
3.根据权利要求2所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,多个所述引出脚连接在所述负极引线上。
4.根据权利要求1所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,多片所述电容器芯子的所述负极区域之间通过粘接银浆连接在一起。
5.根据权利要求1所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,多片所述电容器芯子的所述正极区域通过激光焊接连接在一起。
6.根据权利要求5所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,所述激光焊接后形成焊接孔洞,所述焊接孔洞中灌注粘接银浆。
7.根据权利要求1所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,所述金属箔为铜箔或银箔或金箔。
8.根据权利要求1所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,所述金属箔的厚度在0.01mm~0.05mm之间。
9.根据权利要求1所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,同一个所述电容器芯子的所述正极区域和所述负极区域之间通过阻隔胶隔开。
10.根据权利要求1所述的一种叠层铝电容器,其特征在于,所述电容器壳体采用环氧树脂材料制作。
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