DE112007003314B4 - Unpolarer mehrlagiger Kondensator und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Unpolarer mehrlagiger Kondensator und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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Abstract

Unpolarer mehrlagiger Kondensator, umfassend: eine Vielzahl von ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n), wobei jede der Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) eine Metallfolie (11) umfasst, die eine Vielzahl von Vertiefungen (11a) aufweist, die auf beiden Oberflächen der Metallfolie (11) angeordnet sind, wobei die Metallfolie (11) aus Aluminium (Al) hergestellt ist, wobei beidseitig der Metallfolie (11) – ein Metalloxidfilm (12) auf der Vielzahl der Vertiefungen (11a) ausgebildet ist, wobei der Metalloxidfilm Aluminiumoxid (Al2O3) enthält, – eine Saatelektrodenschicht (13) auf dem Metalloxidfilm (12) ausgebildet ist, wobei die Saatelektrodenschicht (13) eines der Elemente verwendet, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) und Gold (Au) besteht, und – eine Hauptelektrodenschicht (14) auf der Saatelektrodenschicht (13) ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen (11a) zu füllen, wobei die Hauptelektrodenschicht (14) eines der Elemente verwendet, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) und Gold (Au) besteht; wobei – ein Leitungsanschluss (15) an der Hauptelektrodenschicht (14) installiert ist, und – ein Formgebungselement (16) so vorgesehen ist, dass die Leitungsanschlüsse (15) nach außen vorstehen und dass die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) versiegelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanschlüsse (15) so installiert sind, dass die Leitungsanschlüsse (15) der unteren Hauptelektrodenschichten (14) der ungeradzahligen Metallelektrolytfolien von einer Seite nach außen vorstehen und dass die Leitungsanschlüsse (15) der unteren Hauptelektrodenschichten (14) der geradzahligen Metallelektrolytfolien von der anderen Seite nach außen vorstehen und dass für jede der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) der Leitungsanschluss (15) der unteren Hauptelektrodenschicht (14) von einer Seite nach außen vorsteht und der Leitungsanschluss (15) der oberen Hauptelektrodenschicht (14) von der anderen Seite nach außen vorsteht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen unpolaren mehrlagigen Kondensator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Vefahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein Aluminiumelektrolytkondensator wird für eine Niederfrequenzvorbeileitung oder eine Glättungsschaltung einer Spannungsquelle verwandt. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung des Aluminiumelektrolytkondensator kurz beschrieben.
  • Ein Ätzverfahren wird auf einer Aluminiumfolie ausgeführt, um ein Oberflächengebiet der Aluminiumfolie zu vergrößern und um damit die elektrische Kapazität zu erhöhen. Wenn das Ätzverfahren beendet ist, wird ein Formungsverfahren des Ausbildens einer dielektrischen Substanz auf der Aluminiumfolie ausgeführt, wodurch die Kathoden- und Anodenaluminiumfolien hergestellt werden, damit sie für den Zusammenbau des Aluminiumelektrolytkondensators verwendet werden können. Wenn das Ätzverfahren und das Formungsverfahren beendet sind, wird ein Längsschneidverfahren des Schneidens der fertigen Aluminiumfolie und eines Separators so lang wie eine gewünschte Breite, basierend auf der Länge eines Produkts ausgeführt. Wenn das Längsschneidverfahren beendet ist, wird ein Heftverfahren (stitching process) einer Aluminiumanschlussfläche, die einen Leitungsanschluss darstellt, bei der Aluminiumfolie ausgeführt.
  • Wenn das Längsschneiden der Aluminiumfolie und des Separators beendet ist, wird ein Wickelverfahren der Anordnung des Separators zwischen der Anodenaluminiumfolie und der Kathodenaluminiumfolie und dann das Wickeln des Separators und der Aluminiumfolien in eine zylindrische Form und des Befestigen eines Bandes an diesen, so dass sie nicht aufgewickelt werden, ausgeführt. Wenn das Wickelverfahren beendet ist, wird ein Imprägnierungs- und Aufrollverfahren der Anordnung der gewickelten Vorrichtung in einem Aluminiumgehäuse, das Einspritzen eines Elektrolyten und das Aufrollen des Aluminiums und eines Dichtungsmaterials ausgeführt. Wenn das Aufrollverfahren beendet ist, wird ein Alterungsverfahren für das Beseitigen einer Beschädigung der dielektrischen Substanz ausgeführt, womit der Zusammenbau des Aluminiumelektrolytkondensators vollendet ist.
  • Durch die aktuelle Entwicklung in der Digitalisierung und der Dünnheit elektronischer Vorrichtungen gibt es, wenn der konventionelle Aluminiumelektrolytkondensator angewandt wird, einige der folgenden Probleme.
  • Da der Aluminiumelektrolytkondensator das Elektrolyt verwendet, ist die elektrische Leitfähigkeit vergleichsweise niedrig, und somit gibt es einige Einschränkungen in Bezug auf eine lange Lebensdauer des Aluminiumelektrolytkondensators auf dem Gebiet hoher Frequenzen. Auch gibt es einige Einschränkungen bei der Verbesserung der Zuverlässigkeit, des Hochfrequenzverhaltens, eines niedrigen Ersatzserienwiderstands (ESR) und der Impedanz. Auch gibt es durch eine vergleichsweise hohe Welligkeitspyrexie einige Einschränkungen bei der Stabilität und in Bezug auf Umgebungen, wie Rauch und Feuer.
  • Aus der WO2006/014753 A1 ist ein Kondensator bekannt, der eine Metallfolie umfasst, die eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist. Auf der Vielzahl der Vertiefungen ist ein dielektrischer Metalloxidfilm ausgebildet. Auf dem Metalloxidfilm ist eine Saatelektrodenschicht aus Ruthenium oder Kupfer ausgebildet ist, auf der eine Hauptelektrodenschicht aus Alunimium ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen zu füllen. An der Hauptelektrodenschicht ist ein Leitungsanschluss installiert.
  • TECHNISCHES PROBLEM
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ungepolten mehrlagigen Kondensator mit hoher elektrischer Leitfähigkeit bereitzustellen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Der ungepolte mehrlagige Kondensator soll dünn sein, einen niedrigen Ersatzserienwiderstand (ESR), eine Reduktion bei der Welligkeitspyrexie, eine lange Lebensdauer, und eine Hitzefestigkeit aufweisen. Er soll nicht rauchen und nicht brennen.
  • TECHNISCHE LÖSUNG
  • Diese Aufgabe wird durch einen ungepolten mehrlagigen Kondensator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausführung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des unpolaren mehrlagigen Kondensators ist Gegenstand des Patentanspruchs 3 und in den Patentansprüchen 4 und 5 vorteilhaft weitergebildet.
  • VORTEILHAFTE WIRKUNGEN
  • Wie oben beschrieben ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein unpolarer mehrlagiger Kondensator bereitgestellt, bei dem eine elektrische Leitfähigkeit um das ungefähr 10.000- bis 1.000.000-fache durch das Verwenden eines Metallmaterials für einen Elektrolyten im Vergleich zur Verwendung eines konventionellen Elektrolyten oder eines organischen Halbleiters verbessert wird. In diesem Fall kann der unpolare Kondensator in einem seriellen Mehrlagentyp vorgesehen werden, und somit kann er bei einer hohen Spannung verwendet werden. Der Kondensator ist unpolar und weist somit keine Gerichtetheit auf und besitzt eine hohe Stabilität. Es ist auch möglich, die Dünnheit zu verbessern, einen niedrigen ESR zu erzielen, eine Wärmefestigkeit, eine Rauchfestigkeit und eine Feuerfestigkeit zu erhalten.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den begleitenden Zeichnungen gezeigt ist, beschrieben ist, ist sie nicht darauf begrenzt, da Fachleute erkennen werden, dass verschiedene Ersetzungen, Modifikationen und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Umfang und den Ideen der Erfindung abzuweichen.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen unpolaren Kondensator zeigt, der nicht von der Erfindung umfasst wird,
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen unpolaren mehrlagigen Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 3A bis 3G sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zur Herstellung eines unpolaren Kondensators zeigen.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSART
  • Nachfolgend wird ein unpolarer Kondensator unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen unpolaren Kondensator 10 zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der unpolare Kondensator 10 eine Metallfolie 11, die eine Vielzahl von Vertiefungen 11a einschließt, die auf beiden Oberflächen der Metallfolie 11 angeordnet sind, einen Metalloxidfilm 12, der auf der Vielzahl der Vertiefungen 11a, die auf der Metallfolie 11 ausgebildet sind, ausgebildet ist, eine Saatelektrodenschicht (seed electrode layer) 13, die auf dem Metalloxidfilm 12 ausgebildet ist, und eine Hauptelektrodenschicht 14, die auf der Saatelektrodenschicht 13 ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen 11a zu füllen, einen Leitungsanschluss 15, der in der Hauptelektrodenschicht 14 installiert ist, und ein Formgebungselement 16, das so vorgesehen ist, dass der Leitungsanschluss 15 vom Formgebungselement 16 vorsteht, und dass die Metallfolie 11, der Metalloxidfilm 12, die Saatelektrodenschicht 13 und die Hauptelektrodenschicht 14 versiegelt sind.
  • Eine Konfiguration des unpolaren Kondensators 10 wird weiter im Detail beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der unpolare Kondensator 10 die Metallfolie 11, den Metalloxidfilm 12, die Saatelektrodenschicht 13, die Hauptelektrodenschicht 14, den Leitungsanschluss 15 und das Formgebungselement 16. Nachfolgend wird eine Konfiguration davon sequentiell beschrieben.
  • Die Vielzahl der Vertiefungen 11a ist auf beiden Oberflächen der Metallfolie 11 angeordnet, um ein Oberflächengebiet zu erhöhen. In diesem Fall wird Aluminiummaterial (Al) verwendet. Auch weist jede aus der Vielzahl der Vertiefungen 11a (die in 3B gezeigt sind), die auf der Metallfolie 11 ausgebildet sind, eine Breite (a, b: in 3B gezeigt) von 0,1 μm bis 5 μm und eine Höhe (c: in 3B gezeigt) von 10 bis 100 μm auf. Die Breite der Rille 11a kann vorzugsweise 1 μm betragen, und die Höhe der Rille 11a kann vorzugsweise 40 μm betragen.
  • Der Metalloxidfilm 12 ist auf der Vielzahl der Vertiefungen 11a, die auf der Metallfolie 11 angeordnet sind, ausgebildet. In diesem Fall ist der Metalloxidfilm 12 aus Aluminiumoxid (Al2O3) ausgebildet. Wenn das Aluminiumoxid (Al2O3) für die Metallfolie 11 verwendet wird, wird die Metallfolie 11 durch das Oxidieren des Oberflächenaluminiumoxids (Al2O3) ausgebildet.
  • Die Saatelektrodenschicht 13 entspricht einem Teil, wo kleine zylindrische Formen angeordnet sind, wie das in 1 gezeigt ist, und sie ist auf dem Metalloxidfilm 12 ausgebildet. In diesem Fall ist die Saatelektrodenschicht 13 so ausgebildet, dass sie in den Metalloxidfilm 12 zum Eindringen gebracht wird, durch das Verwenden von Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) oder Gold (Au).
  • Die Hauptelektrodenschicht 14 ist auf der Saatelektrodenschicht 13 ausgebildet, um die Vielzahl der Vertiefungen 11a zu füllen, und verwendet Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) oder Gold (Au). Es wird auch weiter eine leitende Klebeschicht 17 auf der Hauptelektrodenschicht 14 vorgesehen, bevor der Leitungsanschluss 15 in der Hauptelektrodenschicht 14 installiert wird. In diesem Fall wird die leitende Klebeschicht 17 unter Verwendung einer Lötpaste, chemischem Beschichten oder elektrolytischem Beschichten ausgebildet. Die leitende Klebeschicht 17 wird vorgesehen, um eine Klebekraft und ein Klebeverfahren zu verbessern.
  • Der Leitungsanschluss 15 ist in der Hauptelektrodenschicht 14 installiert. In 1 ist der Leitungsanschluss 15 in der leitenden Klebeschicht 17 installiert. Wenn jedoch die leitende Klebeschicht 17 nicht vorgesehen ist, so wird der Leitungsanschluss 15 in der Hauptelektrodenschicht 14 mit einer mechanischen Kraft unter Verwendung eines hohen Drucks installiert.
  • Das Formgebungselement 16 verwendet eine Epoxidformmasse (EMC). In diesem Fall wird, wenn der Leitungsanschluss 15 entweder in der Hauptelektrodenschicht 14 oder der leitenden Klebeschicht 17 installiert ist, das Formgebungselement 16 vorgesehen, um die Metallfolie 11, den Metalloxidfilm 12, die Saatelektrodenschicht 13 und die Hauptelektrodenschicht 14 zu versiegeln, während der Leitungsanschluss 15 nach außen vorsteht. Das Formgebungselement 16 kann auch in einer planaren Form geformt sein, wie das in 1 gezeigt ist. Das Formgebungselement 16 kann auch in einer zylindrischen Form ausgebildet sein (nicht gezeigt). Wenn das Formgebungselement 16 in der zylindrischen Form ausgebildet ist, wird die Metallfolie 11 in einem gewickelten Zustand geformt, wie bei einem konventionellen Aluminiumkondensator.
  • Nachfolgend wird hier die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 2 ist eine Querschnittansicht, die einen unpolaren, mehrlagigen Kondensator 100 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der unpolare, mehrlagige Elektrolytkondensator 100: eine Vielzahl von ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n, wobei jede der Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n eine Metallfolie 11 einschließt, die eine Vielzahl von Vertiefungen 11a einschließt, die auf beiden Oberflächen der Metallfolie 11 angeordnet sind, einen Metalloxidfilm 12, der auf der Vielzahl der Vertiefungen 11a, die auf der Metallfolie 11 ausgebildet sind, ausgebildet ist, eine Saatelektrodenschicht 13, die auf dem Metalloxidfilm 12 ausgebildet ist, und eine Hauptelektrodenschicht 14, die auf der Saatelektrodenschicht 13 ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen 11a zu füllen; einen Leitungsanschluss 15, der in der Hauptelektrodenschicht 14 installiert ist, die an einem äußeren Teil jeweils der ersten Metallelektrolytfolie 10a und der n-ten Metallelektrolytfolie 10n unter den ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n angeordnet ist; und ein Formgebungselement 16, das so vorgesehen ist, dass der Leitungsanschluss 15 nach außen vorsteht, und die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n versiegelt werden.
  • Eine Konfiguration des unpolaren, mehrlagigen Kondensators 100 wird weiter im Detail beschrieben.
  • Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der unpolare, mehrlagige Kondensator 100 die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n, den Leitungsanschluss 15 und das Formgebungselement 16. Nachfolgend wird eine Konfiguration davon sequentiell beschrieben.
  • Jede der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n umfasst die Metallfolie 11, den Metalloxidfilm 12, die Saatelektrodenschicht 13 und die Hauptelektrodenschicht 14. Die Konfiguration ist dieselbe wie die Konfiguration des unpolaren Kondensators 10 gemäß 1 und wird somit nur kurz beschrieben.
  • Die Vielzahl der Vertiefungen l1a ist auf beiden Oberflächen der Metallfolie 11 angeordnet und ist aus Aluminium (Al) ausgebildet. Auch der Metalloxidfilm 12 ist auf der Vielzahl der Vertiefungen 11a ausgebildet, die auf der Metallfolie 11 angeordnet sind, und er ist aus Aluminiumoxyd (Al2O3) ausgebildet. Auch die Saatelektrodenschicht 13 ist auf dem Metalloxidfilm 12 ausgebildet, und die Hauptelektrodenschicht 14 ist auf der Saatelektrodenschicht 13 ausgebildet, um die Vielzahl der Vertiefungen 11a zu füllen. In diesem Fall verwendet jede der Saatelektrodenschicht 13 und der Hauptelektrodenschicht 14 Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) oder Gold (Au). Auch eine leitende Klebeschicht 17 ist weiter auf der Hauptelektrodenschicht 14 vorgesehen. Somit kann, wenn die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n in einer mehrlagigen Struktur vorgesehen werden, oder wenn der Leitungsanschluss 15 installiert wird, eine Klebekraft verbessert werden. Die leitende Klebeschicht 17 wird unter Verwendung einer Lötpaste, einem chemischen Beschichten oder einem elektrolytischen Beschichten ausgebildet.
  • Der unpolare, mehrlagige Kondensator 100 kann in einem seriellen Mehrlagentyp ausgebildet werden, um für hohe Spannungen und eine niedrige Kapazität verwendet zu werden. Wenn der unpolare, mehrlagige Kondensator 100 im seriellen Mehrlagentyp bereitgestellt wird, wird der Leitungsanschluss 15 (gestrichelt gezeigt) in der Hauptelektrodenschicht 14 installiert, die sich an einem äußeren Teil der ersten Metallelektrolytfolie 10a und der n-ten Metallelektrolytfolie 10n unter den ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n befindet. In diesem Fall wird, wenn die leitende Klebeschicht 17 nicht bei den ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n vorgesehen ist, der Leitungsanschluss 15 direkt in der Hauptelektrodenschicht 14 installiert. Wenn das leitende Klebematerial vorgesehen ist, wird der Leitungsanschluss 15 in der leitenden Klebeschicht 17 installiert. In diesem Fall wird, wenn die leitende Klebeschicht 17 nicht vorgesehen ist, jede der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n in einer Mehrlagenstruktur durch eine mechanische Kraft unter Verwendung hohen Drucks vorgesehen.
  • Auch kann der unpolare, mehrlagige Kondensator 100 erfindungsgemäß in einem parallelen Mehrlagentyp bereitgestellt werden, um für eine niedrige Spannung und eine hohe Kapazität verwendet zu werden. Wenn der unpolare, mehrlagige Kondensator 100 im parallelen Mehrlagentyp vorgesehen wird, wird der Leitungsanschluss 15 so installiert, wie das in 2 unter Verwendung durchgezogener Linien gezeigt ist. Insbesondere wird der Leitungsanschluss 15 so installiert, dass er zu einer Seite der Hauptelektrodenschicht 14 von jeder aus der Vielzahl der ungeradzahligen Metallelektrolytfolien 10a, ..., 10n – 1 zurückgezogen wird, und so dass er zu einer anderen Seite der Hauptelektrodenschicht 14 von jeder aus der Vielzahl der geradzahligen Metallelektrodenfolien 10b, ..., 10n unter der Vielzahl der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n zurückgezogen wird.
  • Wenn der Leitungsanschluss 15 in den ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n installiert ist, wird das Formgebungselement 16 bereitgestellt. In diesem Fall wird das Formgebungselement 16 so bereitgestellt, dass der Leitungsanschluss 16 nach außen vorsteht, und die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n versiegelt werden können. Wenn die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n versiegelt werden, formt das Formgebungselement die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n in eine planare Form oder eine zylindrische Form (nicht gezeigt). Auch wickelt im Fall der Formung der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n in die zylindrische Form das Formgebungselement 16 die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n und formt sie.
  • Nachfolgend wird hier ein Verfahren zur Herstellung des unpolaren Kondensators 10 gemäß 1 und des unpolaren, mehrlagigen Kondensators 100 gemäß 2, die in obiger Weise konstruiert sind, unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Zuerst wird ein Verfahren zur Herstellung des unpolaren Kondensators 10 gemäß 1 unter Bezug auf die 3A bis 3F beschrieben.
  • Wie in den 3A und 3B gezeigt ist, wird ein Ätzverfahren zur Ausbildung einer Vielzahl von Vertiefungen 11a auf beiden Oberflächen einer Metallfolie 11, die aus Aluminium (Al) ausgebildet ist, durch ein elektrochemisches Verfahren ausgeführt, das heißt, es wird ein Gleichstromätzverfahren ausgeführt, um ein Oberflächengebiet der Metallfolie 11 zu erhöhen. Wenn die Vielzahl der Vertiefungen 11a auf der Metallfolie 11 ausgebildet ist, wird ein Formierungsverfahren der Ausbildung eines Metalloxidfilms 12, der aus Aluminiumoxyd (Al2O3) gebildet ist, auf der Metallfolie 11 unter Verwendung eines anodischen Oxidationsverfahrens ausgeführt, wie das in 3C gezeigt ist. In diesem Fall wird die anodische Oxidation so ausgeführt, dass eine passende Spannung eines Kondensators 140% bis 160% von 6,3 V bis 500 V betragen kann.
  • Wie in den 3D und 3E gezeigt ist, wird, wenn der Metalloxidfilm 12 ausgebildet ist, ein Verfahren zur Ausbildung einer Saatelektrodenschicht, die in den Metalloxidfilm 12 eindringen soll, ausgeführt, und somit ein Wachstum durch die Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens (CVD), eines thermischen Aufdampfungsverfahrens oder eine molekularen Schichtwachstumverfahrens ausgeführt. In diesem Fall verwendet das molekulare Wachstumsverfahren ein metallorganisches CVD-Verfahren.
  • Wie in 3F gezeigt ist, wird, wenn die Saatelektrodenschicht 18 ausgebildet ist, ein Verfahren zur Ausbildung einer Hauptelektrodenschicht 14, um die Vielzahl der Vertiefungen 11a, die auf der Metallfolie ausgebildet sind, über die Saatelektrodenschicht als ein Medium durch die Verwendung eines chemischen Beschichtens oder eines elektrolytischen Beschichtens (AC: Wechselstrom, DC: Gleichstrom) zu füllen, ausgeführt. In diesem Fall kann die Saatelektrodenschicht 13 oder die Hauptelektrodenschicht 14 Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) oder Gold (Au) verwenden. Wenn die Hauptelektrodenschicht 14 im Verfahren zur Ausbildung der Hauptelektrodenschicht 14 ausgebildet wurde, kann weiter auch ein Verfahren zur Ausbildung einer leitenden Klebeschicht 17 auf der Hauptelektrodenschicht 14 ausgeführt werden. In diesem Fall wird die leitende Klebeschicht 17 vorgesehen, um eine Klebestärke zu verbessern, und sie wird unter Verwendung einer Lötpaste, eines chemischen Beschichtens oder eines elektrolytischen Beschichtens ausgebildet.
  • Wie in 1 gezeigt ist, so wird, wenn die Hauptelektrodenschicht 14 ausgebildet ist, ein Verfahren zur Ausbildung des Leitungsanschlusses 15 auf der Hauptelektrodenschicht 14 ausgeführt. Auch ein Formungsverfahren des Versiegelns der Metallfolie 11, so dass der Leitungsanschluss 15 nach außen vorsteht, wird ausgeführt. Durch das obige Verfahren wird der unpolare Kondensator 10 hergestellt. Die Metallfolie 11 kann in eine planare Form oder eine zylindrische Form im Formungsverfahren geformt werden.
  • Nachfolgend wir hier ein Verfahren zur Herstellung des unpolaren, mehrlagigen Kondensators 100 gemäß 2 beschrieben.
  • Im Verfahren zur Herstellung des unpolaren, mehrlagigen Kondensators 100 wird ein Ätzverfahren zur Ausbildung einer Vielzahl von Vertiefungen 11a auf beiden Oberflächen einer Metallfolie 11, die aus Aluminium (Al) geformt ist, durch die Verwendung eines Gleichstromätzverfahrens durch ein Verfahren zur Ausbildung einer Hauptelektrodenschicht 14, um die Vielzahl der Vertiefungen 11a, die auf der Metallfolie gebildet sind, über die Saatelektrodenschicht 13 als ein Medium auszubilden, ausgeführt, wobei diese dieselben Verfahren wie beim Herstellungsverfahren des unpolaren Kondensators gemäß 1 darstellen und somit hier weggelassen werden.
  • Wenn die Hauptelektrodenschicht 14 durch die Verfahren, wie sie in den 3A bis 3F gezeigt sind, ausgebildet ist, wird ein Verfahren zur Ausbildung der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b,..., 10n durch das Schneiden der Metallfolie 11, die auf der Hauptelektrodenschicht 14 ausgebildet ist, ausgeführt. Wie in 3G gezeigt ist, so wird, wenn die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n ausgebildet sind, ein Verfahren zur Ausbildung eines mehrlagigen Metallelektrolytfolienkörpers 100a durch das Pressen der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n mit einem hohen Druck ausgeführt.
  • Wenn der mehrlagige Metallelektrolytfolienkörper 100a ausgebildet wird, kann die Vielzahl der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n durch das Wiederholen des Ätzverfahrens durch das Verfahren zur Ausbildung der Hauptelektrode 14 ausgebildet werden, oder unter Verwendung der Vielzahl der Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n, die durch das Schneiden der Metallfolie 11, die die Hauptelektrodenschicht 14 einschließt, ausgebildet werden, oder durch die Vielzahl der Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n, die durch das Wiederholen des Ätzverfahrens durch das Verfahren der Ausbildung der Hauptelektrodenschicht 14 ausgebildet werden.
  • Wenn der mehrlagige Metallelektrolytfolienkörper 100a ausgebildet ist, wird ein Verfahren zum Ausbilden des Leitungsanschlusses 15, wie es in 15 gezeigt ist, auf der Hauptelektrodenschicht 14, die sich an einem äußeren Teil jeder der ersten Metallelektrolytfolie 10a und der n-ten Metallelektrolytfolie 10n des mehrlagigen Metallelektrolytfolienkörpers 100a befindet, ausgeführt. Wenn der Leitungsanschluss auf der Hauptelektrodenschicht 14 ausgebildet wird, die sich am äußeren Teil der ersten Metallelektrolytfolie 10a und der n-ten Metallelektrolytfolie 10n befindet, ist es möglich, den unpolaren, mehrlagigen Kondensator 100, der sich in der seriellen Mehrlagenform befindet, für eine hohe Spannung und eine kleine Kapazität zu verwenden.
  • Auch wenn der unpolare, mehrlagige Kondensator 100 für eine niedrige Spannung und eine hohe Kapazität verwendet wird, wird der Leitungsanschluss 15 erfindungsgemäß im Verfahren zur Ausbildung des Leitungsanschlusses 15 so ausgebildet, dass er zu einer Seite der Hauptelektrodenschicht 14 jeder aus einer Vielzahl der ungeraden Metallelektrolytfolien 10a, ..., 10n – 1 zurückgezogen wird, um zur anderen Seite der Hauptelektrodenschicht 14 jeder aus der Vielzahl der geradzahligen Metallelektrolytfolien 10b, ..., 10n unter der Vielzahl der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n zurückgezogen zu werden, um den unpolaren, mehrlagigen Kondensator 100 in einem parallelen Mehrlagentyp bereitzustellen.
  • Wenn die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n entweder im seriellen Mehrlagentyp oder im parallelen Mehrlagentyp bereitgestellt werden, ist es möglich, eine Klebekraft und ein Klebeverfahren zwischen dem Leitungsanschluss 15 und den ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n unter Verwendung der leitenden Klebeschicht 17 zu verbessern, was dasselbe ist wie beim Verfahren zur Herstellung des unpolaren Kondensators 10. In diesem Fall wird die leitende Klebeschicht 17 unter Verwendung einer Lötpaste, einer chemischen Beschichtung oder einer elektrolytischen Beschichtung ausgebildet. Wenn die leitende Klebeschicht 17 nicht vorgesehen wird, werden die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n durch eine mechanische Kraft unter Verwendung eines hohen Drucks gepresst und somit in eine Mehrlagenform gebracht.
  • Wenn die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n im seriellen Mehrlagentyp oder im parallelen Mehrlagentyp durch eine mechanische Kraft oder die leitende Klebeschicht 17 bereitgestellt sind, wird ein Formungsverfahren zum Versiegeln des mehrlagigen Metallelektrolytfolienköpers 100a so ausgeführt, dass der Leitungsanschluss 15 nach außen vorsteht. Durch das obige Verfahren wird das Herstellungsverfahren des unpolaren, mehrlagigen Kondensators 100 vollendet. Wenn die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n während des Formungsverfahrens geformt werden, so können die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien 10a, 10b, ..., 10n in eine planare Form oder eine zylindrische Form geformt werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die vorliegende Erfindung kann auf einen unpolaren mehrlagigen Kondensator angewandt werden, bei dem eine elektrische Leitfähigkeit um ungefähr das 10.000- bis 1.000.000-fache verbessert wird, durch das Verwenden eines Metallmaterials für einen Elektrolyten, im Vergleich dazu, wenn ein konventioneller Elektrolyt oder ein organischer Halbleiter verwendet wird, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Claims (5)

  1. Unpolarer mehrlagiger Kondensator, umfassend: eine Vielzahl von ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n), wobei jede der Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) eine Metallfolie (11) umfasst, die eine Vielzahl von Vertiefungen (11a) aufweist, die auf beiden Oberflächen der Metallfolie (11) angeordnet sind, wobei die Metallfolie (11) aus Aluminium (Al) hergestellt ist, wobei beidseitig der Metallfolie (11) – ein Metalloxidfilm (12) auf der Vielzahl der Vertiefungen (11a) ausgebildet ist, wobei der Metalloxidfilm Aluminiumoxid (Al2O3) enthält, – eine Saatelektrodenschicht (13) auf dem Metalloxidfilm (12) ausgebildet ist, wobei die Saatelektrodenschicht (13) eines der Elemente verwendet, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) und Gold (Au) besteht, und – eine Hauptelektrodenschicht (14) auf der Saatelektrodenschicht (13) ausgebildet ist, um die Vielzahl der Vertiefungen (11a) zu füllen, wobei die Hauptelektrodenschicht (14) eines der Elemente verwendet, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) und Gold (Au) besteht; wobei – ein Leitungsanschluss (15) an der Hauptelektrodenschicht (14) installiert ist, und – ein Formgebungselement (16) so vorgesehen ist, dass die Leitungsanschlüsse (15) nach außen vorstehen und dass die ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) versiegelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanschlüsse (15) so installiert sind, dass die Leitungsanschlüsse (15) der unteren Hauptelektrodenschichten (14) der ungeradzahligen Metallelektrolytfolien von einer Seite nach außen vorstehen und dass die Leitungsanschlüsse (15) der unteren Hauptelektrodenschichten (14) der geradzahligen Metallelektrolytfolien von der anderen Seite nach außen vorstehen und dass für jede der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) der Leitungsanschluss (15) der unteren Hauptelektrodenschicht (14) von einer Seite nach außen vorsteht und der Leitungsanschluss (15) der oberen Hauptelektrodenschicht (14) von der anderen Seite nach außen vorsteht.
  2. Kondensator nach Anspruch 1, wobei weiter leitende Klebeschichten (17) zwischen der Vielzahl der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) angeordnet sind.
  3. Verfahren zur Herstellung eines unpolaren mehrlagigen Kondensators, wobei das Verfahren umfasst: ein Ätzverfahren zur Ausbildung einer Vielzahl von Vertiefungen (11a) auf beiden Oberflächen einer Metallfolie (11) unter Verwendung eines Gleichstromätzverfahrens, wobei als Material der Metallfolie (11) Aluminium (Al) verwendet wird; ein Verfahren zur Ausbildung je eines Metalloxidfilms (12) auf beiden Seiten der Metallfolie (11) unter Verwendung eines anodischen Oxidationsverfahrens, wenn die Vielzahl der Vertiefungen (11a) auf der Metallfolie (11) ausgebildet wurde, wobei das Material des Metalloxidfilms Aluminiumoxid (Al2O3) einschließt; ein Verfahren zur Ausbildung je einer Saatelektrodenschicht (13) auf beiden Seiten der Metallfolie (11), die in den Metalloxidfilm (12) eindringen soll, unter Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens (CVD), wenn der Metalloxidfilm (12) ausgebildet wurde, wobei das Material der Saatelektrodenschicht (13) eines der Elemente verwendet, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) und Gold (Au) besteht; ein Verfahren zur Ausbildung je einer Hauptelektrodenschicht (14) auf beiden Seiten der Metallfolie (11), um die Vielzahl der Vertiefungen (11a), die auf der Metallfolie (11) ausgebildet wurde, über der Saatelektrodenschicht (13) unter Verwendung eines Beschichtungsverfahrens auszufüllen, wenn die Saatelektrodenschicht (13) ausgebildet wurde, wobei das Material der Hauptelektrodenschicht (14) eines der Elemente verwendet, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Silber (Ag) und Gold (Au) besteht; ein Verfahren zur Ausbildung einer Vielzahl von ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) durch das Schneiden der Metallfolie (11), wenn die Hauptelektrodenschichten (14) ausgebildet wurden; ein Verfahren zur Ausbildung eines mehrlagigen Metallelektrolytfolienkörpers durch das Pressen der Vielzahl der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) mit einem hohen Druck, wenn die Vielzahl der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) ausgebildet ist; ein Verfahren zur Installierung von Leitungsanschlüssen (15) an den Hauptelektrodenschichten (14), und ein Formungsverfahren zur Versiegelung des mehrlagigen Metallelektrolytfolienkörpers, so dass die Leitungsanschlüsse (15) nach außen vorstehen, wenn die Leitungsanschlüsse (15) installiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanschlüsse (15) so installiert werden, dass die Leitungsanschlüsse (15) der unteren Hauptelektrodenschichten (14) der ungeradzahligen Metallelektrolytfolien von einer Seite nach außen vorstehen und dass die Leitungsanschlüsse (15) der unteren Hauptelektrodenschichten (14) der geradzahligen Metallelektrolytfolien von der anderen Seite nach außen vorstehen und dass für jede der ersten bis n-ten Metallelektrolytfolien (10a, ..., 10n) der Leitungsanschluss (15) der unteren Hauptelektrodenschicht (14) von einer Seite nach außen vorsteht und der Leitungsanschluss (15) der oberen Hauptelektrodenschicht (14) von der anderen Seite nach außen vorsteht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei im Verfahren zur Ausbildung der Hauptelektrodenschichten (14) diese durch elektrolytisches Beschichten ausgebildet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren zur Ausbildung der Hauptelektrodenschichten (14) weiter ein Verfahren zur Ausbildung einer leitenden Klebeschicht (17) auf der jeweiligen Hauptelektrodenschicht (14) umfasst, um eine Klebekraft zu verbessern, wenn die Mehrlagenanordnung der Vielzahl der ersten bis n-ten Metallfolien (10a, ..., 10n) hergestellt wird, und die leitende Klebeschicht (17) mittels Lötpaste, eines chemisches Beschichtens oder eines elektrolytischen Beschichtens erzeugt wird.
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