TWI271761B - Solid electrolytic capacitor and its manufacturing method - Google Patents

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1271761 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 技術領域 本毛明’歩及在各種電子機器上使用的固體電解電容器 5 及其製造方法。 I[关Γ3 背景技術 第12圖是表示現在的固體電解電容器構造的剖面圖， 第13圖是表示該固體電解電容器所使用的電容器元件的立 1〇體圖。第14圖是表示把該電容器元件在陽極/陰極引線框上 層合安裝的狀態的立體圖。第15圖是表示把現在的在固體 電解電谷裔中所用的陽極部接合在陽極引線框上的狀態的 主要部分剖面圖。 如第15圖所示，電容器元件11在由閥作用金屬鋁箔構 A 5 jk 的陽極體11A的表面形成電介體氧化皮膜層（以下稱皮膜 J11 β。絶緣性保護層部12把陽極部13和陰極部14分離， 陰極部14的表面上順次層合形成有未圖示的固體電解質 層、陰極層。接續部16Α通過把陰極引線框16的平面部一部 如刀考曲而形成。且多個電容器元件11把陽極部13在陽極引 線樞15的表裏面、同樣地把陰極部14在陰極引線框16的表 裏面分別配設、各層合多片。各電容器元件11的各陽極部 13用電阻焊接合在陽極引線框15上成爲一體。各陰極部14 通過導電性銀膠（未圖示）連接在設置於電容器元件U厚度 方向側面的陰極引線框16的接續部16Α上成爲一體。絕緣性 1271761 外裝樹脂17以把陽極引線框15和陰極引線框16的一部分分 別露在外表面的狀態把多個電容器元件11包覆成一體。通 過把k外裝樹脂17露出的陽極引線框15和陰極引線框丨6分 別沿外裝樹脂17彎曲、形成外部端子。這樣就構成面安裝 5型的固體電解電容器。 " 但上述現在的固體電解電容器在把各電容器元件^的 1極部13分別用電阻焊接合在陽極引線框15上成爲一體 日守有日才焊接非常困難。這是由於在各陽極部13的表面上 形成有皮膜層11B的緣故。用第15圖說明該現象。電容器元 10件11的陽極部13其陽極體11A的表面形成有皮膜層11B。因 此在把陽極部13通過焊接電極18用電阻焊與構成電容器元 件11的與鋁爲不同材料的陽極引線框15相接合時，因皮膜 層11B的電阻大而焊接電流難於流動。因此僅陽極體iia的 邛刀烊接在陽極引線框15上。或産生全部沒被焊接的狀 15心因此不僅産生由焊接強度不足引起的不良還産生等價 串聯電阻(以下稱ESR)的增加和偏差的增加。 舄解決該課題考慮了增大焊接電流、用鐳射焊接接合 的方法。但用這種方法進行焊接時，在陽極部13的切斷面 寺陽極體11A露出的部分上有溶化的|g露出、飛散。這樣不 20僅有知外觀，由此還産生由外裝樹脂17的壁厚變薄而導致 氣密性降低、發生短路等新的問題。 【屬明内溶L】 發明概要 本發明的固體電解電容器具有在將電容器元件以多片 1271761 層合的狀態下，把各電容器元件的陽極部連接成一體的陽 極引線框，和同樣地把各陰極部連接成—體的陰極引線 框。在安裝有電容器元件陽極部的陽極引線框接合面上設 有通孔。各電容器元件的陽極部和陽極引線框通過該通孔 5 用電阻焊接合。 圖式簡單說明 第1圖是表示本發明實施例丨的固體電解電容器結構的 剖面圖； 第2圖是表示本發明實施例丨固體電解電容器所用的電 10 容器元件的立體圖； 第3圖是表示本發明實施例丨固體電解電容器所用的陽 極/陰極引線框的立體圖； 第4圖是表示把本發明實施例丨固體電解電容器所用的 電容器元件在陽極/陰極引線框上層合安裝的狀態的立體 15 圖； " 第5圖是表示把本發明實施例丨固體電解電容器所用的 電容器元件的陽極部接合在陽極引線框上的狀態的主要部 分剖面圖； 第6A圖〜第6E圖是表示在本發明實施例}固體電解電 2〇容器所用的陽極引線框上所設通孔的各種例子的主要部分 立體圖； 第7圖是表示本發明實施例2的固體電解電容器結構的 主要部分剖面圖； 弟8圖疋表示本發明實施例$的固體電解電容器結構的 1271761 主要部分剖面圖； 第9圖是表示本發明實施例4的固體電解 剖面圖； ^結構的 第10圖是表示把本發明實施例4固體電解電〜 態的立 的電容器元件在陽極/陰極引線框上層合安襄的= 體圖； 電容器所用 狀態的主要 第11圖是表示把本發明實施例4固體電解 的電容器元件的陽極部接合在陽極引線框上的 部分剖面圖； 第12圖是表示現在的固體電解電容器結構的剖面圖· 第13圖是表示現在固體電解電容器所用的電容器元件 的立體圖； 第14圖是表示把現在固體電解電容器所用的電容器元 件在陽極/陰極弓|線框上層合安裝的狀態的立體圖； 15 第15圖是表示把現在固體電解電容器所用的陽極部接 合在陽極引線框上的狀態的主要部分剖面圖。 L實方式J 具體實施方式 下面邊參照附圖邊說明本發明的實施例。在相同的結 20構上使用相同的符號而省略詳細說明。 (實施例1) 第1圖是表示本發明實施例1的固體電解電容器結構的 剖面圖，第2圖是表示該固體電解電容器所用的電容器元件 的立體圖。第3圖是表示該固體電解電容器所用的陽極/陰 1271761 極引線框的立體圖，第4圖是表示把該電容器元件在陽極/ 陰極引線框上層合安裝的狀態的立體圖。第5圖是表示把該 電容器元件的陽極部接合在陽極引線框上的狀態的主要部 分剖面圖。 5 €容器兀件1在由閥作用金屬㈣構成的陽極體1A的 表面形成電介體氧化皮膜層（以下稱皮膜層）1B。絕緣性保 護層部2把陽極部3和陰極部4分離，在陰極部4的表面順次 層合形成有未圖示的固體電解質層、陰極層。陽極引線框5 上安裝電谷裔元件1陽極部3的接合面51>上設有通孔5a。另 H) -方面通過把安裝電容器元们陰極部4的陰極引線框㈣ 接續面兩端彎曲、形成接續部6A。且多個電容器元们中， 陽極部3在陽極引線框5的接合面㈣表裏面、同樣地陰極 邛4在陰極引線框6的接續面表裏面分別配設、各層合多 片。各陽極部3通過在陽極引線框5上設置的通孔5A用電阻 15焊接口成一體。各陰極部4通過導電性銀膠(未圖示）連接在 又置於包谷為元件丨厚度方向侧面的陰極引線框6的接續部 6A上成爲一體。 虼緣性外裝樹脂7以在將陽極引線框5和陰極引線框6 ^科分別露在外表面的狀態下，把多個電容器元件以 2〇覆成-體。外裝樹脂7由環氧系樹脂等構成。通過把從外裝 =脂7露出的陽極引線框5和陰極引線框6分別沿外装樹脂7 § 死"成外一纟而子。這樣就構成面安農型的固體電解電 容器。 這種本實施例的固體電解電容器通過設在陽極引線框 1271761 5上的通孔5A用電阻焊把電容器元件丨的陽極部3接合在陽 極引線框5上。因此在用焊接電極8進行電阻焊時電流集中 在通孔5A上。如第5圖所示的詳細情況，這樣在陽極部3表 面形成的皮膜層1B被破壞、陽極體丨八露出，熔化的鋁集中 在通孔5A的内部。因此能非常容易並可靠地進行電阻焊。 其結果是焊接操作性和焊接強度以及可靠性提高、esr特 性穩定。且像現在這樣的熔化鋁飛散到外部的現象全都沒 有，所以因此而引起的氣密性惡化和短路等也全都不産 生，能穩定進行可靠的接合操作。 作爲這種結構的本實施例固體電解電容器的一例、把8 片電容器元件1層合的8層合製品和現有製品各製作3〇個測 ΐ其ESR特性，結果表示在表丨。該電容器的耐壓是6·3ν， 容量是100// F。 表1 ESR(mQ)at 100kHz，20°C 平均值 最小值 最大值 標準偏差 現有製品 11.4 8.7 18.6 2.4 實施例1 9.7 8.1 11.4 0.8 15 從表1可知本實施例的固體電解電容器其ESR的偏差 小且平均值也低。即陽極部3與陽極引線框5的焊接進行得 非常良好並穩定。 第6A圖〜第6E圖表示了在陽極引線框5的接合面冗上 2〇所設通孔的各種例子。除圓形的通孔认之外，通過設置長 圓形的通孔5B、方形的通孔5C、矩形的通孔5D、多個通孔 10 1271761 5A來擴大焊接部的面積。通孔只要根據陽極引線框$的形 狀.尺寸等適當選擇包括第6A圖〜第6E圖中所示例子在内 的最佳形狀便可。 通孔的總面積最好是陽極5丨線框5厚度的㈣以上。 5通過這種結構、焊接強度更穩定化。例如陽極引線框$的厚 度是〇.1酿時通孔的總面積定爲〇15咖2以上。陽極引線框 5的厚度是0.2mm時通孔的總面積定爲㈣^以上。 (實施例2) 第7圖疋表示貫施例2的固體電解電容器結構的主要部 1〇分剖面圖。把金屬制的鉚釘9插入陽極引線框5的接合面讣 上所 < 的通孔5A内鉚接。且通過鉚釘9把各電容器元件工的 陽極部3用電阻焊連接成-體.，釘9由與紐引線框5不同 的金屬材料形成。除此之外的結構與實施例丨相同。 本只知例對因陽極部3與陽極引線框5的材料不同，用 15電阻燁把兩者金屬接合困難時特別有效。在這種情況下也 旎通過選擇採用與兩金屬容易接合的金屬材料作爲鉚釘9 的材料來提高焊接性、穩定生産可靠性高的固體電解電办 器。 4 使陽極引線框5的材料與鉚釘9的材料變化、把這時的 20焊接性與沒有鉚釘9時進行比較確認，結果表示在表2中。 該電容器層合了 4片電容器元件。耐壓是6.3V，容量是47“ F，試驗數是30。 ^271761 表2 丨努極線框材料 鉚釘材料 焊接不良數 鐵 無 0 銅 5 鋁 0 無 10 銅 鐵 0 鋁 2 日從表2可知沒有鉚釘9時，在焊接性不穩定的陽極部3 $ :陽極引線框5的材料組合的情況了，通過對鉚釘9選擇恰 田的材料，焊接性提高。即即使電容器元件㈣陽極部S的 材料與陽極引線框5的材料是難以形成合金的組合時、也能 k擇由合易形成合金材料構成的鉚釘把陽極部3和陽極引 線框5進行電阻焊。而選擇了不恰當的材料時則焊接性低 下。因此需要注意材料的選定和組合。 10 (實施例3) 第8圖是表示實施例3的固體電解電容器結構的主要部 分剖面圖。襯套10由與陽極引線框5不同的金屬材料形成、 埋設在陽極引線框5的接合面5P上所設的通孔5八内。通過襯 套10把各電容器元件1的陽極部3用電阻焊連接。除此之外 15 的結構與實施例1相同。 這種結構的本實施例固體電解電容器能得到與實施例 2的固體電解電容器同樣的作用效果。且由於陽極引線框5 的厚度均勻，所以把電容器元件丨多片層合時陽極部3的層 合狀態穩定，組裝精度和可靠性提高。 2〇 (實施例4) 1271761 第9圖是表示實施例4的固體電解電容器結構的剖面 圖。 第10圖是表示把其電解電容器的電容器元件在陽極/ 陰極引線框上多片層合安裝的狀態的立體圖。電容哭元件1 5的陽極部3上設有通孔3A。通孔3A設置在與陽極引線框5的 接合面上所設的通孔5A相對應的位置上。以在陽極引線框5 的接合面上安裝多個電容器元件丨的狀態把通孔3A與通孔 5A形成連通狀態，通過該連通了的通孔3八、5八用電阻焊連 接。除此之外的結構與實施例丨相同。 1〇 %第U圖所示，本實施例的固體電解電容器中在把陽 極引線框5和電容器元件！進行電阻焊時，陽極體^炼化產 生的銘集中在通孔3A與通孔认内。且兩者被接合。因此能 進行穩定接合且外觀沒有大的損害。其結果是能抑制伴隨 焊財穩定性的ESR的增加和偏差的增加，穩定生產可靠 I5 性更南的固體電解電容器。 也可把在實施例2、3中說明的鉚钉9和概套1〇在本實施 例適用。這時鉚钉9和襯套最好把通孔3A、5A這兩者貫 通。鉚針9最好把陽則線框5與多個陽極部3鉚接。僅用這 種，接、陽極部3與陽極引線框5就被導通，再通過把鉚針9 /、1^極》卩3進仃纽焊、接合變得牢固，提高服特性。特 =是在因陽極部3與陽極引線框5的材料不同’難以用電阻 烊把兩者金屬接合時有效。 如上’本發明的m體電解電容器具有··陽極化線框5， 以把電容器元件！多片層合的狀態把各電容器元件2的陽極 13 !271761 4 3連接成體，陰極引線框6，同樣地把各陰極部*連接成 -體。在安裝電容器元件i陽極部3的陽極引線框5的接合面 5P上設有通孔5A。各電容器元件㈣陽極部3和陽極引線框$ 通過通孔湖電轉接合。㈣這種結構，通職通孔5a 5把陽極部3與陽極引線框5進行電阻焊日夺，由電阻焊産生的 電流集中在通孔5A。這樣在陽極部3表面形朗電介體氧化 皮膜層1B被破壞、㈣露出、溶化的銘箱集中在通孔$ A的 内部。因此能進行穩定的悍接操作而沒有陽極部3的鋁箔飛 散，能得到焊接強度和可靠性優良嗜低了職的固體電 1〇 解電容器。 上述所有的實施例中作爲閥作用金屬使用了鋁箔，但 也可以是鈕、鈮、它們的合金等。固體電解質層由無機材 料二氧化锰和導電性高分子材料聚吡略、聚笨胺等*TCNQ 絡鹽等有機半導體材料構成。上述所有的實施例中是以面 15安裝型的固體電解電容器爲例進行了說明，但不限定於 此。也可以採用把陽極、陰極引線框從外裝樹脂露出的一 ^構成線狀、插入印刷基板上設置的配線孔内的形式。 I：圖式簡單說明2 第1圖是表示本發明實施例1的固體電解電容器結構的 20 剖面圖； 第2圖是表示本發明實施例1固體電解電容器所用的電 容器元件的立體圖； 弟3圖是表示本發明實施例1固體電解電容器所用的陽 極/陰極引線框的立體圖； 14 1271761 第4圖是表示把本發明實施例1固體電解電容器所用的 電容器元件在陽極/陰極引線框上層合安裝的狀態的立體 圖， 第5圖是表示把本發明實施例1固體電解電容器所用的 5 電容器元件的陽極部接合在陽極引線框上的狀態的主要部 分剖面圖； 第6A圖〜第6E圖是表示在本發明實施例1固體電解電 容器所用的陽極引線框上所設通孔的各種例子的主要部分 立體圖； 10 第7圖是表示本發明實施例2的固體電解電容器結構的 主要部分剖面圖； 第8圖是表示本發明實施例3的固體電解電容器結構的 主要部分剖面圖； 第9圖是表示本發明實施例4的固體電解電容器結構的 15 剖面圖； 第10圖是表示把本發明實施例4固體電解電容器所用 的電容器元件在陽極/陰極引線框上層合安裝的狀態的立 體圖； 第11圖是表示把本發明實施例4固體電解電容器所用 20 的電容器元件的陽極部接合在陽極引線框上的狀態的主要 部分剖面圖； 第12圖是表示現在的固體電解電容器結構的剖面圖； 第13圖是表示現在固體電解電容器所用的電容器元件 的立體圖； 15 1271761 第14圖是表示把現在固體電解電容器所用的電容器元 件在陽極/陰極引線框上層合安裝的狀態的立體圖； 第15圖是表示把現在固體電解電容器所用的陽極部接 合在陽極引線框上的狀態的主要部分剖面圖。 5 【圖式之主要元件代表符號表】 1、11…電容器元件 5C···方形的通孔 ΙΑ、11A…陽極體 5D…矩形的通孔 IB、11B…皮膜層 5P…接合面 2、12…絕緣性保護層部 6、16…陰極引線框 3、13…陽極部 6A、16A···接續部 3A、5A…通孔 7、17…外裝樹脂 4、14…陰極部 8、18…焊接電極 5、15…陽極引線框 9…娜釘 5B…長圓形的通孔 10…概套 16

Claims (1)

1271761 拾、申請專利範圍： 1· 一種固體電解電容器，其包括··電容器元件，具有分離 由閥作用金屬構成的陽極體而形成的陽極部與陰極 部，且前述陰極部的表面上，順次層合形成電介體氧化 5 皮膜層、固體電解質層、陰極層；陽極引線框，用於安 裝所述陽極部，並在安裝所述陽極部的接合面上設置第 一通孔，其中，所述陽極部通過所述第一通孔連接在所 述陽極引線框上。 2·如申凊專利範圍第1項所述的固體電解電容器，其中， 1〇 還包括鉚釘，其由與所述陽極引線框不同的金屬材料構 成，並插在所述第一通孔内，鉚接所述鉚釘，所述陽極 部通過所述鉚釘連接在所述陽極引線框上。 3·如申睛專利範圍第2項所述的固體電解電容器，其中， 構成所述鉚釘的金屬材料與所述陽極部容易焊接。 15 4·如申请專利範圍第1項所述的固體電解電容器，其中， 還包括襯套，其由與所述陽極引線框不同的金屬材料構 成，並被埋設在所述第一通孔内，所述陽極部通過所述 襯套連接在所述陽極引線框上。 5·如申請專利範圍第4項所述的固體電解電容器，其中， 2〇 構成所述襯套的金屬材料與所述陽極部容易焊接。 6·如申請專利範圍第1項所述的固體電解電容器，其中， 在所述電容器元件的陽極部設置第二通孔，使所述第二 通孔與所述第一通孔連通，所述陽極部通過連通了的所 述第、第二通孔連接在所述陽極引線框上。 17 1271761 7·如申請專利範圍第6項所述的固體電解電容器，其中， 還包括鉚釘，其由與所述陽極引線框不同的金屬材料構 成，並插通所述第一通孔和所述第二通孔，鉚接所述鉚 釘，所述陽極部被所述鉚釘焊接而連接在所述陽極引線 5 框上。 8·如申請專利範圍第6項所述的固體電解電容器，其中， 還包括襯套，其由與所述陽極引線框不同的金屬材料構 成、並被埋設在所述第一通孔和所述第二通孔内，所述 陽極部通過所述襯套連接在所述陽極引線框上。 10 9. —種固體電解電容器的製造方法，其包括··安裝工序， 將具有分離由閥作用金屬構成的陽極體而形成的陽極 部與陰極部，且前述陰極部的表面上，順次層合形成電 介體氧化皮膜層、固體電解質層、陰極層的電容器元件 的所述陽極部，安裝在陽極引線框的接合面上；電阻焊 15 工序，通過所述陽極引線框的接合面上設置的通孔把所 述陽極部和所述陽極引線框進行電阻焊。