TWI445030B - 電容單元及堆疊式固態電解電容器 - Google Patents

Description

電容單元及堆疊式固態電解電容器

本發明有關於一種使得總厚度均勻的電容單元及堆疊式固態電解電容器，尤指一種電容單元及堆疊式固態電解電容器。

電容器廣泛使用於現代的每樣產品之中，其主要用途包括電荷儲存、交流濾波、旁路或調諧振盪之用途。各種不同電容器具有不同的電容器特性，因而其功能及應用範圍也不同。其中固態電解電容器的電容量較高、尺寸體積較小，頻率特性優越而且製造成本較低，使用範圍也較為廣泛，適用於各類型的電器及電子產品。

於常見的電容器相關技術中(請參閱圖1A及1B所示)，因其本身結構及製造方法的因素，使得電容器的尺寸和外型有下列幾項待改善之處。例如：電容器單元的頭端厚度S1與尾端厚度S2差距過大，連帶的造成堆疊式電容器單元的頭端總厚度W1與尾端總厚度W2落差過大。過厚的電容器單元總厚度，將會造成電容器單元距離封裝體的壁厚變薄影響其封裝強度，容易造成內層材料裸露、氣密度不佳、易受濕氣影響導致電性不穩或漏電流的現象發生。

上述問題，對於當前電容器的整體效能及使用安全影響甚鉅。因此，致力於研發構造輕薄微型化、電容器單元厚度均勻及封裝強度優越的固態電解電容單元及堆疊式固態電解電容器，為當前研發改良的首要目的。

本發明實施例在於提供一種電容單元及堆疊式固態電解電容器。

本發明實施例提供一種電容單元，其包括：一正極部、一負極部、一絕緣部及一膠體部。正極部的前端延伸形成正極接腳。絕緣部圍繞成一圈並包覆正極部的部分表面。負極部位於絕緣部後方並包覆正極部的部分表面。膠體部位於絕緣部後方，膠體部圍繞成一圈並包覆負極部的部分表面。

再者，本發明實施例還提供一種堆疊式固態電解電容器，其包括：兩個電容組、一正極導電單元、一負極導電單元、一封裝單元。每個電容組分別包含至少一電容單元，每個電容單元具有一正極部、一負極部、一絕緣部及一膠體部。正極部的前端延伸形成正極接腳。絕緣部圍繞成一圈並包覆正極部的部分表面。負極部位於絕緣部後方並包覆正極部的部分表面。膠體部位於絕緣部後方，膠體部圍繞成一圈並包覆負極部的部分表面。正極導電單元具有至少一個正極導線架，上述至少一個正極導線架分別與上述兩個電容組的正極接腳互相焊接；負極導電單元的上表面及下表面分別以導電膠材電性連接於上述兩個電容組的負極部。封裝單元包覆上述兩個電容組、正極導電單元的一部分及負極導電單元的一部分。

除此之外，本發明實施例還提供一種堆疊式固態電解電容器，其包括：一電容、一正極導電單元、一負極導電單元及一封裝單元。電容組包含多個電容單元，每一個電容單元具有一正極部、一負極部、一絕緣部及一膠體部。正極部前端延伸形成正極接腳，絕緣部圍繞成一圈並包覆正極部的部分表面，負極部位於絕緣部後方並包覆正極部的部分表面，膠體部位於絕緣部後方，膠體部圍繞成一圈並包覆負極部的部分表面。正極導電單元具有至少一個正極導線架，上述至少一個正極導線架分別與電容組的正極接腳互相焊接。負極導電單元的上表面以導電膠材電性連接於電容組的負極部。封裝單元包覆電容組、正極導電單元的一部分及負極導電單元的一部分。

綜上所述，本發明的有益效果在於：根據本發明每一個實施例中，藉由膠體部包覆負極部的部份表面，使得電容器單元總厚度均勻，使其封裝體的封裝強度得以提升，不易造成內層材料裸露、氣密度佳、不受濕氣影響使得電性穩定以及不易發生漏電流的現象。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

[第一實施例]

請參閱圖2及3所示，本發明第一實施例提供一種堆疊式固態電解電容器，其包括：兩個電容組K、一正極導電單元5、一負極導電單元6及一封裝單元7。

兩個電容組K，其中每一個電容組K分別包含多個電容單元M，每一個電容單元M具有一正極部1、一負極部3、一絕緣部2及一膠體部4。

其中，正極部1的組成是由一鋁箔11及一覆蓋於鋁箔11表面的氧化鋁介電層12所形成，並且正極部1與負極部3藉由氧化鋁介電層12達到絕緣的效果。

此外，絕緣部2圍繞成一圈並包覆正極部1的部分表面。絕緣部2的主要功效為防止正極部1與負極部3發生導通的現象。

負極部3位於絕緣部2後方並包覆正極部1的部分表面。負極部3具有一導電高分子層31及一導電膠層32，導電高分子層31位於絕緣部2後方並包覆正極部1的部分表面，導電膠層32包覆導電高分子層31。導電膠層32具有一碳膠層321及一銀膠層322，碳膠層321包覆導電高分子層31，銀膠層322包覆碳膠層321。也就是說，負極部3由內至外依序包含均為U字型的導電高分子層31、碳膠層321及銀膠層322。

再者，膠體部4位於絕緣部2後方，膠體部4圍繞成一圈並包覆負極部3的部分表面。其中膠體部4可為一導電膠體或一絕緣膠體。

上述電容單元M的負極部3具有一靠近絕緣部2的第一末端D1及一遠離絕緣部2且與第一末端D1相對應的第二末端D2，第一末端D1與第二末端D2的厚度之比值介於1.1倍至2.0倍之間。亦即，第一末端D1的厚度趨近於第二末端D2的厚度。

另外，正極部1的前端可延伸形成正極接腳，正極接腳延伸的長度可視需要而定，並且可做適度的彎折以符合使用狀況。

正極導電單元5具有至少一個正極導線架51，透過上述至少一個正極導線架51分別與上述兩個電容組K的正極接腳互相焊接，使得電容組K與正極導電單元11形成電性連接關係。

同樣的，負極導電單元6的上表面及下表面分別以導電膠材電性連接於上述兩個電容組K的負極部3。換句話說，藉由導電膠材的黏接，使得電容組K與負極導電單元6形成電性連接關係。

封裝單元7包覆上述兩個電容組K、正極導電單元5的一部分及負極導電單元6的一部分。封裝單元7的主要功能為確保電容組K不受到外部環境的影響，例如：溼氣、塵埃、絕緣及減緩外力碰撞等。更因為本發明的堆疊式固態電解電容器不似先前技術中所揭露W1及W2的落差過大(請參閱圖1B所示)，因此本發明堆疊式固態電解電容器的封裝單元可更完整且簡單的將電容組K包覆完善。並且整體厚度均勻也相對的使得所佔體積縮減至最小化，整體產品更趨向薄型化。

接著，說明上述堆疊式固態電解電容器的製作方法，其可包括下列步驟：首先，提供兩個電容組K。其中每一個電容組K分別包含多個電容單元M。亦即，每一電容組K中具有複數個電容單元M，且電容單元M互相堆疊。而，每一個電容單元M具有一正極部1、一絕緣部2、一負極部3及一膠體部4。正極部1的前端延伸形成一正極接腳。絕緣部2圍繞成一圈並包覆正極部1的部分表面，負極部3位於絕緣部2後方並包覆正極部1的部份表面。膠體部4位於絕緣部2後方，且膠體部4透過滾輪塗佈移印的方法，使其圍繞成一圈並包覆負極部3的部份表面。上述其中一個電容單元M的負極部3皆以導電膠材相互電性連接於另外一個電容單元M的負極部3。

再來，將上述兩個電容組K分別電性連接於一正極導電單元5及一負極導電單元6。正極導電單元5具有至少一個正極導線架51，上述至少一個正極導線架51與上述兩個電容組K的正極接腳互相焊接並且形成電性連接。負極導線架6的上表面及下表面分別以導電膠材電性連接於上述兩個電容組K的負極部3，其中導電膠材可為銀膠。

最後，以封裝單元7封裝包覆上述兩個電容組K、正極導電單元5的一部分及負極導電單元6的一部分。

本發明於上述製作方法中提及的滾輪塗佈移印，其詳細敘述步驟補充如下：首先將一絕緣膠液或一導電膠液置入移印機的供料槽之中。

再利用一設置於供料槽中的鋼輪加以連續攪拌翻轉，使得膠液性質均勻化，並且藉此防止膠液凝固。

同時，一滾輪先進入供料槽均勻的沾附膠液於滾輪的表面，再將滾輪退出供料槽並移入一工作平台；此時，工作平台已經有一電容單元片等待著上述已沾附膠液的滾輪進行移印作業，滾輪均勻塗佈膠液於電容單元片需要設置膠體部的部位上。

接下來，等待電容單元片表面的膠液乾燥後進行翻面動作；緊接著，再進行如同上述的滾輪移印作業，使得電容單元片具有一完整的膠體部。

到此階段即完成本發明第二實施例之堆疊式固態電解電容器的製造方法其中的滾輪塗佈移印步驟。

[第二實施例]

請參閱圖4所示，本發明第二實施例提供一種堆疊式固態電解電容器，其包括：一電容組K、一正極導電單元5、一負極導電單元6及一封裝單元7。

電容組K包含多個電容單元M，其中每一個電容單元M具有一正極部1、一負極部3、一絕緣部2及一膠體部4。正極部1前端可延伸形成正極接腳。絕緣部2圍繞成一圈並包覆正極部1的部分表面。負極部3位於絕緣部2後方並包覆正極部1的部分表面，膠體部4位於絕緣部2後方。膠體部4圍繞成一圈並包覆負極部3的部分表面。

正極導電單元5具有至少一個正極導線架51，上述至少一個正極導線架51分別與電容組K的正極接腳互相焊接。負極導電單元6的上表面以導電膠材電性連接於電容組K的負極部3。封裝單元7包覆電容組K、正極導電單元5的一部分及負極導電單元6的一部分。

由以上的結構敘述及配置說明可觀察到，第二實施例與第一實施例的差別在於：電容組K僅設置於正、負極導電單元之單側。藉由靈活的電容組K與電容單元M配置設計，如此可更彈性的搭配不同的尺寸需求及電容量總量的調整。

[實施例的可能功效]

根據本發明每一個實施例中，藉由膠體部包覆負極部的部份表面，達到電容器單元總厚度均勻的效果。使其封裝體的封裝強度得以提升，並且不易造成內層材料裸露、氣密度佳、不受濕氣影響使得電性穩定以及不易發生漏電流的現象。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

[先前技術]

S1．．．頭端厚度

S2．．．尾端厚度

W1．．．頭端總厚度

W2．．．尾端總厚度

[本發明]

K．．．電容組

M．．．電容單元

1．．．正極部

11．．．鋁箔

12．．．氧化鋁介電層

2．．．絕緣部

3．．．負極部

31．．．導電高分子層

32．．．導電膠層

321．．．碳膠層

322．．．銀膠層

4．．．膠體部

5．．．正極導電單元

51．．．正極導線架

6．．．負極導電單元

7．．．封裝單元

D1．．．第一末端

D2．．．第二末端

圖1A為電容器的相關技術示意圖。

圖1B為堆疊式電容器的相關技術示意圖。

圖2為本發明第一實施例的電容單元之剖面示意圖。

圖3為本發明第一實施例的堆疊式固態電解電容器之側視示意圖。

圖4為本發明第二實施例的堆疊式固態電解電容器之側視示意圖。

M．．．電容單元

1．．．正極部

11．．．鋁箔

12．．．氧化鋁介電層

2．．．絕緣部

3．．．負極部

31．．．導電高分子層

32．．．導電膠層

321．．．碳膠層

322．．．銀膠層

4．．．膠體部

D1．．．第一末端

D2．．．第二末端

Claims (12)

1. 一種電容單元，其包括：一正極部；一絕緣部，其圍繞成一圈並包覆該正極部的部分表面；一負極部，其於該絕緣部後方並包覆該正極部的部分表面，該負極部具有一導電高分子層及一導電膠層，該導電高分子層位於該絕緣部後方並包覆該正極部的部分表面，該導電膠層包覆該導電高分子層；以及一膠體部，其位於該絕緣部後方且連接於該絕緣部及該導電膠層之間，該膠體部圍繞成一圈並包覆該負極部的該導電高分子層的部分表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電容單元，其中該導電膠層具有一碳膠層及一銀膠層，該碳膠層包覆該導電高分子層，該銀膠層包覆該碳膠層。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電容單元，其中該膠體部為一導電膠體或一絕緣膠體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電容單元，其中該負極部具有一靠近該絕緣部的第一末端及一遠離該絕緣部且與該第一末端相對應的第二末端，該第一末端與該第二末端的厚度之比值介於1.1倍至2.0倍之間。
5. 一種堆疊式固態電解電容器，其包括：兩個電容組，其中每一個電容組分別包含多個電容單元，每一個電容單元具有一正極部、一負極部、一絕緣部及一膠體部；該正極部前端延伸形成正極接腳，絕緣部圍繞成一圈並包覆該正極部的部分表面，該負極部位於該絕緣部後方並包覆該正極部的部分表面，該 負極部具有一導電高分子層及一導電膠層，該導電高分子層位於該絕緣部後方並包覆該正極部的部分表面，該導電膠層包覆該導電高分子層，該膠體部位於該絕緣部後方且連接於該絕緣部及該導電膠層之間，該膠體部圍繞成一圈並包覆該負極部的該導電高分子層的部分表面；一正極導電單元，其具有至少一個正極導線架，上述至少一個正極導線架分別與上述兩個電容組的正極接腳互相焊接；一負極導電單元，其上表面及下表面分別以導電膠材電性連接於上述兩個電容組的負極部；以及一封裝單元，其包覆上述兩個電容組、該正極導電單元的一部分及該負極導電單元的一部分。
6. 如申請專利範圍第5項所述之堆疊式固態電解電容器，其中該導電膠層具有一碳膠層及一銀膠層，該碳膠層包覆該導電高分子層，該銀膠層包覆該碳膠層。
7. 如申請專利範圍第5項所述之堆疊式固態電解電容器，其中該膠體部為一導電膠體或一絕緣膠體。
8. 如申請專利範圍第5項所述之堆疊式固態電解電容器，其中該負極部具有一靠近該絕緣部的第一末端及一遠離該絕緣部且與該第一末端相對應的第二末端，該第一末端與該第二末端的厚度之比值介於1.1倍至2.0倍之間。
9. 一種堆疊式固態電解電容器，其包括：一電容組，其包含多個電容單元，每一個電容單元具有一正極部、一負極部、一絕緣部及一膠體部；該正極部前端延伸形成正極接腳，絕緣部圍繞成一圈並包覆 該正極部的部分表面，該負極部位於該絕緣部後方並包覆該正極部的部分表面，該負極部具有一導電高分子層及一導電膠層，該導電高分子層位於該絕緣部後方並包覆該正極部的部分表面，該導電膠層包覆該導電高分子層，該膠體部位於該絕緣部後方且連接於該絕緣部及該導電膠層之間，該膠體部圍繞成一圈並包覆該負極部的該導電高分子層的部分表面；一正極導電單元，其具有至少一個正極導線架，上述至少一個正極導線架分別與該電容組的正極接腳互相焊接；一負極導電單元，其表面以導電膠材電性連接於該電容組的負極部；以及一封裝單元，其包覆該電容組、該正極導電單元的一部分及該負極導電單元的一部分。
10. 如申請專利範圍第9項所述之堆疊式固態電解電容器，其中該導電膠層具有一碳膠層及一銀膠層，該碳膠層包覆該導電高分子層，該銀膠層包覆該碳膠層。
11. 如申請專利範圍第9項所述之堆疊式固態電解電容器，其中該膠體部為一導電膠體或一絕緣膠體。
12. 如申請專利範圍第9項所述之堆疊式固態電解電容器，其中該負極部具有一靠近該絕緣部的第一末端及一遠離該絕緣部且與該第一末端相對應的第二末端，該第一末端與該第二末端的厚度之比值介於1.1倍至2.0倍之間。