TWI452587B - 使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構及其製作方法 - Google Patents

使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構及其製作方法 Download PDF

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TWI452587B
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Description

使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構及其製 作方法
本發明係有關於一種電容器封裝結構及其製作方法,尤指一種使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構及其製作方法。
捲繞型固態電解電容器包含有:電容器元件、收容構件及封口構件。電容器元件隔著分離器捲繞有連接陽極端子的陽極箔與連接陰極端子的陰極箔,且於陽極箔與陰極箔之間形成有電解質層。收容構件具有開口部且可收容電容器元件。封口構件具有一可供陽極端子及陰極端子貫穿的貫穿孔及一可密封收容構件的開口部。又,前述封口構件與前述電容器元件之間存有預定間隔,且陽極端子及陰極端子中至少任一者設有用以確保間隙的擋止構件。然而,習知捲繞型固態電解電容器沒有再進行任何的封裝,而使得捲繞型固態電解電容器在導電接腳的設計與電性連接方式上受到限制。
本發明實施例在於提供一種使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構及其製作方法。
本發明其中一實施例所提供的一種使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構,其包括:一基板單元、一電容單元、一封裝單元及一電極單元。所述基板單元包括一基板本體。所述電容單元包括至少一捲繞型電容器,其中至少一所述捲繞型電容器包括一捲繞本體、一從所述捲繞本體的其中一側端延伸而出的正極導電引腳、及一從所 述捲繞本體的另外一側端延伸而出的負極導電引腳,所述正極導電引腳具有一正極末端面,且所述負極導電引腳具有一負極末端面。所述封裝單元包括一設置在所述基板本體上且包覆所述捲繞本體的封裝體,其中所述封裝體具有一與所述正極末端面齊平的第一側面及一對應於所述第一側面且與所述負極末端面齊平的第二側面。所述電極單元包括一包覆所述封裝體的所述第一側面且電性接觸所述正極末端面的正電極結構及一包覆所述封裝體的所述第二側面且電性接觸所述負極末端面的負電極結構。
本發明另外一實施例所提供的一種使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法,其包括下列步驟:首先,提供一承載本體;接著,將多個捲繞型電容器放置在所述承載本體上,其中每一個所述捲繞型電容器包括一捲繞本體、一從所述捲繞本體的其中一側端延伸而出的正極導電引腳、及一從所述捲繞本體的另外一側端延伸而出的負極導電引腳,每一個所述捲繞型電容器的所述正極導電引腳具有一正極末端面,且每一個所述捲繞型電容器的所述負極導電引腳具有一負極末端面;然後,形成一封裝材料於所述承載本體上,以包覆多個所述捲繞型電容器;接下來,切割所述承載本體與所述封裝材料,以將多個所述捲繞型電容器彼此分離,其中所述承載本體被切割成多個分別用來承載多個所述捲繞型電容器的基板本體,所述封裝材料被切割成多個分別用來包覆多個所述捲繞型電容器的多個所述捲繞本體的封裝體,且每一個所述封裝體具有一與所述正極末端面齊平的第一側面及一對應於所述第一側面且與所述負極末端面齊平的第二側面;最 後,形成一包覆所述封裝體的所述第一側面且電性接觸所述正極末端面的正電極結構及一包覆所述封裝體的所述第二側面且電性接觸所述負極末端面的負電極結構。
本發明的有益效果可以在於,本發明實施例所提供的捲繞型固態電解電容器封裝結構及其製作方法,其可透過“所述封裝體具有一與所述正極末端面齊平的第一側面及一與所述負極末端面齊平的第二側面”及“所述電極單元包括一包覆所述封裝體的所述第一側面且電性接觸所述正極末端面的正電極結構及一包覆所述封裝體的所述第二側面且電性接觸所述負極末端面的負電極結構”的設計,以使得本發明捲繞型固態電解電容器封裝結構及其製作方法不需使用導線架,進而有效降低製作成本、提升製作速度(提升產量)及增加產品良率。
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,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。
請參閱圖1至9所示,本發明提供一種使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構Z的製作方法,其至少包括下列幾個步驟:首先,配合圖1與圖2所示,提供多個捲繞型電容器20,其中每一個捲繞型電容器20包括一捲繞本體200、一從捲繞本體200的其中一側端延伸而出的正極導電引腳201、一從捲繞本體200的另外一側端延伸而出的負極導電引腳202、一焊接在正極導電引腳201的末端上的正極焊接腳203、及一焊接在負極導電引腳202的末端上的負 極焊接腳204(步驟S100)。更進一步來說,正極導電引腳201與負極導電引腳202可分別從捲繞本體200的兩相反側端延伸而出。另外,正極焊接腳203可通過一第一焊接點205以焊接在正極導電引腳201的末端上,並且負極焊接腳204可通過一第二焊接點206以焊接在負極導電引腳202的末端上。
舉例來說,正極導電引腳201與負極導電引腳202皆可由純Al材料或Al合金所製成,正極焊接腳203可為一由多個第一材料層(圖未示)所組成的第一多層結構,並且負極焊接腳204可為一由多個第二材料層(圖未示)所組成的第二多層結構。更進一步來說,多個第一材料層的最內層與多個第二材料層的最內層皆可為Fe層或Cu層,並且多個第一材料層的最外層與多個第二材料層的最外層皆可為圍繞Fe層或Cu層的Sn層。然而,本發明所使用的捲繞型電容器20不以上述所舉的例子為限。
接著,配合圖1、圖2及圖3所示,將多個捲繞型電容器20的捲繞本體200從圓柱體壓合成長方體(步驟S102),以使得每一個捲繞型電容器20的捲繞本體200具有因壓合所形成的一平坦上表面2001及一相反於平坦上表面2001的平坦下表面2002。
舉例來說,配合圖2與圖3所示,捲繞本體200可為一由一正極箔片200A、一負極箔片200B及一設置於正極箔片200A與負極箔片200B之間的隔離紙200C一起捲繞而成的長方體電容芯,並且正極導電引腳201與負極導電引腳202可分別電性接觸正極箔片200A與負極箔片200B。再者,正極導電引腳201具有一插入捲繞本體200內且 電性接觸正極箔片200A的第一正極導電部2011及一連接(一體成型連接)於第一正極導電部2011且從捲繞本體200延伸而出的第二正極導電部2012,並且負極導電引腳202具有一插入捲繞本體200內且電性接觸負極箔片200B的第一負極導電部2021及一連接(一體成型連接)於第一負極導電部2021且從捲繞本體200延伸而出的第二負極導電部2022,其中第一正極導電部2011的長度(如圖2的虛線所示)與第一負極導電部2021的長度(如圖2的虛線所示)大致上可等於捲繞本體200的寬度。關於長方體電容芯的製作方式,更進一步來說,可先將正極箔片200A、負極箔片200B及隔離紙200C一起捲繞,以形成一圓柱體電容芯(圖未示),然後再將圓柱體電容芯進行壓合(可同時配合約50℃至300℃的加熱),以形成一長方體電容芯(如圖3所示)。
然後,配合圖1、圖2及圖4所示,切除每一個捲繞型電容器20的負極焊接腳204(步驟S104),並移除第二焊接點206,而只留下負極導電引腳202(如圖4所示);接著,將每一個捲繞型電容器20的正極焊接腳203焊接在一連接條S上(步驟S106);然後,同時讓多個捲繞型電容器20依序進行碳化處理、化成處理及含浸高分子處理(步驟S108),其中碳化處理與化成處理可以重複多次來進行,以提升產品的良率。
接下來,配合圖1、圖4及圖5所示,移除已形成在負極導電引腳202的一末端部上的高分子(步驟S110);然後,切除每一個捲繞型電容器20的正極焊接腳203(步驟S112),並移除第一焊接點205,而只留下正極導電引腳201( 如圖5所示)。更進一步來說,負極導電引腳202的一末端部上的高分子可通過研磨、刮除或噴砂等方式來進行表面處理,以提升焊接良率及等效串聯電阻(equivalent series resistance,ESR)。然而本發明不以此例子為限。
然而,上述步驟S100至步驟S112並非用以限定發明,任何一種具有正極導電引腳201與負極導電引腳202的捲繞型電容器20都可應用於本發明接下來所要進行的封裝製程(步驟S114至步驟S120)。
緊接著,配合圖1、圖5及圖6所示,將多個捲繞型電容器20放置在承載本體10’上(步驟S114),其中每一個捲繞型電容器20的正極導電引腳201具有一正極末端面2010,並且每一個捲繞型電容器20的負極導電引腳202具有一負極末端面2020。更進一步來說,上述將多個捲繞型電容器20放置在承載本體10’上的步驟中,由於每一個捲繞型電容器20的平坦下表面2002的設計,所以每一個捲繞型電容器20的捲繞本體200可通過一黏著體50,以貼附在承載本體10’的上表面。
然後,配合圖1、圖6及圖7所示,形成一封裝材料30’於承載本體10’上,以包覆多個捲繞型電容器20(步驟S116)。更進一步來說,步驟S116完成後,還可選擇性進行老化處理。
接下來,配合圖1、圖7及圖8所示,沿著圖7所示的X-X切割線來切割承載本體10’與封裝材料30’,以將多個捲繞型電容器20彼此分離(步驟S118),其中承載本體10’被切割成多個分別用來承載多個捲繞型電容器20的基板本體10(亦即承載板),封裝材料30’被切割成多個分別 用來包覆多個捲繞型電容器20的多個捲繞本體200的封裝體30,並且每一個封裝體30具有一與正極末端面2010大致上齊平的第一側面301及一對應於第一側面301且與負極末端面2020大致上齊平的第二側面302。
最後,配合圖1、圖8及圖9所示,形成一包覆封裝體30的第一側面301且電性接觸正極末端面2010的正電極結構41及一包覆封裝體30的第二側面302且電性接觸負極末端面2020的負電極結構42(步驟S120)。更進一步來說,正電極結構41可從封裝體30的第一側面301延伸至封裝體30的上表面300及基板本體10的下表面100,並且負電極結構42可從封裝體30的第二側面302延伸至封裝體30的上表面300及基板本體10的下表面100。
綜上所述,通過上述步驟S100至步驟S120的製作過程,如圖9所示,本發明可提供一種使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構Z,其包括:一基板單元1、一電容單元2、一封裝單元3、一電極單元4及一黏著單元5。
首先,基板單元1包括一基板本體10,並且電容單元2包括至少一捲繞型電容器20。此外,捲繞型電容器20包括一捲繞本體200、一從捲繞本體200的其中一側端延伸而出的正極導電引腳201、及一從捲繞本體200的另外一側端延伸而出的負極導電引腳202,其中正極導電引腳201具有一正極末端面2010,並且負極導電引腳202具有一負極末端面2020。再者,黏著單元5包括至少一黏著體50,其中捲繞本體200可通過黏著體50,以貼附在基板本體10的上表面上。
舉例來說,如圖3所示,捲繞本體200可為一由一正極箔片200A、一負極箔片200B及一設置於正極箔片200A與負極箔片200B之間的隔離紙200C一起捲繞而成的長方體電容芯,並且正極導電引腳201與負極導電引腳202可分別電性接觸正極箔片200A與負極箔片200B。此外,正極導電引腳201具有一插入捲繞本體200內且電性接觸正極箔片200A的第一正極導電部2011及一連接(一體成型連接)於第一正極導電部2011且從捲繞本體200延伸而出的第二正極導電部2012,並且負極導電引腳202具有一插入捲繞本體200內且電性接觸負極箔片200B的第一負極導電部2021及一連接(一體成型連接)於第一負極導電部2021且從捲繞本體200延伸而出的第二負極導電部2022。
再者,封裝單元3包括一設置在基板本體10上且包覆捲繞本體200的封裝體30,其中封裝體30具有一與正極末端面2010大致上齊平的第一側面301及一對應於第一側面301且與負極末端面2020大致上齊平的第二側面302。此外,電極單元4包括一包覆封裝體30的第一側面301且電性接觸正極末端面2010的正電極結構41及一包覆封裝體30的第二側面302且電性接觸負極末端面2020的負電極結構42。另外,正電極結構41可從封裝體30的第一側面301延伸至封裝體30的上表面300及基板本體10的下表面100,並且負電極結構42可從封裝體30的第二側面302延伸至封裝體30的上表面300及基板本體10的下表面100。
舉例來說,正電極結構41包括一包覆封裝體30的第 一側面301且電性接觸正極末端面2010的第一正極導電層411、一包覆第一正極導電層411的第二正極導電層412、及一包覆第二正極導電層412的第三正極導電層413。負電極結構42包括一包覆封裝體30的第二側面302且電性接觸負極末端面2020的第一負極導電層421、一包覆第一負極導電層421的第二負極導電層422、及一包覆第二負極導電層422的第三負極導電層423。更進一步來說,第一正極導電層411與第一負極導電層421皆可為Ag層,第二正極導電層412與第二負極導電層422皆可為Ni層,並且第三正極導電層413與第三負極導電層423皆可為Sn層。然而,本發明所使用的正電極結構41與負電極結構42不以上述所舉的例子為限。
〔實施例的可能功效〕
本發明的有益效果可以在於,本發明實施例所提供的捲繞型固態電解電容器封裝結構Z及其製作方法,其可透過“封裝體30具有一與正極末端面2010齊平的第一側面301及一與負極末端面2020齊平的第二側面302”及“電極單元4包括一包覆封裝體30的第一側面301且電性接觸正極末端面2010的正電極結構41及一包覆封裝體30的第二側面302且電性接觸負極末端面2020的負電極結構42”的設計,以使得本發明捲繞型固態電解電容器封裝結構Z及其製作方法不需使用導線架,進而有效降低製作成本、提升製作速度(提升產量)及增加產品良率。
以上所述僅為本發明之較佳可行實施例,非因此侷限本發明之專利範圍,故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術變化,均包含於本發明之範圍內。
Z‧‧‧電容器封裝結構
1‧‧‧基板單元
10’‧‧‧承載本體
10‧‧‧基板本體
100‧‧‧下表面
2‧‧‧電容單元
20‧‧‧捲繞型電容器
200‧‧‧捲繞本體
200A‧‧‧正極箔片
200B‧‧‧負極箔片
200C‧‧‧隔離紙
2001‧‧‧平坦上表面
2002‧‧‧平坦下表面
201‧‧‧正極導電引腳
2010‧‧‧正極末端面
2011‧‧‧第一正極導電部
2012‧‧‧第二正極導電部
202‧‧‧負極導電引腳
2020‧‧‧負極末端面
2021‧‧‧第一負極導電部
2022‧‧‧第二負極導電部
203‧‧‧正極焊接腳
204‧‧‧負極焊接腳
205‧‧‧第一焊接點
206‧‧‧第二焊接點
3‧‧‧封裝單元
30’‧‧‧封裝材料
30‧‧‧封裝體
300‧‧‧上表面
301‧‧‧第一側面
302‧‧‧第二側面
4‧‧‧電極單元
41‧‧‧正電極結構
411‧‧‧第一正極導電層
412‧‧‧第二正極導電層
413‧‧‧第三正極導電層
42‧‧‧負電極結構
421‧‧‧第一負極導電層
422‧‧‧第二負極導電層
423‧‧‧第三負極導電層
5‧‧‧黏著單元
50‧‧‧黏著體
S‧‧‧連接條
圖1為本發明使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法的流程圖。
圖2為本發明捲繞型電容器的側視示意圖。
圖3為本發明捲繞型電容器的捲繞本體的立體示意圖。
圖4為本發明捲繞型電容器通過正極焊接腳以焊接在連接條上的側視示意圖。
圖5為本發明捲繞型電容器的正極焊接腳與負極焊接腳被移除後的側視示意圖。
圖6為本發明的多個捲繞型電容器被放置在基板本體上的側視示意圖。
圖7為本發明的多個捲繞型電容器被封裝體覆蓋後的側視示意圖。
圖8為本發明使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法的步驟S118的側視示意圖。
圖9為本發明使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的側視示意圖。
Z‧‧‧電容器封裝結構
1‧‧‧基板單元
10‧‧‧基板本體
100‧‧‧下表面
2‧‧‧電容單元
20‧‧‧捲繞型電容器
200‧‧‧捲繞本體
201‧‧‧正極導電引腳
2010‧‧‧正極末端面
2011‧‧‧第一正極導電部
2012‧‧‧第二正極導電部
202‧‧‧負極導電引腳
2020‧‧‧負極末端面
2021‧‧‧第一負極導電部
2022‧‧‧第二負極導電部
3‧‧‧封裝單元
30‧‧‧封裝體
300‧‧‧上表面
301‧‧‧第一側面
302‧‧‧第二側面
4‧‧‧電極單元
41‧‧‧正電極結構
411‧‧‧第一正極導電層
412‧‧‧第二正極導電層
413‧‧‧第三正極導電層
42‧‧‧負電極結構
421‧‧‧第一負極導電層
422‧‧‧第二負極導電層
423‧‧‧第三負極導電層
5‧‧‧黏著單元
50‧‧‧黏著體

Claims (6)

  1. 一種使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法,其包括下列步驟:提供一承載本體;將多個捲繞型電容器放置在所述承載本體上,其中每一個所述捲繞型電容器包括一捲繞本體、一從所述捲繞本體的其中一側端延伸而出的正極導電引腳、及一從所述捲繞本體的另外一側端延伸而出的負極導電引腳,每一個所述捲繞型電容器的所述正極導電引腳具有一正極末端面,且每一個所述捲繞型電容器的所述負極導電引腳具有一負極末端面;形成一封裝材料於所述承載本體上,以包覆多個所述捲繞型電容器;切割所述承載本體與所述封裝材料,以將多個所述捲繞型電容器彼此分離,其中所述承載本體被切割成多個分別用來承載多個所述捲繞型電容器的基板本體,所述封裝材料被切割成多個分別用來包覆多個所述捲繞型電容器的多個所述捲繞本體的封裝體,且每一個所述封裝體具有一與所述正極末端面齊平的第一側面及一對應於所述第一側面且與所述負極末端面齊平的第二側面;以及形成一包覆所述封裝體的所述第一側面且電性接觸所述正極末端面的正電極結構及一包覆所述封裝體的所述第二側面且電性接觸所述負極末端面的負電極結構;其中,上述將多個所述捲繞型電容器放置在所述承載本體上的步驟前,更進一步包括: 將每一個所述捲繞型電容器的所述捲繞本體進行壓合,其中每一個所述捲繞型電容器包括一焊接在所述正極導電引腳的末端上的正極焊接腳及一焊接在所述負極導電引腳的末端上的負極焊接腳;切除每一個所述捲繞型電容器的所述負極焊接腳;將每一個所述捲繞型電容器的所述正極焊接腳焊接在一連接條上;同時讓多個所述捲繞型電容器依序進行化成處理及含浸高分子處理;移除已形成在所述負極導電引腳的一末端部上的高分子;以及切除每一個所述捲繞型電容器的所述正極焊接腳。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法,其中所述捲繞本體的壓合是配合50℃至300℃的加熱來進行,且所述捲繞本體的壓合是將所述捲繞本體從圓柱體壓合成長方體,其中上述同時讓多個所述捲繞型電容器依序進行所述化成處理及所述含浸高分子處理的步驟前,更進一步包括:同時讓多個所述捲繞型電容器依序進行碳化處理。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法,其中上述將多個所述捲繞型電容器放置在所述承載本體上的步驟中,每一個所述捲繞型電容器的所述捲繞本體是通過一黏著體以貼附在所述承載本體的上表面上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法,其中所述捲繞本體為 一由一正極箔片、一負極箔片及一設置於所述正極箔片與所述負極箔片之間的隔離紙一起捲繞而成的長方體電容芯,且所述正極導電引腳與所述負極導電引腳分別電性接觸所述正極箔片與所述負極箔片。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法,其中所述正極導電引腳具有一插入所述捲繞本體內且電性接觸所述正極箔片的第一正極導電部及一連接於所述第一正極導電部且從所述捲繞本體延伸而出的第二正極導電部,且所述負極導電引腳具有一插入所述捲繞本體內且電性接觸所述負極箔片的第一負極導電部及一連接於所述第一負極導電部且從所述捲繞本體延伸而出的第二負極導電部,其中所述正電極結構從所述封裝體的所述第一側面延伸至所述封裝體的上表面及所述基板本體的下表面,且所述負電極結構從所述封裝體的所述第二側面延伸至所述封裝體的上表面及所述基板本體的下表面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之使用承載板的捲繞型固態電解電容器封裝結構的製作方法,其中所述正電極結構包括一包覆所述封裝體的所述第一側面且電性接觸所述正極末端面的第一正極導電層、一包覆所述第一正極導電層的第二正極導電層、及一包覆所述第二正極導電層的第三正極導電層,且所述負電極結構包括一包覆所述封裝體的所述第二側面且電性接觸所述負極末端面的第一負極導電層、一包覆所述第一負極導電層的第二負極導電層、及一包覆所述第二負極導電層的第三負極導電層,其中所述第一正極導電層與所述第一負極導電層皆 為Ag層,所述第二正極導電層與所述第二負極導電層皆為Ni層,且所述第三正極導電層與所述第三負極導電層皆為Sn層。
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