TWI690957B - 不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構及其堆疊型電容器、以及高分子複合層 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構及其堆疊型電容器、以及高分子複合層。堆疊型電容器包括一金屬箔片、一氧化層、一高分子複合層以及一銀膠層。氧化層形成在金屬箔片的外表面上，以完全包覆金屬箔片。高分子複合層形成在氧化層上，以部分地包覆氧化層。銀膠層直接形成在高分子複合層上，以直接包覆高分子複合層。藉此，氧化層與高分子複合層能夠彼此相連，以形成一位於氧化層與高分子複合層之間的第一連接介面，並且高分子複合層與銀膠層能夠彼此直接相連而不需要碳膠層，以形成一位於高分子複合層與銀膠層之間的第二連接介面。

Description

不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構及其堆疊型電容 器、以及高分子複合層
本發明涉及一種堆疊型電容器封裝結構及其堆疊型電容器、以及高分子複合層，特別是涉及一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構及其堆疊型電容器、以及應用於堆疊型電容器的高分子複合層。
電容器已廣泛地被使用於消費性家電用品、電腦主機板及其周邊、電源供應器、通訊產品以及汽車等的基本元件，其主要的作用包括濾波、旁路、整流、耦合、去耦、轉相等，是電子產品中不可缺少的元件之一。電容器依照不同的材質以及用途，有不同的型態，包括鋁質電解電容器、鉭質電解電容器、積層陶瓷電容器、薄膜電容器等。現有技術中，固態電解電容器具有小尺寸、大電容量、頻率特性優越等優點，而可使用於中央處理器的電源電路的解耦合作用。一般而言，可利用多個電容單元的堆疊，而形成高電容量的固態電解電容器，現有技術中的堆疊式固態電解電容器包括多個電容單元與導線架。每一個電容單元包括陽極部、陰極部與絕緣部，此絕緣部使陽極部與陰極部彼此電性絕緣。然而，每一個電容單元都會使用到碳膠層，所以仍然具有可改進空間。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供 一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構及其堆疊型電容器、以及高分子複合層。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器，所述堆疊型電容器包括：一金屬箔片、一氧化層、一高分子複合層以及一銀膠層。所述氧化層形成在所述金屬箔片的外表面上，以完全包覆所述金屬箔片。所述高分子複合層形成在所述氧化層上，以部分地包覆所述氧化層。所述銀膠層直接形成在所述高分子複合層上，以直接包覆所述高分子複合層。其中，所述氧化層與所述高分子複合層彼此相連，以形成一位於所述氧化層與所述高分子複合層之間的第一連接介面，且所述高分子複合層與所述銀膠層彼此直接相連而不需要所述碳膠層，以形成一位於所述高分子複合層與所述銀膠層之間的第二連接介面。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構，所述堆疊型電容器封裝結構包括：一導電支架、多個堆疊型電容器、一封裝膠體。所述導電支架包括至少一正極導電端子以及與至少一所述正極導電端子彼此分離的至少一負極導電端子。多個所述堆疊型電容器依序堆疊且設置在至少一所述正極導電端子與至少一所述負極導電端子之間。所述封裝膠體包覆多個所述堆疊型電容器的全部與所述導電支架的一部分。每一個所述堆疊型電容器包括：一金屬箔片、一氧化層、一高分子複合層以及一銀膠層。所述氧化層形成在所述金屬箔片的外表面上，以完全包覆所述金屬箔片。所述高分子複合層形成在所述氧化層上，以部分地包覆所述氧化層。所述銀膠層直接形成在所述高分子複合層上，以直接包覆所述高分子複合層。其中，所述氧化層與所述高分子複合層彼此相連，以形成一位於所述氧化層與所述高分子複合層之間的第一連接介面，且所述高分子複合層與所述銀膠層彼此直接相 連而不需要所述碳膠層，以形成一位於所述高分子複合層與所述銀膠層之間的第二連接介面。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是，提供一種高分子複合層，所述高分子複合層應用於不需要使用碳膠層的一堆疊型電容器，所述堆疊型電容器包括一金屬箔片、一氧化層、所述高分子複合層以及一銀膠層，所述氧化層形成在所述金屬箔片的外表面上以完全包覆所述金屬箔片，所述高分子複合層形成在所述氧化層上以部分地包覆所述氧化層，所述銀膠層直接形成在所述高分子複合層上以直接包覆所述高分子複合層，其特徵在於，所述高分子複合層所使用的材料包括0.1~5重量%的PEDOT：PSS複合物、1~30重量%的導電助劑、0.1~15重量%的氫鍵型黏著劑、0.01~5重量%的矽烷偶聯劑、0.5~5重量%的水溶性樹脂、0.001~1重量%的多胺類化合物以及餘量的水。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構及其堆疊型電容器、以及高分子複合層，其能通過“所述高分子複合層形成在所述氧化層上，以部分地包覆所述氧化層”以及“所述銀膠層直接形成在所述高分子複合層上，以直接包覆所述高分子複合層”的技術方案，以使得所述氧化層與所述高分子複合層彼此相連而形成一位於所述氧化層與所述高分子複合層之間的第一連接介面，並且使得所述高分子複合層與所述銀膠層彼此直接相連而形成一位於所述高分子複合層與所述銀膠層之間的第二連接介面。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
Z‧‧‧電容器封裝結構
F‧‧‧導電支架
F1‧‧‧正極導電端子
F100‧‧‧第一穿孔
F11‧‧‧第一內埋部
F12‧‧‧第一外露部
F2‧‧‧負極導電端子
F200‧‧‧第二穿孔
F21‧‧‧第二內埋部
F22‧‧‧第二外露部
S‧‧‧堆疊型電容器
1‧‧‧金屬箔片
100‧‧‧外表面
2‧‧‧氧化層
201‧‧‧第一部分外表面
202‧‧‧第二部分外表面
R‧‧‧圍繞狀阻隔層
R100‧‧‧外周圍表面
3‧‧‧高分子複合層
300‧‧‧外表面
4‧‧‧銀膠層
400‧‧‧外表面
C1‧‧‧第一連接介面
C2‧‧‧第二連接介面
M‧‧‧封裝膠體
D1、D2‧‧‧距離
S’‧‧‧堆疊型電容器
P、P’‧‧‧正極端
N、N’‧‧‧負極端
圖1為本發明第一實施例的堆疊型電容器的製作方法的流程圖。
圖2為本發明第一實施例的堆疊型電容器的製作方法的步驟S100與步驟S102的剖面示意圖。
圖3為本發明第一實施例的堆疊型電容器的製作方法的步驟S104的剖面示意圖。
圖4為本發明第一實施例的堆疊型電容器的製作方法的步驟S106的剖面示意圖。
圖5為本發明第一實施例的堆疊型電容器的製作方法的步驟S108的剖面示意圖。
圖6為本發明第一實施例的堆疊型電容器封裝結構的剖面示意圖。
圖7為本發明第二實施例的堆疊型電容器封裝結構的剖面示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構及其堆疊型電容器、以及高分子複合層”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應理解，雖然本文中可能使用術語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1至圖5所示，本發明第一實施例提供一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器S的製作方法。
首先，配合圖1與圖2所示，本發明堆疊型電容器的製作方法包括：提供一金屬箔片1(S100)，然後形成一氧化層2於金屬箔片1的外表面100上，以完全包覆金屬箔片1(S102)。舉例來說，依據不同的使用需求，金屬箔片1可以是鋁、銅或者任何的金屬材料，並且金屬箔片1的表面具有一多孔性腐蝕層，所以金屬箔片1可以是一具有多孔性腐蝕層的腐蝕箔片。當金屬箔片1被氧化後，金屬箔片1的表面就會形成一氧化層2，並且表面形成有氧化層2的金屬箔片1可以稱為一種閥金屬箔片(valve metal foil)。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
接著，配合圖1、圖2以及圖3所示，本發明堆疊型電容器的製作方法還進一步包括：圍繞地形成一圍繞狀阻隔層R於氧化層2的一外表面上(S104)，以將氧化層2的外表面劃分成彼此分離的一第一部分外表面201以及一第二部分外表面202。舉例來說，依據不同的使用需求，圍繞狀阻隔層R可以是一種可由任何的導電材料(例如Al或者Cu)所製成的導電層，或者是一種可由任何的絕緣材料(例如epoxy或者silicon)所製成的絕緣層。值得注意的是，依據不同的使用需求，堆疊型電容器的製作方法中也可省略步驟S104，也就是說本發明的製作方法也可以不使用圍繞狀阻隔層R。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
然後，配合圖1、圖3以及圖4所示，在步驟S102或者步驟S104之後，本發明堆疊型電容器的製作方法還進一步包括：形成一高分子複合層3於氧化層2上，以部分地包覆氧化層2(S106)。舉例來說，當氧化層2的外表面被圍繞狀阻隔層R劃分成彼此分離的一第一部分外表面201以及一第二部分外表面202時，高分 子複合層3會形成在氧化層2的第二部分外表面202上且完全包覆氧化層2的第二部分外表面202。舉例來說，依據不同的使用需求，高分子複合層3所使用的材料可以包括1~5重量%的乳化劑、0.1~5重量%的PEDOT：PSS複合物、1~30重量%的導電助劑(或是高沸點溶劑)、0.1~15重量%的氫鍵型黏著劑、0.01~5重量%的矽烷偶聯劑、0.5~5重量%的水溶性樹脂、0.001~1重量%的多胺類化合物以及餘量的水。特別一提的是，在高分子複合層3所使用的材料中，乳化劑是可以被省略的。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
再舉例來說，導電助劑是選自於由多元醇(polyol)、二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide,DMSO)以及N-甲基吡咯烷酮(N-Methyl-2-Pyrrolidone,NMP)所組成的群組。氫鍵型黏著劑是選自於由山梨糖醇(sorbitol)以及聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)所組成的群組。矽烷偶聯劑是選自於由3-縮水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷以及辛基三乙氧基矽烷所組成的群組。水溶性樹脂是選自於由水性聚氨酯(water-based polyurethane)、水性聚乙烯(water-based polyethylene)以及水性聚甲基丙烯酸甲酯(water-based polymethylmethacrylate)所組成的群組。多元醇是選自於由乙二醇(ethylene glycol)、丙三醇(Glycerol)、聚乙二醇(Polyethylene glycol)以及聚丙三醇(Polyglycefine)所組成的群組。多胺類化合物是選自於由脂族胺(aliphatic amines)、酰胺(amides)、芳香胺(aromatic amines)、胺基酸(amino acids)、聚合胺(polymeric amines)以及聚醚胺(polyether amines)所組成的群組。脂族胺可包括α,ω-二胺(α,ω-diamines)，例如，1,4-二氨基環己烷(1,4-diaminocyclohexane)或1,4-雙氨基甲基(環己烷)[1,4-bis aminomethyl(cyclohexane)]。直鏈脂族α,ω-二胺(linear aliphatic α,ω-diamines)或其衍生物舉例為乙二胺 (ethylenediamine)、1,6-己二胺(1,6-hexanediamine)、1,7-庚二胺(1,7-heptanediamine)、1,8-辛二胺(1,8-octanediamine)、1,9-壬二胺(1,9-nonanediamine)、1,10-癸二胺(1,10-decanediamine)、1,12-十二烷二胺(1,12-dodecanediamine)、N,N-二甲基乙二胺(N,N-dimethylethylenediamine)、N,N,N'N'四甲基-1,4丁二胺(N,N,N'N'tetramethyl-1,4,butanediamine)、N,N,N,N'N'N'-六甲基己烷亞甲基二銨(N,N,N,N'N'N'-hexamethylhexane methylene-diammonium dibromide)、哌嗪(piperazine)、1-(3-氨基丙基)哌嗪[1-(3-aminopropyl)piperazine]、1-(2-氨基乙基)哌嗪[1-(2-aminoethyl)piperazine]、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane)、N，N，N'N四(2-羥丙基)乙二胺[N,N,N'N-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine]、N-[3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基]亞乙基二胺(N-[3-(trimethoxysilyl)propyl]ethylenediannine)及1,4-雙(3-氨基丙基)哌嗪(1,4-bis(3-amino-propyl)piperazine)。酰胺舉例為N,N'-二乙酰基-1,6-己二胺(N,N'-diacetyl-1,6-hexanediamine)、N,N,N'N'-四乙酰基二胺(N,N,N'N'-tetraacetylethylene-diamine)、1,4-二甲酰基哌嗪(1,4-diformylpiperazines)及N,N'-亞乙基雙(硬脂酰胺)[N,N'-ethylenebis(stearamide)]。脂族胺包括具有至少三個胺基的直鏈脂族胺(linear aliphatic amines)舉例為，1,4-雙(3-氨基丙基)哌嗪、N-(6-氨基己基)-1,6-二氨基己烷N-(6-aminohexyl)-1,6-diaminohexane、N-(3-氨基丙基)-1,4-二氨基丁烷[N-(3-aminopropyl)-1,4-diaminobutane]及3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基三甲氧基矽烷(3-[2-(2-aminoethylamino)ethyleneamino]propyltrimethoxysilane)。具有至少兩個胺基的芳香胺舉例為甲基綠(brilliant green)、4,4'-亞甲基雙(N,N-二縮水甘油基苯胺)[4,4'-methylenebis(N,N-diglycidylaniline)]、鄰苯二胺 (o-phenylene-di-amine)、間苯二胺(m-phenylenediamine)、對苯二胺(p-phenylenediamine)、1,5-二氨基萘(1,5-diaminonaphthalene)、1,8-二氨基萘(1,8-diaminonaphthalene)、2,3-二氨基萘(2,3-diaminonaphthalene)、3-氨基苯基碸(3-aminophenyl sulfone)、4-氨基苯基碸(4-aminophenyl sulfone)、4-氨基苯基醚(4-aminophenyl ether)、3-3'-二氨基聯苯胺(3-3'-diaminobenzidine)、2-(4-氨基苯基)乙胺(2-(4-aminophenyl)ethylamine)、4,4'-亞甲基(4,4'-methylenendianiline)、2,6-二氨基甲苯(2,6-diaminotoluene)、N,N,N'N'-四甲基-對苯二胺(N,N,N'N'-tetramethyl-p-phenylenediamine)、4,4'-雙(二乙基氨基)二苯甲酮(4,4'-bis(diethylamino)benzophenone)、4,4'-雙(二甲基-氨基)二苯基甲醇(4,4'-bis(dimethyl-amino)benzhydrol)、3,3',5,5'-四甲基聯(3,3',5,5'-tetramethylbenzidine)、金胺O(Auramine O)、品红S(Rubine S)、間苯二甲胺(m-xylenediamine)、酞(phthalein)、絡合(complexone)、考馬斯亮藍G(Brilliant Blue G)、葉酸(folic acid)。芳香族三胺(aromatic triamines)舉例為4,4',4"-亞甲基三(N,N-二甲基苯胺)[4,4',4"-methyliditetris(N,N-dimethylaniline)]。聚合胺舉例為聚(丙二醇)雙(2-氨基丙基)醚[poly(propylene glycol)bis(2-aminopropyl)ether]、聚乙烯亞胺(polyethyleneimine)、及聚(烯丙基胺)[poly(allylamine)]、乙氧基化聚乙烯亞胺(ethoxylated polyethylenimine)(ethoxylated polyethyleinnine)。聚醚(polyethers)舉例為NH2-(CH2)x(CH2CH2O)y(CH2)z-NH2，其中，x和z為0至3的整數，並且y為2至8的整數，以及咪唑衍生物(imidazole derivatives)，例如，1-(3-氨基丙基)咪唑(1-(3-aminopropyl)imidazole)。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
最後，配合圖1、圖4以及圖5所示，本發明堆疊型電容器的 製作方法還進一步包括：直接形成一銀膠層4於高分子複合層3上，以直接包覆高分子複合層3(S108)。舉例來說，銀膠層4會形成在高分子複合層3的一外表面300上且完全包覆高分子複合層3的外表面300。舉例來說，依據不同的使用需求，銀膠層4所使用的材料可以包括40~90重量%的銀粉、0.1~5重量%的分散劑、1~10重量%的水溶性樹脂、5~40重量%的溶劑以及餘量的水。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
再舉例來說，銀粉的粒徑介於1至50μm之間，並且銀粉可以是各種不同的形狀，如球銀、片銀等等。分散劑為帶有酸基(acid group)或者氨基(amino group)的超分散劑。水溶性樹脂是選自於由水性聚氨酯(water-based polyurethane)、水性聚乙烯(water-based polyethylene)以及水性聚甲基丙烯酸甲酯(water-based polymethylmethacrylate)所組成的群組。溶劑是選自於由多元醇(Polyol)、丁酮(methyl ethyl ketone)、甲基異丁酮(methyl isobutyl ketone)以及乙酸正丁酯(butyl acetate)所組成的群組。多元醇是選自於由乙二醇(ethylene glycol)、丙三醇(glycerol)、聚乙二醇(polyethylene glycol)、聚丙三醇(polyglycefine)、乙二醇丁醚(ethylene glycol monobutylether)以及聚乙二醇丁醚(ethylene glycol butyl ether)所組成的群組。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
舉例來說，如圖5所示，圍繞狀阻隔層R的一外周圍表面R100相對於氧化層2的距離D1會大於、小於或者等於銀膠層4的一外表面400相對於氧化層2的距離D2。也就是說，當圍繞狀阻隔層R的外周圍表面R100相對於氧化層2的距離D1大於、小於或者等於銀膠層4的外表面400相對於氧化層2的距離D2時，高分子複合層3與銀膠層4都會受到圍繞狀阻隔層R的限制而不會越過圍繞狀阻隔層R。另外，高分子複合層3的一末端與銀膠層4的一末端都會接觸或者分離圍繞狀阻隔層R，以使得高分子複合層3的長度以及銀膠層4的長度都受到圍繞狀阻隔層R的限制。然而， 本發明不以上述所舉的例子為限。
值得注意的是，如圖5所示，氧化層2與高分子複合層3會彼此相連，以形成一位於氧化層2與高分子複合層3之間的第一連接介面C1，並且高分子複合層3與銀膠層4會彼此直接相連而不需要碳膠層，以形成一位於高分子複合層3與銀膠層4之間的第二連接介面C2。也就是說，高分子複合層3與銀膠層4兩者會直接彼此相連而形成一雙層結構，所以高分子複合層3與銀膠層4之間不會有任何的碳膠層存在。
再者，如圖5所示，本發明第一實施例還進一步提供一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器S，其包括一金屬箔片1、一氧化層2、一高分子複合層3以及一銀膠層4。氧化層2形成在金屬箔片1的外表面100上，以完全包覆金屬箔片1。高分子複合層3形成在氧化層2上，以部分地包覆氧化層2。銀膠層4直接形成在高分子複合層3上，以直接包覆高分子複合層3。更進一步來說，氧化層2與高分子複合層3會彼此相連，以形成一位於氧化層2與高分子複合層3之間的第一連接介面C1，並且高分子複合層3與銀膠層4會彼此直接相連而不需要碳膠層，以形成一位於高分子複合層3與銀膠層4之間的第二連接介面C2。
舉例來說，如圖5所示，不需要使用碳膠層的堆疊型電容器S還進一步包括一圍繞狀阻隔層R，圍繞狀阻隔層R圍繞地形成在氧化層2的一外表面上，以將氧化層2的外表面劃分成彼此分離的一第一部分外表面201以及一第二部分外表面202。另外，高分子複合層3會形成在氧化層2的第二部分外表面202上且完全包覆氧化層2的第二部分外表面202，並且銀膠層4會形成在高分子複合層3的一外表面300上且完全包覆高分子複合層3的外表面300。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
舉例來說，如圖5所示，圍繞狀阻隔層R的一外周圍表面R100相對於氧化層2的距離D1會大於、小於或者等於銀膠層4的一外 表面400相對於氧化層2的距離D2。也就是說，當圍繞狀阻隔層R的外周圍表面R100相對於氧化層2的距離D1大於、小於或者等於銀膠層4的外表面400相對於氧化層2的距離D2時，高分子複合層3與銀膠層4都會受到圍繞狀阻隔層R的限制而不會越過圍繞狀阻隔層R。另外，高分子複合層3的一末端與銀膠層4的一末端都會接觸或者分離圍繞狀阻隔層R，以使得高分子複合層3的長度以及銀膠層4的長度都受到圍繞狀阻隔層R的限制。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
值得注意的是，如圖5所示，本發明第一實施例提供一種高分子複合層3，高分子複合層3能應用於不需要使用碳膠層的一堆疊型電容器S，並且堆疊型電容器S包括一金屬箔片1、一氧化層2、高分子複合層3以及一銀膠層4。更進一步來說，氧化層2會形成在金屬箔片1的外表面上以完全包覆金屬箔片1，高分子複合層3會形成在氧化層2上以部分地包覆氧化層2，並且銀膠層4會直接形成在高分子複合層3上以直接包覆高分子複合層3。高分子複合層3更可包括一打底層及一可溶性奈米微粒高分子包覆層；其中高分子複合層3是先形成打底層於氧化層2上，再形成可溶性奈米微粒高分子包覆層；其中打底層形成於氧化層2上的厚度小於1μm。舉例而言，打底層中可以包括多個可溶性奈米微粒，而可溶性奈米微粒是奈米等級的導電高分子材料，且可以是苯胺、聚吡咯、聚噻吩、PEDOT：PSS複合物或是其等的任意組合。值得一提的是，打底層可以是通過多次的塗佈與烘乾步驟來形成，舉例而言，可以重複塗佈-烘乾步驟3至15次，以確保打底層的效果。更進一步而言，打底層可為化學聚合高分子打底層、可溶性奈米微粒高分子打底層或兩者依序形成於氧化層2上。舉例來說，依據不同的使用需求，高分子複合層3所使用的材料包括1~5重量%的乳化劑、0.1~5重量%的PEDOT：PSS複合物、1~30重量%的導電助劑(或是高沸點溶劑)、0.1~15重量%的氫鍵型黏 著劑、0.01~5重量%的矽烷偶聯劑、0.5~5重量%的水溶性樹脂、0.001~1重量%的多胺類化合物以及餘量的水。特別一提的是，在高分子複合層3所使用的材料中，乳化劑是可以被省略的。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
承上所述，固態電解電容器是以固態電解質取代液態電解液做為陰極，而導電高分子基於其高導電性、製程容易等優點已被廣泛應用於固態電解電容的陰極材料。導電高分子材料包含聚苯胺(polyaniline,PAni)、聚吡咯(polypyrrole,PPy)及聚噻吩(polythiophene,PTh)等材料及其衍生物。其中，聚二氧乙基噻吩-聚苯乙烯磺酸高分子(PEDOT：PSS)複合物具有優異的導電性，且相較於其他高分子，例如PAni和PPy等，PEDOT：PSS複合物具有較低的聚合速率，因此可在常溫下進行聚合反應而降低的製備的困難度。另外，PEDOT：PSS複合物更具有相較於其他高分子較佳的耐候性及耐熱性。除此之外，PEDOT：PSS複合物還具有良好分散性、低生產成本、高透明度以及優異的處理性(processability)。因此，使用PEDOT：PSS複合物作為形成電容器的陰極部上高分子複合層3的原料對於電容器的電氣效果的提升有很大的助益。
值得注意的是，如圖5所示，本發明第一實施例提供一種銀膠層4，銀膠層4應用於不需要使用碳膠層的一堆疊型電容器S，並且堆疊型電容器S包括一金屬箔片1、一氧化層2、一高分子複合層3以及銀膠層4。更進一步來說，氧化層2會形成在金屬箔片1的外表面上以完全包覆金屬箔片1，高分子複合層3會形成在氧化層2上以部分地包覆氧化層2，並且銀膠層4會直接形成在高分子複合層3上以直接包覆高分子複合層3。舉例來說，依據不同的使用需求，銀膠層4所使用的材料包括40~90重量%的銀粉、0.1~5重量%的分散劑、1~10重量%的水溶性樹脂、5~40重量%的溶劑以及餘量的水。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
值得注意的是，請參閱圖6所示，本發明第一實施例還提供 一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構Z，其包括一導電支架F、多個堆疊型電容器S以及一封裝膠體M。
首先，如圖6所示，導電支架F包括至少一正極導電端子F1以及與至少一正極導電端子F1彼此分離的至少一負極導電端子F2。更進一步來說，至少一正極導電端子F1具有一第一內埋部F11以及一第一外露部F12，並且至少一正極導電端子F1具有至少一貫穿第一內埋部F11的第一穿孔F100。另外，至少一負極導電端子F2具有一第二內埋部F21以及一第二外露部F22，並且至少一負極導電端子F2具有至少一貫穿第二內埋部F21的第二穿孔F200。
再者，配合圖5與圖6所示，多個堆疊型電容器S依序堆疊且設置在至少一正極導電端子F1與至少一負極導電端子F2之間，並且每一個堆疊型電容器S具有一正極端P以及一負極端N。舉例來說，如圖5所示，每一個堆疊型電容器S包括一金屬箔片1、一氧化層2、一高分子複合層3以及一銀膠層4。氧化層2形成在金屬箔片1的外表面上，以完全包覆金屬箔片1。高分子複合層3形成在氧化層2上，以部分地包覆氧化層2。銀膠層4直接形成在高分子複合層3上，以直接包覆高分子複合層3。
此外，如圖6所示，封裝膠體M包覆多個堆疊型電容器S的全部與導電支架F的一部分。更進一步來說，多個堆疊型電容器S、正極導電端子F1的第一內埋部F11以及負極導電端子F2的第二內埋部F21會被封裝膠體M所完全包覆，並且正極導電端子F1的第一外露部F12與負極導電端子F2的第二外露部F22會裸露在封裝膠體M的外部。值得注意的是，正極導電端子F1的至少一第一穿孔F100與負極導電端子F2的至少一第二穿孔F200會被封裝膠體M所填充，所以導電支架F與封裝膠體M的結合強度能夠被有效提升，進而提高堆疊型電容器封裝結構Z本身的結構強度以及所能夠提供的電氣特性。
值得注意的是，由於高分子複合層3所使用的材料與銀膠層4所使用的材料都有水溶性樹脂，所以高分子複合層3與銀膠層4兩者的相容性很好，且高分子複合層3與銀膠層4之間的介面阻抗很低，而具有較低的等效串聯電阻(Equivalent Series Resistance，ESR)。舉例來說，現有技術的酚醛樹脂型銀膠的ESR約為100~500毫歐姆，現有技術的環氧樹脂型銀膠的ESR約為500~1000毫歐姆，本發明的水性樹脂型銀膠的ESR約為3~80毫歐姆。另外，除了本發明堆疊型電容器封裝結構Z的ESR能夠降低之外，堆疊型電容器封裝結構Z在不需使用碳膠層的情況下，仍然能夠提供符合需求的電容量(Capacitance，Cap)、損耗因子(Dissipation Factor，DF)以及漏電流(Leakage Current，LC)。
[第二實施例]
請參閱圖7所示，本發明第二實施例提供一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構Z，其包括一導電支架F、多個堆疊型電容器S以及一封裝膠體M。由圖7與圖6的比較可知，本發明第二實施例與第一實施例最大的差別在於：第二實施例的堆疊型電容器封裝結構Z還進一步包括：多個另外的堆疊型電容器S’。
更進一步來說，多個另外的堆疊型電容器S’會依序堆疊且設置在至少一正極導電端子F1與至少一負極導電端子F2之間，並且每一個另外的堆疊型電容器S’具有一正極端P’以及一負極端N’。另外，多個另外的堆疊型電容器S’的全部會被封裝膠體M所包覆，並且堆疊型電容器S與另外的堆疊型電容器S’分別位於導電支架F的兩相反側端上。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構Z及其堆疊型電容器S、以及高 分子複合層3，其能通過“高分子複合層3形成在氧化層2上，以部分地包覆氧化層2”以及“銀膠層4直接形成在高分子複合層3上，以直接包覆高分子複合層3”的技術方案，以使得氧化層2與高分子複合層3彼此相連而形成一位於氧化層2與高分子複合層3之間的第一連接介面C1，並且使得高分子複合層3與銀膠層4彼此直接相連而形成一位於高分子複合層3與銀膠層4之間的第二連接介面C2。
值得注意的是，正極導電端子F1的至少一第一穿孔F100與負極導電端子F2的至少一第二穿孔F200會被封裝膠體M所填充，所以導電支架F與封裝膠體M的結合強度能夠被有效提升，進而提高堆疊型電容器封裝結構Z本身的結構強度以及所能夠提供的電氣特性。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
S‧‧‧堆疊型電容器
1‧‧‧金屬箔片
100‧‧‧外表面
2‧‧‧氧化層
201‧‧‧第一部分外表面
202‧‧‧第二部分外表面
R‧‧‧圍繞狀阻隔層
R100‧‧‧外周圍表面
3‧‧‧高分子複合層
300‧‧‧外表面
4‧‧‧銀膠層
400‧‧‧外表面
C1‧‧‧第一連接介面
C2‧‧‧第二連接介面
D1、D2‧‧‧距離

Claims (14)

  1. 一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器，所述堆疊型電容器包括：一金屬箔片；一氧化層，所述氧化層形成在所述金屬箔片的外表面上，以完全包覆所述金屬箔片；一高分子複合層，所述高分子複合層形成在所述氧化層上，以部分地包覆所述氧化層，所述高分子複合層為一導電高分子複合層；以及一銀膠層，所述銀膠層直接形成在所述高分子複合層上，以直接包覆所述高分子複合層；其中，所述氧化層與所述高分子複合層彼此相連，以形成一位於所述氧化層與所述高分子複合層之間的第一連接介面，且所述高分子複合層與所述銀膠層彼此直接相連而不需要所述碳膠層，以形成一位於所述高分子複合層與所述銀膠層之間的第二連接介面。
  2. 如請求項1所述的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器，還進一步包括：一圍繞狀阻隔層，所述圍繞狀阻隔層圍繞地形成在所述氧化層的一外表面上，以將所述氧化層的所述外表面劃分成彼此分離的一第一部分外表面以及一第二部分外表面，且所述高分子複合層形成在所述氧化層的所述第二部分外表面上且完全包覆所述氧化層的所述第二部分外表面；其中，所述銀膠層形成在所述高分子複合層的一外表面上且完全包覆所述高分子複合層的所述外表面，且所述圍繞狀阻隔層的一外周圍表面相對於所述氧化層的距離大於、小於或者等於所述銀膠層的一外周圍表面相對於所述氧化層的距離；其中，所述高分子複合層的一末端與所述銀膠層的一末端都接觸或者分離所述圍 繞狀阻隔層，以使得所述高分子複合層的長度以及所述銀膠層的長度都受到所述圍繞狀阻隔層的限制。
  3. 如請求項1所述的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器，其中，所述高分子複合層所使用的材料包括1~5重量%的乳化劑、0.1~5重量%的PEDOT：PSS複合物、1~30重量%的導電助劑、0.1~15重量%的氫鍵型黏著劑、0.01~5重量%的矽烷偶聯劑、0.5~5重量%的水溶性樹脂、0.001~1重量%的多胺類化合物以及餘量的水；其中，所述導電助劑是選自於由多元醇、二甲基亞碸以及N-甲基吡咯烷酮所組成的群組，所述氫鍵型黏著劑是選自於由山梨糖醇以及聚乙烯醇所組成的群組，且所述水溶性樹脂是選自於由水性聚氨酯、水性聚乙烯以及水性聚甲基丙烯酸甲酯所組成的群組；其中，所述多元醇是選自於由乙二醇、丙三醇、聚乙二醇以及聚丙三醇所組成的群組。
  4. 如請求項1所述的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器，其中，以所述銀膠層所使用的材料的總重為100重量%，所述銀膠層所使用的材料包括40~90重量%的銀粉、0.1~5重量%的分散劑、1~10重量%的水溶性樹脂、5~40重量%的溶劑以及餘量的水；其中，所述銀粉的粒徑介於1至50μm之間，所述分散劑為帶有酸基或者氨基的超分散劑，所述水溶性樹脂是選自於由水性聚氨酯、水性聚乙烯以及水性聚甲基丙烯酸甲酯所組成的群組，且所述溶劑是選自於由多元醇、丁酮、甲基異丁酮以及乙酸正丁酯所組成的群組；其中，所述多元醇是選自於由乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙三醇、乙二醇丁醚以及聚乙二醇丁醚所組成的群組。
  5. 一種不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構，所述堆疊型電容器封裝結構包括：一導電支架，所述導電支架包括至少一正極導電端子以及與至少一所述正極導電端子彼此分離的至少一負極導電端子； 多個堆疊型電容器，多個所述堆疊型電容器依序堆疊且設置在至少一所述正極導電端子與至少一所述負極導電端子之間，每一個所述堆疊型電容器包括：一金屬箔片；一氧化層，所述氧化層形成在所述金屬箔片的外表面上，以完全包覆所述金屬箔片；一高分子複合層，所述高分子複合層形成在所述氧化層上，以部分地包覆所述氧化層，所述高分子複合層為一導電高分子複合層；以及一銀膠層，所述銀膠層直接形成在所述高分子複合層上，以直接包覆所述高分子複合層；以及一封裝膠體，所述封裝膠體包覆多個所述堆疊型電容器的全部與所述導電支架的一部分；其中，所述氧化層與所述高分子複合層彼此相連，以形成一位於所述氧化層與所述高分子複合層之間的第一連接介面，且所述高分子複合層與所述銀膠層彼此直接相連而不需要所述碳膠層，以形成一位於所述高分子複合層與所述銀膠層之間的第二連接介面。
  6. 如請求項5所述的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構，還進一步包括：多個另外的堆疊型電容器，多個另外的所述堆疊型電容器依序堆疊且設置在至少一所述正極導電端子與至少一所述負極導電端子之間，多個另外的所述堆疊型電容器全部被所述封裝膠體所包覆，且所述堆疊型電容器與另外的所述堆疊型電容器分別位於所述導電支架的兩相反側端上；其中，至少一所述正極導電端子具有被所述封裝膠體所包覆的一第一內埋部以及裸露在所述封裝膠體的外部的一第一外露部，且至少一所述正極導電端子具有貫穿所述第一內埋部且被所述封裝膠體所填充的至少一第一穿孔；其中，至少一所述負 極導電端子具有被所述封裝膠體所包覆的一第二內埋部以及裸露在所述封裝膠體的外部的一第二外露部，且至少一所述負極導電端子具有貫穿所述第二內埋部且被所述封裝膠體所填充的至少一第二穿孔。
  7. 如請求項5所述的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構，其中，每一個所述堆疊型電容器還進一步包括一圍繞狀阻隔層，所述圍繞狀阻隔層圍繞地形成在所述氧化層的一外表面上，以將所述氧化層的所述外表面劃分成彼此分離的一第一部分外表面以及一第二部分外表面，且所述高分子複合層形成在所述氧化層的所述第二部分外表面上且完全包覆所述氧化層的所述第二部分外表面；其中，所述銀膠層形成在所述高分子複合層的一外表面上且完全包覆所述高分子複合層的所述外表面，且所述圍繞狀阻隔層的一外周圍表面相對於所述氧化層的距離大於、小於或者等於所述銀膠層的一外周圍表面相對於所述氧化層的距離；其中，所述高分子複合層的一末端與所述銀膠層的一末端都接觸或者分離所述圍繞狀阻隔層，以使得所述高分子複合層的長度以及所述銀膠層的長度都受到所述圍繞狀阻隔層的限制。
  8. 如請求項5所述的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構，其中，所述高分子複合層所使用的材料包括1~5重量%的乳化劑、0.1~5重量%的PEDOT：PSS複合物、1~30重量%的導電助劑、0.1~15重量%的氫鍵型黏著劑、0.01~5重量%的矽烷偶聯劑、0.5~5重量%的水溶性樹脂、0.001~1重量%的多胺類化合物以及餘量的水；其中，所述導電助劑是選自於由多元醇、二甲基亞碸以及N-甲基吡咯烷酮所組成的群組，所述氫鍵型黏著劑是選自於由山梨糖醇以及聚乙烯醇所組成的群組，且所述水溶性樹脂是選自於由水性聚氨酯、水性聚乙烯以及水性聚甲基丙烯酸甲酯所組成的群組；其中，所述多元醇是選自於 由乙二醇、丙三醇、聚乙二醇以及聚丙三醇所組成的群組。
  9. 如請求項5所述的不需要使用碳膠層的堆疊型電容器封裝結構，其中，以所述銀膠層所使用的材料的總重為100重量%，所述銀膠層所使用的材料包括40~90重量%的銀粉、0.1~5重量%的分散劑、1~10重量%的水溶性樹脂、5~40重量%的溶劑以及餘量的水；其中，所述銀粉的粒徑介於1至50μm之間，所述分散劑為帶有酸基或者氨基的超分散劑，所述水溶性樹脂是選自於由水性聚氨酯、水性聚乙烯以及水性聚甲基丙烯酸甲酯所組成的群組，且所述溶劑是選自於由多元醇、丁酮、甲基異丁酮以及乙酸正丁酯所組成的群組；其中，所述多元醇是選自於由乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙三醇、乙二醇丁醚以及聚乙二醇丁醚所組成的群組。
  10. 一種高分子複合層，所述高分子複合層應用於不需要使用碳膠層的一堆疊型電容器，所述堆疊型電容器包括一金屬箔片、一氧化層、所述高分子複合層以及一銀膠層，所述氧化層形成在所述金屬箔片的外表面上以完全包覆所述金屬箔片，所述高分子複合層形成在所述氧化層上以部分地包覆所述氧化層，所述高分子複合層為一導電高分子複合層，所述銀膠層直接形成在所述高分子複合層上以直接包覆所述高分子複合層，其特徵在於，所述高分子複合層所使用的材料包括0.1~5重量%的PEDOT：PSS複合物、1~30重量%的導電助劑、0.1~15重量%的氫鍵型黏著劑、0.01~5重量%的矽烷偶聯劑、0.5~5重量%的水溶性樹脂、0.001~1重量%的多胺類化合物以及餘量的水。
  11. 如請求項10所述的高分子複合層，其中，所述高分子複合層包括一化學聚合法高分子打底層及一可溶性奈米微粒高分子包覆層；所述化學聚合法高分子打底層形成於所述可溶性奈米微粒高分子包覆層及氧化層之間。
  12. 如請求項10所述的高分子複合層，其中，所述高分子複合層 包括一可溶性奈米微粒高分子打底層及一可溶性奈米微粒高分子包覆層；所述可溶性奈米微粒高分子打底層形成於所述可溶性奈米微粒高分子包覆層及氧化層之間。
  13. 如請求項10所述的高分子複合層，其中，所述高分子複合層包括一化學聚合法高分子打底層、一可溶性奈米微粒高分子打底層及一可溶性奈米微粒高分子包覆層；其中，所述高分子複合層於所述氧化層上依序形成所述化學聚合法高分子打底層、所述可溶性奈米微粒高分子打底層及所述可溶性奈米微粒高分子包覆層。
  14. 如請求項10所述的高分子複合層，其中，所述高分子複合層所使用的材料包括1~5重量%的乳化劑、0.1~5重量%的PEDOT：PSS複合物、1~30重量%的導電助劑、0.1~15重量%的氫鍵型黏著劑、0.01~5重量%的矽烷偶聯劑、0.5~5重量%的水溶性樹脂、0.001~1重量%的多胺類化合物以及餘量的水；其中，所述導電助劑是選自於由多元醇、二甲基亞碸以及N-甲基吡咯烷酮所組成的群組，所述氫鍵型黏著劑是選自於由山梨糖醇以及聚乙烯醇所組成的群組，且所述水溶性樹脂是選自於由水性聚氨酯、水性聚乙烯以及水性聚甲基丙烯酸甲酯所組成的群組；其中，所述多元醇是選自於由乙二醇、丙三醇、聚乙二醇以及聚丙三醇所組成的群組。
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