TWI229355B - Solid electrolytic capacitor - Google Patents

Description

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五、發明說明（1) 域】 種以一電性南分子層作為 固體電解質 【發明所屬之技術領 本發明係關於〜 層的固體電解電容器 【先前技術】 使用固體電解質屉沾㈤碰； 容量大…等效串；=體電解電容器，係因為小型且 器中。尤其是使用導電性古=，所以廣泛地使用於電子機 電解電容器，和使用-F々口篮包斛貝層的固體 au.nod^ethane； ^ ^ ^ ^ TCNQCTetracyano 具有等效串聯電阻低二畔本S比-甲& )錯合物者相比 固體電解電容器寸近年來已增加了生產數量 中，用以保護電容哭-般係將电谷杰元件收納在外裝部 在安裝基板上的形狀，^的同/可，可將外形形成適合裝配 器元件（1 )的概略圖。、弟7圖係以往所採用的捲繞型電容 (2 )，該捲繞部（2 )你.捲繞型電容器兀件（1 )係具有捲繞部 隔物（23)之帶狀的陪错由一起捲繞間隔著帶狀的絕緣性間 極箔（2 1 )係使用鋁、蛋、泊（2 1 )及陰極箔（2 2 )而構成者。陽 in e t a 1 )之，且陽極二銳或疋鈦專的閥金屬（v a 1 v e 形成有介電質氧化说:（2 1 )的表面，係進行蝕刻處理，而 屬。在捲繞部（2 )的〗^。/陰極泊（2 2 )，亦使用一般的閥金 繞部（2 )的模型崩掠貞’面係貼上止捲膠帶（2 4 )，以防止捲 |各自接合由鋁所开/在陽極箔（21)及陰極箔（22)上，係 端子(31) (32)，(31)02)，藉由該等接頭 |使陰極導、線U2)和陰陽極猪⑵）電連接， 1229355 五、發明說明（2)

第8圖係使用上述電容器元件（1 )的縱型且晶片型固體 電解電容器之剖視圖。另外，在本圖中，係簡化顯示電容 器元件（1 )的剖面。電容器元件（1 )，係在陽極箔（2 1 )和陰 極箔（2 2 )之間形成固體電解質層，並收納在有底筒狀的金 屬製殼體（1 1 )内。金屬殼體（1 1 )係例如由鋁所形成。封口 橡膠（1 2 )，係為了阻塞金屬殼體（1 1 )的開口部而設置。封 口橡膠（1 2 )，係例如由丁基橡膠所形成。藉由對金屬製殼 體（1 1 )側壁進行束徑處理，同時對金屬製殼體（11 )之端部 進行向内側彎曲的處理以形成捲邊部（1 3 )，即可確實地施 行開口的密封和封口橡膠（1 2 )的固定。 在金屬製殼體（1 1 )的端部，係安裝有蓋狀的座板 (1 4 )。座板（1 4 )係由例如絕緣性塑膠所形成。陽極導線 (4 1 )及陰極導線（4 2 )，係貫穿封口橡膠（1 2 )及座板（1 4 )， 且在该等導線（4 1 )( 4 2 )自座板（1 4 )突出的部份，施以塑性 加工’而各自構成陽極電極端子（6 1 )及陰極電極端子 (6 2 )。該等電極端子（6丨）（6 2 )係較薄的平板狀形狀，且配 置於座板（14)的表面上。 狀固體電解電容器，係使用在各式各樣的電子機器中， 二配方;、该等電子機荔内的安裝基板上。在的筆記型電腦 i哭，式貢訊終端（PDA)等朝小型化及薄型化發展的電子 固i 1 Ϊ f安裝基板的高密度化及薄型〖，隨此也要求 要求％二毛谷益本體小型化及薄型化。因而，為了滿足該 口梭腹 述的習知固體電解電容器中，可考慮缩小封 >(12)及座板（14)的厚度。另夕卜，要縮小電解電容器

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第7頁 1229355 五、發明說明（4) 絕緣性樹脂形成，用以被覆上述電容器元件之外殼，其中 上述電容器元件係具有捲繞部，該捲繞部係藉由一起捲繞 間隔著間隔物上表面上形成有介電質氧化皮膜的陽極箔及 陰極箔所構成者，在上述陽極箔及陰極箔之間形成有導電 性高分子層，且和上述陽極箔電連接的陽極導線、以及和 上述陰極猪電連接的陰極導線，係從上述捲繞部延伸出並 貫穿上述外殼，而各自與配置於上述外殼的表面之陽極端 子板及陰極端子板連接。 再者，本發明的固體電解電容器，係除了上述構成， 尚具有並未和上述陽極導線及陰極導線電連接而被覆上述 捲繞部的金屬層，或是由被覆上述捲繞部之氟系、矽系等 拒水性樹脂所形成的塗敷層。 又，在本發明的固體電解電容器中，於配置有上述陽 極端子板和陰極端子板的上述外殼之上述表面上，設置有 用以和安裝基板接合的金屬製接合用輔助部。 藉由使用樹脂製的外殼覆蓋捲繞部，則不需要習知固 體電解電容器中之封口橡膠、捲邊部及座板。而且，因為 在樹脂的厚度上沒有加上封口橡膠、卷邊部及座板的厚 度，所以在固體電解電容中，能夠減薄陽極導線及陰極導 線側的部份。更且，由於該等導線變短，故導線對於等效 串聯電阻的影響會變低。 由於使用金屬層或是非親水性樹脂所形成的塗敷層來 被覆捲繞部，故能夠大幅度地減低透過外殼侵入捲繞部内 的水分，而幾乎沒有因水分而造成電容器特性之變化之情

314480.ptd 第8頁 1229355 五、發明說明（5)^ ^ _________ 形。 在外殼的表面上，除了陽極 增加設置接合用輔助部，由 ^陰極端子板，尚 板-起藉由焊接等作業來和安裝；：：；助部與該等端子 動性的車載電子裝置等，，能夠將固體：：2 f求耐振 地固定在安裝基板上。 、 兔角午包谷為更穩固 【實施方式】 電容圖式詳Ϊ本發明之一例。…固體電解 ;:同：疋類似的構成，係以相同元件符號顯示。 神s 示本發明固體電解電容器之第1實施例的立 月豆圖弟/圖係將第1圖之電容器剖開之剖視圖。電容器元 1 係由絕緣性樹脂形成的外殼（5 )所覆蓋。絕緣性樹 脂，係使用例如環氧樹脂。外殼（5 )係做成略長方形的形 狀，而陽極電極端子（61)及陰極電極端子（62)，係配置於 外殼（5 )之一表面上形成的凹陷部（5丨）（5丨）内。在平坦的 外殼（5 )表面上未直接配置電極端子（6丨）（6 2 )，而是如此 地藉由將该等電極端子（6 1 )( 6 2 )陷入配置在凹陷部 (5 1 )( 5 1 )内，以使固體電解電容器的高度更加地低。陽極 導線（4 1 )及陰極導線（4 2 )，係從電容器元件（1 )朝向形成 有凹陷部（51)(51 )之外殼（5 )的表面筆直地延伸。該等導 線（4 1 ) ( 4 2 )係貫穿外殼（5 )而到達凹陷部（5 1 ) ( 5 2 )的底 面，並各自和陽極電極端子（6 1 )及陰極電極端子（6 2 )連 有關本發明之固體電解電容器，係如以下方式製作。

314480.ptd 第9頁 1229355 五、發明說明（6) 首先，製作如第7圖所示之電容器元件（1 )。關於該電容器 元件（1 )的構成係和先前所說明者相同。另外，因為陽極 箔（2 1 )係將經過氧化處理之大面積的閥金屬（本實施例中 為鋁）之箔切成帶狀而製成，所以在切口表面並沒有形成 介電質氧化被膜。故此，在製作如第7圖所示之捲繞體的 電容器元件（1 )之後，在陽極箔（2 1 )的切口表面施行形成 介電質氧化被膜的處理。然後，電解電容器（1 )經過2 8 0°C 的熱處理之後，浸潰於含有作為稀釋劑之η-丁醇之3，4-乙二氧撐噻吩及Ρ-對曱苯磺酸鐵（Π )的混合溶液中，並利 用化學聚合在陽極箔（2 1 )和陰極箔（2 2 )之間形成導電性高 分子層。在本實施例中，雖然係利用聚噻吩系之機能性高 分子材料所形成的高分子層而構成導電性高分子層，但是 亦可以使用聚吡咯系或是聚苯胺系之機能性高分子材料。 其次，如第7圖所示在陽極導線（4 1 )及陰極導線（4 2 )從 電容器元件（1 )的接頭端子（3 1 )( 3 2 )以筆直立起的狀態 下，藉由對該等導線（4 1 )( 4 2 )之從前端至大約中央附近的 部分進行壓製加工，以形成平板狀的陽極電極端子（6 1 )及 陰極電極端子（6 2 )。然後，利用射出成形而形成環氧樹脂 製的外殼（5 )以覆蓋電容器元件（1 )。為了能夠容易去除在 射出成形時附著在電極端子（6 1 )( 6 2 )上的樹脂，較佳者係 於形成外殼（5 )之前在該等電極端子（6 1 )( 6 2 )上事先塗佈 剝離劑。形成外殼（5 )之後，彎曲陽極電極端子（6 1 )及陰 極電極端子（6 2 )的下端部，使該等端子（6 1 )( 6 2 )分別配置 於外殼（5 )表面上所形成的凹陷部（5 1 )( 5 1 )内。

314480.ptd 第10頁 1229355 五、發明說明σ) 在本實施例中，雖然係在形成陽極電極端子（6 1)及陰 極電極端子（6 2 )之後，再形成用以覆蓋電容器元件（丨）的 外殼（5 )，但是亦可以在形成外殼（5 )之後，再壓製加工陽 極導線（4 1 )及陰極導線（4 2 )而形成陽極電極端子（6丨）及陰 極電極端子（6 2 ) ’然後彎曲該等端子（6 1 ) ( 6 2 )。又，亦可 以與陽極導線（4 1 )及陰極導線（4 2 )分別地另外形成陽極電 極端子（6 1 )及陰極電極端子（6 2 )，再利用熔接等將該等端 子（6 1 )( 6 2 )分別和陽極導線（4 1 )及陰極導線（4 2 )接人。 弟3圖係本發明弟2實施例之剖視圖。第2實施例的固 體電解電容器之特徵，係除了第1實施例的構成，尚辦加 了以金屬層（7 )覆蓋電容器元件（1 )之捲繞部（2 )的表:: 又’為了不和陽極導線（4 1 )及陰極導線（4 2 )電連接，，、艮 為了不接觸接頭端子（31 ) (32)，金屬層7係沒有形成於 頭端子（3 1 )( 3 2 )所突出的面上。於本實施例中，在帝^ 兀件（1 )中形成導電性高分子層之後，藉由將電容器元件α (1 )肷入於銘製有底筒狀的殼體内，以使該殼體成劳笔 電容器元件（1 )之鋁製金屬層（7 )。該殼體的厚度 1 ι 8圖所示的金屬製殼體（1丨）大約相同，且其高度 :容器元件⑴之捲繞部（2)的高度（即，間隔 度）大約相同。 J 的見 亦可以籍由在電 或是在電容器元 形成金屬層（7)之其他方法，例如 ^器元件〇)的表面上塗佈金屬製糊劑 件（1)的表面上貼附金屬謂來形成。

金屬層（7 )，亦可以形+ A 屯成於電容器元件（1)之捲繞部

1229355 ---^〜_____ 五、發明說明（8) " 一 (2 )的側面，或是只形成於與接頭端子（3 1 )( 3 2 )所突出之 面相反側的面之任一方上。金屬層（7 )，雖然亦可以形成 方、接頭端子（3 1 )( 3 2 )所突出的面上，但是該情況，金屬爲 (7 )和接頭端子（3 1 ) ( 3 2 )有必要電絕緣。 q 娜第4圖係本發明第3實施例的剖視圖。第3實施例的固 月=包解包谷态之特徵，係除了上述第1實施例之構成，尚 增加利用樹脂塗敷層（8 )覆蓋於電容器元件（丨）之捲繞部 (/)。在捲—繞部（2)的表面上，係藉由噴灑塗佈氟樹脂，而 形成有較薄的樹脂塗敷層（8 )。樹脂塗敷層（8 )，係為了防 火伤k入電容為元件（1 )而形成。因此，樹脂塗敷層 匕）較k者係使用以氟樹脂或石夕樹脂所代表的拒水性樹 脂0 _ 第5圖係於上述第1至第3實施例的構成上，在外殼（5 ) ，置有2個板狀接合用輔助部（5 2 )( 5 2 )之本發明電解電容 器的立體圖。接合用輔助部（5 2 )( 5 2 )，係利用能夠焊接的 銅，金屬㈤，或是在利用如此金屬進行過表面處理的塑膠 =二=^ ，且埋設在配置有陽極電極端子（6 1 )及陰極電 極^子（62)的外殼（5)表面上。該

(52)(52)，係在將固體電解+ — 口。#用稠助口I ^ +处豹、P ^ 電谷器裝配於安裝基板上時， 和由此夠焊接的金屬所形成的壯 接來接合。因而，本實施例 衣土板之接合部利用焊 ^ η 、彳的固體電解電容器，係共計有 4個地方可以和安裝基板煤拉 η泠你八严制接。亦可以藉由在外殼（5)表面 # _ # / 向形成接合輔助部（5 2 )( 5 2 )。 弟6圖係在上述第1至筮 m

II Η 乐3貝知例的構成中，將外殼（5)

1229355 五、發明說明（9) 形成兩段構造之本發明固體電解電容器的立體圖。在第6 圖所示實施例中，外殼（5 )為兩段形狀，亦即，形成重疊 大小不同之長方體的外觀，外殼（5 )在陽極電極端子（6 1 ) 及陰極電極端子（6 2 )側的寬度較寬，亦即，外殼（5 )的水 平剖面變大。藉由如此構成外殼（5 )，使與安裝基板接合 的電極端子板（6 1 )( 6 2 )或接合用輔助部（5 2 )的面積增加， 而可將固體電解電容器更穩定地固定在安裝基板上。 )，係顯示於第2至 4圖、 及第8 圖中。 習知例 第1實施例 第2實施例 第3實施例 hi :鋁殼厚度 03· mm — — — h2 :封口橡膠厚度 1. 7mm — — — h3 :捲邊部高度 0. 3mm — — — h4 :座板厚度 0. 4mm — — — h5電極端子厚度 0. 2mm — — — h6 :捲繞部高度 2. 7mm 2. 7mm 2. 7mm 2. 7mm h7 :外殼樹脂厚度 — 0. 5mm 0. 2mm 0. 5mm h8 ·外殼樹脂厚度（導線側） — 0. 5mm 0. 5mm 0. 5mm h9 :金屬層厚度 — — 0. 3mm — 電容器高度 5. 6mm 3. 7mm 3. 7mm 3. 7mm 而十溫試驗後之 +0. 5% +10% +2% +2% 靜電容量變化率 以下，係更具體說明本發明固體電解電容器之實施 例。試作習知型的固體電解電容器、及上述第1至第3實施 例的固體電解電容器，並將試驗性能的結果顯示於下表 中。經試作的全部固體電容器，其額定電壓為4 V，靜電容 量為150// F。電容器元件（1)的直徑為6. 3min。另外，在下 表最左列記載的固體電解電容器的各構成要素之厚度（h 1 至h9

314480.ptd 第13頁 1229355 五、發明說明（ίο) 如此表顯示，固體電解電容器的高度，在習知型中雖 為5 . 6 m m，而在本發明的各實施例為3 · 7 m m。亦即，藉由具 有本發明，固體電解電容器的高度，和習知例比較，變成 薄了大約3 0 %以上。另外，樹脂塗敷層（8 )的厚度，因為和 在表上記載的構成要素的厚度比較係極薄，所以在第3實 施例之固體電解電容器之高度的測定中可忽視。 耐濕特性試驗，係係藉由將習知例及實施例的固體電 解電容器，在溫度6 0°C ，濕度9 0 %的環境中，放置1 0 0 0小 時來進行。然後，求得試驗後的靜電容量相對於試驗前的 靜電容量之變化率。如表所示，第1實施例的固體電解電 容器的靜電容量，會因透過外殼（5 )到達電容器元件（1 )的 水份而在試驗後增加1 0 %。另一方面，在第2實施例及第3 實施例的固體電解電容器中，由於在電容器元件（1 )和外 殼（5 )之間，隔有鋁的金屬層（7 )或是氟樹脂的樹脂塗敷層 (8 )，所以靜電容量的變化率，為和習知例（+ 0 · 5 % )相比較 毫不遜色的值（+ 2 % )。 上述實施例的說明，係用以說明本發明者，不應以之 來限定申請專利範圍中所記載的發明，或縮減本發明的範 圍。又，本發明的各部構成並不限定於上述實施例，其當 然可在申請專利範圍中所記載的技術範圍内作各種的改 變 〇 (產業上之可利用性） 本發明的固體電解電容器，由於係利用由絕緣性樹脂 所形成的外殼來被覆電容器元件，所以其可形成小型且薄

314480.ptd 第14頁 1229355_ 五、發明說明（11) 型，且沒有長導線所造成的等效串聯電阻增加的情形。更 且，藉由利用金屬層或由拒水性樹脂所形成的塗敷層來覆 蓋電容器元件之捲繞部，可減低透過外殼而侵入捲繞部的 水分。

314480.ptd 第15頁 1229355_ 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明固體電解電容器之第1實施例的立體 圖。 第2圖係以包含第1圖之A-A線的垂直面剖開之本發明 固體電解電容器之第1實施例的剖視圖。 第3圖係本發明固體電解電容器之第2實施例的剖視 圖。 第4圖係本發明固體電解電容器之第3實施例的剖視 圖。 第5圖係具有接合用輔助部之本發明固體電解電容器 的立體圖。 第6圖係具有2段構造的外殼之本發明固體電解電容器 的立體圖。 第7圖係電容器元件的概略圖。 第8圖係習知固體電解電容器之剖視圖。 1 電 容 器 元 件 2 捲 繞 部 5 外 殼 7 金 屬 層 8 樹 脂 塗 敷 層 11 金 屬 殼 體 12 封 V 橡 膠 13 捲 邊 部 14 座 部 21 陽 極 箔 22 陰 極 箔 23 間 隔 物 24 止 捲 膠 帶 3卜32 接 頭 端 子 41 陽 極 導 線 42 陰 極 導 線

314480.ptd 第16頁 1229355_ 圖式簡單說明 51 凹陷部 52 接合用輔助部 6 1、6 2電極端子

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Claims (1)

1229355 六、申請專利範圍 1. 一種固體電解電容器，係具有電容器元件，和由絕緣 性樹脂形成，用以被覆上述電容器元件之外殼，其 中， 上述電容器元件係具有捲繞部，該捲繞部係藉由 一起捲繞間隔著間隔物之表面上形成有介電質氧化皮 膜的陽極箔及陰極箔而構成者， 在上述陽極箱及陰極镇之間形成有導電性尚分子 層，且 和上述陽極箔電連接的陽極導線、以及和上述陰 極箔電連接的陰極導線，係從上述捲繞部延伸出並貫 穿上述外殼，而各自與配置於上述外殼的表面之陽極 端子板及陰極端子板連接。 2. 如申請專利範圍第1項之固體電解電容器，其中，具有 並未和上述陽極導線及陰極導線電連接而被覆上述捲 繞部的金屬層。 3. 如申請專利範圍第1項之固體電解電容器，其中，上述 捲繞部，係由氟系、矽系等拒水性樹脂形成的塗敷層 所被覆著。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之固體電解電容 器，其中，在配置有上述陽極端子板和陰極端子板的 上述外殼之上述表面上，設置有用以和安裝基板接合 的金屬製接合用輔助部。

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