專利名稱：疊層電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用平板鋁箔的薄型鋁固體電解質(zhì)電容器及其制造方法。特別地，涉及一種超小型、疊層大容量和低阻抗薄型鋁固體電解質(zhì)電容器及其制造方法。本發(fā)明涉及使用電解質(zhì)電容器鋁箔和具有低阻抗特性的疊層薄型鋁固體電解質(zhì)電容器的結(jié)構(gòu)和制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)隨著電子器件的小型化、速度加快和數(shù)字化，在電容器領(lǐng)域?qū)τ诰哂袃?yōu)異的阻抗高頻率特性的小型大容量的電容器的需求很強(qiáng)烈。
在高頻區(qū)使用的電容器通常主要是多層陶瓷電容器，然而其不能滿足尺寸減小、容量增加和阻抗減小的需求。
對(duì)于大容量電容器，存在電解質(zhì)電容器如常規(guī)的鋁電解質(zhì)電容器和鉭固體電解質(zhì)電容器。然而，在那些電容器中使用的電解質(zhì)溶液或電解質(zhì)(二氧化錳等)中的每一個(gè)都具有高電阻率值(1Ω·cm至100Ω·cm)，因此很難在高頻區(qū)得到具有阻抗足夠低的電容器。
然而近年來(lái)，研發(fā)了分別使用導(dǎo)電聚合物如聚吡咯或聚噻吩作為固體電解質(zhì)的固體電解質(zhì)電容器。與金屬氧化物半導(dǎo)體的形式如二氧化錳的傳統(tǒng)固體電解質(zhì)相比，導(dǎo)電聚合物形式的固體電解質(zhì)具有更小的電阻率值(0.01Ω·cm至0.1Ω·cm)。在高頻區(qū)的阻抗值Z與所使用電解質(zhì)的電阻率值ρ成比例，即Z∝ρ。因此，使用具有小電阻率值的導(dǎo)電聚合物作為固體電解質(zhì)的固體電解質(zhì)電容器能夠抑制高頻區(qū)的阻抗值到更低值，并且因此這些電容器現(xiàn)在被廣泛使用。
作為使用導(dǎo)電聚合物作為固體電解質(zhì)的鋁固體電解質(zhì)電容器的一個(gè)例子，將會(huì)描述平板元件結(jié)構(gòu)。在帶狀、表面粗糙(蝕刻)的鋁箔上形成陽(yáng)極氧化涂層，在用于限定陽(yáng)極區(qū)部分和陰極區(qū)部分的預(yù)定部分上形成由絕緣樹脂如環(huán)氧樹脂制成的抗蝕劑帶。此后，在預(yù)定部分處形成導(dǎo)電聚合物膜，然后在導(dǎo)電聚合物膜上以指定順序形成石墨層和銀膏層，由此形成陰極區(qū)部分。然后，使用銀膏將陰極區(qū)部分和外部陰極端子連接在一起。由于由抗蝕劑帶限定的陽(yáng)極區(qū)部分是不可軟焊的鋁箔形式，由此通過(guò)超聲焊接、電阻焊接、激光焊接等把可軟焊金屬板電連接到那里。
在另一方面，近年來(lái)為了以受限底板面積得到大容量和低阻抗特性，出現(xiàn)了疊層電容器，其中每個(gè)使用導(dǎo)電聚合物作為固體電解質(zhì)的多個(gè)鋁固體電解質(zhì)電容器元件層疊在一起，陰極通過(guò)導(dǎo)電膏連接在一起，并且把陽(yáng)極端子穿孔且把導(dǎo)電膏涂敷到這樣的部分，由此在它們之間實(shí)現(xiàn)電連接。在日本未審查專利申請(qǐng)公開(JP-A)No.2004-158577中、第0011至0021段和圖1中描述了這樣的例子。
并且，為了在高頻區(qū)實(shí)現(xiàn)阻抗的減小，也存在具有三端子結(jié)構(gòu)的鋁固體電解質(zhì)電容器，其中一定尺寸的表面粗糙的平板鋁基礎(chǔ)元件的兩端用作陽(yáng)極，在中心處提供具有電解質(zhì)的陰極，在陰極和每個(gè)陽(yáng)極之間形成絕緣層。日本未審專利申請(qǐng)公開(JP-A)No.2004-15706、0023段至0025段和圖1中公開了這樣的三端子結(jié)構(gòu)的電容器。
在疊層鋁固體電解質(zhì)電容器中，由于在陽(yáng)極端子之間的連接和通過(guò)層疊單板元件形成的陰極端子之間的連接產(chǎn)生了接觸電阻，隨著層疊元件數(shù)量的增大，用于連接的導(dǎo)電膏的電阻率的影響增加了。因此，疊層鋁固體電解質(zhì)電容器阻抗的減小很難實(shí)現(xiàn)。
并且，在使用平板鋁箔的傳統(tǒng)薄型鋁固體電解質(zhì)電容器中，隨著元件底板面積的減小，出現(xiàn)了陰極區(qū)部分占用元件底板面積的比率減小的問(wèn)題。例如，在尺寸為W(寬度)×L(長(zhǎng)度)＝4.3×7.3(mm2)或更小的元件底板的疊層鋁固體電解質(zhì)電容器的情況中，有效底板面積(占用元件底板的陰極區(qū)部分的面積)和元件底板面積之間的比率，即有效底板面積/元件底板面積之間的比率變成了約60％或更小。并且，當(dāng)?shù)装迕娣e是W(寬度)×L(長(zhǎng)度)＝2.8×3.5(mm2)或W(寬度)×L(長(zhǎng)度)＝1.6×3.2(mm2)時(shí)，有效底板面積/元件底板面積變成約50％或更小。因此，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不適于形成微型大容量的疊層固體電解質(zhì)電容器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)這些情況，本發(fā)明提供一種即使電容器元件是多層且結(jié)果具有低阻抗時(shí)，能夠抑制在電容器元件之間連接的導(dǎo)電膏的電阻率影響的疊層電容器，進(jìn)一步提供一種制造這種疊層電容器的方法。
同時(shí)，本發(fā)明提供一種疊層電容器，其具有即使在小元件底板面積的情況下，占用元件底板面積的陰極區(qū)部分的比率也不減小的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提供一種制造這種疊層電容器的方法。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了下面的疊層電容器及其制造方法。
特別地，提供了一種通過(guò)層疊多個(gè)電容器元件而形成的疊層電容器，其中每個(gè)電容器元件包括導(dǎo)體板、包括絕緣體并設(shè)置在導(dǎo)體板周圍的第一帶、包括絕緣體并設(shè)置在導(dǎo)體板周圍以基本平行于第一帶的第二帶、覆蓋夾在第一和第二帶之間的所述導(dǎo)體板的區(qū)域的絕緣涂層，包括電解質(zhì)材料并形成在絕緣涂層上的第一電極，包括導(dǎo)體板并形成在第一和第二帶的至少一個(gè)的外側(cè)上的第二電極，電容器元件的第一電極通過(guò)第一導(dǎo)電通路和第二導(dǎo)電通路彼此電連接，其中第一導(dǎo)電通路通過(guò)鄰接鄰近的兩個(gè)電容器元件的相對(duì)的兩個(gè)第一電極而形成，第二導(dǎo)電通路將多個(gè)電容器元件的第一電極彼此并聯(lián)連接，第二電極通過(guò)把第二電極彼此并聯(lián)連接的第三導(dǎo)電通路彼此電連接。這里，導(dǎo)體板是金屬箔如鋁箔或金屬板。第一和第二帶是例如抗蝕劑。絕緣涂層是例如氧化鋁涂層。通過(guò)例如導(dǎo)電膏形成第一、第二和第三導(dǎo)電通路。
第三導(dǎo)電通路優(yōu)選包括通過(guò)在第二電極之間焊接而形成的金屬焊接。通過(guò)這個(gè)，可以減小由于第二電極上的電阻的阻抗。
第二導(dǎo)電通路優(yōu)選包括覆蓋第一電極的導(dǎo)電膏和覆蓋導(dǎo)電膏的至少一部分的金屬件。特別地，如果金屬件是設(shè)置在第一和第二帶之間的導(dǎo)體板周圍的金屬箔，對(duì)于阻抗減小是有效的。
每個(gè)第一電極可以具有導(dǎo)電膏層作為最外層。然而，如果第一電極具有鍍層作為最外層而代替導(dǎo)電膏層，其對(duì)減小阻抗是有效的。
每個(gè)電容器元件可以包括具有至少一個(gè)表面施加有鍍層且連接到至少一個(gè)第二電極的金屬板，金屬板可以通過(guò)其施加有鍍層的表面接合到第二電極。通過(guò)這個(gè)，即使使用難以焊接的導(dǎo)電板如鋁箔，也有可能通過(guò)采用適當(dāng)材料如銅板作為金屬板而提供具有容易焊接的端子的疊層電容器。可以在金屬板的兩個(gè)表面上施加鍍層。當(dāng)進(jìn)行焊接操作時(shí)，這避免了選擇要接合的表面的需要，因此操作更簡(jiǎn)便了。對(duì)于鍍層，可以是例如鎳鍍層或銀鍍層。
代替接合施加有鍍層的金屬板，可以利用蒸發(fā)金屬膜覆蓋每個(gè)電容器元件的至少一個(gè)第二電極，并且可以利用鍍層覆蓋蒸發(fā)的金屬膜。在接合施加有鍍層的金屬板的情況下，需要焊接步驟。與這個(gè)步驟相比，在蒸發(fā)的金屬膜上進(jìn)行鍍敷的步驟在生產(chǎn)率上是很好的。
本發(fā)明的層疊電容器可以是二端子型、三端子型和四端子型的任何一種。在例如四端子型的情況下，可以認(rèn)為提供了電連接到第一電極層的兩個(gè)端子和電連接到第二電極上的兩個(gè)端子。
并且，本發(fā)明提供具有多個(gè)層疊在一起的電容器元件的疊層電容器的制造方法，包括準(zhǔn)備電容器元件的步驟，每個(gè)電容器元件包括在覆蓋有絕緣涂層的導(dǎo)體板上的第一帶和第二帶，第一帶包括絕緣體且設(shè)置在導(dǎo)體板周圍，第二帶包括絕緣體且設(shè)置在導(dǎo)體板周圍以基本平行于第一帶，在第一和第二帶之間絕緣涂層上的陰極，和包括在第一和第二帶至少一個(gè)的最外側(cè)上的導(dǎo)體板的陽(yáng)極；通過(guò)使鄰近的兩個(gè)電容器元件的面對(duì)的兩個(gè)陰極層鄰接形成第一導(dǎo)電通路，和形成多個(gè)電容器元件的陰極層彼此并聯(lián)連接的第二導(dǎo)電通路；并形成把陽(yáng)極彼此并聯(lián)連接的第三導(dǎo)電通路。
形成第三導(dǎo)電通路的步驟優(yōu)選包括通過(guò)在陽(yáng)極之間焊接而形成金屬結(jié)合的步驟。
形成第二導(dǎo)電通路的步驟優(yōu)選包括利用導(dǎo)電膏覆蓋陰極層和利用金屬件覆蓋至少一部分導(dǎo)電膏的步驟。并且，如果金屬件是設(shè)置在第一和第二帶之間的導(dǎo)體板周圍的金屬箔，其對(duì)于減小阻抗是有效的。
每個(gè)陰極層可以具有導(dǎo)電膏層或鍍層作為其最外層。
準(zhǔn)備步驟可以進(jìn)一步包括把鍍層施加到金屬板的至少一個(gè)表面上的步驟；和通過(guò)施加有鍍層的表面把金屬板接合到陽(yáng)極的步驟。在這種情況下，鍍層可以施加到金屬板的兩個(gè)表面。鍍層可以是例如鎳鍍層或銀鍍層。
可選擇地，準(zhǔn)備步驟可以進(jìn)一步包括利用蒸發(fā)金屬膜覆蓋每個(gè)電容器元件的陰極層的至少一層的步驟；和利用鍍層覆蓋蒸發(fā)金屬膜的步驟。
根據(jù)這個(gè)發(fā)明，可能提供一種微型的、大容量且低阻抗的具有優(yōu)異的高頻特性的疊層電容器，并進(jìn)一步提供制造這種疊層電容器的方法。


圖1A至1E是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的疊層電容器中使用的電容器元件的制造方法的透視圖。
圖2A至2C是說(shuō)明通過(guò)層疊與圖1E所示相同的電容器元件制造疊層電容器的過(guò)程的透視圖。
圖3A和3B是說(shuō)明本發(fā)明疊層電容器的形式在四端子電容器中提供的端子的圖。
圖4是作為形成本發(fā)明示例1的疊層電容器27的電容器元件的一個(gè)例子的電容器元件20的截面圖。
圖5是疊層電容器27的截面圖。
圖6是例2的疊層電容器30的透視圖。
圖7是例2的疊層電容器30的截面圖。
圖8是例3的疊層電容器40的透視圖。
圖9是例5的電容器元件50的截面圖。
圖10是例6的電容器元件60的截面圖。
圖11是例6的疊層電容器的截面圖。
圖12是例7的電容器元件70的截面圖。
圖13是例9的電容器元件80的截面圖。
圖14是通過(guò)層疊例9的電容器元件80制造的疊層電容器的截面圖。
圖15是例10的電容器元件90的截面圖；和圖16是說(shuō)明例2至例10的阻抗頻率特性的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的疊層電容器的制造方法。為了描述結(jié)構(gòu)，在圖中示出的金屬箔、抗蝕劑帶等并沒(méi)有與實(shí)際比率一致。
參考圖1A至1E，將會(huì)描述制造在電容器中使用的電容器元件的方法。
通過(guò)蝕刻使金屬箔1(或金屬板)如鋁箔表面粗糙，在金屬箔的表面上形成絕緣涂層如氧化涂層以由此得到化學(xué)轉(zhuǎn)變(chemically converted)箔，或具有絕緣涂層的箔，其然后被切割成預(yù)定形狀(圖1A)的化學(xué)轉(zhuǎn)變箔。
然后，使用絕緣樹脂在箔1的表面上形成抗蝕劑帶2和3，由此限定多個(gè)陽(yáng)極區(qū)部分和一個(gè)陰極區(qū)部分(圖1B)。對(duì)于使用的絕緣樹脂，可以由例如環(huán)氧樹脂制成。在說(shuō)明性的示例中，形成抗蝕劑帶以把化學(xué)轉(zhuǎn)變箔分成三個(gè)部分，即兩個(gè)端部(陽(yáng)極區(qū)部分)和中心部分(陰極區(qū)部分)。
然后，在陰極區(qū)部分(圖1C)處形成電極層4或陰極層。陰極電極層4包括例如以指定順序?qū)盈B的用作固體電解質(zhì)的導(dǎo)電聚合物層、石墨層和導(dǎo)電膏層。
然后，通過(guò)拋光等從化學(xué)轉(zhuǎn)變箔1的兩個(gè)端部除去絕緣涂層，由此露出金屬以形成陽(yáng)極電極5和6(圖1D)。在圖1D中，從抗蝕劑帶突出的每個(gè)端部的大約一半位置處除去絕緣涂層。然而，可以從每個(gè)端部整個(gè)地除去絕緣涂層。
最后，利用導(dǎo)電膏層7和8覆蓋端部，以使得包括端部的整個(gè)電容器元件形成為矩形平行六面體(圖1E)。在這種情況下，電極5和6的末端表面被曝露。
現(xiàn)在參考圖2A至2C，將描述通過(guò)層疊與圖1E中示出相同的電容器元件而制造疊層電容器的過(guò)程。
首先，通過(guò)向形成在陰極區(qū)部分的電極層涂敷導(dǎo)電膏而把電容器元件層疊在一起(圖2A)。通過(guò)這個(gè)，在鄰近的電容器元件的陰極電極層之間建立了電連接通道，而通過(guò)以圖1E的步驟涂敷的導(dǎo)電膏(導(dǎo)電膏層7和8)在鄰近電容器元件的端部之間建立電連接通道。
然后，金屬箔9結(jié)合到曝露在圖中前面的陰極電極層，以與所有的疊層電容器元件(圖2B)的陰極電極層接觸。在圖2B中，金屬箔9僅僅在前面示出，但是金屬箔也可以以同樣的方式在后面結(jié)合。雖然在圖2B中金屬箔9僅僅覆蓋抗蝕劑帶2和3之間的部分區(qū)域，在圖中金屬箔可以在前面、后面、上面和下面纏繞在抗蝕劑帶2和3之間的區(qū)域周圍。
然后，根據(jù)需要，可以通過(guò)對(duì)圖(圖2C)中在右側(cè)曝露的三個(gè)電極5實(shí)施焊接以形成金屬焊接10。形成金屬焊接10的方法有例如激光焊接、超聲波焊接、電阻焊接等等。當(dāng)形成金屬焊接10的時(shí)候，通過(guò)焊接可軟焊金屬，能為疊層電容器提供可軟焊陽(yáng)極端子。雖然在圖2C中僅僅示出了在右側(cè)的金屬焊接10，也可以為左側(cè)的電極6形成金屬連接。
最后，在每個(gè)金屬箔9和金屬焊接10處提供疊層電容器的端子以形成完整的電容器。除了兩個(gè)端子，也可以采用三端子結(jié)構(gòu)，其中在圖中在兩側(cè)形成的金屬焊接分別具有端子，金屬箔9也具有一個(gè)端子?？蛇x擇地，也可以如圖3A和3B中所示采用四端子結(jié)構(gòu)?？梢钥隙ㄍㄟ^(guò)本發(fā)明可以通過(guò)四端子結(jié)構(gòu)得到最有效的低阻抗特性。因此，對(duì)四端子電容器進(jìn)行后面所述示例的疊層電容器的阻抗測(cè)量。由于用于標(biāo)準(zhǔn)兩端子電容器的阻抗測(cè)量方法不能應(yīng)用于四端子的阻抗測(cè)量，為了比較特性，測(cè)量表示四端子器件特性的S參數(shù)然后轉(zhuǎn)換成阻抗。
例1將會(huì)描述例1的疊層電容器。首先，將參考圖4描述在疊層電容器中使用的電容器元件20。電容器元件20包括表面粗糙的鋁箔21、除了其兩個(gè)端部之外都覆蓋鋁箔21的氧化鋁涂層22、由絕緣樹脂制成且形成在氧化鋁涂層22上以把鋁箔21的表面分成陽(yáng)極區(qū)部分和陰極區(qū)部分的的抗蝕劑帶23、和在抗蝕劑帶23之間的氧化鋁涂層22上依次形成的導(dǎo)電聚合物層24、石墨層25和陰極側(cè)銀膏層26。
電容器元件20的制造過(guò)程如下所示。制備完全覆蓋有氧化鋁涂層22的鋁箔21。形成抗蝕劑帶23以限定跨過(guò)鋁箔21表面的帶狀陰極區(qū)部分和在其兩個(gè)端部的陽(yáng)極部分。在陰極區(qū)部分上形成導(dǎo)電聚合物層24、石墨層25和陰極側(cè)銀膏層26。然后，通過(guò)拋光等從陽(yáng)極區(qū)部分去處氧化鋁涂層22。
如圖5所示，通過(guò)層疊五個(gè)電容器元件20形成疊層電容器27。在電容器元件20之間的陰極側(cè)銀膏層26a、26b、26c和26d中的每一個(gè)是通過(guò)在層疊后加熱硬化的鄰近電容器元件20的陰極側(cè)導(dǎo)電膏層的集成，并用于把鄰近電容器元件20的陰極區(qū)部分彼此電連接。通過(guò)這樣，鄰近電容器元件20的面對(duì)面的銀膏層之間分別形成導(dǎo)電通道。并且，通過(guò)在疊層電容器27側(cè)面上的集成的銀膏層，形成將電容器元件20的陰極彼此并聯(lián)連接的導(dǎo)電通道。后者的導(dǎo)電通道與圖2B和2C中示出的金屬箔9相對(duì)應(yīng)。
并且，從抗蝕劑帶23向外伸出的鋁箔21的端部覆蓋有陽(yáng)極側(cè)導(dǎo)電膏層28。同樣加熱硬化陽(yáng)極側(cè)導(dǎo)電膏層28以使得電容器元件20的陽(yáng)極區(qū)部分集成在一起。陽(yáng)極側(cè)導(dǎo)電膏層28將五個(gè)鋁箔21電連接在一起。
最后，為了在安裝的時(shí)候進(jìn)行操作，對(duì)疊層電容器27進(jìn)行包裝并附著安裝端子以形成產(chǎn)品。
例2在圖6和圖7中示出了并將要描述例2的疊層電容器30。由于通過(guò)使用分別在圖4中示出并在例1中描述的電容器元件20形成疊層電容器30，將省略其詳細(xì)描述。在每個(gè)鋁箔21的兩個(gè)端部處把銅膏層31施加到圖1的電容器元件20上。
另外，在電容器元件20之一的作為陰極區(qū)部分的最外層的陰極側(cè)銀膏層26上涂覆銀膏，然后陰極側(cè)銀膏層26對(duì)準(zhǔn)和重疊在另一電容器元件20的陰極側(cè)銀膏層26上。然后，對(duì)電容器元件加熱以熱硬化銀膏以將層26集成在一起。通過(guò)重復(fù)這個(gè)步驟，一起層疊五個(gè)電容器元件20。
然后，把銀膏分別涂敷到插在五個(gè)疊層電容器元件的抗蝕劑帶23之間的中心部分和陽(yáng)極區(qū)部分，然后熱硬化銀膏。
然后，如圖6中所示，銀膏涂敷到疊層電容器陰極區(qū)部分的兩側(cè)，且銅箔條32連接到那里。通過(guò)這樣，各個(gè)電容器元件的陰極通過(guò)具有非常低電阻的銅箔條32在最短的距離處彼此電聯(lián)接在一起。
然后，通過(guò)激光焊接把陽(yáng)極端子部分集成在一起。在這種情況下，如圖6和7所示，在疊層沿著鋁箔21融化之前，銅膏層31涂敷在陽(yáng)極端子部分，由此形成金屬焊接33。因此，與只有鋁箔21為激光焊接的情況相比，能夠減小連接電阻。
最后，為了在安裝的時(shí)候進(jìn)行操作，對(duì)疊層電容器30進(jìn)行包裝并附著安裝端子以形成產(chǎn)品。
例3將參考附圖8描述例3的疊層電容器40。與前面所述的疊層電容器30相比，疊層電容器40的區(qū)別在于使用銅箔帶41來(lái)替代銅箔條32。電容器元件20與例1和例2中的那些相同。
在例2中，銀膏涂敷到疊層電容陰極區(qū)部分的兩側(cè)，且銅箔條32結(jié)合到它。在另一方面，在這個(gè)例子中，如圖8中所示，銀膏以帶狀涂敷到疊層電容器陰極區(qū)部分的周圍，且銅箔帶41結(jié)合到它。在這個(gè)例子中，銅箔帶41的厚度被設(shè)成10μm。然而，根據(jù)要被層疊的電容器元件20的數(shù)量增加它的厚度是優(yōu)選的。
例4例4的疊層電容器與例3的疊層電容器40的區(qū)別在于涂敷在陰極區(qū)部分周圍的銀膏被銅膏代替了。這里，對(duì)于使用的銅膏，其硬化后的電阻率變成1mΩ·cm或更小。通常地，與銀膏比銅膏的價(jià)格更低，因此在產(chǎn)品成本上是有利的。
例5在例5中，通過(guò)層疊如圖9所示的電容器元件50來(lái)制造疊層電容器。與如圖4中所示的電容器元件20相比，電容器元件50的區(qū)別在于，代替形成導(dǎo)電膏層26，在形成石墨層25后鍍敷銅以形成銅鍍層51。
這樣的電容器元件50層疊在一起，且類似于例3一樣銅箔帶41覆蓋在陰極區(qū)部分周圍。
在這個(gè)例子的疊層電容器中，通過(guò)把陰極區(qū)部分處的銀膏替換成銅鍍層，陰極區(qū)部分的電阻率減小到1/10或更小，因此能進(jìn)一步減小阻抗。
例6在這個(gè)例子中，通過(guò)層疊如圖10中所示的電容器元件60制造疊層電容器。電容器元件60與如圖4中所示的電容器元件20相似，但是區(qū)別在于具有一個(gè)表面施加有鎳鍍層61的銅板62通過(guò)電阻焊接焊接到鋁箔21的除去了氧化涂層22的兩個(gè)端部的每一個(gè)。通過(guò)借助鎳鍍層61的焊接，實(shí)現(xiàn)了與鋁箔21的優(yōu)異焊接狀態(tài)，以使得焊接部分的可靠性得到了改善?？梢酝ㄟ^(guò)超聲波焊接、電阻焊接、激光焊接等焊接銅板62。
在這個(gè)例子中，當(dāng)把這樣的電阻元件60層疊在一起后，銅箔帶41類似于例3一樣覆蓋在陰極區(qū)部分的周圍。然后，如圖11中所示，利用導(dǎo)電膏63覆蓋用作陽(yáng)極區(qū)部分的銅板62，和通過(guò)激光焊接等形成金屬焊接64。
例7參考圖12說(shuō)明例7。在例6中，把每個(gè)具有一個(gè)表面施加有鎳鍍層61的銅板62焊接到鋁箔21。在另一方面，在這個(gè)例子的電容器元件70中，把每個(gè)具有兩個(gè)表面涂敷有鎳鍍層72的銅板71焊接到鋁箔21。由于例6中鍍層僅僅應(yīng)用到一個(gè)表面上，當(dāng)進(jìn)行焊接操作時(shí)有必要確認(rèn)銅板62的取向。在另一方面，由于在這個(gè)例子中兩個(gè)表面都施加鍍層，不再需要這樣的確認(rèn)。因此，很容易進(jìn)行焊接操作。
例8在例6和7中，把分別具有施加有鎳鍍層的一個(gè)表面或兩個(gè)表面的銅板焊接到鋁箔21。在另一方面，在例8中，把分別具有施加有銀鍍層的一個(gè)表面或兩個(gè)表面的銅板焊接到鋁箔21。即，在施加有銀鍍層的一個(gè)表面的情況下，電容器元件具有其中在如圖10中示出的電容器元件60中用銀鍍層代替了鎳鍍層61的結(jié)構(gòu)，而在兩個(gè)表面施加有銀鍍層的情況下，電容器元件具有在如圖12所示的電容器元件70中用銀鍍層代替了鎳鍍層72的結(jié)構(gòu)。
在例6和7中，通過(guò)鎳鍍層焊接到鋁箔21改善了可焊性。同樣地，由于在這個(gè)例子中到鋁箔21的焊接通過(guò)銀鍍層進(jìn)行，改善了可焊性。在兩面都施加銀鍍層的情況下，操作類似于例7一樣被簡(jiǎn)化了。
并且，注意到陽(yáng)極區(qū)部分的端部，銀鍍層部分曝露在陽(yáng)極區(qū)部分的最外表面。因此，在安裝階段，通過(guò)使用最近研發(fā)的銀膏作為焊料的替代品，可以很容易地進(jìn)行安裝。
例9在例6、7和8中，把施加有鎳或銀鍍層的銅板焊接到每個(gè)陽(yáng)極區(qū)部分的端部。在另一方面，如圖13中所示，在例9的電容器元件80中，在每個(gè)陽(yáng)極區(qū)部分的端部形成蒸發(fā)的鉑膜81，然后把銅鍍層82施加到蒸發(fā)的鉑膜81上。
電容器元件80層疊在一起且銅箔帶41纏繞在中心部分，包括與例3中類似的電容器元件80的陰極區(qū)部分。然后如圖14所示，利用導(dǎo)電膏83覆蓋陽(yáng)極區(qū)部分，和通過(guò)激光焊接等形成金屬焊接84。
在例6至8中，銅板焊接到陽(yáng)極區(qū)部分。在另一方面，在這個(gè)例子中，對(duì)陽(yáng)極區(qū)部分進(jìn)行蒸發(fā)和鍍敷。因此，這個(gè)例子具有優(yōu)勢(shì)在于與前面的例子相比有優(yōu)異的產(chǎn)量。并且，由于不進(jìn)行銅板焊接，還具有連接可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
例10參考圖15，與例5中類似，這個(gè)例子的電容器元件90具有其中在陰極區(qū)部分提供銅鍍層51和與例6類似，把具有一個(gè)表面施加有鎳鍍層61的銅板62焊接到每個(gè)陽(yáng)極區(qū)部分的結(jié)構(gòu)。
圖16示出了前述例2至10的阻抗頻率特性。在例2中，各個(gè)電容器元件的陰極區(qū)部分通過(guò)導(dǎo)電膏彼此連接。在另一方面，在例3和4中，金屬箔帶連接到這樣的導(dǎo)電膏上以由此減小橫跨各個(gè)電容器元件的陰極區(qū)部分的電阻。在例6至例9中，通過(guò)對(duì)陽(yáng)極區(qū)部分進(jìn)行鍍敷、蒸發(fā)等減小電阻。在例5中，通過(guò)將在陰極區(qū)部分處的銀膏替換成銅鍍層，陰極區(qū)部分的電阻率減小到1/10或更小，由此進(jìn)一步減小阻抗。在例10中，與例5中類似在陰極區(qū)部分利用鍍層替代導(dǎo)電膏，與例6中類似，鍍層等施加到陽(yáng)極區(qū)部分上以進(jìn)一步減小總阻抗。
雖然本發(fā)明以實(shí)施例的方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是很顯然本發(fā)明并不局限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在公知常識(shí)的范圍內(nèi)可作出修改和改善。
例如，在前述例子中，對(duì)層疊五個(gè)電容器元件以形成疊層電容器的情況進(jìn)行了描述。然而，本發(fā)明并不局限于此。很顯然本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，可以有更多或更小的疊層以形成疊層電容器。
例10是例5和6的組合。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解例5也可以與例7至9的任意一個(gè)組合。
在前述例子中，已經(jīng)描述了具有四端子結(jié)構(gòu)的疊層電容器。然而，本發(fā)明并不局限于此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚本發(fā)明也可以用于具有兩端子結(jié)構(gòu)或三端子結(jié)構(gòu)的疊層電容器。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)層疊多個(gè)電容器元件形成的疊層電容器，其中每一個(gè)所述電容器元件包括導(dǎo)體板、包括絕緣體并環(huán)繞所述導(dǎo)體板設(shè)置的第一帶、包括絕緣體并環(huán)繞所述導(dǎo)體板設(shè)置以基本平行于所述第一帶的第二帶、覆蓋夾在所述第一和第二帶之間的所述導(dǎo)體板的區(qū)域的絕緣涂層、包括電解質(zhì)材料并形成在所述絕緣涂層上的第一電極、包括所述導(dǎo)體板并形成在所述第一和第二帶的至少一個(gè)的外側(cè)上的第二電極，所述電容器元件的所述第一電極通過(guò)由鄰接鄰近的兩個(gè)電容器元件的面對(duì)的兩個(gè)第一電極而形成的第一導(dǎo)電通路和將所述多個(gè)電容器元件的所述第一電極彼此并聯(lián)連接的第二導(dǎo)電通路彼此電連接，和所述第二電極通過(guò)把所述第二電極彼此并聯(lián)連接的第三導(dǎo)電通路彼此電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的疊層電容器，其中所述第三導(dǎo)電通路包括通過(guò)所述第二電極之間的焊接而形成的金屬焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的疊層電容器，其中所述第二導(dǎo)電通路包括覆蓋所述第一電極的導(dǎo)電膏和覆蓋所述導(dǎo)電膏的至少一部分的金屬件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的疊層電容器，其中所述金屬件是在所述第一和第二帶之間環(huán)繞所述導(dǎo)體板設(shè)置的金屬箔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的疊層電容器，其中每一個(gè)所述第一電極具有作為最外層的導(dǎo)電膏層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的疊層電容器，其中每一個(gè)所述第一電極層具有作為最外層的鍍層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的疊層電容器，其中每一個(gè)所述電容器元件包括具有至少一個(gè)施加有鍍層并接合到至少一個(gè)所述第二電極的表面的金屬板，和所述金屬板通過(guò)施加有鍍層的其表面接合到所述第二電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的疊層電容器，其中所述鍍層施加到所述金屬板的兩個(gè)表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的疊層電容器，其中所述鍍層是鎳鍍層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的疊層電容器，其中所述鍍層是銀鍍層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的疊層電容器，其中每一個(gè)所述電容器元件的所述第二電極的至少一個(gè)覆蓋有蒸發(fā)金屬膜且所述蒸發(fā)金屬膜覆蓋有鍍層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的疊層電容器，進(jìn)一步包括電連接到所述電容器元件的所述第一電極的兩個(gè)端子和電連接到所述第二電極的兩個(gè)端子。
13.一種使多個(gè)電容器元件層疊在一起的疊層電容器的制造方法，包括以下步驟制備分別包括在覆蓋有絕緣涂層的導(dǎo)體板上的第一帶和第二帶的電容器元件，所述第一帶包括絕緣體且環(huán)繞所述導(dǎo)體板設(shè)置，所述第二帶包括絕緣體且環(huán)繞所述導(dǎo)體板設(shè)置以基本平行于所述第一帶，在所述第一和第二帶之間的所述絕緣涂層上的陰極層，和包括在所述第一和第二帶的至少一個(gè)的外側(cè)上的所述導(dǎo)體板的陽(yáng)極；通過(guò)鄰接鄰近的兩個(gè)電容器元件的面對(duì)的兩個(gè)陰極層而形成第一導(dǎo)電通路，和形成把所述多個(gè)電容器元件的所述陰極層彼此并聯(lián)連接的第二導(dǎo)電通路；和形成把所述陽(yáng)極彼此并聯(lián)連接的第三導(dǎo)電通路。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的疊層電容器的制造方法，其中所述形成所述第三導(dǎo)電通路的步驟包括通過(guò)所述陽(yáng)極之間的焊接而形成金屬焊接的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的疊層電容器的制造方法，其中所述形成所述第二導(dǎo)電通路的步驟包括利用導(dǎo)電膏覆蓋所述陰極層和利用金屬件覆蓋所述導(dǎo)電膏的至少一部分的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的疊層電容器的制造方法，其中所述金屬件包括在所述第一和第二帶之間環(huán)繞所述導(dǎo)體板設(shè)置的金屬箔。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的疊層電容器的制造方法，其中每一個(gè)所述陰極層具有作為最外層的導(dǎo)電膏層。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的疊層電容器的制造方法，其中每一個(gè)所述陰極層具有作為最外層的鍍層。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的疊層電容器的制造方法，其中所述制備步驟進(jìn)一步包括以下步驟施加鍍層到金屬板的至少一個(gè)表面；和通過(guò)施加有鍍層的其表面把所述金屬板接合到所述陽(yáng)極。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的疊層電容器的制造方法，其中所述鍍層施加到所述金屬板的兩個(gè)表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的疊層電容器的制造方法，其中所述鍍層是鎳鍍層。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的疊層電容器的制造方法，其中所述鍍層是銀鍍層。
23.根據(jù)權(quán)利要求13的疊層電容器的制造方法，其中所述制備步驟進(jìn)一步包括步驟利用蒸發(fā)金屬膜覆蓋每個(gè)電容器元件的所述陽(yáng)極的至少一個(gè)；利用鍍層覆蓋所述蒸發(fā)金屬膜。
全文摘要
一種電容器具有疊層電容器元件，其中每一個(gè)包括導(dǎo)體板，作為絕緣體且環(huán)繞所述導(dǎo)體板設(shè)置的第一帶，作為絕緣體且環(huán)繞在所述導(dǎo)體板設(shè)置以基本平行于所述第一帶的第二帶，覆蓋夾在第一和第二帶之間的區(qū)域的絕緣涂層，在絕緣涂層上形成的陰極層，和包括板且形成在第一和第二帶的至少一個(gè)的外側(cè)上的陽(yáng)極層。陰極層通過(guò)分別串聯(lián)連接鄰近的兩個(gè)元件的相對(duì)的兩個(gè)陰極層的通路和把陰極層彼此并聯(lián)連接的通路彼此電連接，陽(yáng)極通過(guò)把陽(yáng)極彼此并聯(lián)連接的通路彼此電連接。
文檔編號(hào)H01G9/004GK1866428SQ20061009169
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者齋藤猛, 高田一志, 吉田勝洋 申請(qǐng)人:Nec東金株式會(huì)社