CN1076856C - 固体电解电容器的电容器部件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种固体电解电容器部件的制造方法,包括下述步骤:至少准备一个电容器构件,其包括一个金属粉末烧结块的片和一个自所述片伸出的阳极线;在所述片上形成一个电介质层;在所述片上形成一个固体电解质层;在所述片上形成一个金属层;在离开所述片的一个间隔的位置切断所述阳极线;其中,一个防止件装在所述阳极线上并置于靠近所述片处,至少直到结束形成所述固体电解介质层的步骤时;其中,至少在切断所述阳极线前沿所述阳极线离开所述片的方向提升所述防水件但仍使之保持在所述阳极线上,其特征在于,在所述片和所述提升了的防水件之间的一个位置处切断所述阳极线。
Description
本发明涉及对作为固体电解电容器(如钽电容器或铝电容器)的电容器部件的制造方法。
公知的电解电容器(如钽电容器或铝电容器)在获得大为减小尺寸的同时提供了大的电容量。由于这个原因,固体电解电容器使用于各种场合
与本发明相关的背景技术文件包括JP平3-215924A,EP0336299A2和JP平3-68124A。通常,固体电解电容器具有用如图10所示的电容构件而制得的电容器部件。具体地是由标号1代表的电容构件包括电容器片2和部分地***于该片2并有部分地伸出了该片2的阳极线3。电容器片2可以是例如成形并烧结的钽粉块,在这种情况下阳极线3亦由钽制成。
为处理电容构件1以提供电容器部件,如图11所示,首先把电容器片2整个浸入磷酸水溶液中,并通以直流以完成阳极氧化。结果,如钽五氧化物的介质层4形成于片2以及在阳极线3的侵入的下部上。
然后,如图12所示,把片2浸入于硝酸锰水溶液B中使片2和上表面2a不到达该硝酸盐锰溶液B的表面下。接着,为烘干,把片2提升出硝酸锰液B。如此的处理步骤(下降和提升)反复执行直到二氧化锰固体电解层5适当地形成在片2的介质层4上。
在形成固体电解层5后,该电容器片2被石墨化并浸入在银或镍的金属涂料(未示出)中以形成金属层(未示出),其作为阴极电极层。
根据上述工艺,已发现形成固体电解层的步骤(参见图12)中有这样的问题,即部分硝酸锰液B在表面张力的作用下趋于沿预先形成的电介质层4向上移动,成为与阳极线直接接触并且形成一个二氧化锰层(固体电解层)的尾状部。只要这个问题发生,在阳极线3和固体电解层5(阴极层)之间会电绝缘,跟着使电容器构件不起作用或至少不充分起作用。
为消除上述问题,如图13所示,已提出在整个制造过程中靠近该处在阳极线3上装防水环C。在形成固体电解层5的步骤中(图12),该防水环C能防止硝酸锰液B上移超过环C。
如图14所示,在防水环C稍往上切断阳极线3提供可用以构成封装固体电解电容器10的电容器构件1’。具体地是阳极线3接到阳极引线6,而片2(更确切说是形成在它上面的阴极电极层)接到阴极引线7。该电容器部件1’与阳极和阴极引线部分6、7一起封装在树脂外壳8中。
但是图13和14所示的现有技术仍存在下述各种缺陷。
首先,当片2浸入金属涂料以形成金属层(阴极电极层)时,因为环C位于靠近片2处,由于表面张力作用该金属涂料趋于往上移动并超出环C。由此,该金属层可与阳极线3短接,接着使电容器部件1’不起作用或不充分起作用。
第二,尽管通过让环C的外径比片2的截面尺寸小得多可使金属涂料的上升减到一定程度。但环C的外径不能减至0.6mm以下,由于各种因素(如对阳极线3的存在),有降低片2自身尺寸的相应的限制。
在第三方面,由于在树脂壳8内防水环C的存在(图14),在电容器片2和阳极引线6的内端间的间隔T须相应增加。结果,电容器10的总长L须相应增加。
因此,本发明目的是提供一种固体电解电容器部件的制造方法,它能克服上述由于表面张力作用而使金属涂料趋于往上移动并超出防水环以导致金属层与阳极线短接问题、片自身尺寸受限制的问题和电容器总长度增加的问题。
根据本发明,提供一种固体电解电容器部件的制造方法,包括下述步骤:
至少准备一个电容器构件,其包括一个金属粉末烧结块的片和一个自所述片伸出的阳极线;
在所述片上形成一个电介质层;
在所述片上形成一个固体电解质层;
在所述片上形成一个金属层;
在离开所述片的一个间隔的位置切断所述阳极线;
其中,一个防止件装在所述阳极线上并置于靠近所述片处,至少直到结束形成所述固体电解介质层的步骤时;
其中,至少在切断所述阳极线前沿所述阳极线离开所述片的方向提升所述防水件但仍使之保持在所述阳极线上,
其特征在于,在所述片和所述提升了的防水件之间的一个位置处切断所述阳极线。
在一个实施例中,在形成固体电解质层之后而在形成金属层之前沿阳极线离开该片的方向提升该防水件。在这样的实施例中,当该片浸入金属涂料以形成金属层时,能使该防水件远离金属涂料的表面,由此防止了由于表面张力该金属涂料移向阳极线。
在另一个实施例中,在形成金属层之后但在切断阳极线之前沿阳极线离开该片的方向提升防水件。在这样的实施例中,通过沿阳极线提升防水件能除去延伸到该防水件的金属层部分。
如上所述,在任一实施例中,形成在该片上的金属层(阴极电极层)不会与该阳极线短接。而且,至少到结束形成固体电解质层步骤时,置于靠近该片的防水件亦完成它的防止固体电解质层延伸通过介质层与阳极电线短接的预定功能。由此,有可能防止不起作用的或劣质电容器部件的产品,因而提高了成品率。
在另一方面,在形成金属层后,在该片和防水件之间的位置处切断阳极线。由此,在该阳极线上不保留防水件,而与此相反的是,现有技术即使在切断阳极线后在其上仍保留防水件。结果,把电容器元件封装为固体电解电容器时,由于在封装壳中没有防水件使有可能对于给定电容器量减少封装电容器的总体尺寸,或对于给定封装置电容器尺寸的电容器增加其电容量。
最好可使防水件有比该片截面尺寸更大的外径的环。在这种情况下,该环能通过提升沿阳级线离开该片,该提升件有让该片通过但不让该环通过的槽。
阳极线可连接到支撑条直到结束形成金属的步骤。而且可使该支撑条悬挂支承若干要同时处理的电容器件。
从下面参照附图的详细说明中将对本发明的其它目的、特点和优点有更充分的了解。
在这些附图中:
图1是根据本发明实施例连接到支撑条的未处理电容器构件的正视图;
图2是沿图1中线II-II的剖视图;
图3是正视图,局部纵剖,示出对电容器构件形成介质层的步骤;
图4是正视图,局部纵剖,示出对电容器构件形成固体电解质层的步骤;
图5是示出环提升步骤的正视图;
图6是沿图5中线VI-VI的剖视图;
图7是沿图5中线VII-VII的剖视图;
图8是示出线切断步骤的正视图;
图9示出封装的固体电解容器的剖面图,其装有根据本发明方法制得的电容器部件;
图10是现有技术电容器部件的透视图;
图11是正视图,局部纵剖,示出现有技术完成阳极氧化的步骤;
图12是正视图,局部纵剖,示出现有技术完成电解质生成的步骤;
图13示出另一现有技术电容器部件的正视图;和
图14示出装有图13所示电容器部件的封装固体电解电容器的剖面图。
图1-8说明根据本发明制造电容器部件的连续步骤。各电容器部件可用于如封装的钽电容器或封装的铝电容器。
首先,如图1和2所示,准备的金属支撑条11和若干未处理电容器构件12的装配。这些电容器构件12沿支撑条11以合适的间隙悬吊下来。
各电容器构件12包括电容器片13和自片13伸出的阳极线14。该电容器片13可以是例如成形和烧结的钽粉块,在这种情况下,阳极线14亦由钽制成。阳极线14焊在支撑条11上的上端,支撑条11可如由钽或不锈钢制成。
在把各电容器构件12的阳极线14焊到支撑条11之前,将防水树脂环15环装在阳极线14靠近电容器片13的根部。该环15有约0.2mm的厚度。最好,环15有比电容器片13最大截面尺寸更大的外径。
其次,如图3所示,支撑条11与电容器构件12一起支承在第一处理槽16的上缘,槽16内装有典型地可以磷酸水溶液的化学液A。在这样的情况下,各电容器构件12的片13整个浸没于化学液A中,且直流电压跨接在支撑条11和槽16间以完成阳极氧化。结果,如钽五氧化物的介质层(未示出)形成在片13(更确切地说是在片表面上形成钽粒子)以及在阳极线14浸入的下部上。
然后,如图4所示,支撑条11置于第二处理槽17上,槽17内装有典型地可为硝酸锰水溶液的电解质形成液B。在这种情况下,下降支撑条11以把各电容器构件12的片13浸入液B中加以浸渍,接着通过提升支撑条11从液B中取出片13加以烘干。这样的处理步骤(下降和提升)反复加以执行直到固体电解质层(如二氧化锰层)适当地形成在片13上。在这个处理步骤中,防水环15防止电解质生成液B往往上移动通过环15。一般,支撑条11下降应以这样的方式进行,使片13的表面到达液B的表面下。但由于防水环15的存在,只要该环15位于液B表面上方,片13的过渡浸入是没有问题。
在形成固体电解质层后,支撑条11保持这样处理的电容器构件12立即置于有槽18a的细长提升件18的上方,且支撑条11朝提升件18下落,如图5-7所示。槽18a的宽度让各电容器片13通过但不让其相关的环通过。这样,当保持着电容器件12的支撑条11强行下落时,该环15与提升件18接合而电容器片13穿过槽18a继续往下移动,如图7中虚线所示。结果,环15被向离开片13的方向移动。当然,提升件18可朝支撑条11提升来代替支撑条11朝提升件18的下落。
然后,各电容器片13被石墨化并浸入金属涂料中(未示出)以形成金属层(未示出),其作为阴极电极层。在这个时候,由于该相关的环15已预先朝离开片13的方向移动了,能防止金属涂料沿环15往上移动。
在形成金属阴极电极层后,各电容器构件12的阳极线14沿在相应环15下面的切断线19被切断,用来移开或与支撑条11分离,以提供预定的电容器部件12’,如图8所示。
这样得到的电容器部件12’可用来构成封装的固体电解电容器20,如图9所示。具体地说,阳极线14接到阳极引线21,而片13(更确切地说是形成在其上的阴极电极层)接到阴极引线22。片13可经安全熔断器(未示出)间接接到阴极引线22。电容器部件12’与阳极和阴极引线部分21,22一起密封在树脂壳23中。
根据图9所示固体电解电容器20的布置,阳极线14不装设环15,该环15原先已在制造电容器元件12’使用过因此,在电容器片13和阳极引线21内端间的间隔T比起图14所示的现有技术布置来得以大为减少。结果,如电容器20的总长L固定的话,电容器片13的体积可相应增加以提供增加大的电容器。反之,如电容器20的电容量固定的话,则电容器20的总长L或尺寸得以相应减小。
不难理解,开槽提升件18(图5-7)结合片13和15环尺寸设置的使用,极大地方便了环15离开片13方向的共同的位移。但各环15的提升除了开槽的提升件18外可手动或利用任何合适的工具来完成。由此,环15的外径可设置成小于相应片13的截面尺寸。
另外,在制造电容器部件或部件组的替换步骤中,环15在离开电容器件13方向的提升可在形成金属阴极层后但在切断阳极线14之前加以完成。在这种情况下,延伸超过片13的金属层部分须在切断线14之前移开。
这里描述了本发明的最佳实施例,显然上述情况是可以用各种方式加以变化的。这样的变化不背离本发明的构思和保护范围,且对所属领域普通技术人员来说显见的有各种改型都将包括在下述权利要求的范围内。
Claims (7)
1.一种固体电解电容器部件的制造方法,包括下述步骤:
至少准备一个电容器构件,其包括一个金属粉末烧结块的片和一个自所述片伸出的阳极线;
在所述片上形成一个电介质层;
在所述片上形成一个固体电解质层;
在所述片上形成一个金属层;
在离开所述片的一个间隔的位置切断所述阳极线;
其中,一个防止件装在所述阳极线上并置于靠近所述片处,至少直到结束形成所述固体电解介质层的步骤时;
其中,至少在切断所述阳极线前沿所述阳极线离开所述片的方向提升所述防水件但仍使之保持在所述阳极线上,
其特征在于,在所述片和所述提升了的防水件之间的一个位置处切断所述阳极线。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在形成所述固体电解质层之后但在形成所述金属层之前,沿所述阳极线离开所述片的方向提升所述防水件。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在形成所述金属层之后但在切断所述阳极线之前,沿所述阳极线离开所述片的方向提升所述防水件。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述防水件是一个环。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述环有比所述片截面尺寸更大的外径。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述环是通过一个有一个槽的提升件沿所述阳极线离开所述片的方向被提升的。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述阳极线接到一个支撑条直到结束形成金属层的步骤时。
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