固态电容器的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种电容器，尤其涉及一种固态电容器。


背景技术：

[0002]
电容器已广泛地运用于消费性家电用品、电脑主机板及其周边、电源供应器、通信物品以及汽车等基本元件，是电子产品中不可缺少的元件之一，其主要的作用包括：电荷储存、交流滤波、旁路、耦合、去耦、转相、调谐等。各种不同的电容器具有不同的电容特性，因此，其功能与应用范围也不相同。其中，固态电容器的电容量较高、尺寸体积较小，频率特性优越且制造成本较低，使用范围也较为广泛，适用于大部分的电器及电子产品。
[0003]
现有的固态电容器包括正极部、介电层和导电高分子层。正极部是将钽、铝等阀金属烧结成具有多孔隙的金属，在正极部表面和多孔隙表面用电化学的方法形成氧化膜作为介电层,导电高分子层覆盖于介电层的表面，并且通常使用低黏度的导电高分子溶液以易于进入多孔隙。
[0004]
然而，低黏度的导电高分子容易会形成密度较低的导电高分子层。低密度的导电高分子层易于透过气体，例如氧气，会致使正极部氧化而增大等效串联电阻(equivalent series resistance，esr)，引起电路失效甚至损坏等严重后果。
[0005]
因此，本实用新型的主要目的在于提供一种固态电容器，以解决上述问题。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的在于提供一种固态电容器，可避免气体渗入到正极部内部，抑制固态电容器的esr增加，保证了固态电容器的电气性能，而且结构简单，生产成本低。
[0007]
为达所述优点至少其中的一或其他优点，本实用新型的一实施例提出一种固态电容器。固态电容器包括电容单元、引线结构以及封装单元。
[0008]
电容单元包括正极部、介电层、第一导电高分子层、第二导电高分子层、导电胶层与绝缘部，介电层包覆正极部的部分表面，绝缘部包覆介电层的部分表面，第一导电高分子层设置于绝缘部的后端并包覆介电层的部分表面，第二导电高分子层包覆第一导电高分子层的部分表面，导电胶层包覆第一导电高分子层和第二导电高分子层，其中，第一导电高分子层的密度小于第二导电高分子层的密度。
[0009]
引线结构包括正极导电结构和负极导电结构，未被介电层包覆的正极部部分电性连接正极导电结构，导电胶层电性连接负极导电结构。
[0010]
封装单元包覆电容单元和部分引线结构。
[0011]
在一些实施例中，正极部是阀金属，介电层包覆阀金属的表面且形成多孔隙，第一导电高分子层填充于多孔隙。
[0012]
在一些实施例中，正极部与导电胶层是通过导电体分别电性连接正极导电结构和负极导电结构。
[0013]
在一些实施例中，导电胶层包括碳胶层与银胶层，碳胶层包覆第一导电高分子层
和第二导电高分子层，银胶层包覆碳胶层。
[0014]
在一些实施例中，第一导电高分子层是利用化学氧化聚合法或导电性高分子混悬溶液法形成。
[0015]
在一些实施例中，第二导电高分子层是利用导电性高分子混悬溶液法形成。
[0016]
在一些实施例中，第二导电高分子层的厚度小于第一导电高分子层的厚度。
[0017]
在一些实施例中，第二导电高分子层包覆第一导电高分子层60％至80％的裸露表面。
[0018]
在一些实施例中，正极导电结构的高度大于负极导电结构的高度。
[0019]
在一些实施例中，封装单元是以绝缘材料制成。
[0020]
因此，利用本实用新型所提供一种固态电容器，借由低密度的第一导电高分子层提供较佳的esr且易于进入多孔隙，高密度的第二导电高分子层部分覆盖第一导电高分子层既可保证结构强度提升整体可靠度，还可避免气体渗入到正极部内，抑制固态电容器的esr增加，保证固态电容器的电气性能，而且结构简单，生产成本低。
[0021]
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
[0022]
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，并非用于限定本实用新型的实施方式仅限于此，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图衍生而获得其他的附图。所述附图包括：
[0023]
图1是本实用新型固态电容器的剖面示意图。
[0024]
附图标注：10-固态电容器；12-电容单元；122-正极部；124-介电层；14-引线结构；142-正极导电结构；144-负极导电结构；16-封装单元；18-第一导电高分子层；20-第二导电高分子层；22-导电胶层；24-绝缘部；26,28-导电体。
具体实施方式
[0025]
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本实用新型的示例性实施例的目的。但是本实用新型可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含
义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。
[0027]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0028]
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
[0029]
请参阅图1，图1是本实用新型固态电容器10的剖面示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本实用新型的一实施例提供一种固态电容器10。如图1所示，固态电容器10包括电容单元12、引线结构14和封装单元16。进一步看，电容单元12包括正极部122、介电层124、第一导电高分子层18、第二导电高分子层20、导电胶层22与绝缘部24；引线结构14包括正极导电结构142和负极导电结构144。
[0030]
在本实施例中，正极部122是铝阀金属，表面具有多孔隙。介电层124包覆正极部122的部分表面，且覆盖于多孔隙的表面。介电层124是通过电解氧化正极部122的方式形成于正极部122表面的氧化膜。介电层124的厚度可通过调节电解氧化的电压来适当调整。
[0031]
绝缘部24包覆介电层124的部分表面，使得正极部122与负极部(由第一导电高分子层18、第二导电高分子层20与导电胶层22构成)彼此电性绝缘。
[0032]
第一导电高分子层18设置于绝缘部24的后端并包覆介电层124的部分表面。为使得第一导电高分子层18易于进入上述多孔隙，可使用低黏度的导电高分子溶液，待加热干燥后形成低密度的第一导电高分子层18。在一实施例中，此低黏度的导电高分子溶液之黏度小于100mpas。此外，低密度的第一导电高分子层18可提供较低的esr。不过亦不限于此。在一实施例中，亦可使用化学氧化聚合法，在介电层124表面聚合形成低密度的第一导电高分子层18。
[0033]
第二导电高分子层20包覆第一导电高分子层18的部分表面。为避免外界气体进入氧化正极部122，可使用高黏度的导电高分子溶液，待加热干燥后形成高密度的第二导电高分子层20。在一实施例中，此高黏度的导电高分子溶液之黏度大于150mpas。此外，高密度的第二导电高分子层20可提供提升整体结构可靠度。由于第二导电高分子层20部分包覆第一导电高分子层18，因而不会影响到固态电容器10整体的esr。
[0034]
导电胶层22包覆第一导电高分子层18和第二导电高分子层20，以导通电性。在本实施例中，导电胶层22包括碳胶层与银胶层，碳胶层包覆第一导电高分子层18和第二导电高分子层20，银胶层包覆碳胶层。
[0035]
未被介电层124包覆的正极部122部分通过导电体26电性连接于正极导电结构142。导电胶层22通过导电体28电性连接负极导电结构144。又，一实施例中，正极部122与导电胶层22亦可是直接分别连接至正极导电结构142与负极导电结构144。
[0036]
封装单元16包覆电容单元12和部分引线结构14，换言之，封装单元16包覆电容单
元12、部分正极导电结构142和部分负极导电结构144。封装单元16用以保护固态电容器10不受外部环境的影响，例如湿气、尘埃、减少外界碰撞等的影响。进一步说明，封装单元16可由任何的绝缘材料所制成，例如环氧基树脂(epoxy)或者硅(silicon)等绝缘材料。
[0037]
进一步说明，前述第一导电高分子层18与第二导电高分子层20皆可利用化学氧化聚合法或导电性高分子混悬溶液法形成，需要注意的是，形成的第一导电高分子层18的密度应小于第二导电高分子层20的密度。前述导电体26,28可以是银胶。
[0038]
在一实施例中，第二导电高分子层20的厚度小于第一导电高分子层18的厚度，以确保固态电容器10的电性。
[0039]
在一实施例中，第二导电高分子层20包覆第一导电高分子层18的60％至80％的裸露表面，既可避免氧气透过第一导电高分子层18氧化正极部122，又可提供整体结构强度，增强可靠性。
[0040]
在一实施例中，正极导电结构142的高度大于负极导电结构144的高度，以搭配承载电容单元12，利于封装、制造。
[0041]
又，一实施例中，正极部122亦可是镁合金、铜和铜合金、锌和锌合金、钢、镉、钽、锆等金属。
[0042]
综上所述，利用本实用新型所提供的一种固态电容器10，借由低密度的第一导电高分子层18提供较佳的esr且易于进入多孔隙，高密度的第二导电高分子层20部分覆盖第一导电高分子层18既可保证结构强度提升整体可靠度，还可避免气体渗入到正极部122内，抑制固态电容器10的esr增加，保证固态电容器10的电气性能，而且结构简单，生产成本低。
[0043]
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。