固态电解电容器封装结构及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种固态电解电容器封装结构及其制造方法，该固态电解电容器封装结构包括电容器总成、至少一电极引脚以及包覆该电容器总成及该电极引脚的一部分的封装体，且电极引脚具有分别位于封装体之内及之外的内埋部及裸露部；制造方法包含：进行前处理步骤，形成电极引脚保护膜以包覆裸露部；进行镀膜步骤，以形成一渗入且密封该固态电解电容器封装结构的微结构中的奈米薄膜；以及进行后处理步骤以去除电极引脚保护膜。本发明可有效改良固态电解电容器封装结构的气密性及水密性，进而增长使用寿命。
【专利说明】固态电解电容器封装结构及其制造方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明系有关于一种固态电解电容器封装结构及其制造方法，尤指一种用于电子产品的固态电解电容器封装结构及其制造方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]电容器已广泛地被使用于消费性家电用品、计算机主板及其周边、电源供应器、通讯产品、及汽车等之基本组件，其主要的作用包括:滤波、旁路、整流、耦合、去耦、转相等。是电子产品中不可缺少的组件之一。电容器依照不同的材质及用途，有不同的型态。包括铝质电解电容、钽质电解电容、积层陶瓷电容、薄膜电容等。
[0005]习知技术中，固态电解电容器具有小尺寸、大电容量、频率特性优越等优点，而可使用于中央处理器之电源电路的解耦合作用上。如图1所示，一般而言，习知堆栈式固态电解电容器100包括多个电容单元10，其中每一电容单元10包括正极部P及负极部N。电容单元10的负极部N彼此堆栈，且藉由在相邻的电容单元10之间设置导电胶材11，以使多个电容单元10之间彼此电性连接而形成电容器总成I。于图1中，电容单元10为芯片型固态电容器。另夕卜，电容器总成I中，每一电容单元10之正极部P前端皆延伸形成正极接脚12，正极接脚12弯折并一同焊接于一正极引脚13以达成电性连接。电容单元10之负极部N则电性连接至一负极引脚14。一般更利用合成树脂等材料包覆上述电容器总成1、正极接脚12，以及部分的正极引脚13及负极引脚14而形成一封装体15，以形成一固态电解电容器封装结构100。因此，正极引脚13包括位于该封装体15之内的内埋部131及一位于该封装体15之外的裸露部132，负极引脚14包括位于该封装体15之内的内埋部141及一位于该封装体15之外的裸露部142。裸露部141及142可被进一步弯折以与其他组件达成电性连接。
[0006]然而，在形成封装体15的过程中，由于用于形成封装体15的合成树脂与电容器总成I中各组件的材料之热膨胀系数不同，可能有无法达成紧密封装，或封装过程产生缺陷或微缝隙等缺点。特别是，针对电容器总成I是由芯片型电容器所组成的固态电解电容器封装结构100，由于其通常是使用环氧树脂与有机物，例如硅砂的组成物及铝箔等亲水性材料来制造，在使用过程中更容易因吸湿而导致使用寿命缩短。如此一来，先前技术可能无法达成具有优良气密性、水密性的固态电解电容器封装结构100，而使固态电解电容器封装结构100在使用时有短路或漏电流等问题，进而缩短其使用寿命。因此，如何改善上述无法紧密封装之问题，将是相关业界亟待努力之课题。
[0007]缘是，本发明人有感于上述缺失之可改善，乃特潜心研究并配合学理之运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失之本发明。
[0008]
【发明内容】
[0009]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种固态电解电容器封装结构的制造方法用于解决上述问题。
[0010]一种固态电解电容器封装结构的制造方法，该固态电解电容器封装结构包括一电容器总成、至少一电性连接该电容器总成的电极引脚以及一包覆该电容器总成及至少一该电极引脚的一部分的封装体，且至少一该电极引脚具有一位于该封装体之内的内埋部及一位于该封装体之外的裸露部，该固态电解电容器封装结构的制造方法包含:
进行一前处理步骤，形成一电极引脚保护膜以包覆至少一该电极引脚的该裸露部；
进行一镀膜步骤，以形成一渗入且密封该固态电解电容器封装结构的微结构中的奈米薄膜;以及进行一后处理步骤，去除该电极引脚保护膜。
[0011 ]优选地，该奈米薄膜是由聚对甲苯(Pary Iene)所形成。
[0012]优选地，该镀膜步骤更进一步包括:
加热对二甲苯二聚物以使其气化；
高温裂解经气化后的对二甲苯二聚物，以生成二甲苯单体；以及沉积二甲苯单体于该固态电解电容器封装结构上，其中该二甲苯单体在沉积过程中发生聚合，以形成由聚对甲苯所形成的该奈米薄膜。
[0013]优选地，该沉积步骤是使用一真空气相沉积设备在室温下进行的。
[0014]优选地，该奈米薄膜具有一厚度，且该厚度是少于I微米。
[0015]优选地，该电容器总成包括多个依序堆栈的芯片型电容器或一卷绕型电容器。
[0016]优选地，该固态电解电容器封装结构的该微结构包括:该封装体在制程过程中所形成的微孔洞及微缝隙以及位于该至少一电极引脚与该封装体之间的微缝隙。
[0017]—种固态电解电容器封装结构，包括:
一电容器总成；
至少一电极引脚，其电性连接该电容器总成；
一封装体，其包覆该电容器总成的全部及至少一该电极引脚的一部分，其中至少一该电极引脚具有一位于该封装体之内的内埋部及一位于该封装体之外的裸露部；以及
一由一奈米材料所形成的奈米薄膜，其覆盖于该封装体的表面上，其中该奈米材料将该封装体的表面的微孔洞及微缝隙以及位于该封装体与至少一该电极引脚之间的微缝隙密封。
[0018]优选地，该奈米材料为聚对甲苯。
[0019]优选地，该电容器总成包括多个依序堆栈的芯片型电容器或一卷绕型电容器。
[0020]本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明实施例所提供的固态电解电容器封装结构及其制造方法，可通过使奈米尺度的材料分子渗入固态电解电容器封装结构在制程期间产生之微结构内而达到密封效果。如此一来，可有效改良固态电解电容器封装结构的气密性及水密性，进而避免固态电解电容器封装结构在运作时发生短路或漏电流。据此，本发明所提供的固态电解电容器封装结构可具有经改良的使用寿命。另一方面，本发明实施例所提供的固态电解电容器封装结构中的奈米薄膜可在常温下经由镀膜而形成，并且在此镀膜步骤中，还得以精密控制镀膜厚度及均匀性等参数，因而适用于具有复杂形状表面的电容器，例如芯片型电容器。另外，该镀膜步骤更可以在较大面积的对象上成膜，因而降低生产成本。
[0021]
【附图说明】
[0022]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0023]图1为习知堆栈式固态电解电容器的结构的示意图。
[0024]图2A及2B为本发明实施例的固态电解电容器封装结构的制造方法的流程图。
[0025]图3A~3C为本发明实施例的固态电解电容器封装结构的制造方法中，固态电解电容器封装结构在不同阶段的示意图。
[0026]图4A为图3A中A部分的放大图。
[0027]图4B为图3B中B部分的放大图。
[0028]
【具体实施方式】
[0029]为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。以下是通过特定的具体实例来说明本发明所揭露有关“固态电解电容器封装结构及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容了解本发明的优点与功效。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的图式仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，先予叙明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所揭示的内容并非用以限制本发明的技术范畴。
[0030]首先，请参阅图2?图4所示，图2A及2B为本发明实施例的固态电解电容器封装结构的制造方法的流程图，图3A~3C为本发明实施例的固态电解电容器封装结构的制造方法中，固态电解电容器封装结构在不同阶段的示意图，图4A为图3A中A部分的放大图，而图4B为图3B中B部分的放大图。请参阅图3A，固态电解电容器封装结构200包括电容器总成2、电性连接电容器总成2的电极引脚3及包覆电容器总成2及电极引脚3的一部分的封装体25，且电极引脚3具有位于封装体之内的内埋部310、320及位于封装体之外的裸露部311、321。本发明实施例的固态电解电容器封装结构200的制造方法包含:
首先，请参阅图3B，进行一前处理步骤，形成电极引脚保护膜21以包覆电极引脚3的裸露部311、321(步骤S100)。本发明实施例的电容器总成2包括多个依序堆栈的芯片型电容器20。然而，构成电容器总成2的电容器的种类不在此限，换言之，电容器总成2可包括多个堆栈的卷绕型电容器。固态电解电容器封装结构200包含两个电极引脚3，分别为正极引脚31及负极引脚32。正极引脚31与由电容器总成2的正极部P前端延伸形成的多个正极接脚22电性连接，而负极引脚32与电容器总成2的负极部N电性连接。另外，正极引脚31包括位于封装体25之内的内埋部310及位于封装体25之外的裸露部311，且负极引脚32包括位于封装体25之内的内埋部320及位于封装体25之外的裸露部321。举例而言，于此步骤中，电极引脚保护膜21可为由高分子聚合物所形成的胶带，且胶带的其中一面具有黏性。形成电极引脚保护膜21可包括利用胶带缠绕并黏附于正极引脚31的裸露部311及负极引脚32的裸露部321的表面。然而，形成电极引脚保护膜21的方式不在此限。形成电极引脚保护膜21是为了避免后续镀膜步骤所使用的奈米材料沉积于引脚3的裸露部311、321上而降低其等的焊锡性。
[0031]接下来，请配合参阅图4A及4B。进行镀膜步骤，以形成一渗入且密封该固态电解电容器封装结构200的微结构中的奈米薄膜4 (步骤S102 )，其中，形成奈米薄膜4的奈米材料渗入固态电解电容器封装结构200的微结构251(亦即习知制作过程中所产生的缺陷)中。举例而言，用以形成奈米薄膜4的奈米材料可为高分子聚合物。于本实施例中，奈米材料为聚对甲苯(Parylene)。于本发明实施例中，由奈米材料所形成的奈米薄膜4的厚度为少于I微米。然而，奈米薄膜4的厚度可依产品性质或固态电解电容器封装结构200的制造方法中的其他参数加以调整。
[0032]另外，请配合参阅图3B，步骤S102包括:加热对二甲苯二聚物以使其气化；高温裂解经气化后的对二甲苯二聚物，以生成二甲苯单体；以及沉积二甲苯单体于固态电解电容器封装结构200上，其中二甲苯单体在沉积过程中发生聚合以形成由聚对甲苯所形成的奈米薄膜4。详言之，有别于一般的液体涂层方法，本发明实施例形成奈米薄膜4的步骤是利用气化、高温裂解以及沉积镀膜等程序而达成。举例而言，气化温度可为150?170°C，高温裂解的温度可为600?700°C。上述温度条件可依据制程的其他参数加以调整。另外，举例而言，最后的沉积镀膜程序可使用一真空气相沉积设备在室温下进行。
[0033]值得一提的是，上述沉积镀膜程序可以在室温下进行，且在沉积镀膜期间还可以精密控制所沉积的奈米薄膜4的厚度与沉积的均匀性，因此可应用于具有较复杂形状的器件表面。如此一来，此沉积镀膜程序特别适合用于此种包含芯片型电容器的六面式的微型组件。另外，由于此沉积镀膜程序得以在较大面积的表面上形成薄膜，同时也可降低器件的制造成本。由此形成的奈米薄膜4具有防潮及抗酸碱的功能，使固态电解电容器封装结构200具有优异的使用寿命及可靠度。
[0034]经过步骤S102的沉积镀膜的程序后，除了可在固态电解电容器封装结构200的表面上形成奈米薄膜4，奈米材料会渗入固态电解电容器封装结构200的微结构251而达到密封的效果。举例而言，如图4所示，固态电解电容器封装结构200的微结构251可包括形成封装体25的制程中所产生的微孔洞2511及微缝隙2512，以及电极引脚3与封装体25之间的微缝隙2513。详言之，具有奈米尺寸的奈米材料可在沉积镀膜的程序的期间填入微结构251内，及/或在微结构251上形成奈米薄膜4，使固态电解电容器封装结构200的气密性及水密性不受微结构251所影响。
[0035]最后，进行一后处理步骤，去除电极引脚保护膜21(S104)。去除电极引脚保护膜21的方式可包括任何本领域中所使用的处理方法。举例而言，若电极引脚保护膜21为一黏性胶带，可通过机台将黏性胶带自正极引脚31的裸露部311及负极引脚32的裸露部321的表面撕除。其他去除电极引脚保护膜21的方式包括藉由化学溶剂处理电极引脚保护膜21以使之溶解。
[0036]在步骤S104后，可进一步将裸露部311、321弯折，以与其他组件达成电性连接。由上述步骤所制造的固态电解电容器封装结构200的结构如图3C所示。
[0037]根据上述方法，本发明另外提供固态电解电容器封装结构200，其包括电容器总成2;至少一电极引脚3，其电性连接电容器总成2;封装体25，其包覆电容器总成2的全部及至少一电极引脚3的一部分，其中至少一电极引脚3具有位于封装体25之内的内埋部30及位于封装体25之外的裸露部33;以及由奈米材料所形成的奈米薄膜4，其覆盖于封装体25的表面，其中奈米材料将封装体25的表面的微孔洞2511及微缝隙2513以及封装体25与至少一电极弓I脚3接缝处的微缝隙2513密封。
[0038]有关本发明提供的固态电解电容器封装结构200的制造方法，以及其中各组件的详细材料及功用如前述说明所述，故不再重复说明。
[0039]综上所述，本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的固态电解电容器封装结构及其制造方法，其可通过「形成一渗入且密封该固态电解电容器封装结构的微结构中的奈米薄膜」的步骤而确保固态电解电容器封装结构的气密性、水密性及抗酸碱性，藉此大大提升其使用寿命。举例而言，本发明实施例所提供的固态电解电容器封装结构可通过高温高湿下的测试，包括60 0C /90%下1000HR、85 °C/85%下500HR，且亦通过-55 °0125 °C下1000HR的冷热冲击测试。
[0040]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
[0041]
符号说明
堆栈式固态电解电容器 100
电容器总成1，2
电容单元10
导电胶材11
正极接脚12，22
正极引脚13，31
内埋部131，310，320
裸露部132，311，321
负极引脚14
内埋部141
裸露部142
封装体15，25
正极部P
负极部N
步骤S100、S102、S104、S1021、S1022、S1023
固态电解电容器封装结构200
芯片型电容器20
电极引脚保护膜21
微结构251
微缝隙2511，2513
微孔洞2512
电极引脚3
奈米薄膜4
【主权项】
1.一种固态电解电容器封装结构的制造方法，其特征在于，该固态电解电容器封装结构包括一电容器总成、至少一电性连接该电容器总成的电极引脚以及一包覆该电容器总成及至少一该电极引脚的一部分的封装体，且至少一该电极引脚具有一位于该封装体之内的内埋部及一位于该封装体之外的裸露部，该固态电解电容器封装结构的制造方法包含: 进行一前处理步骤，形成一电极引脚保护膜以包覆至少一该电极引脚的该裸露部； 进行一镀膜步骤，以形成一渗入且密封该固态电解电容器封装结构的微结构中的奈米薄膜;以及进行一后处理步骤，去除该电极引脚保护膜。2.如请求项I所述的固态电解电容器封装结构的制造方法，其特征在于，该奈米薄膜是由聚对甲苯(Pary Iene)所形成。3.如请求项I所述的固态电解电容器封装结构的制造方法，其特征在于，该镀膜步骤更进一步包括: 加热对二甲苯二聚物以使其气化； 高温裂解经气化后的对二甲苯二聚物，以生成二甲苯单体；以及沉积二甲苯单体于该固态电解电容器封装结构上，其中该二甲苯单体在沉积过程中发生聚合，以形成由聚对甲苯所形成的该奈米薄膜。4.如请求项3所述的固态电解电容器封装结构的制造方法，其特征在于，该沉积步骤是使用一真空气相沉积设备在室温下进行的。5.如请求项I所述的固态电解电容器封装结构的制造方法，其特征在于，该奈米薄膜具有一厚度，且该厚度是少于I微米。6.如请求项I所述的固态电解电容器封装结构的制造方法，其特征在于，该电容器总成包括多个依序堆栈的芯片型电容器或一卷绕型电容器。7.如请求项I所述的固态电解电容器封装结构的制造方法，其特征在于，该固态电解电容器封装结构的该微结构包括:该封装体在制程过程中所形成的微孔洞及微缝隙以及位于该至少一电极引脚与该封装体之间的微缝隙。8.—种固态电解电容器封装结构，其特征在于，包括: 一电容器总成； 至少一电极引脚，其电性连接该电容器总成； 一封装体，其包覆该电容器总成的全部及至少一该电极引脚的一部分，其中至少一该电极引脚具有一位于该封装体之内的内埋部及一位于该封装体之外的裸露部；以及 一由一奈米材料所形成的奈米薄膜，其覆盖于该封装体的表面上，其中该奈米材料将该封装体的表面的微孔洞及微缝隙以及位于该封装体与至少一该电极引脚之间的微缝隙密封。9.如请求项8所述的固态电解电容器封装结构，其特征在于，该奈米材料为聚对甲苯。10.如请求项8所述的固态电解电容器封装结构，其特征在于，该电容器总成包括多个依序堆栈的芯片型电容器或一卷绕型电容器。
【文档编号】H01G9/10GK105845442SQ201510719280
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年10月28日
【发明人】高良民, 黄俊嘉
【申请人】钰邦电子（无锡）有限公司