专利名称：制造固体电解电容器的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制造固体电解电容器的设备，尤其是具有由导电聚合物制成的固体电解层的这类电解电容器。
近几年，高速数字信号处理得到了快速发展，多媒体设备已具备了高速特征以及小型的尺寸。附带地，不断地需要使用用于高频驱动的更小型更平坦的电源，因此，现在稳定性和噪声减少已成为一个重要的因素。在这些情况下，希望固体电解电容器(重要的电路元件部件之一)具有低的ESR(等效串联电阻)，从而适应电压的快速变化，还希望它具有小型的尺寸和大的容量，从而可以表面安装。
一种具有由导电聚合物制成的固体电解层的固体电解电容器可满足这一需要。以下，将讨论这种固体电解电容器。
图12A示出标准固体电解电容器60的剖面图。固体电解电容器60包括嵌入覆盖树脂49的电容器元件45，阳极和阴极端46和47的各部分暴露于其外部。
电容器元件45由多孔阳极元件40、在阳极元件40的一个表面上形成的介质氧化膜42、在介质氧化膜42上形成的固体电解层43以及在固体电解层43上形成的阴极层44构成。图12B是示出阳极元件40的局部放大图。如图12B所示，多孔阳极元件40的表面上具有多个微孔62。
通过把整流作用(valve action)金属(例如，钽)的粉末压成预期的形状然后烧结来获得多孔阳极元件40，在阳极元件40中嵌入了钽丝形式的阳极引线41，阳极引线的一部分暴露于外部。阳极引线41与阳极端46相连。通过对阳极元件40的表面进行阳极化来获得介质氧化膜42。固体电解层43由诸如聚吡咯(polypyrrole)等导电聚合物制成。阳极端46与阳极引线41通过焊接连接，使用导电粘合剂48使阴极端47与阴极层44相连。阳极和阴极端46和47的暴露部分向内弯曲，从而电容器60可像电容器片那样表面安装在平面支撑表面上。
将参考图13的流程图来讨论制造固体电解电容器60的方法，图13示出依据已有技术制造固体电解电容器60的工序。
如其中所示，把其中嵌入阳极引线41的钽金属粉末压成预期的形状然后烧结，以提供多孔阳极元件40(成形和烧结步骤)。
接着，使用磷酸，对阳极元件40进行阳极化，以在阳极元件40的外表面上形成介质氧化膜42(阳极化步骤)。
在阳极元件40已被注入吡咯单体溶液后，把阳极元件40浸入含有氧化剂的溶液中，或在阳极元件40已被浸入含有氧化剂的溶液后，给阳极元件40注入吡咯单体溶液，利用化学氧化聚合作用在介质氧化膜42上形成固体电解层43(聚合步骤)。
其后，涂敷碳、涂敷银粉涂料并进行干燥，以完成阴极层44的形成，从而完成电容器元件45(阴极形成步骤)。
然后，把从电容器元件45延伸的阳极引线41焊接到引线框的阳极端46，使用导电粘合剂48把阴极层44与阴极端47相连(制造步骤)。其后，把电容器元件45树脂模压(resin-molded)在环氧覆盖树脂49中，阳极和阴极端46和47的各部分暴露于覆盖树脂49的外部(树脂包裹步骤)。一般，通过如上所述的工序，每次可制造一批电容器60，一个电容器60的阳极和阴极端46和47与下一相邻电容器60的阳极和阴极端连续。相应地，作为最后一个步骤，把连在一起的电容器60分成单独的电容器60，随后测试这些电容器，以提供单独的固体电解电容器60(结束步骤)。
图14示出电容器制造设备中实行聚合的部分的示意布局，图15是图14的聚合部件的局部放大透视图。如图14所示，聚合部件包括槽(bath)50和50A的一个第一阵列、槽50和50A的四个第二阵列以及槽50和50A的两个第三阵列，这些第一、第二和第三阵列平行地排列。这些阵列包括多个聚合槽50和用于清洗、干燥等的槽50A。第一阵列是利用化学氧化聚合作用在阳极元件40的外表面63(图12B)(即，除阳极元件40的微孔62以外的表面)上形成由聚吡咯制成的固体电解层43的聚合(A)生产流水线。第二条线是利用化学氧化聚合作用在阳极元件40的微孔内形成由聚吡咯制成的固体电解层43的聚合(B)生产流水线。第三条线是利用化学氧化聚合作用来形成由诸如聚噻吩(polythiophene)等导电聚合物(不同于聚吡咯)制成的固体电解层43的聚合(C)生产流水线。
第一、第二和第三条线中的每一条都包括图14所示的多个聚合槽50。如图14和15所示，聚合槽50排列成一条线并相连，由随从的工作人员手工执行槽之间的传送。
难于在微孔62内以及在阳极元件40的外表面上形成固体电解层43，不可能通过一个聚合步骤来形成具有预期厚度的固体电解层43。相应地，由于每个过程需要重复几十次，所以需要相当复杂的过程，诸如聚合过程A需要重复3次，4条线中每条线的聚合过程B需要重复14次。
图16A和16B分别是用于聚合过程中化学氧化聚合的聚合槽50的平面图和剖面图。在图16A中，聚合槽50具有敞口式空腔64、用于从聚合溶液54的池(tank)(未示出)给空腔64提供聚合溶液54的供给通道51(供给通道51被限定在空腔64底面的中央并与空腔64连通)、置于空腔64中的溢流挡板(weir board)52A和52B以及用于排放溢流挡板52A和52B上聚合溶液54的溢流的废液管53A和53B。
以下，将描述聚合槽50的操作。首先，通过供给通道51从溶液池(未示出)向空腔64内提供聚合溶液54，从而给空腔64注入聚合溶液54。提供给空腔64的数量大于预定量的聚合溶液54溢出溢流挡板52A和52B，然后被排出空腔64。
然而，用于制造以上固体电解电容器的常规设备存在以下问题。
首先，常规的设备利用带式传送装置在进行复杂而费力的聚合过程的聚合站接连地线性传送托盘(pallet)，因此，该设备既长又大，且制造起来昂贵，同时需要相对大的安装空间。
其次，在后续的过程中途发生事故时，必须暂停所有的线，从而导致操作速率的下降，继而导致产品有缺陷。相应地，相当大地降低了生产率。
最后，由于在给槽50注入聚合溶液54期间聚合溶液54在空腔64中起泡，所以这些气泡给聚合过程造成不利影响，从而导致形成的固体电解层43不均匀。为了防止气泡的产生，已提出减小把聚合溶液54送入空腔64的速度。然而，这使得操作效率相对较低，而且即使减小聚合溶液54的供给速度，仍难于完全避免气泡的产生。此外，由于聚合溶液54在空腔64内的循环不均匀，所以难于控制聚合溶液54的水平面和温度，从而也给聚合过程造成不利影响，不能均匀地形成固体电解层43。
针对上述各种问题，把本发明设计成消除上述问题，并提供一种用于制造固体电解电容器的设备，该设备的尺寸小，且可有效地防止缺陷产品的产生，由于使用能有效防止气泡产生的聚合槽，所以该设备表现出优良的生产率和低的成本，在该设备中，可容易地控制聚合溶液的水平面和温度，同时可均匀地形成固体电解层。
依据本发明的一个方面，一种用于制造固体电解电容器的设备包括(1)用于在由整流作用金属制成的多孔阳极元件的一个表面上形成介质氧化膜的阳极化部件，在阳极元件中嵌入了阳极引线，该阳极引线的一端部分暴露于外部；(2)用于通过化学氧化聚合作用在介质氧化膜上形成由导电聚合物制成的固体电解层的聚合部件，该聚合部件包括结构基本上相同的多个聚合槽以及传送机构，其中多个聚合槽置于传送机构周围的传送范围内；(3)用于在固体电解层上形成阴极层并提供电容器元件的阴极层形成部件；(4)用于把阳极引线与阳极端相连并把阴极引线与阴极端相连的装配部件，阳极和阴极端用于与外部电路相连；以及(5)用于以覆盖树脂覆盖电容器元件的模压部件，阳极和阴极端的各部分暴露于外部。
依据以上制造设备，由于聚合部件具有结构基本上相同的多个聚合槽和传送机构，且多个聚合槽置于传送机构的传送范围内，所以可给该制造设备紧凑地装配与组成(constituent)槽一起使用的聚合部件。此外，由于多个聚合槽中的每一个都可以是独立的，所以即使在随后的生产过程中途发生事故，也不必暂停所有的生产过程流水线，使得可提高操作速率、产量和生产率。
依据本发明的另一个方面，聚合槽中的至少一个包括待注入聚合溶液的第一敞口空腔；用于给第一敞口空腔提供聚合溶液的供给通道，该供给通道置于第一敞口空腔底面的一端并与第一敞口空腔相通；用于防止通过供给通道所提供的聚合溶液射流的可中断射流板，此可中断射流板置于供给通道与第一敞口空腔的连接部分附近；用于限制提供给与可中断射流板接触的第一敞口空腔的聚合溶液的液位(level)上升的导板，此导板位于从靠近可中断射流板的第一敞口空腔的一端到第一敞口空腔的基本上中央；以及用于把第一敞口空腔内所提供的聚合溶液的液位控制在预定量的液位控制机构。
依据以上制造设备，由于聚合槽具有上述可中断射流板和导板，所以可防止在给槽的空腔提供聚合溶液期间在聚合溶液中产生气泡。相应地，可给空腔注入聚合溶液，同时防止聚合溶液起泡并连续而精确地控制聚合溶液21的液位，因而，可提高操作效率并可均匀地形成固体电解层。
从以下参考附图对本发明较佳实施例的描述，可容易地理解本发明，其中由相同的标号来表示相同的部分，其中图1是示出依据本发明第一实施例的用于制造固体电解电容器的设备的布局示意图；图2是包含在聚合部件2中的聚合部件2A的放大透视图；图3是示出依据本发明第二实施例的设备的布局示意图；图4是示出依据本发明第三实施例的设备的布局示意图；图5A是本发明第四实施例中所使用的聚合槽的示意平面图5B是沿图5A的剖面线5B-5B＇的局部剖面图；图6A是本发明第五实施例中所使用的聚合槽的示意平面图；图6B是沿图6A的剖面线6B-6B＇的局部剖面图；图7A是本发明第六实施例中所使用的聚合槽的示意平面图；图7B是沿图7A的剖面线7B-7B＇的局部剖面图；图8是图7A和7B的聚合槽中所使用的溢流挡板的局部侧视图；图9是示出本发明第七实施例中把一产品浸入槽中聚合溶液内的浸入步骤的局部剖面图；图10是本发明第八实施例中所使用的聚合槽的局部剖面图；图11是本发明第九实施例中所使用的阳极化槽的局部剖面图；图12A是示出标准固体电解电容器的示意剖面图；图12B是示出阳极元件的局部放大图；图13是示出依据已有技术制造固体电解电容器的工序的流程图；图14是示出包含在依据已有技术制造固体电解电容器的设备中的聚合部件的布局示意图；图15是图14的聚合部件的局部放大图；图16A是依据已有技术制造固体电解电容器的设备中聚合槽的示意平面图；以及图16B是沿图16A的剖面线16B-16B＇的局部剖面图。
本申请以在日本提交的2000-19816和2000-19817号申请为基础，这里通过参考引入其内容。
(第一实施例)第一实施例的用于制造固体电解电容器的设备包括(1)用于在由整流作用金属制成的多孔阳极元件的一个表面上形成介质氧化膜的阳极化部件，在阳极元件中嵌入了阳极引线，该阳极引线的一端部分暴露于外部；(2)用于通过化学氧化聚合作用在介质氧化膜上形成由导电聚合物制成的固体电解层的聚合部件，该聚合部件包括结构基本上相同的多个聚合槽以及传送机构，其中多个聚合槽置于传送机构周围的传送范围内；(3)用于在固体电解层上形成阴极层并提供电容器元件的阴极层形成部件；(4)用于把阳极引线与阳极端相连并把阴极引线与阴极端相连的装配部件，阳极和阴极端用于与外部电路相连；以及(5)用于以覆盖树脂覆盖电容器元件的模压部件，阳极和阴极端的各部分暴露于外部。此外，聚合部件包括清洗槽，清洗槽和多个聚合槽形成基本上相同的结构。
依据以上制造设备，可将在制造设备中需要最大面积安装的聚合部件紧凑地装配与组成槽一起使用的聚合槽。相应地，可以较低的成本生产制造设备。此外，由于每个聚合槽都可独立，所以即使在随后的生产过程中途发生事故，也不必暂停所有的生产过程流水线，使得可提高操作速率、产量和生产率。
将参考图1和2更详细地描述依据本发明第一实施例的制造设备。注意，联系本发明所述的固体电解电容器的结构与联系已有技术所讨论的图12的标准固体电解电容器60的结构基本上相同。
在图1中，示出依据第一实施例的用于制造固体电解电容器的设备100的布局。制造设备100包括阳极化部件1、聚合部件2、阴极层形成部件3、装配部件4和模压部件5。聚合部件2包括分别用于聚合过程A和B的一个聚合部件2A和四个聚合部件2B。设备100还可包括用于制备和提供或回收阳极化部件中所使用的阳极化溶液和/或聚合部件中所使用的聚合溶液的溶液制备部件。
图2是示出例如聚合部件2中用于聚合过程B的聚合部件2B的放大透视图。如图2所示，聚合部件2B包括诸如机械手7A和7B等传送机构以及位于机械手7A和7B周围的操作范围内的多个槽8A到8L，机械手7A和7B基本上位于操作范围的中央。槽8A到8F排列成一条线，槽8G到8L排列成一条线且平行于槽8A到8F的阵列。槽8A到8L包括聚合槽8A和8B、保存槽8C到8F、阳极化槽8G到8J、清洗槽8J、干燥槽8K以及冷却槽8L，所有这些槽都具有基本上相同的结构，因而它们相互兼容。此外，利用冷却系统12冷却槽8C和8D。
以下描述聚合部件2B中所执行的聚合方法。首先，托盘9所运送的阳极元件30(在图2中未示出，见图12)通过入口10进入聚合部件2B。然后，把阳极元件30浸入槽8A内的吡咯单体溶液中，接着浸入槽8B内的氧化剂溶液中。其后，冷却阳极元件30并在槽8C和8D中保存预定的时间，然后在处于常温的槽8E和8F中保存预定的时间。然后，通过在槽8G、8H和8I中的阳极化来修整(repair)阳极元件30，其后在槽8J中以热水清洗。在槽8K中干燥获得的阳极元件30，最后在槽8L中冷却。如上所述，一个循环结束了。通过把此过程重复14次来完成聚合过程B。
把已经历聚合过程B的阳极元件30从聚合部件2B的出口11送出，然后运送到下一步骤。注意，为了协调整个生产节拍，使用槽8C和8D把阳极元件30保持在低温，使用槽8E和8F把阳极元件30保持在常温，这是因为这些保持低温和常温的步骤需要比其它步骤更长的时间。
如上所述，聚合部件2B具有机械手7A和7B以及置于机械手7A和7B周围机械手7A和7B的操作范围内的槽8A到8L，从而可利用机械手7A和7B在槽8A到8L之间传送阳极元件30。因而，可减小聚合部件的尺寸。此外，槽8A到8L中的每一个都形成基本上相同的结构，可以较低的成本来生产制造设备。
注意，虽然在第一实施例中以聚合部件2B为例，但聚合部件2B以外的聚合部件(聚合部件2A)可以与聚合部件2B基本上相同。
(第二实施例)依据本发明第二实施例的设备包括多个聚合部件，可利用该制造设备在阳极元件上形成多个固体电解层，从而可提供性能更高的固体电解电容器。
将参考图3更详细地描述依据本发明第二实施例的用于制造固体电解电容器的设备110。图3是示出制造设备110的布局的示意图。
设备110与依据第一实施例的设备的区别在于，设备110中的聚合部件2还包括两个聚合部件2C。
依据上述制造设备110，还利用两个聚合部件2C在阳极元件30上形成由聚噻吩制成的固体电解层，它不同于利用聚合部件2A和2B形成的聚吡咯制成的固体电解层。制造设备110所生产的固体电解电容器包括位于聚吡咯制成的固体电解层表面上由聚噻吩制成的固体电解层，该固体电解电容器具有较高的容量以及与阴极层44的优良粘附，从而可提供更高性能的固体电解电容器。
虽然在第二实施例中，聚合部件2还包括聚合部件2C，聚合部件2的尺寸没有显著增加，因此，制造设备110具有小的尺寸，且可以类似于第一实施例的方式以低成本来生产。
(第三实施例)依据本发明第三实施例的设备还包括用于检查已经历模压部件的电容器元件的检查部件以及用于封装经检查的电容器元件的封装部件，从而可连续地生产固体电解电容器。
将参考图4更详细地描述设备120。图4是示出依据本发明第三实施例的制造设备120布局的示意图。
其中所示的设备120与依据第二实施例的设备的区别在于，设备120还包括用于检查电容器元件的检查部件13以及用于封装经检查的电容器元件的封装部件14。
依据上述制造设备120，由检查部件13检查经模压部件5模压的电容器元件，其后由封装部件14进行封装。由于制造设备120还包括检查部件13和封装部件14，所以可通过设备120的连续操作来生产固体电解电容器，因此，可提高生产率。
(第四实施例)将参考图5A和5B更详细地描述在依据本发明第四实施例的制造设备中所使用的聚合槽。在依据第四实施例的设备中，聚合槽包括(1)待注入聚合溶液的第一敞口空腔；(2)用于将聚合溶液提供给第一空腔的供给通道，此供给通道置于第一空腔底面的一端并与第一空腔相通；(3)用于防止通过供给通道提供的聚合溶液喷射的可中断射流板，此可中断射流板置于供给通道与第一空腔的连接部分附近；(4)用于限制提供给与可中断射流板接触的第一敞口空腔的聚合溶液液位上升的导板，此导板位于从靠近可中断射流板的第一敞口空腔的一端到第一敞口空腔的基本上中央；以及(5)用于把供给第一敞口空腔的聚合溶液的液位控制在预定量的液位控制机构。此外，导板具有梯形形状，导板具有第一边以及与第一边平行且比它短的第二边，第一边位于靠近可中断射流板的第一空腔的一端，第二边基本上位于第一空腔的中央。如此放置导板，从而第二边的高度低于第一边的高度。液位控制机构包括置于第一空腔预定高度处的溢流挡板。
依据以上制造设备，聚合槽具有可中断射流板和导板，从而可防止在给槽的空腔提供聚合溶液期间在聚合溶液中产生气泡。相应地，可在较短的周期内给空腔注满聚合溶液。此外，由于由可中断射流板精确地控制聚合溶液的液位，因而可提高操作效率并可均匀地形成固体电解层。
注意，在第四、第五、第六、第七和第八实施例中所使用的聚合槽最好可用于例如图2中的槽8A、8B、8G、8H、8I和8J中的至少一个。
现在参考图5A和5B，其中分别示出聚合槽8的平面图和剖面图。聚合槽8具有敞口空腔(第一空腔)80、用于从聚合溶液21的池(未示出)给空腔80提供聚合溶液21的供给通道15(供给通道15置于空腔80底面的一端与空腔80相通)、可中断射流板16、导板17、置于空腔80中的溢流挡板18A和18B、用于排出溢出溢流挡板18A和18B的一部分聚合溶液21的废液管19A和19B以及浮板20。可中断射流板16置于供给通道15的一端部分附近，即靠近供给通道15与空腔80的连接部分。导板17位于从靠近可中断射流板16的空腔80的一端到空腔的基本上中央，为了给空腔80均匀地提供聚合溶液21，导板17限制提供给与可中断射流板16接触的空腔80的聚合溶液21液位的上升。浮板20用于检测聚合溶液21的液位。
以下，将描述依据第四实施例的聚合槽8的操作。首先，通过置于空腔80底面的一端处的供给通道15从溶液池对空腔80提供聚合溶液21，聚合溶液21与可中断射流板16接触。因此，聚合溶液21的流动方向改变90度，且相对于空腔80的底面变为水平，给空腔80提供聚合溶液21，同时防止聚合溶液21起泡。在把聚合溶液21提供给空腔80时，聚合溶液21的液位趋于上升。然而，依据本发明的第四实施例，导板17防止了由来自供给通道15的聚合溶液21的流入而引起的聚合溶液21液位的上升，同时它防止了气泡的产生。
此外，导板17具有包含第一边17b和第二边17t的梯形形状，第二边17t平行于第一边17b但比它短。如图5A和5B所示，第一边17b位于靠近可中断射流板16的空腔80的一端，第二边17t基本上位于空腔80的中央。此外，如图5B所示，导板17由固定在比第一边17b低的水平的第二边17t可按角度移动地支撑。由于制造设备具有上述聚合槽8，所以可给空腔80均匀地提供聚合溶液21，同时防止了聚合溶液21液位的上升以及气泡的产生。
此外，可利用浮板20来检测聚合溶液21的液位，过量提供的聚合溶液21溢出溢流挡板18A和18B，然后通过废液管19A和19B排到空腔80的外部，因此，可把空腔80中聚合溶液21的量高度精确地控制在期望的量。
如上所述，依据本发明第四实施例，聚合槽具有可中断射流板16和导板17，从而可防止在给槽8的空腔80提供聚合溶液21期间在聚合溶液21中产生气泡。相应地，可给空腔80注满聚合溶液21，同时防止了起泡，且可连续而精确地控制聚合溶液21的液位，因而可提高操作效率并可均匀地形成固体电解层。
注意，虽然在第四实施例中，导板17具有梯形形状，第一边17b位于靠近可中断射流板16的空腔80的一端，而比第一边17b短且与其平行的第二边17t基本上位于空腔80的中央，且边17t的高度固定在比边17b低的水平，但导板17的形状和位置不限于此。例如，可弯曲导板，使第二边17t可向下面对空腔80的底面，可提供类似的效果。
(第五实施例)将参考图6A和6B更详细地描述在依据第五实施例的设备中所使用的聚合槽。图6A是本发明第五实施例中所使用的聚合槽的示意平面图，图6B是图6A的聚合槽的示意剖面图。在本设备中所使用的聚合槽与依据第四实施例的聚合槽的区别在于，聚合槽还包括第一空腔下面的第二空腔且具有双层结构。
如图6A和6B所示，聚合槽8具有限定在第一空腔80下面的第二空腔22，第二空腔连到入口23和出口24。第二空腔22被注满防冻液25且防冻液25在其中循环，防冻液25从入口23提供并从出口24排出。把供给池(未示出)内的防冻液25冷却到期望的温度。
如上所述，依据本发明的第五实施例，聚合槽具有第二空腔22，冷却的防冻液25经由入口23和出口24在第二槽22内循环，从而可把聚合溶液21控制到期望的温度，因而，可更精确地执行聚合过程。相应地，可均匀地形成固体电解层，并可制造具有高度可靠性的固体电解电容器。
(第六实施例)在依据图7A、7B和8所示第六实施例的设备中，聚合槽中的至少一个具有(1)用于减小位于供给通道与第一空腔的连接部分附近的气泡尺寸的网；(2)基本上垂直于第一空腔的深度方向的溢流挡板，此溢流挡板的一边有聚合溶液溢出，且溢流挡板的这一边上有两个或多个槽口；(3)置于预定高度的作为液位控制机构的传感器；以及(4)位于第一空腔外壁上的第一空腔水平度的调节螺钉。
聚合槽具有用于减小气泡尺寸的网，从而可给第一空腔注入聚合溶液，同时在高速地把聚合溶液提供给第一空腔的情况下防止聚合溶液起泡。溢流挡板的边缘有两个或多个槽口，从而可提供优良的聚合溶液循环。此外，可由传感器精确地控制聚合溶液的液位，第一空腔水平度调节螺钉可容易地调节聚合溶液的水平度。
将参考图7A、7B和8来描述在依据本发明第六实施例的制造设备中所使用的聚合槽。图7A是在本发明的第六实施例中所使用的聚合槽的示意平面图，图7B是图7A的聚合槽的示意剖面图，图8是在图7A和7B的聚合槽中所使用的溢流挡板的局部侧视图。在依据本发明第六实施例的制造设备中所使用的聚合槽与依据第五实施例的聚合槽的区别在于，聚合槽中的溢流挡板具有多个槽口、用于减小气泡尺寸的网、用于控制聚合溶液液位的传感器以及用于调节水平度的螺钉。
如图7A、7B和8所示，聚合槽8具有位于第一空腔80中的溢流挡板18C和18D，溢流挡板18C和18D有多个槽口18E。由于溢流挡板18C和18D有多个槽口18E，所以在第一空腔80内提供过量的聚合溶液21时，聚合溶液21均匀地溢出溢流挡板，从而可在第一空腔80内提供聚合溶液21的优良循环，因而这对均匀地在固体电解电容器中形成固体电解层有很大贡献。
此外，槽8具有用于减小气泡尺寸的网26，网26位于供给通道15的一端，即位于供给通道15与空腔80的连接部分附近。网26可防止在把聚合溶液21提供给空腔80的同时在聚合溶液21中产生气泡。因此，可在较短的时间内给空腔80注满聚合溶液21，因而可进一步提高操作效率。
此外，槽8具有位于在聚合溶液21表面上浮动的浮板20上方的传感器27。传感器27检测浮板20的高度并取得反馈，从而可精确地控制溶液21的液位。槽8还具有用于调节水平度的螺钉28，它位于空腔80的四个角处。通过转动四个螺钉28，可容易地调节聚合溶液21表面的水平度。
(第七实施例)在依据第七实施例的设备中，聚合槽中的至少一个具有依据由毛细管现象引起的聚合溶液的毛细管上升流渗透入阳极元件的速率把阳极元件浸入聚合溶液的浸入机构。或者，阳极化部件可包括具有注入阳极化溶液的空腔的阳极化槽以及依据由毛细管现象引起的阳极化溶液的毛细管上升流渗透入阳极元件的速率把阳极元件浸入阳极化溶液的浸入机构。依据上述制造设备，可执行精确的聚合和阳极化过程，可制造具有高度可靠性的固体电解电容器。
将参考图9更详细地描述依据第七实施例的设备。图9是示出浸入机构和聚合槽的局部剖面图。如图9所示，浸入机构65包括对其焊接了嵌入各阳极元件30的阳极引线31的铝条29、其上装有铝条29的浸入臂32、AC伺服电动机33以及与AC伺服电动机33相连的滚珠螺杆(ball screw)34。
以下，将描述第七实施例中所使用的浸入方法。首先，以相互隔开的关系把与各阳极元件30相连的阳极引线31焊接到铝条29，把铝条29安装在浸入臂32上。然后，驱动AC伺服电动机33，以驱动滚珠螺杆34。滚珠螺杆34的旋转使浸入臂32向下移动，因而，可把阳极元件30浸入空腔80中所注入的聚合溶液21中。
与毛细管现象所引起的聚合溶液21的毛细管上升流渗透入阳极元件30的速率相对应，来控制滚珠螺杆34的旋转数，从而可防止给阳极元件30接触过量的聚合溶液21。相应地，可更精确地执行聚合过程，并可制造具有高度可靠性的固体电解电容器。可以与上述聚合过程类似的方式来执行阳极化过程。
注意，依据经验获取的加到阳极元件30的聚合溶液21的上升速度来实施对AC伺服电动机33的控制，因而，可容易而精确地控制旋转数。
(第八实施例)
在依据第八实施例的设备中，聚合部件中多个聚合槽中的至少一个具有基本上在空腔的中央从空腔的底面向聚合溶液的表面插入的热电偶，从而可控制聚合溶液的温度。或者，阳极化部件可包括具有注入阳极化溶液的空腔的阳极化槽以及基本上在空腔的中央从空腔的底面向聚合溶液的表面插入的热电偶，从而可控制聚合溶液的温度。依据上述制造设备，可对聚合或阳极化溶液进行精确的温度控制，可制造具有高度可靠性的固体电解电容器。
将参考图10更详细地描述依据本发明第八实施例的制造设备。图10是示出聚合槽的空腔80的局部剖面图。如图10所示，聚合槽的空腔80具有热电偶35，热电偶35基本上在空腔80的中央处从空腔80的底面向溶液21的表面插入。以相互隔开的关系把与各阳极元件30相连的阳极引线31焊接到铝条29，把阳极元件30浸入空腔80中的聚合溶液21。
如上所述，依据本发明的第八实施例，把热电偶35基本上插在空腔80的中央，因此，可测量聚合溶液21的温度，继而可对其进行精确控制。在第八实施例中使用阳极化溶液而不是聚合溶液21的情况下，可对阳极化溶液进行精确的温度控制，继而可制造具有高度可靠性的固体电解电容器。
(第九实施例)在依据第九实施例的设备中，阳极化部件包括阳极化槽，该阳极化槽具有注入了阳极元件所浸入的阳极化溶液的空腔；具有正电极的电源；以及用于电气连接电源的正电极与阳极元件的两块或多块电压施加板。依据上述制造设备，电流被精确地送到阳极元件，可制造具有高度可靠性的固体电解电容器。
将参考图11更详细地描述依据本发明第九实施例的制造设备。图11是示出用于在制造设备中所使用的阳极元件30上形成介质氧化膜的阳极化槽的局部剖面图。
如图11所示，阳极化槽66具有注入阳极化溶液36的空腔68、电源37、铝条29、电压施加板38A和38B、由碳形成并浸入空腔68中的阳极化溶液36中的电极板39以及连接在电源37的负电极与电极板39之间的电压施加板69。在每个电压施加板38A和38B上都有接线端，位于电压施加板38A和38B一端上的接线端连到铝条29，位于电压施加板38A和38B另一端上的接线端连到电源37的正电极。铝条29被焊接到嵌入各阳极元件30中的阳极引线31，从电源37通过铝条29和电压施加板38A、38B把电流送到各阳极元件30。
如上所述，依据本发明的第九实施例，铝条29电气连接到两个电压施加板38A和38B的一端，电压施加板38A和38B的另一端连到电源37的正电极，从而可提高铝条20与电压施加板之间电气连接的可靠性，继而可更精确地执行阳极化过程。
虽然在本实施例中使用两个电压施加板38A和38B，但不限制本发明的电压施加板的数目。如果使用不止两个电压施加板，则可更稳定地获得如上所述的效果。
虽然已结合较佳实施例并参考附图描述了本发明，但注意，各种变化和修改对本领域内的技术人员来说是明显的。可理解，这些变化和修改包含在由所附的权利要求所限定的本发明的范围内，除非违反这些权利要求。
权利要求
1．一种用于制造固体电解电容器的设备，该设备包括(1)用于在由整流作用金属制成的多孔阳极元件的一个表面上形成介质氧化膜的阳极化部件，在阳极元件中嵌入了阳极引线，该阳极引线的一端部分暴露于外部；(2)用于通过化学氧化聚合作用在介质氧化膜上形成由导电聚合物制成的固体电解层的聚合部件，该聚合部件包括结构基本上相同的多个聚合槽以及传送机构，其中多个聚合槽置于传送机构周围的传送范围内；(3)用于在固体电解层上形成阴极层并提供电容器元件的阴极层形成部件；(4)用于把阳极引线与阳极端相连并把阴极引线与阴极端相连的装配部件，阳极和阴极端用于与外部电路相连；以及(5)用于以覆盖树脂覆盖电容器元件的模压部件，阳极和阴极端的各部分暴露于外部。
2．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于聚合部件包括清洗槽，清洗槽和多个聚合槽形成基本上相同的结构。
3．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于包括多个聚合部件。
4．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于还包括用于提供或回收在阳极化部件和聚合部件中分别使用的阳极化溶液和聚合溶液中的至少一种的溶液制备部件。
5．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于还包括用于检查已经历模压部件的电容器元件的检查部件，以及用于封装经检查的电容器元件的封装部件。
6．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于聚合槽中的至少一个包括待注入聚合溶液的第一敞口空腔；用于给第一敞口空腔提供聚合溶液的供给通道，该供给通道置于第一敞口空腔底面的一端并与第一敞口空腔相通；用于防止通过供给通道所提供的聚合溶液射流的可中断射流板，此可中断射流板置于供给通道与第一敞口空腔的连接部分附近；用于限制提供给与可中断射流板接触的第一敞口空腔的聚合溶液液位上升的导板，此导板位于从靠近可中断射流板的第一敞口空腔的一端到第一敞口空腔的基本上中央；以及用于把供给第一敞口空腔的聚合溶液液位控制在预定量的液位控制机构。
7．如权利要求6所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于聚合槽中的至少一个还包括位于第一敞口空腔下面的第二空腔且具有双层结构。
8．如权利要求6所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于供给通道具有置于供给通道与第一敞口空腔的连接部分附近用于减小气泡尺寸的网。
9．如权利要求6所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于导板具有梯形形状，导板具有第一边以及与第一边平行且比它短的第二边，第一边位于靠近可中断射流板的第一敞口空腔的一端，第二边基本上位于第一敞口空腔的中央。
10．如权利要求6所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于如此放置导板，从而第二边的高度低于第一边的高度。
11．如权利要求6所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于如此弯曲导板，从而第二边向下面对第一敞口空腔的底面。
12．如权利要求6所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于液位控制机构包括置于第一敞口空腔预定高度处的溢流挡板。
13．如权利要求12所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于溢流挡板的位置基本上垂直于第一敞口空腔的深度方向，该溢流挡板具有聚合溶液溢出的边，溢流挡板的所述边上有两个或多个槽口。
14．如权利要求6所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于液位控制机构包括置于预定高度处的传感器。
15．如权利要求6所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于第一敞口空腔具有第一敞口空腔水平度调节螺钉，此调节螺钉位于第一敞口空腔的外壁上。
16．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于多个聚合槽中的至少一个具有依据由毛细管现象引起的聚合溶液的毛细管上升流渗透入阳极元件的速率把阳极元件浸入聚合溶液的浸入机构。
17．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于阳极化部件包括具有注入阳极化溶液的空腔的阳极化槽以及依据由毛细管现象引起的阳极化溶液的毛细管上升流渗透入阳极元件的速率把阳极元件浸入阳极化溶液的浸入机构。
18．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于聚合部件中多个聚合槽中的至少一个具有基本上在空腔的中央从空腔的底面向聚合溶液的表面插入的热电偶，从而控制聚合溶液的温度。
19．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于阳极化部件包括具有注入阳极化溶液的空腔的阳极化槽以及基本上在空腔的中央从空腔的底面向聚合溶液的表面插入的热电偶，从而控制阳极化溶液的温度。
20．如权利要求1所述的制造固体电解电容器的设备，其特征在于阳极化部件包括阳极化槽，该阳极化槽具有注入阳极元件所浸入的阳极化溶液的空腔；具有正电极的电源；以及用于电气连接电源的正电极与阳极元件的两块或多块电压施加板。
全文摘要
一种用于制造固体电解电容器的设备，包括阳极化部件、聚合部件、阴极层形成部件、装配部件和模压部件。聚合部件包括多个结构基本上相同的聚合槽以及传送机构。此外，多个聚合槽置于传送机构周围的传送范围内。
文档编号H01G13/00GK1316755SQ0110330
公开日2001年10月10日 申请日期2001年1月23日 优先权日2000年1月28日
发明者寺田美津雄, 上野元信, 白神昌已 申请人:松下电器产业株式会社