具有边角改进设计的阳极的制作方法

专利名称：具有边角改进设计的阳极的制作方法
具有边角改进设计的阳极

发明内容
本发明涉及固体电解电容器阳极几何形状的优化。本发明特别涉及对电容器阳极 的改进以利于导电聚合物在整个表面的覆盖且同时避免表面汇合处出现未覆盖区域。具有被包围、斜切或切角的长方体阳极可以改进电解电容器中阴极层在角部和过 渡表面的覆盖。无边的长方体、圆柱体、椭圆体或长圆型阳极可以改进覆盖情况，并减小阳 极压力。并且，本发明可以使覆盖在边和角的阴极层在烘干或固化步骤后，通过将阳极浸渍 到阴极材料的液体浆料或悬浮液中形成，从而节省步骤。本发明还提供一种密封固体电解 电容器过程中减小圆柱阳极的边的机械压力的方法。
背景技术：
通常的固体电解电容阳极包括具有延伸到阳极体外并与电容器阳极安装端子连 接的引线的多孔阳极体。制造阳极首先通过把金属粉末压制成小球。可选择的，阳极可以 是腐蚀铝箔，例如铝箔可以是常用的工业用铝箔。阀金属包括Al、Ta、Nb、Ti、&、Hf、W以及 它们的混合物、合金、氮化物或低价氧化物。NbO也可以作为阀金属的替代物。烧结压制电 极在各个粉末颗粒之间形成熔融连接。所有的阳极在液体电解质中预定电压下被阳极化形 成阀金属氧化物，该氧化物作为固体电解电容器的电介质。主要阴极材料，例如导电聚合物 或氧化锰，经过多次液体浸渍循环处理。为减小固体电解电容器的等效串联电阻，将器件浸 渍到银浆中，经干燥后形成高电导率阴极端子层。碳层，通常用于主要阴极材料和端子银层 之间，作为隔绝上述两层的化学阻挡层。组装银处理的阳极形成器件。组装过程可以采用 传递模塑或保形涂料工艺来制造表面安装电容器。具有塑料密封的保形涂料通常用于制作 含铅装置。工业标准的表面安装电容器的形状是长方体，因此这些器件中使用长方体或圆 柱体阳极来最大化容积效率。在密封的电容器中银处理的阳极放置在具有焊接插头的圆柱 体罐中。加热该罐使焊料回流。焊料回流后阳极得到保护并在阴极和金属罐之间形成电连 接。这些器件中的阳极是圆柱体的。上述器件的可靠性依赖于外延阴极层的质量。隔离电介质中流体的能力是选择制造固体电解电容器的主要阴极材料所需要考 虑的。主要阴极材料的这项性能主要来源于“修复”工艺。在电容器上施加电压使电流流过 电介质中的缝隙点，导致由于焦耳加热引起的缺陷处的温度增加。当电流流过缝隙点时，紧 邻缝隙点的极板材料不导电。由于导电，紧邻缝隙点的阴极层温度也会增加。当使用氧化锰 做阴极材料时，在氧化锰的分解温度(500-600°C )下，紧邻缝隙点的氧化锰转化成三氧化 二锰，由此隔绝缝隙。由于三氧化二锰的电导率较氧化锰大几个数量级，所以缝隙处漏电流 根据欧姆定律增加。相似的机制可以假定于导电聚合物电极。引起修复导电聚合物的可能 机制包括临近缝隙点的聚合物的分解，聚合物的过氧化，聚合物在缺陷点的掺杂。在600°C 以上，钽电容器中的电介质无定形三氧化二钽转化成导电的结晶态。由此，作为钽的有效的 主要阴极材料，该材料必须在600°C以下转换成非导电状态。其他阀金属氧化物的最高耐温 与钽接近。
由于石墨和银层并不在600°C以下分解成非导电材料，所以主要阴极层材料在所 有电介质表面的连续覆盖对于石墨和银层在电介质上的覆盖就很重要。如果石墨和银层确 实与电介质接触，则器件会短路。导电聚合物层应用于阳极使用的各种方法公开于美国专利U. S. Pat. No. 6072694 中。由于制作工艺简单，使用含有预聚导电聚合物代替单体的聚合物浆料或悬浮液很受欢 迎。损耗的减少，成本的降低公开于美国专利u. S. Patent. No. 6391379。虽然这些工艺捷径 很吸引人，但并没有在生产模式中实施。不能成功实施聚合物浆料作为主要阴极层的技术 障碍之一是在阳极的边角上涂浆料。由于表面张力材料容易从边角脱离。最终边角的薄覆 盖导致器件可靠性降低。将液体拉离边角的力由Young和Laplace等式给出A p = Y/r其中A p =液体或浆料从边角流下产生的压力差Y =液体或浆料的表面张力r=边角的曲率效果如图1所示。在浸渍过程中，悬浮液中的液相进入阳极的孔中。如果悬浮液中的颗粒比孔大，则 其会被阻挡在孔外并集结在阳极的外表面。由此，浸渍浆料后在阳极表面和孔中的外部集 结有些依赖于阳极的空体积(即密度)。阳极密度的改变会导致涂敷不均勻，特别是在阳极 的边角。固体电解电容器的可靠性还会由于阳极体和封装材料之间的热膨胀系数不同而 降低。这些搭配不当导致表面安装时阳极/电介质之间产生机械热应力。这些应力在阳极 体边角处最大。电容器的制造依赖于涂敷的银和碳的外部阴极涂层减小或降低压力，特别 是在高压力点例如阳极的边角。但是，外部阴极层经常以液体浆料或悬浮液的形式应用，其 在边角产生薄覆盖层从而降低了器件的可靠性。电容器的制造还使用具有设计的圆角或斜切面的边的长方体型阳极设计，以降低 封装后表面安装器件的边的机械热应力。在阳极顶部具有斜切边的阳极公开于《电容器与 电阻器专题论文集》中1994年3月发表的“改进钽表面安装电容器的抗热冲击性”一文中， 作者是D. M. Edson和J. B. Fortin。这些作者使用有限元分析和缺陷识别技术来展示发生在 表面安装时的绝大部分缺陷都是沿着阳极的边角的(surface where leadproject) 0据报 道，图2所示的改进的阳极设计会降低表面安装缺陷率。在阳极顶部具有斜切面得阳极(见图3)公开于美国专利US5959831 (Maeda 等)。该设计的目的是降低浸渍时主要阴极层顺着阳极引线被吸去的可能性。在美国专利 U.S. Patent No. 7190572中，发明人要求保护，在边角处集结多余的氧化锰可以通过斜切阳 极底边避免(见图4)。氧化锰在边角处的集结是观察到得应用导电聚合物时的相反现象。 同样，市场上可以看到一些圆周边角的压制阳极(见图5)图5所示的圆周的缺点之一是使用放射状的压制设计的几何形状压制可再生阳 极比较困难。放射状压制设计限定为在垂直于阳极引线(通常沿着压实轴线)的方向压实 粉末。轴向压力限定为平行于阳极引线的方向压实粉末的压力。虽然轴向压力给予电容器 制造商在阳极形状方面更大的弹性，但其导致了其他问题，例如当其滑入模子空穴时去除 表面粉末，以及阳极在阳极引线轴线方向的密度梯度。高密度区域和粉末去除使浆料或悬浮液的液相更难浸渍到阳极的孔中，并恶化了阴极覆盖问题。虽然粉末去除和密度梯度也 伴随放射状压力产生，但程度非常小，因为通常阳极最长的方向是沿着阳极引线的方向。虽然圆周和斜切边的长方体阳极已经公开并应用于工业已经多年，但斜切角的概 念还没有被研究过。实际上，因为边代表两点间的一条线，所以，圆角并没有被期望由于圆 边。但是，对许多导电聚合物阳极导电失败的分析表明，电介质击穿主要发生在阳极的角， 如图6所示。其他改进角覆盖的方法可以通过使用圆柱或椭圆柱型的几何形状的阳极来去除 角。但是，在表面安装产品的工业标准尺寸中圆柱体型阳极体积效率低。椭圆柱型阳极体 积效率更高，但是压制椭圆柱型阳极通常使用轴向压力。这就导致密度梯度以及阳极的顶 部边和底部边密度高。这些密度高的边很难像长方体型阳极的角一样被浆料完全覆盖。轴向行间空格特别大的密封固体电解电容器是可靠性极高的电容器。因为只有焊 接工艺引入的热会传导到引线，相反，印刷线路板(PCB)部分温度低，上述工艺产生的破坏 力(热膨胀系数不匹配)很小。相比较表面安装电容器(SMT)焊接工艺产生的力，这些力 不会减弱，其中整个电容器封装浸渍到高温焊料中。这些事实在电容器的推荐应用中得以 证实。铅电容器可以用到标牌电压的80%，而产品限定于标牌电压的50%。上述铅产品的一个大的缺点就是对操作部产生的机械力的敏感度。由于操作部件 松散，可能会产生器件脱落或弯曲，或在将器件从封装移动到电路中的过程中受力都是不 可知的。如果器件经受得住初始的电测试，则物理力产生缺陷会增大并在以后变成电路缺 陷。通过精细的研究，本发明还发现聚合物覆盖和漏电流可以通过改进阳极角的各种 技术改善来改进主要阴极层的角覆盖。椭圆柱或圆柱阳极边的薄覆盖问题可以通过改进这 些阳极设计的边克服。器件密封的可靠性可以通过这种类型电容器的相似的圆柱型阳极边 的改进来得到改善。

发明内容
本发明的目的是提供阳极设计，其能使角和边更容易被阴极层覆盖，特别是最初 的阴极层。本发明的另一目的是提供具有修改角几何形状的阳极设计，其使用传统径向压力 机更加容易被压制。本发明的另一目的是得到具有最小阳极体积损失的圆角。本发明的另一目的是提供适于与导电聚合物浆料结合使用的阳极设计。本发明的另一目的是提供相对于现有设计具有改进漏电特性的阳极设计。通过使用过渡表面如圆形或斜面角，和通过在每个阳极角的切有凹槽，在修改的 边和角几何形状的阳极中提供了这些和其他优点。通过圆柱或椭圆体的具有沿着顶或底边切的沟槽，通过无边长方体阳极，通过无 边椭圆体阳极，和通过无边圆柱体阳极，阳极提供了本发明另一实施例。


图1是由于表面张力效应，从边倾斜的液体。
图2描述了现有技术的顶部边倾斜阳极。图3描述了现有技术的顶部边倾斜阳极。图4描述了现有技术的底部边倾斜阳极。图5是现有技术的圆边阳极的截面图。图6A和图6B说明了在击穿电压测试后，阳极的失效点局部。图7描述了角切面阳极设计。图8描述了无边长方体阳极。图9描述了无边椭圆体阳极。图10描述了无边圆柱体阳极。图11描述了施加在密封器件中的机械外力。图12描述了在半球密封结构的圆柱体那个阳极的圆形边。图13描述了用于说明表面、边和角的举行棱柱。图14描述了各自视图中的规则棱柱。图15描述了切角阳极设计。图16描述了切角阳极的聚合物覆盖。图17描述了在角处具有不同电介质的传统阳极的聚合物覆盖，以完成聚合物覆
至 rm o图18示出了规则的和切角的阳极。图19描述了在具有圆形角的阳极上的聚合物覆盖。图20描述了在具有传统角的阳极上的聚合物覆盖。图21描述了在椭圆阳极的顶部、在轴向压力下的聚合物。图21描述了在轴向压力上压制的椭圆体阳极的顶部的聚合物覆盖的情况。图22描述了在轴向压力上压制的椭圆体阳极的底部的聚合物覆盖的情况。
具体实施例方式通过压制粉末并烧结形成多孔体制备多孔球。该球可以由任何合适的材料例如 钽、铝、铌、铪、锆、钛或它们的合金、氮化物或低价氧化物。钽和陶瓷氧化铌是优选的材料。 钽是最优选的材料。然后烧结球被阳极化形成氧化物膜可以作为电容器的介质。下一步， 阳极氧化物膜的内表面被主要阴极层覆盖。氧化锰可以作为主要阴极层，通过浸渍在硝酸 锰溶液中并通过在高温分解炉中加热而将硝酸锰转化成二氧化锰。通常，转换步骤在250°C 至300°C中进行。可替代的，本征导电聚合物可以用作主要阴极层。导电聚合物材料通常以 单体形式被应用，使用化学氧化工艺或通过浸渍在更好的聚合物浆料中。在化学氧化工艺 中，反应的副产品通过清洗被去除，通常在用于隔绝电介质缺陷的阳极再氧化工艺之前需 要多次浸渍和清洗。然后球被放置于合适的电解液中，例如电导率在50-4000miCOS/Cm磷 酸水溶液。施加电压来驱动隔绝电介质缺陷点的工艺。如果导电材料通过将阳极浸渍到预 置的聚合物浆料中形成则不需要上述工艺。上述工艺以确保内部和外部电介质表面被完全 覆盖。然后元件被浸渍到碳悬浮液以覆盖主要阴极材料的外表面。通过将器件浸渍在银浆 中形成银层以形成外部涂层。图1表示一种方法，其中一种液体或浆料由于表面张力而脱离边或角。图2表示现有技术，其中表面安装电容器的顶边被斜切来降低这些边的压力。图3是美国专利 US5959831 (Maeda等)公开的具有斜切顶边的阳极。图4是美国专利US2005/0231895A1公 开的底边的斜切。图5是商业电容器的横截面，展示圆边。图6是显示失效发生在阳极的角 的击穿测试的电容器图。在电压击穿测试中，粉末供应、电阻、熔丝和电容器是串联的。施 加在电容器上的电压增加直至电容器击穿，即以熔丝熔断为标志。特别是聚合物浆料阴极 电容器，失效点主要发生在聚合物浆料覆盖欠佳的阳极边角上。为更清楚地理解本发明，在图13上标注附图标记。图13表示长方体或平行六面 体。X、Y和Z轴由原点0限定。暴露的表面标为XY、XZ和YZ表面。两个面交叉限定边。三 个面或三条边交叉限定角(或点)。边的改变由图14的附图标记限定。图14表示阳极的透视图。长度为X’宽度为 V的表面XZ代表阳极的第一外表面。长度为Y’宽度为Z’的表面YZ代表阳极的第二外 表面。传统的阳极XZ和YZ表面交叉在边出形成直角。在边改进设计中，第一表面XZ在a 点偏离距离边距离为X”，投影垂直XZ和YZ。阳极第二表面在b点偏离距离e距离为Y”上 述偏离产生至少一个附加表面，在此限定为过渡表面TS。在实施例中，偏离是点a和b之间 的斜线，其中过渡表面产生斜切面。在另一实施例中，过渡表面是非线性的弯曲的辐射状的 边。改进的边的设计在此指任何偏离外表面XZ和YZ 0. 03mm < X" <0. 5X，且0. 03mm < Y" <0. 5Y'该理论可以延伸至传统的长方体的三维。角c，通过三个表面YZ、XZ和XY限定。 具有长度X’和宽度Z’的表面XZ表示阳极的外延表面。在角修改设计中，表面XZ将偏离 点d，并从c偏离距离Z"。所限定的角修改设计指外部表面的任意偏离，如下0. 03mm < X" < 0. 5X，且0. 03mm < Y" < 0. 5Y，，且0. 03mm < 1" < 0. 5Z"。在传统的SMT中，阳极形状是如图13中所述的直角棱镜。该表面全部以直角(或 大约以直角)交叉，具有六个表面和十二个角。根据本发明，大部分或全部的边被修改以形成过渡表面。过渡表面可以是如传统 斜面的平面。可选择的，曲面可以形成多个斜面，包括在极限情况下如使用圆角刳刨机得到 的曲面。当圆角交叉时，形成半球的四分之一，当产生的所有半径相同其可以是规则的，或 当产生的曲面半径不同时其可以是混合的。再次参考图14，很明显平坦斜面的尺寸可以用术语“X”、“Y”和/或“Z”。由于具 有通过六个面形成的十二个边和八个角，当长度X、Y、Z彼此不同时，或者当不同的边被削 边时，或仅当角被削边时，可以形成多个形状。根据阳极的尺寸，优选使用尺寸不同的过渡 表面形状和尺寸。参考图7，是具有过渡表面的主体的第一示例。具有六个平面73、74、75、76、77和 78的阳极体71，和阳极引线79已经在每个角处削边，以提供过渡平坦表面81、82、83、84、 85、86、87和88。这个形状直接解决了如图6A和图6B所示的角覆盖的问题。这是角斜面 阳极。
当边和角都是弯时，得到的是如图8中所示的无边的形状。具有三个过渡表面，短 边的弯曲过渡表面91、长边的弯曲过渡表面93和角四分之一球面95。在优选实施例中，产 生的所有半径是相同的，但这并不是必须的。对于小尺寸的情况，可以优选采用Z轴方向上 的更大半径。当YZ表面中的边处的曲率延伸以形成连续曲线时，得到的是如图9所示的圆形棱 柱。YZ表面已经被弯曲表面代替，例如截面为半圆形。在优选实施例中，过渡表面形成了 XY表面，并且来自半圆面的过渡表面被弧形切割成XZ表面(103表示)，来自XZ表面的过 渡表面(105表示)被弧形切割成了 XZ表面。这样的阳极没有尖锐的边，对于采用颗粒的 结合点处不会有闪光。椭圆体棱柱的XY表面可以是平面或曲面。图9的无棱椭圆体的外推是图10的无边圆柱。圆柱体阳极具有传统的圆形侧面 107，但是过渡表面111到传统顶面109(或底面，未示出)是斜面，或在图中，是圆形或弯曲 的以形成从侧面到顶面的平滑过渡。当基本棱柱形状是椭圆体时，边和角可以具有一致或变化的半径，但是用与用于 斜切表面相同的标准来限定曲面的弦。当图是圆柱体时，初始圆的半径变成一个长度，圆柱 的高度变成另一长度，即平面和周围表面的交叉特征在于0. 03mm < R < r，以及0. 03mm < H < h/2，其中r和h是初始圆的半径，H是圆柱的高。无边圆柱在气密引线器件中有特殊应用。失效点分析揭示绝大部分的失效，达到95%，将在圆柱阳极的边处出现。这些边对 于施加到外壳的外力是最脆弱的(图11)。在这些边之间，颗粒结构提供了很强的能扩展外 力并吸收外力的抗压结构。在边和壳体的封装顶部之间，壳体可以压缩以吸收外力。在边 处，外力可以对片形成破裂力。相关压力是以S1 < S2 < S3的顺序。顶部边(最接近阳极 封装)比底部边(最接近阴极)更脆弱，由于桶的密封末端增加了硬度。为了减轻失效，片的边可以是圆的。通过消除尖锐的边(图12)，使颗粒破碎的力 度变得非常大。一旦颗粒焊接在外壳中，尖锐边将被消除，并且被锥形的焊料厚度代替。最 接近外径的圆弧或圆形元件能通过外壳扩展外力。已经发现提高覆盖的第二种方法是非常有效的。在角处具有切掉部分的阳极-下 文中称作切角阳极-在涂敷过程中在角处收集导电聚合物的效果非常好。图15示出了优选 的切角烧结体。在三个表面73、75和78的接合点处，进行了两次切割以形成两个额外的过 渡表面121和123。该图案在另七个角处被重复以形成“容器”。当与图6和图17比较时， 可以在图16中看到改进。然而没有被任何理论束缚，可以看出单体和随后的聚合物累积在 过渡表面121、123的表面上，并且为用于的规则的长方体平行管状的形状进行补偿。切角 阳极似乎特别适于在聚合物浆料中浸渍。本征导电聚合物的聚合物浆料是选择性的涂敷方法以从氧化颗粒表面上的单体 和催化剂形成聚合物。浆料可以使用如美国专利No. 6451074中公开的交联剂涂敷。浆料 的使用减小了制造电容时涂敷步骤的数量，并且减小了由于污染而造成的单体损失。美国 公开的申请No. 2006/02336531公开了具有作为导电聚合物涂敷材料的填充剂的聚噻吩颗 粒。可以使用任何本征导电的聚合物。由于易于操作，优选使用聚噻吩。涂敷厚度应该为 至少0. 25微米，优选为至少1微米，并且优选至少3微米以实现所有边的完全覆盖。使用 在离开引线的末端和/或边处具有过渡表面的阳极使得能浸渍到浆料并且使浆料尽可能少地浸渍到引线上。电容前驱然后可以涂敷石墨和Ag。最终进行阴极引线连接和组装。有凹槽的阳极具有不是基本平坦的表面。在表面中的变化可以是，但不是必须 是对称的或重复的。有凹槽阳极的示例可以在美国专利号7154742、7116548、6191936、 5949639中发现。在这些文献中公开的电容具有基本平坦的末端，其中阳极引线突出并且在 对面也突出。大部分电容具有平坦侧面，除了插入到阳极体中的之外。存在多个尖锐边，并 且施加涂层时存在困难。修改外表面以除去尖锐角形成了改进的涂敷。边和/或角可以以图7和图8的方 式斜切或弯曲以形成更均勻的聚合物涂层。优选如图7中所示的三角状的角和如图15中所 示的缺口状角。内表面，意味着在凹槽缝隙内的整个部分，不需要修改。在优选实施例中， 多个平面线用作阳极引线。示例 1商业电子工业级22000CV/g钽粉末被压制以形成阳极，使用径向压力机压制成 5. 5g/cc的密度，并且具有4. 7X3. 25XL 68mm。压力机的冲床被修改以如图15中所述在 阳极的每个角处形成槽或v切口。对角的修改被称为切角阳极设计。烧结的阳极在100瓦 下、在保持在80°C含水的磷酸电解质中进行阳极化处理。该部分随后浸渍到包含预聚合的 聚乙烯二噻吩(PEDT)的悬浮液体中。进行拍照以确定在阳极(图16)的角上的聚合物覆 盖的程度。在施加了导电聚合物浆料后，该部分浸渍到到用于商用钽导电聚合物电容器的 碳悬浮液中。在组装和封装以形成表面安装钽电容器之前，阳极浸渍到到电子工业级银浆 中。在封装后，在电容器上加上25瓦特，在使电容器进行60秒的充电后，通过lk欧姆的电 阻器读取其漏电流。在图17中示出了该结果。比较例1商业电子工业级13000CV/g钽粉末被压制以形成阳极，使用径向压力机压制成 5. 5g/cc的密度，并且具有4. 7X3. 25X 1. 70mm。使用传统的冲床，其能形成在工业上使用 的阳极的角。烧结的阳极在130瓦下、在保持在80°C含水的磷酸电解质中进行阳极化处理。 该部分随后浸渍到包含预聚合的聚乙烯二噻吩(PEDT)的悬浮液体中。进行拍照以确定在 阳极(图18)的角上的聚合物覆盖的程度。在施加了导电聚合物浆料后，该部分浸渍到到用 于商用钽导电聚合物电容器的碳悬浮液中。在组装和封装以形成表面安装钽电容器之前， 阳极浸渍到到电子工业级银浆中。在封装后，在电容器上加上25瓦特，在使电容器进行60 秒的充电后，通过lk欧姆的电阻器读取其漏电情况。在图17中示出了该结果和比较结果， 其中DCL是直接漏电流，而PE是后封装。在封装后的聚合物覆盖和漏电流分布表明，与现 有技术相比，具有切角阳极设计有了改进。示例 2商业电子工业级13000CV/g钽粉末被压制以形成阳极，使用径向压力机压制成 5. 5g/cc的密度，并且具有4. 7X3. 25X 1. 63mm。在通过这种类型的压力机压制后，连接引 线。该种类型的压力机的动作在阳极一侧面上形成了具有圆角的阳极。烧结的阳极在130 瓦下、在保持在80°C含水的磷酸电解质中进行阳极化处理。该部分随后浸渍到包含预聚合 的聚乙烯二噻吩(PEDT)的悬浮液体中。进行拍照以确定在阳极(图18)的角上的聚合物 覆盖的程度。在阳极对面侧面的照片说明在阳极的尖锐边上具有很差的聚合物覆盖(图 19)。这些图片清楚地表明，为了使用浆料或悬浮液以施加阴极层而得到足够的覆盖，必须修改阳极的角。比较例2为了完全消除角，使用了轴向压力机以压制椭圆阳极。商业电子工业级 22000CV/g钽粉末被压制以形成阳极，使用径向压力机压制成5. 5g/cc的密度，并且具有 4. 7X3. 25X0. 81mm。使用椭圆体模具以压制没有角的阳极。烧结的阳极在100瓦下、在保 持在80°C含水的磷酸电解质中进行阳极化处理。该部分随后浸渍到包含预聚合的聚乙烯二 噻吩(PEDT)的悬浮液体中。进行拍照以确定在阳极(图18)的角上的聚合物覆盖的程度。 聚合物覆盖在阳极的顶部，其中密度低于5. 5是可以接受的(图20)。然而，在其中压力密 度大于5. 5的阳极底部，阳极的边没有覆盖聚合物(图21)。在这些阳极中观察到的密度为 轴向压力机上形成的阳极。参考示例和实施例，已经公开了本发明，这些示例和实施例并不是限制本发明的 范围。本领域技术人员很清楚在本发明的范围和精神内可以进行修改。工业实用性 所公开的本发明在电子器件中提供了改进的质量和可靠性。
权利要求
包括长方体烧结电极的多孔阳极体，其中至少两个表面具有至少5个交叉点，所述两个表面在过渡表面处汇合。
2.根据权利要求1所述的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是斜切面。
3.根据权利要求1所述的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是曲面。
4.根据权利要求1所述的多孔阳极体，其中两个表面交叉处的过渡表面由XZ和YZ限 定，其中0. 03mm < X" < 0. 5X，且 0. 03mm < Y" <0. 5Y，其中X’代表表面XZ的长度，V代表表面XZ的宽度；其中Y’代表表面YZ的长度，V 代表表面XZ的宽度；XZ与XZ和YZ的投影交叉处的距离为X"，YZ距离所述投影交叉处的 距离为Y"。
5.根据权利要求4的多孔阳极体，其中所述阳极选自由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W以及 它们的混合物、合金、氮化物和低值氧化物和NbO构成的组。
6.根据权利要求1的多孔阳极体，其中在三个表面XZ、XY和YZ交叉处的过渡表面由 以下限定0. 03mm < X" <0. 5X， 0. 03mm < Y" <0. 5Y，和 0. 03mm < Ζ" <0. 5Ζ，其中X’表示表面XZ的长度，V表示表面XZ的宽度；其中Y’表示表面YZ的长度，V表示表面YZ的宽度；其中X’表示表面XY的长度，Y’表示表面XY的宽度；其中XY将从在XY和XZ交叉处的XY、YZ和XZ的投影点偏离距离X"；YZ将从在XY和YZ交叉处的XY、YZ和XZ的投影点偏离距离Y"；XZ将从在XZ和YZ交叉处的XY、YZ和XZ的投影点偏离距离Ζ"。
7.根据权利要求1的多孔阳极体，其中所有的至少两个表面的交叉线被改变以形成过 渡表面。
8.根据权利要求7的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和它 们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
9.包括烧结的阳极且具有长方体形式的多孔阳极体，其中最多超过三个表面的三个交 叉处的形状被改变以形成过渡表面。
10.根据权利要求9的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是斜面。
11.根据权利要求9的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是曲面。
12.根据权利要求9的多孔阳极体，还包括从表面交叉4过渡表面对面的表面延伸的阳 极引线。
13.根据权利要求9的多孔阳极体，其中在由ΧΖ、ΧΥ和YZ限定的三个表面的交叉点处 的过渡表面通过以下限定0. 03mm < X" <0. 5X， 0. 03mm < Y" <0. 5Y，和 0. 03mm < Ζ" <0. 5Ζ，其中X’表示表面XZ的长度，V表示表面XZ的宽度；其中Y’表示表面YZ的长度，V表示表面YZ的宽度； 其中X’表示表面XY的长度，Y’表示表面XY的宽度；其中XY将从在XY和XZ交叉处的XY、YZ和XZ的投影点偏离距离X"；YZ将从在XY和YZ交叉处的XY、YZ和XZ的投影点偏离距离Y"；XZ将从在XZ和YZ交叉处的XY、YZ和XZ的投影点偏离距离Z"。
14.根据权利要求13的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和 它们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
15.电容器包括烧结的阳极且具有长方体形式的多孔阳极体，其中三个表面的所有交 叉处的形状被改变以形成过渡表面。
16.根据权利要求15的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和 它们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
17.多孔阳极体包括烧结的阳极且具有长方体形式的多孔阳极体，其中两个表面的所 有交叉处的形状被改变以形成过渡表面。
18.根据权利要求17的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是斜面。
19.根据权利要求17的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是曲面。
20.根据权利要求16的多孔阳极体，其中在由XZ和YZ限定的两个表面的交叉点处的 过渡表面通过以下限定0. 03mm < X" <0. 5X，和 0. 03mm < Y" <0. 5Y，其中X’表示表面XZ的长度，V表示表面XZ的宽度；其中Y’表示表面YZ的长度，V 表示表面YZ的宽度；XZ将从XZ和YZ的投影交叉偏离距离X"，YZ将从所述投影交叉处偏 离距离Y"。
21.根据权利要求20的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和 它们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
22.多孔阳极体包括烧结的阳极且具有椭圆体棱柱形式的多孔阳极体，其中至少一个 边的形状被改变以形成过渡表面。
23.根据权利要求22的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是斜面。
24.根据权利要求22的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是曲面。
25.根据权利要求22的多孔阳极体，其中在由XZ和YZ限定的两个表面的交叉点处的 过渡表面通过以下限定0. 03mm < X" <0. 5X，和 0. 03mm < Y" <0. 5Y，其中X’表示表面XZ的长度，V表示表面XZ的宽度；其中Y’表示表面YZ的长度，V 表示表面YZ的宽度；XZ将从XZ和YZ的投影交叉偏离距离X"，YZ将从所述投影交叉处偏 离距离Y"。
26.根据权利要求25的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和 它们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
27.根据权利要求25的多孔阳极体，还包括从表面交叉处的过渡表面对面的表面延伸的阳极引线。
28.根据权利要求22的多孔阳极体，其中所有表面的交叉已经被修改以形成过渡表面。
29.根据权利要求28的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和 它们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
30.包括烧结的阳极且具有圆柱体式的多孔阳极体，其中至少一个平面的边的形状被 改变以形成过渡表面。
31.根据权利要求30的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是斜面。
32.根据权利要求30的多孔阳极体，其中过渡表面实质上是曲面。
33.根据权利要求30的多孔阳极体，满足0.03mm < R < r和0. 03mm < H < h/2，其中 r和h分别是半径和圆柱体的高度，R和H是从沿着!·和h的交叉线切去的距离。
34.根据权利要求33的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和 它们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
35.根据权利要求30的多孔阳极体，其中两个平面的边的形状被改变以形成过渡表面。
36.根据权利要求35的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和 它们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
37.包括烧结阳极且具有规则几何形状形式的多孔阳极体，其中在底部和侧面的交叉 处的形状被改变。
38.根据权利要求37的多孔阳极体，还包括在侧面的所有交叉处的过渡表面。
39.根据权利要求37的多孔阳极体，还包括从表面交叉处的过渡表面对面的表面延伸 的阳极引线。
40.根据权利要求37的多孔阳极体，其中所述阳极是从由Al、Ta、Ti、Nb、Zn、Hf、W和 它们的混合物、合金、氮化物和次氧化物和NbO构成的组中选择的。
41.电容器前体，通过压制棱柱形状的阳极颗粒，在多个表面的边处形成过渡表面，烧 结颗粒，电解以在颗粒表面形成电介质氧化物，并为所述氧化的颗粒施加预聚合物本征导 电聚合物的浆料而制备。
42.根据权利要求41的电容器前体，其中所述在多个表面的边处形成过渡表面在压制 过程中发生。
43.根据权利要求41的电容器前体，其中所述在多个表面的边处形成过渡表面在压制 后发生。
44.根据权利要求41的电容器前体，其中所述烧结在多个表面的边处形成过渡表面之 前，或在多个表面的边处形成过渡表面之后进行。
45.根据权利要求41的电容器前体，其中所述过渡表面实质上是斜面。
46.根据权利要求41的电容器前体，其中所述过渡表面实质上是曲面。
47.根据权利要求41的电容器前体，具有在压制之前具有插入到所述颗粒的阳极引线。
48.根据权利要求41的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约0. 25微米的厚度。
49.根据权利要求48的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约1.0微米的厚度。
50.根据权利要求48的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约3微米的厚度。
51.电容器前体，通过压制棱柱形状的阳极颗粒，该棱柱具有至少两个表面的5个交叉 处的过渡表面，烧结颗粒，电解以在颗粒表面形成电介质氧化物，并为所述氧化的颗粒施加 预聚合物本征导电聚合物的浆料而制备。
52.根据权利要求51的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约0. 25微米的厚度。
53.根据权利要求52的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约1.0微米的厚度。
54.根据权利要求52的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约3微米的厚度。
55.电容器前体，通过压制棱柱形状的阳极颗粒，在至少两个表面的所有交叉处形成过 渡表面，烧结颗粒，电解以在颗粒表面形成电介质氧化物，并为所述氧化的颗粒施加预聚合 物本征导电聚合物的浆料而制备。
56.根据权利要求55的电容器前体，其中所述在至少两个表面的所有交叉处形成过渡 表面在压制过程中发生。
57.根据权利要求55的电容器前体，其中所述在至少两个表面的所有交叉处形成过渡 表面在压制后发生。
58.根据权利要求55的电容器前体，其中所述烧结在形成过渡表面之前，或在形成过 渡表面之后进行。
59.根据权利要求55的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约0. 25微米的厚度。
60.根据权利要求59的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约1.0微米的厚度。
61.根据权利要求59的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约3微米的厚度。
62.通过氧化具有在三个表面的三个交叉处的过渡表面的长方体形状的颗粒，制备的 电容器前体。
63.根据权利要求62的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约0. 25微米的厚度。
64.根据权利要求63的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约1.0微米的厚度。
65.根据权利要求63的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约3微米的厚度。
66.电容器前体，通过压制椭圆体棱柱形状的阳极颗粒，其中棱柱形状在两个表面的至 少一个交叉处被改变以形成过渡表面，烧结颗粒，电解以在颗粒表面形成电介质氧化物，并 为所述氧化的颗粒施加预聚合物本征导电聚合物的浆料而制备。
67.根据权利要求66的电容器前体，其中棱柱形状在两个表面的至少一个交叉处在压 制过程中被改变以形成过渡表面。
68.根据权利要求66的电容器前体，其中棱柱形状在两个表面的至少一个交叉处在压 制后被改变以形成过渡表面。
69.根据权利要求66的电容器前体，其中所述烧结在棱柱形状在两个表面的至少一个 交叉处被改变以形成过渡表面之前，或棱柱形状在两个表面的至少一个交叉处被改变以形 成过渡表面之后进行。
70.根据权利要求66的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约0. 25微米的厚度。
71.根据权利要求70的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约1.0微米的厚度。
72.根据权利要求70的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约3微米的厚度。
73.电容器前体，通过压制椭圆体棱柱形状的阳极颗粒，其中至少一个平面的边被改变 以形成过渡表面，烧结颗粒，电解以在颗粒表面形成电介质氧化物，并为所述氧化的颗粒施 加预聚合物本征导电聚合物的浆料而制备。
74.根据权利要求73的电容器前体，其中至少一个平面的边在压制过程中被改变以形 成过渡表面。
75.根据权利要求73的电容器前体，其中至少一个平面的边在压制后被改变以形成过渡表面。
76.根据权利要求73的电容器前体，其中所述烧结在至少一个平面的边被改变以形成 过渡表面之前，或至少一个平面的边被改变以形成过渡表面之后进行。
77.根据权利要求73的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约0. 25微米的厚度。
78.根据权利要求77的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约1.0微米的厚度。
79.根据权利要求78的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约3微米的厚度。
80.电容器前体，通过压制长方体形状的阳极颗粒，在两个表面的超过5个交叉处形成 过渡表面，烧结颗粒，电解以在颗粒表面形成电介质氧化物，并为所述氧化的颗粒施加预聚 合物本征导电聚合物的浆料而制备。
81.根据权利要求80的电容器前体，其中在两个表面的超过5个交叉处形成过渡表面 在压制过程中进行。
82.根据权利要求80的电容器前体，其中在两个表面的超过5个交叉处形成过渡表面 在压制后进行。
83.根据权利要求80的电容器前体，其中所述烧结在两个表面的超过5个交叉处形成 过渡表面之前，或在两个表面的超过5个交叉处形成过渡表面之后进行。
84.根据权利要求80的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约0. 25微米的厚度。
85.根据权利要求84的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约1.0微米的厚度。
86.根据权利要求85的电容器前体，其中所述本征导电聚合物形成在所述颗粒上并具 有至少约3微米的厚度。
87.根据权利要求51的电容器前体，其中所述过渡表面在压制过程中形成。
88.根据权利要求51的电容器前体，其中所述过渡表面在压制后形成。
89.根据权利要求51的电容器前体，其中所述烧结在形成过渡表面之前或形成过渡表 面之后进行。
全文摘要
阀金属形成的电容器用多孔烧结阳极经过电解处理形成介电层并在其上覆盖有阴极层。当阳极形状为规则的平行六面体时，覆盖在边角的阴极不均匀并且会出现缺陷。椭圆主体、圆柱体和长方体形成在边角的过渡表面以提高阴极层的均匀性，例如斜切面和曲面。过渡表面通常提高聚合物浆料的涂敷性。
文档编号H01G9/07GK101842863SQ200880018318
公开日2010年9月22日 申请日期2008年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者克里斯汀·格雷罗, 兰斯·保罗·桑顿, 兰迪·哈恩, 小詹姆斯·C·贝茨, 杰弗瑞·泊尔德莱克, 约翰·佩里迈克, 邱永坚 申请人:凯米特电子公司