固体电解电容器元件的干燥粉末模板印刷的制作方法

专利名称：固体电解电容器元件的干燥粉末模板印刷的制作方法
固体电解电容器元件的干燥粉末模板印刷
背景技术：
固体电解电容器(例如，钽电容器)为电子电路小型化做出了主要贡献，并且使这 些电路在极端环境的应用成为可能。美国专利No. 5357399 (索尔兹伯里)公开了固体电解 电容器的一个例子和制造表面可安装的固体电解电容器的大批量生产方法。一些固体电解电容器具有基本平面表面成形的阳极导线，该表面通过籽/种层联 结到阳极体。籽层，有时和阳极体一起，被成型为从多个维度切割的材料的独立的连续平 面，以提供分立的电容器元件。例如，美国专利No. 6699767 (亨廷顿)公开了制造固态电容 器的方法，该方法包括形成这些籽层和阳极元件的步骤。圆片的整个上表面烧结一层籽层， 例如钽粉末的分散体。然后细颗粒电容级钽粉末的绿色(例如，未烧结的)混合物被压制 在该基底的上表面以形成绿色层。该绿色层被烧结以使得该细颗粒粉末熔成一个整体的多 孔网状物。该烧结过程也使得该多孔层熔成粗糙籽层。然后该基底组合被加工以制造出横 向沟道和纵向沟道的正交网格，该网格被切割为刚好超过该多孔钽层级位的深度，从而该 切口与基底紧密接触。该加工过程在该基底上制造出一个由多个垂直剖面体构成的阵列， 这些垂直剖面体被最终加工形成多个电容器的阳极部分。在上述制造过程的一个相关变化例中，形成籽层的材料的连续平面被形成于基底 上并且烧结。接着，相同或者不同高度的阳极被矩阵压制在形成了籽层的圆片上。压制之 后，该阳极被烧结。仍需要实行系列的垂直切割，这些切割穿过该籽层并轻微进入圆片，以 去除各个阳极层体之间的籽层并形成分立的电容器元件。形成分立的电容器元件的多个步骤，特别是美国专利No. 6699767(亨廷顿)的制 造横纵沟道的步骤，是制造过程中费时而且昂贵的部分。此外，由于基底具有超过之上多孔 钽层的级位，通常需要较厚的基底才能使该沟道被刻入基底，这样就限制了电容器元件的 可能的容积效率。这些情况留下了提高制造过程的空间。

发明内容
根据本发明的一个实施例，一种形成用于电解电容器的阳极元件的方法包括邻近 基底放置模板，该模板被形成以限定多个穿过其的孔，通过在所述模板中限定的多个孔中 的选定孔内放置干燥的阀金属粉末，选择性地印刷多个印刷粉末部分于所述基底上；以及 烧结所述印刷粉末部分以形成用于复合的独立电解电容器的多个独立的阳极元件。根据本发明的另一个实施例，一种形成用于电解电容器的籽层的方法包括邻近一 个导电基底放置一个模板，所述模板被形成以限定多个穿过其模板的孔；通过在所述模板 中限定的多个孔中的选定孔内放置干燥的阀金属粉末，选择性地印刷多个印刷粉末部分于 所述基底上；烧结所述印刷粉末部分以形成用于复合的独立电解电容器的多个独立籽层； 放置一个阳极体于每个印刷粉末部分的顶部；烧结所述阳极体；在所述阳极体上形成一个 介质层；在所述介质层上形成一个阴极层以获得合成的电容体；用一种电绝缘材料封装所 述电容体的侧壁；以及划分所述加工过的基底成多个独立的电容体，其中每个电容体有一 个封装材料护套，一个于一端的阳极端子表面部分，和一个于另一端的阴极端子表面部分。
在本发明的又一个示例性的实施例中，一种固体电解电容器包括一个电容器元 件，一个阳极导线，一个阳极端子和一个阴极端子。该电容器元件包括一个阳极体，一个覆 盖该阳极体的至少一部分的介质层，和一个覆盖该介质层的至少一部分的阴极，该阴极包 括固体电解质。该阳极导线通过印刷干燥粉末籽层被电学连接到该阳极体的表面，其中该 印刷干燥粉末籽层被烧结联结到该阳极导线和该阳极体。该阳极端子被电连接到该阳极导 线，该阴极端子被电学连接到该阴极。本发明的其他方面和特征在以下内容中详述。


在本说明书其余部分，将参照附图来为本领域普通技术人员对本发明进行完整 而可实施的披露，其中也包括其最佳方式，在这些附图中图1为根据本发明的一个方面的用于印刷干燥粉末的模板的一个实施例的平面 图；图2为根据本发明的一个方面的用于印刷干燥粉末的基底和模板的一个实施例 的截面图；图3为根据本发明的一个方面的有多个干燥印刷粉末部分的基底，例如用于形成 籽层或者薄断面阳极，的立体图；图4为根据本发明的一个第一示例性实施例的有印刷籽层的基底的截面图；图5为根据本发明的一个第一示例性实施例的基底，印刷籽层和对应的阳极体的 截面图；图6为本发明的完成的第一示例性的固体电解电容器实施例的截面图；图7为本发明的第一示例性的固体电解电容器实施例的截面图；图8为根据本发明的一个示例性实施例的有籽层和印刷阳极的基底的截面图；图9为根据本发明的一个示例性的实施例的有印刷阳极的基底的截面图；图IOA和IOB为根据本发明的一个方面的有形成于多层印刷层的印刷阳极的独立 基底的截面图；图11为根据本发明的一个方面的用于印刷干燥粉末的模板的又一个示例性实施 例的平面图；图12为根据本发明的一个第三示例性实施例的有印刷籽层和柄的基底的截面 图；图13为根据本发明的一个第三示例性实施例的基底，印刷籽层和柄，和对应的阳 极体的截面图；图14为本发明的第三示例性的固体电解电容器的完成阵列实施例的截面图；以及图15为本发明的一个第三示例性固体电解电容器实施例的截面图。在说明书和附图中，重复使用的附图标记表示本发明中相同或相似的特征或元 件。
具体实施例方式本领域的普通技术人员理解本讨论仅是示例性实施例的描述，并不构成对本发明的更广方面的限制。—般而言，本发明针对固体电解电容器和制造这些电容器的至少一个特征的方 法，例如阳极元件通过干燥粉末印刷层制成。在一个实施例中，分立的各个籽层(seed layer)部分被印刷在基底(例如，薄片)上从而促进独立阳极体和基底的联结。在另一个 实施例中，多个阳极体被印刷在籽层部分的顶部或直接印刷在基底(例如，薄片(wafer)， 箔(foil)，或者带(tape))上。在又一个实施例中，具有外围柄(grips)的籽层部分被印刷 于基底上，该外围柄用于促进基础沟道绝缘材料的联结。模板印刷技术可以被用于施加该 干燥粉末。可以采取附加的步骤以形成固体电解电容器的剩余组件。该主题技术使用干燥粉末的选择性印刷。如此处使用的，术语“干燥粉末”意指不 含溶剂或者粘合剂的粉末，或者，与常规糊浆相比，被印刷的材料中包含有限量的溶剂或者 粘合剂。在一个实施例中，干燥粉末对应其中基本没有溶剂或者仅含可忽略量的溶剂的粉 末。在另一个实施例中，干燥粉末对应含有占总量的重量比少于5.0%级别的溶剂或者粘合 剂的粉末，占总量的重量比少于2.0%，少于1.0%，少于0.5%或者少于0. 1%。消除或者 减少相对于常规糊浆的溶剂/粘合剂有利的减少成本和工艺步骤，特别是在制造过程中为 去除这类组分的加热或者其他步骤。干燥粉末的使用也意味着，烧结后该粉末的纯度相对 常规籽层技术保持相同。根据该主题技术，为选择性地形成籽层部分，柄部分，和/或阳极体使用的干燥粉 末的类型可以包括由包括难溶金属的合成物形成的颗粒，例如钨，钼，铌，钽，铼，锇，铱，钌， 铪，锆，钒，铬，以及这些金属的导电合金，氧化物，和氮化物。根据应用，所使用的干燥粉末 的具体比电荷可以在约100011辟￥/^至约50000(^辟￥/^范围内变化。根据应用，所使用 的干燥粉末的颗粒尺寸可以从约0. 01微米变化至200微米。在一个例子中，该颗粒尺寸小 于或者等于在印刷过程中使用的模板的厚度。最终，该粉末的颗粒尺寸也可以取决于用于模板印刷籽层，柄和/或阳极体部分 的孔的尺寸。特别的，可以基于所需的电容器元件特征尺寸选择不同的颗粒尺寸。例如，当 为较小外壳尺寸制造较小的电容器时，模板的开口可以较小。同样的，可以使用较小的颗粒 尺寸(例如，通过筛选给定的干燥粉末到适合颗粒尺寸获得)从而帮助适应较小的模板孔。 这通常可以使印刷变得容易并且使得与之后施加到籽层的压制阳极有更多接触点。在一个示例性实施例中，选定的电容器组件(例如，阳极，籽层和/或柄)可以由 示例性的干燥粉末制成，包括在一个例子中以比电荷介于ΙΟΟΟμ F*V/g和ΙΟΟΟΟμ F*V/g之 间为特征的粉末，或者在另一个例子中以比电荷介于2000 μ F*V/g和4000 μ F*V/g之间为 特征的粉末。该干燥粉末可以在一个例子中以平均颗粒尺寸从1到100微米为特征，在一 个例子中以平均颗粒尺寸从10到70微米为特征，在另一个例子中以平均颗粒尺寸从20到 50微米为特征。在一些实施例中使用的钽粉末的具体例子对应电容级钽粉末，例如但不局 限于 Showa-Cabot 提供的 S700 或者 S506 配方或者 H. C. Starck 提供的 STA100, STA150, STA200或者QR7配方。在一个例子中，该颗粒可以具备D9tl颗粒尺寸分布(90%比重的颗粒 的直径低于报道值)，或者介于0至37微米之间。在一个例子中，以上描述的同样的粉末被用于印刷一个用于联结至一个阳极的籽 层，和一个用于联结至沟道绝缘体(例如，聚合物)的可选的柄外形。阳极也可以用上述的 相同的粉末或者下述的不同的粉末被形成于籽层部分上。当相同的粉末被用于籽层和阳极，该籽层可以在较高的温度(例如，约1400-1900°C范围内)被形成和烧结，该阳极可以 在较低的温度(例如，约1300-1700°C范围内)被烧结。在另一个例子中，用上述粉末不用 籽层形成阳极。当压制阳极与印刷粉末籽层部分一起使用，更低范围的烧结温度可以被用 于烧结该压制阳极。在另一个例子中，上述具体粉末可以被用于籽层和可选的柄，但是一种不同的粉 末被用于形成阳极体。可选的，阳极和籽层/柄可以通过当前描述的不同的具体粉末形 成。在一个这样的实例中，相对较高比电荷的干燥粉末可以形成于有高比电荷的阀金属组 合物，例如约40000μ F*V/g或更高，在一些实施例中约50000μ F*V/g或更多，在一些实施 例中约70000 μ F*V/g或更多，在一些实施例中从约100000yF*V/g至约150000 μ F*V/g， 在一些实施例中从约70000 μ F*V/g至约500000 μ F*V/g。本发明中用于阳极体的干燥粉 末的平均颗粒尺寸的范围在1至100微米，最终取决于模板的孔尺寸。在一个实例性实施 例中，该粉末的颗粒尺寸应该小于模板厚度从而在模板印刷过程中没有颗粒被滚轴拖拽或 者损坏。用于阳极体的阀金属组合物可以包括阀金属(例如，可以氧化的金属)或者阀金 属基化合物，例如钽，铌，铝，铪，钛，其合金，氧化物，氮化物，等等。例如，该阀金属组合物可 以包括铌的导电氧化物，例如铌和氧原子比为1 1.0士 1.0的铌的氧化物，在一些实施例 中1 1. 0士0. 3，在一些实施例中1 1. 0士0. 1，在一些实施例中1 1.0士0.05。例如， 该铌的氧化物可以是NbOa 7，NbO1. o, NbOuJP他02。这类阀金属氧化物的例子在以下文件中 有描述，Fife的美国专利No. 6322912 ；Fife等的美国专利No. 6391275 ；Fife等的美国专利 No. 6416730 ；Fife 的美国专利 No. 6527937 ；Kimmel 等的美国专利 No. 6576099 ；Fife 等的美 国专利No. 6592740 ；Kimmel等的美国专利No. 6639787 ；Kimmel等的美国专利No. 7220397 ； 以及Schnitter的美国专利申请公开No. 2005/0019581 ；Schnitter等的美国专利申请公开 No. 2005/0103638 ；Thomas等的美国专利申请公开No. 2005/0013765，在此以全文引用的形 式并入本文中。主题干燥粉末被印刷其上的基底可以用多种技术中的任一种构造。如本领域技术 人员熟知的，通常该基底的几何外形可以变化，例如薄片，箔，带，板，筛，网，等。通常该基底 可以导电并且用与印刷其上的干燥粉末的类型相容的选定材料制造。在一个实施例中，该 基底包含一种可以包括任意金属的金属基底，例如钽，铌，铝，镍，铪，钛，铜，银，钢(例如， 不锈钢)，它们的合金(例如，导电氧化物)，它们的组合物(例如，导电氧化物包覆的金 属)，它们的氧化物或者氮化物，等等。钽类金属，以及其合金，特别适合于本发明的应用。 在一个具体例子中，导电薄片用钽，铌，钽或铌的氧化物，或者类似物制造。在其他例子中， 基底通过在低成本材料(例如，不锈钢，铜或者类似物)上涂敷一层合适的传导材料例如钽 或者上述的其他材料来形成。基底的形状和尺寸也可以变化。例如，基底的外围形状可以是方形，圆形或者所描 述的任意其他形状。在一个例子中，导电薄片的厚度为约25微米至约400微米，或者约50 微米至约100微米。具体例子包括厚度约50微米，100微米，150微米，250微米和400微米 的基底。优选的，更厚的基底可以被使用并背面研磨以获得较小的所需厚度。根据印刷其 上的元件数量，基底的表面积可以变化。尽管可以理解薄片面积可以根据制造要求按照印 刷于较小或较大基底所需而变化，其上印刷有印刷粉末部分阵列的表面积的示例性尺寸对 应约43mm乘43mm。印刷可以选择性地覆盖该薄片或者基底的全部或者部分。
根据本发明的一个方面，在籽层被印刷于基底上之后，各个籽层可以被用于将压 制或者印刷阳极体粘附于基底。可选的，阳极体可以根据被公开的技术被直接印刷于基底。 之后合成的阳极元件可以通过传统技术被加工。具体的，一旦附于基底，籽层或者导线，该 阳极体可以被阳极化从而在该阳极上和/或内部形成介质层。阳极化是一个电化学过程， 通过该过程阳极被氧化形成有相对高介电常数的材料。例如，钽阳极可以被阳极化形成五 氧化二钽(Ta2O5)。典型的，阳极化通过最初施加电解液于阳极而施行，例如通过将阳极浸 入电解液。该电解液一般是液体的形式，例如溶液(例如，酸或碱)，悬浮液，熔融体，等。溶 剂通常被应用于该电解液，例如水(例如，去离子水)；醚(例如，二乙醚和四氢呋喃)；醇 (例如，甲醇，乙醇，η-丙醇，异丙醇和丁醇)；甘油三酯；酮(例如，丙酮，甲基乙基酮，和甲 基异丁基酮)；酯(例如，醋酸乙酯，醋酸丁酯，二乙二醇醋酸酯，和甲氧基乙酸丙酯)；酰胺 (例如，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基辛/癸脂肪酸胺和N-烷基烷基吡咯烷酮)；腈 (例如，乙腈，丙腈，丁腈和苄腈)；亚砜(例如，二甲亚砜(DMSO)和环丁砜)；等等。溶剂可 以占电解液的约50wt. %至约99. 9wt. %，在一些实施例中约75wt. %至约99wt. %，在一些 实施例中约80wt. %至约95wt. %。尽管不是必须，通常需要使用含水溶剂(例如，水)以 帮助获得所需的氧化物。实际上，水可以构成电解液使用的溶剂的约50wt. %或更多，在一 些实施例中约70wt. %或更多，在一些实施例中约90wt. %至约IOOwt. %。该电解液是离子导电的，具有适合范围的离子电导率。示例性的电解液可以包括 金属盐，碱盐，碱盐和乙二醇的混合，酸和有机溶剂的混合或者磷酸和乙二醇的混合。为 了提高该电解液的离子电导率，可以应用能够离解在溶剂中形成离子的化合物。为此目 的的合适的离子化合物可以包括，例如，酸，例如，硝酸，硫酸，磷酸，多磷酸，硼酸，烃基硼 酸(boronic acid)等；有机酸，包括羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙二酸、丁二酸、水杨 酸、磺基水杨酸、己二酸、马来酸、苹果酸、油酸、五倍子酸、酒石酸、柠檬酸、蚁酸、乙酸、羟 基乙酸、草酸、丙酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、戊二酸、乳酸、天冬氨酸、谷氨酸、衣康酸、三 氟乙酸、巴比妥酸、肉桂酸、苯甲酸、4-羟基苯甲酸、氨基苯甲酸等；磺酸，例如甲基磺酸、 苯磺酸、甲苯磺酸、三氟甲磺酸、苯乙烯磺酸、萘二磺酸、羟基苯磺酸、十二烷基磺酸、十二 烷基苯磺酸等；聚合物酸，例如聚(丙烯酸)或聚(甲基丙酸烯)以及它们的共聚物(例 如马来酸_丙烯酸共聚物、磺酸_丙烯酸共聚物以及苯乙烯_丙烯酸共聚物)，角叉菜酸 (carageenic acid)，羧甲基纤维素、褐藻酸等等。选择离子化合物的浓度以获得所需的离 子电导率。例如，酸(例如，磷酸)可以占电解液的约0. Olwt. %至约5wt. %，在一些实施 例中约0. 05wt. %至约0. 8wt. %，在一些实施例中约0. Iwt. %至约0. 5wt. %。如果需要， 离子化合物的混合物可以被应用于电解液。电流通过电解液以形成电介质层。电压值控制该电介质层的厚度。例如，电源可 以被初始设置在恒电流模式直到达到所需的电压。之后，该电源被切换到恒电位模式以确 保在阳极表面上形成所需介电厚度。当然，其他已知方法也可以被使用，例如脉冲或者步进 恒电位法。电压典型的从约4至约200V，在一些实施例中从约9至约100V。在阳极氧化 过程中，电解液被保持在升高的温度，例如约30°C或更高，在一些实施例中从约40°C至约 200°C，在一些实施例中从约50°C至约100°C。阳极氧化也可以在环境温度或更低温度被完 成。合成的电介质层可以被形成在阳极表面或者在其孔内，其厚度通常由温度控制，温度越 低通常得到越薄的氧化物。
阳极化的部分可以通过一个步骤以形成包括固体电解质的阴极，例如二氧化锰， 导电聚合物，等。二氧化锰固体电解质可以，例如，通过热分解硝酸锰(Mn(NO3)2)形成。这类 技术在，例如，Sturmer等的美国专利No. 4945452中有描述，在此以全文引用的形式并入本 文中。可选的，导电聚合物涂层可以被采用，包括一种或多种聚异环物(polyheterocycles) (例如，聚吡咯，聚噻吩，聚(3，4_亚乙二氧基-噻吩)(PEDT)，聚苯胺)；聚乙炔；聚苯；聚 酚盐；及其衍生物。并且，如果需要，该导电聚合物涂层也可以由多层导电聚合物层形成。 例如，在一个实施例中，该导电聚合物阴极可以包含形成于PEDT的一层和形成于聚吡咯的 另一层。不同的方法可以被用于施加该导电聚合物涂层于阳极部分。例如，常规技术例如 电聚合，丝网印刷，浸涂，电泳涂覆，和喷涂，可以被用于形成导电聚合物涂层。在一个实施 例中，例如，用于形成导电聚合物(例如，3，4_乙烯二氧噻吩)可以首先被与聚合催化剂混 合以形成溶液。例如，一种适合的聚合物催化剂为H. C. Starck出售的铁III甲苯磺酸盐 CLEVIOSC。CLEVI0S C是市场上可以买到的CLEVIOS M的催化剂，CLEVI0S是3，4-乙烯二 氧噻吩，一种H. C. Starck出售的PEDT单体。一旦形成催化剂分散体，阳极部分可以被浸入 该分散体从而在该阳极部分表面形成聚合物。可选的，该催化剂和单体也可以被分别施加 于阳极部分。在一个实施例中，例如，该催化剂可以被溶解于溶剂(例如，丁醇)然后被作 为浸涂溶液施加于该阳极部分。该阳极部分之后可以被干燥以去除其上的溶剂。之后，该 阳极部分可以被浸入包含适合的单体的溶液。一旦单体接触包含该催化剂的阳极部分的表 面，即化学聚合。如上所述的技术在Biler的美国专利公开No. 2008/0232037中有更详细 的描述。此外，催化剂(例如，CLEVIOS C)也可以与用于形成可选的保护涂覆层的材料 (例如，树脂材料)混合。在这种情形下，阳极部分可以被浸入包含单体(CLEVIOS Μ)的溶 液。其结果，该单体可以接触该保护涂覆层内部和/或表面的催化剂，并且反应形成导电 聚合涂覆层。上述技术在Biler的美国专利No. 7460358中有更详细的描述。尽管以上已 描述了不同的方法，可以理解施加导电层于阳极部分的任何其他方法也可以被应用于本发 明。例如，施加这类导电涂覆层的其他方法可以是以下专利中描述的，Sakata等的美国专 利No. 5457862，Sakata等的美国专利No. 5473503，Sakata等的美国专利No. 5729428，以及 Kudoh等的美国专利No. 5812367，在此以全文引用的形式并入本文中。一旦施加，固体电解质可以被愈合。愈合可以发生在每次施加一个固体电解质层 之后，或者可以发生在施加整个涂覆层之后。在一些实施例中，例如，固体电解质可以通过 这种方法被愈合，将片状器件浸入电解质溶液，例如酸溶液，之后施加恒定电压于该溶液直 到电流降低到预定级别。如果需要，这种愈合可以被多步完成。在施加上述的一些或者全部 层后，如果需要，该片状器件被冲洗以去除不同的副产品，多余的催化剂，等等。进一步的， 在一些情况下，干燥可以被用于上述的一些或者全部浸涂操作之后。例如，可能期望施加催 化剂之后，且/或清洗该片状器件后进行干燥，以使该片状器件的孔洞打开，从而使该孔 洞在随后的浸涂步骤中可以容纳液体。如果需要，该部分可选的可以被分别施加碳层(例如，石墨)和银层。该银涂覆 层，例如，可以作为电容器的直焊性导体，接触层，和/或电荷收集层，该碳涂覆层可以限制 该银层和固体电解质的接触。这类涂层可以覆盖固体电解质的一部分或者全部。本发明的一个电解质电容器也可以包含一个阳极端子和一个阴极端子，电容器元件的阳极导线(例如，导电基底)被电连接到该阳极端子，电容器元件的阴极被电学连接到 该阴极端子。任何导电材料可以被用于形成该端子，例如导电金属(例如，铜，镍，银，镍， 锌，锡，钯，铅，铜，铝，钼，钛，铁，锆，镁，钨和它们的合金)。特别适合的导电金属包括，例如， 铜，铜合金(例如，铜_锆，铜_镁，铜_锌，或者铜-铁)，镍，和镍合金(例如，镍-铁)。该 端子的厚度通常被选择为可使电容器最小化的厚度。例如，该端子的厚度范围从约0. 05至 约1mm，在一些实施例中，从约0. 05至约0. 5mm，和从约0. 07至约0. 2mm。端子可以使用本领域公知的任何技术连接，例如附着粘合和类似技术。在一个 实施例中，例如，导电粘合剂可以被初始的施加于该阳极和/或阴极端子表面。该导电 粘合剂可以包括，例如，包含于树脂成分的导电金属颗粒。该金属颗粒可以是银，铜，金， 钼，镍，锌，铋，等。该树脂成分可以包括热固性树脂(例如，环氧树脂)，固化剂(例如，酸 酐)，和偶联剂(例如，硅烷偶联剂)。适合的导电粘合剂可以是Osako等的美国申请公开 No. 2006/0038304描述的，在此以全文引用的形式并入本文中。参考附图，图1-3描述模板印刷如何被用于形成一个或多个电容器元件的一般的 方面。特别的，模板100或者其他框架可以被用于选择性地印刷干燥粉末于具体的分离的 位置。模板100被形成以限定多个孔(例如，开口)102，干燥粉末可以被置于其中。在一个 例子中，该多个孔102被配置成阵列，例如χ乘y开口的矩形阵列。在一些实施例中，限定 孔阵列的χ和y值为分别选自范围约五至五十(5-50)的整数。每个孔102可以不同的选 作方形，矩形，圆形或者其他成形的开口。每个孔102的尺寸可以变化，对边从约50微米至 约1000微米，例如在一个具体例子中400 X 400微米，在另一个例子中660 X 660微米，在又 一个例子中1000X1000微米。可以理解跨越模板的孔隙的尺寸，形状和位置的其他布置或 者设计可以变化。图2示出有孔202的(虽然不像模板100中的孔102中那么多)类似的模板200 的一般性的侧视截面图。模板200可以用多种材料中的任意种制造，包括导电材料例如金 属(例如，镍)或者类似物。模板200被可控的放置于临近基底206，从而该模板和基底刚 好接触。如之前描述的，基底206可以应用不同的薄片(例如，导电薄片例如钽，铌，钽或铌 的氧化物，或者类似物制的薄片)。干燥粉末208，例如以上描述的，可以被施于模板孔的表 面从而该粉末208基本上填充基底206表面至模板200顶部间的每个孔。在一个例子中， 约25克粉末被放置于模板。该粉末可以通过涂刷器210或者其他器件沿模板200顶表面 的强制移动被压缩进每个孔202。该模板之后可以通过抬起模板或者从模板基座撤回被印 刷的薄片，被手动的，半手动的或者自动的移除离开基底。为了辅助沉积粉末于基底，控制的振动或者敲击可以被施加于模板。这类振动能 够使粉末从各个孔的释放变得容易。移除模板200之后，剩下的分离的粉末部分能够被烧 结以获得多个如图3所示的于基底306上的分离的烧结的印刷粉末部分320。基底306，如 图3所示，可以进一步包括扩展305用于操纵基底或相对于模板和/或者其他制造元件或 设备传输/放置基底。根据本发明烧结选择性印刷的干燥粉末部分可以发生在施加和烧结阳极体之前 和/或之后。在一个具体实施例中，籽层被与阳极分开烧结。粉末烧结的温度可以变化， 例如，从约1000°C至约2500°C，在一些实施例中从约1000°C至约2000°C，在一些实施例中 从约1200°C至约1800°C或者1300°C至约1700°C。在一个例子中，烧结印刷的籽层和可选的柄可以发生在一般性的较高的范围，例如从约1700°C至约1900°C，高于烧结印刷的阳极 的温度，例如，从约1200°C至约1500°C。当压制阳极被施加和烧结，根据用于形成这类阳 极的粉末，该压制阳极可以在不同适合的温度被烧结。例如，比电荷约200000yF*V/g的 粉末可以在950-1200°C被烧结，比电荷约150000 μ F*V/g的粉末压制形成的阳极可以在 1000-1300°C被烧结，比电荷约50000yF*V/g的粉末压制形成的阳极可以在1200-1600°C 被烧结。烧结可以发生在任何需要的压力。烧结的总共时间可以从约10分钟至1小时。可 以理解，这些电荷和温度范围仅是用作示例，其他更高或者更低的适合的温度可以被使用。印刷粉末部分320的具体尺寸可以根据形成的元件而变化。在一个例子中，籽层 可以不如阳极体厚。此外，不同尺寸的组件可能被需要用于不同的最终电容器尺寸。例如， 一个示例性的模板100，200和得到的印刷粉末部分320的高度范围对应范围约50-500微 米。另一个示例性的模板高度范围对应于约100-200微米，或者可选的约50-150微米。示 例性的阳极高度可以从约20微米至约1000微米变化，取决于类型和表面积和所需的电容 工作电压。在一个具体例子中，阳极体的侧面高度为约200至约1000微米。在一个例子中， 侧面高度可以在范围约400至700微米之间。如之后参考图10所描述的，这类阳极侧面高 度可以通过单个印刷步骤或者多个模板迭代以堆叠多个印刷粉末部分层成为更大的整体 部分得到。印刷粉末部分320的特征尺寸也可以变化。在一个例子中，每个印刷粉末籽层的 尺寸可以一般性的对应安装到籽层的相应的阳极体的尺寸。在另一个例子中，每个印刷粉 末部分的尺寸可以至约25微米，各个维度上大于相应的阳极体的尺寸，以提供工艺准备和 操作的更少的时间，更低的生产成本，在一些情况中提供对准阳极体和籽层的更大误差容许。参考图4-7描述和讨论了使用该主题干燥粉末印刷技术的方法的第一示例性实 施例，以及形成于这类方法的电容器的第一示例性实施例。该方法特别的公开了用于构 造多个电容器的特征和步骤，尽管可以理解类似的技术可以被用于构造任何具体数目的元 件，包括一个或多个这类元件。参考图4，提供基底层400。一般的，这类基底可以相对的薄于常规电容器使用 的基底，在常规电容器中通过切割穿过元件层进入基底层形成独立的电容体。在一个例子 中，基底400的厚度为约50微米至约400微米。基底400为一般性的平坦，基本上为平面， 可以形成于任何适合的导电材料，包括但不限于金属薄片例如阀金属例如钽，铌其氧化物， 或者类似物，或者不锈钢或者覆盖了钽的铜的固体薄片。如进一步示出的，使用图1-3所示 的干燥粉末模板印刷技术，多个籽层402被选择性地形成于薄片400的表面。在一个例子 中，籽层对应印刷粉末部分，该印刷粉末部分由干燥钽粉末形成，该干燥钽粉末通过模板印 刷技术被施加至约50微米的高度。独立的籽层402被基本上均勻分布的形成于基底400 上。印刷粉末籽层部分402 —般被用于帮助加强随后施加的阳极体和基底400之间的 联结。如图5所示，阳极体404被精确的对准以与各个籽层402匹配。阳极体404对准到 各个籽层402可以通过多个公知技术实现。当基底被安装入夹具机器，从基底的一个角或 者其他参考点到一个或多个印刷籽层的位置的尺寸可以被监控从而确保印刷籽层402的 对准一般与压制阳极404的对准相匹配。印刷和/或压制机器可以包括自校准特征，自对准特征，和/或基于传感器的控制以进一步促进籽层402对准至阳极体404。如前面提到 的，籽层402的特征尺寸可以在一个或多个维度上稍大于阳极体404的特征尺寸以容许在 对准阳极体和籽层的更多多样性。在一个例子中，阳极体404可以对应之前压制的片状器件，该之前压制的片状器 件被分别放置于临近基底400和籽层402。在另一个实施例中，阳极体404被形成于用于 形成籽层402的相同的干燥粉末模板印刷技术。例如，具有与用于形成籽层402的模板相 似形状的孔的模板可以被用于一个或多个连续迭代以在籽层402顶部堆积独立的阳极体 404。在其他实施例中，具有类似孔位置的更厚的模板可以被用于形成阳极体404。在又一 个实施例中，籽层402被使用干燥粉末印刷，但是阳极体404被使用包括粘合剂和溶剂的浆 料印刷，该粘合剂和溶剂在烧结前被去除。如之前描述的烧结步骤可以在籽层402被施加 于基底400之后和阳极体404被施加于籽层402顶部之后应用。当烧结发生在施加阳极 体404之后，阳极体404被熔合于籽层402，该籽层被熔合于基底400。在精确对准籽层402和阳极体404到基底400之后，多个不同技术可以被用于完 成独立的电容器实体的形成。例如，该阳极体404可以被阳极化并且如前所述的施加一层 固体电解质。如果需要，可以应用额外层，例如碳层408和/或一层或多层银层410，其可 以在被沿着装备顶部施加时被施加于盖子412。在其他实施例中，可以通过，如PCT申请 CB99/03566(AVX有限责任公司)中描述的，无需基底盖作为阴极端子来增加电容器的容积 效率，在此以全文引用的形式并入本文中。仍参照图4-7，封装树脂414可以被形成以包围独立的电容体，例如通过使用封装 侧壁的液态环氧树脂填充图6中形成的阵列间的沟道。在树脂414在封装过程中被放置后， 被加工的基底可以被沿中心线(如图6所示的虚线416)分割以分离多个电容体的每一个 成为分离的单元。封装后，该部分被清洗，划片和终端。终端可以包括印刷浆料和/或电镀 层的组合。可以免除封装的额外变化可以包括在一个封装中将或不将额外电子元件与一个 分离的电容器密封在一起。得到的电容器的一个例子示于图7中。每个电容器420包含阳极端子部分，该阳 极端子部分包含基底部分400。基底上为籽层402和阳极体404，该阳极体被保护在环氧树 脂侧壁414a和414b内。电容器420的顶端区域被一层碳浆408，一层银浆410和又一层银 浆412涂覆，该银浆形成元件的阴极端子部分。端部盖422和424被分别用作电容器420 的阴极和阳极端子。参照图4-7描述的可以被用于形成固体电解质电容器的示例性特征和/或步 骤的另外细节在下列美国专利中被公开，在此以全文引用的形式并入本文中=Salisbury 的美国专利No. 5357399 ；Huntington的美国专利No. 6751085 ；Huntington的美国专利 No. 6643121 ；Huntington 的美国专利 No. 6849292 ；Huntington 的美国专利 No. 6673389 ； Huntington 的美国专利 No. 6813140 ；以及 Huntington 的美国专利 No. 6699767。目标技术的示例性实施例的另外方面示于图8-10中，并且一般性的涉及直接印 刷籽层和/或阳极于基底800或900，基底在此例子中可以对应薄片，带(例如，盘式带)， 箔或者其他较薄，基本上平滑和一般性的平面，其上可以形成阳极体并且随后被加工。图8示出类似于以上描述的一个实施例，其中基底800被形成两组印刷粉末部 分。特别的，主题干燥粉末模板印刷技术可以被用于施加一个或多个印刷粉末部分802于基底800以直接形成独立的籽层部分。之后阳极体804被直接印刷于薄籽层的顶部。在图 8的一个具体实施例中，有较低比电荷(约1000至10000 μ F*V/g量级，在一个实施例中为 3000 μ F*V/g)的干燥粉末被用于形成籽层802。然后有较高比电荷(约100000 μ F*V/g至 约150000yF*V/g量级)的干燥粉末被用于形成阳极804。使用具有较低比电荷的粉末可 以有时在较高温度被退火(范围约1700-1900°C)，然而具有较高比电荷的粉末可以在较低 温度被退火(范围约1300-1700°C)。当用于籽层时，高温，低比电荷粉末是有利的，因为退 火后没有大量收缩并且可以获得与基底的良好连接。一旦获得粉末至基底的连接，更易于 之后在高比电荷低温度粉末被用于阳极的位置牢固的施加阳极，。作为可选的实施例，可以理解图8的籽层802可以使用具有更高比电荷(低烧结 温度)的粉末形成以降低烧结温度。当更高比电荷粉末被用于籽层，其可以在稍高于正常 温度(例如1500-1900°C代替正常的1300-1700°C )被烧结。相同的更高比电荷粉末可以 被之后用于阳极804并且在正常的相对低的范围1300-1700°C的烧结温度被烧结。如图9所示，也可以直接印刷阳极体904于基底900。在这种情形下，用于形成阳 极904的干燥粉末可以为可以在较高温度退火的粉末，以获得与基底适合的联结。在一个 例子中，用于形成阳极体904的粉末为具有较低比电荷(1000至50000yF*V/g量级)并且 可以在1400-1900°C温度范围烧结的粉末。如图IOA和IOB所示，公开的例子的又一个变化例涉及使用多个印刷过程的迭代 形成印刷阳极。例如，阳极804 (类似于图8示出的)和/或阳极904 (类似于图9示出的) 可以形成于连续的干燥粉末印刷迭代(例如但不限于每个阳极体804，904中虚线所示的 三次迭代)。取决于给定的模板和孔厚度以及所需的最终阳极体的外形高度，一个或多个迭 代可以被使用。烧结可以在每次迭代之间或者堆积过程的最后被使用。印刷阳极体804，904的厚度可以较薄，例如约4mm或更少，在一些实施例中，从约 0. 05至约2mm，在一些实施例中，从约0. 1至约1mm。阳极体的形状也可以选择以提高最终 电容器的电学性能。例如，阳极体的形状可以是弧形的，正弦曲线形，矩形，U形，V形，T形， H形，等等。阳极体也可以具有槽形，其中包含一个或多个沟，槽，凹陷，或者缺口以增加表面 体积比以最小化ESR并扩展电容器的频率反应。这类“槽形”阳极在，例如Webber等的美国 专利 No. 6191936 ；Maeda 等的美国专利 No. 5949639 ；BourgauIt 等的美国专利 No. 3345545 ； 以及Hahn等的美国申请公开No. 2005/0270725,中有描述，在此以全文引用的形式并入本 文中。阳极体804，904可以被阳极化并且以以上详述的电解质涂覆。另外的热处理步骤例 如但不限于阳极化，锰处理(manganization)，愈合以及类似可以被应用。本发明的第三示例性实施例的方面示于图11-15中。一般的，这类第三示例性实 施例类似于图4-7所示的第一示例性实施例，但是具有印刷在除籽层之外的基底上的柄。 柄一般性的相当于印刷粉末部分，例如形成于围绕籽层的外廓，绝缘材料可以被紧固于其 上或者附着于沟道中的基底上和/或分离元件的外缘，其中沟道位于相邻籽层和对应的阳 极体之间。图11-15所示的元件与图4-7的所示的元件的相似程度，使用类似的附图标记。图11示出包括多个籽层孔102’的示例性的模板100’，孔102’对应用于形成相 当于阳极籽层的印刷粉末部分的开口。此外，模板100’包括多个横向孔106和多个纵向孔 108，其结合形成围绕每个籽层孔102’的轮廓。根据本发明，使用额外的干燥粉末，横向孔 106和纵向孔108的集合可以被用于印刷围绕各个印刷籽层的柄。在一个例子中，用于印刷籽层的相同的粉末被用于印刷柄。可以理解，籽层和外围柄可以交替的通过分开的模板印 刷(一个包括孔102’的模板和另一个包括孔106和108的模板)。仍参照图11，本发明的一些实施例包括模板和对应的相当于边缘参照线的印刷粉 末部分。图11所示的边缘参照线对应额外的横向孔106和/或纵向孔108，类似于完全印 刷于薄片的一个或多个边的内部柄线或者作为用于元件切割位置的对准参考的薄片柄。这 类边缘参考线可以与内部并或不与内部柄一同印刷。参照截面图12-15，分别的，印刷柄部分403被沉积(例如，印刷)于各个籽层402 之间的基底400。柄403作为联结表面，基础绝缘材料413可以被附着于该表面上和阳极 体404之间的沟道中。绝缘材料413的施加可以发生在施加电解质和锰化(manganizing) 阳极体404的工艺步骤之前从而帮助阳极体之间互相电学绝缘。在一个实施例中，绝缘材 料413可以对应聚合物，例如含氟聚合物，例如但不限于聚四氟乙烯(PTFE)，全氟烷氧基聚 合物(PFA)，MFA, FEP或者其他聚合物，包括DuPont在品牌Teflon-PFA下销售的聚合物， Daikin使用品牌Neoflon-PFA销售的或者Solvay Solexis使用品牌Hyflon-PFA销售的。以上技术和通过印刷干燥粉末得到的器件可以具有很多不同优点。在一些实施例 中，当多个电容器元件以阵列类样式被制造时，主题技术提供元件良率的潜在提高。制造的 改变将导致制造时间和成本的降低。能够在所需处选择性地印刷(例如，基于模板设计和 应用)提供了非常灵活的工艺。进一步的，主题印刷技术通常也可以导致形成以较低外形 (low profiles)为特征的阳极体。相比于需要在基础籽层和阳极体层中多次切割的常规的形成电容器的方法，该主 题技术具有优点。消除这类切割可以降低整体的制造加工时间和成本。消除这类切割可以 进一步使得在一个实施例中使用较薄的基底，以节省额外的产品成本。这是因为基底不需 要适合一个或者多个进入基底的切割。通过减少工艺操作的步骤数目，潜在的操作者误差 也将降低从而提高良率。主题干燥粉末印刷技术也提供在使用较少材料方面的优点，从而降低成本并增加 容积效率。特别的，其他用于构造电解电容器的材料也可以在量上被降低，从而在这些元件 的制造中显著降低成本。例如，使用较薄基底。使用小粉末颗粒尺寸和薄模板也使得得到 相对于常规方法的更薄的籽层。也可以使用更少的籽层粉末，例如约0. 10-0. 15克量级的 粉末，少于常规方法中使用的约0. 3-1. O克的典型重量的粉末。其他组件中使用更少的材 料意味着电容器阳极的更多空间，从而提高主题电容器的整体容积效率。相比于常规方法，施加的籽层粉末以更均勻的厚度分布被形成于基底。通过降低 比电荷(specific charge,CV)值以制造相同部分或者通过获得相对较高CV粉末制造的部 分的特定的或较好的电学性能，使用模板印刷使粉末选择变的容易。此外或者可选的，较高 CV粉末可以与一个较薄的基底一起使用，以促进形成高度相同但性能提高的阳极，从而提 供新产品能力范围的能力。主题技术也因为其能够使用基本上平坦的(例如，平面的)基底而具有优点。与 采用格装图案或者压入柄特征的基底相反，平坦基底一般较不昂贵并且较不易于受其他影 响。特别的，复杂格状和压入柄基底较昂贵，因为它们通常需要原始基底材料的较厚部分， 这些部分其后在特定位置被凹陷或者被腐蚀。不平的基底也需要昂贵和精细的基底反向和 /或双倍烧结步骤。基底反向能引起不希望的选择性施加的籽层的脱层。当使用主题模板印刷技术形成这类元件时，该主题技术也提供籽层和/或阳极体的更均勻分布。使用该主题干燥粉末印刷技术以形成电容器籽层的电容器和使用常规方法形成 籽层的电容器之间作了具体对比。通过对比，根据新模板印刷技术形成的电容器获得了有 利的增加的电容和有利的降低的等效串联电阻(ESR)，同时保持可比等级的漏电流和耗散 因子。参照以下实施例，本发明可以被更好的理解。测试过程电容，耗散因子，ESR和漏电流(DCL)电容，耗散因子和等效串联电阻(ESR)使用HP4236精密LCZ测试仪在1伏特信号 1. 5伏特直流偏压下被测量。对于电容和耗散因子，该测试仪被设置在120Hz的操作频率。 对于ESR，该测试仪被设置在IOOkHz的操作频率。漏电流使用HP6643电源测量，测试过程 为测试温度25°C，在预定的额定电压和给定的浸润时间约10秒后测量。实施例1 (籽层)根据图7所示元件的固体电解质电容器通常由厚度约10密耳(250微米)的钽薄 片基底构造。厚度约50微米，并具有约1. Imm2尺寸相互之间距离约1. 76mm的孔的模板被 用于选择性地印刷干燥粉末籽层，该印刷使用QR7干燥钽粉末(约3000 μ F*V/g级别)。该 籽层被烧结，之后用S-506钽粉末(约50000 μ F*V/g级别)制成的压制阳极体被施加于籽 层，脱脂(debind)和烧结，之后阳极化以形成电介质层。二氧化锰固体电解质被形成，与此 同时阳极体被涂敷碳层和银层。根据常规组装技术，一个器件盖，封装和端子组件被添加和 测试。最终的产品尺寸对应0805 “R”外壳尺寸。电学性能列于下表中。实施例2 (籽层)根据图7所示元件的固体电解质电容器通常由厚度约10密耳(250微米)的钽薄 片基底构造。厚度约50微米，并具有约0. 6mm2尺寸相互之间距离约1. 26mm的孔的模板被 用于选择性地印刷干燥粉末籽层，该印刷使用QR7干燥钽粉末(约3000 μ F*V/g级别)。该 籽层被烧结，之后用STA100干燥钽粉末(约100000 μ F*V/g级别)制成的压制阳极体被施 加于籽层，脱脂(debind)和烧结，之后阳极化以形成电介质层。二氧化锰固体电解质被形 成，与此同时阳极体被涂敷碳层和银层。根据常规组装技术，一个器件盖，封装和端子组件 被添加和测试。最终的产品尺寸对应0603 “L”外壳尺寸。电学性能列于下表中。实施例3 (籽层+柄)根据图15所示元件的固体电解质电容器通常由厚度约10密耳(250微米)的钽薄 片基底构造。厚度约50微米，具有约0. 6mm2尺寸相互之间距离约1. 26mm的孔的模板被用 于选择性地印刷干燥粉末籽层和柄，该印刷使用QR7干燥钽粉末(约3000 μ F*V/g级别)。 该籽层和柄被烧结，之后用S-700钽粉末(约70000 μ F*V/g级别)制成的压制阳极体被施 加于籽层。之后该阳极被脱脂和烧结，阳极化以形成电介质层。二氧化锰固体电解质被形 成，与此同时阳极体被涂敷碳层和银层。根据常规组装技术，一个器件盖，封装和端子组件 被添加和测试。最终的产品尺寸对应0603 “L”外壳尺寸。电学性能列于下表中。实施例4，5和6(籽层)根据图7所示元件的固体电解质电容器通常由厚度约6密耳(150微米)的钽薄片 基底构造。厚度约50微米，具有约0. 38mm2尺寸的半径约0. 08mm的孔的模板被用于选择性地印刷干燥粉末籽层，该印刷使用QR7干燥钽粉末(约3000 μ F*V/g级别)。籽层被烧结， 之后用STA150干燥钽粉末(约150000 μ F*V/g级别)制成的压制阳极体被施加于籽层，脱 脂(debind)和烧结，之后阳极化以形成电介质层。在阳极化过程中使用三种不同的形成电 压。在实施例4中，以形成电压7. 5V阳极化该部分，湿式电容约10. 3 μ F。在实施例5中， 以形成电压17V阳极化该部分，湿式电容约4. 3 μ F。在实施例6中，以形成电压25V阳极化 该部分，湿式电容约2. 43 μ F。二氧化锰固体电解质被形成，与此同时阳极体被涂敷碳层和 银层。根据常规组装技术，一个器件盖，封装和端子组件被添加和测试。最终的产品尺寸对 应0402 “K”外壳尺寸。电学性能列于下表中。实施例7 (籽层)根据图7所示元件的固体电解质电容器通常由厚度约6密耳(150微米)的钽薄片 基底构造。厚度约50微米，具有约2. 4mm乘0. 7mm尺寸的半径约0. 15mm的孔的模板被用 于选择性地印刷干燥粉末籽层，该印刷使用QR7干燥钽粉末(约3000 μ F*V/g级别)。籽层 被烧结，之后用S-506钽粉末(约50000yF*V/g级别)制成的压制阳极体被施加于籽层， 脱脂(debind)和烧结，之后阳极化以形成电介质层。二氧化锰固体电解质被形成，与此同 时阳极体被涂敷碳层和银层。根据常规组装技术，一个器件盖，封装和端子组件被添加和测 试。最终的产品尺寸对应1210 “T”外壳尺寸。电学性能列于下表中。实施例8 (阳极)阳极被直接模板印刷于厚度约10密耳(250微米)的钽薄片基底上而不包括籽 层。厚度约100微米的模板被用于形成阳极体(对应于各个孔尺寸)，阳极体约0. 6mm2,100 微米高，间隔约1.26mm。级别约200000 μ F*V/g的干燥钽粉末被用于形成阳极体。印刷粉 末阳极之后在1300°C烧结，虽然更高的温度将利于增加联结强度。实施例9 (阳极)多个阳极被模板印刷于厚度约10密耳(250微米)的钽薄片基底上，其中，既有直 接(不包含籽层)的印刷，又有包含籽层的印刷。厚度约400微米的模板被用于形成阳极 体(对应于各个孔尺寸)，阳极体约7. 31mm乘4. 36mm, 400微米高。级别约50000 μ F*V/g 的S506干燥钽粉末被用于形成阳极体。印刷粉末阳极之后在1370°C真空下烧结。实施例1-7中制备的样品的电学性能被测试。平均结果示于下表1中。表 权利要求
一种形成用于电解电容器的阳极元件的方法，包括邻近基底放置一个模板，所述模板被形成以限定多个穿过其的孔；通过在所述模板中限定的多个孔中的选定孔内放置干燥的阀金属粉末，选择性地印刷多个印刷粉末部分于所述基底上；以及烧结所述印刷粉末部分以形成用于复合的独立电解电容器的多个独立的阳极元件。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述基底包括一个导电薄片，其中所述用于选择性 地印刷所述多个印刷粉末部分的干燥粉末包括钽，铌，或者一种其导电氧化物中的一个或 多个。
3.如权利要求1所述的方法，其中每个独立的阳极元件中的印刷粉末的量在所述基底 的一部分基本均勻分布。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述干燥粉末的特征在于其颗粒尺寸小于或等于所 述模板厚度。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述印刷粉末部分作为独立的电容器籽层，其中所 述方法还包括在每个印刷粉末部分顶部放置一个阳极体。
6.如权利要求5所述的方法，其中在每个印刷粉末部分顶部放置一个阳极体包括提供一个模板，该模板被形成以限定多个穿过其的孔；以及通过在所述模板中限定的多个孔中的选定孔内放置干燥的粉末，于各个籽层顶部选择 性地印刷一层或多层印刷粉末以形成多个独立的阳极体。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述用于选择性地印刷一层或多层印刷粉末以形成 独立阳极体的干燥粉末包括钽，铌，或者一种其导电氧化物中的一个或多个。
8.如权利要求5所述的方法，其中在每个印刷粉末部分顶部放置一个阳极体的步骤包 括对准一个压制阳极颗粒于每个印刷粉末部分顶部，并烧结所述压制阳极颗粒至所述印刷 粉末部分。
9.如权利要求5所述的方法，还包括以下步骤在所述阳极体上形成一个介质层；在所述介质层上形成一个阴极层以获得合成的电容体；用一种电绝缘材料封装所述电容体的侧壁；以及划分所述加工过的基底成多个独立的电容体，其中每个电容体有一个封装材料护套， 一个于一端的阳极端子表面部分，和一个于另一端的阴极端子表面部分。
10.如权利要求5所述的方法，其中烧结所述印刷粉末部分包括在温度约1700°C至约 1900°C之间烧结，以及其中所述方法还包括在温度约1300°C至约1700°C之间烧结所述阳 极体至所述电容器籽层。
11.如权利要求5所述的方法，其中所述基底包括一个具有基本均勻厚度的钽薄片，该 厚度在约50微米至约400微米的范围中。
12.如权利要求5所述的方法，其中所述印刷粉末部分还包括位于所述独立的电容器 籽层之外的多个柄；以及其中所述方法还包括施加一种绝缘材料于所述多个柄上。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述印刷粉末部分包括印刷在所述基底的一个或 多个边上的参考线，所述参考线用于识别切割所述基底以形成分离的电容器元件的位置。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述印刷粉末部分作为独立的阳极体，以及其中所述方法还包括连接一根阳极导线至每一个独立的印刷粉末阳极体。
15.如权利要求14所述的方法，还包括 在所述阳极体上形成一个介质层；在所述介质层上形成一个阴极层以获得合成的电容体； 电连接所述阳极导线至一个阳极端子；以及 电连接所述阴极层至一个阴极端子。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述基底包括薄片，箔，带中的一种。
17.一种用权利要求1至16中列举的方法中的一种形成的电容器。
18.一种形成用于电解电容器的籽层的方法，包括邻近一个导电基底放置一个模板，所述模板被形成以限定多个穿过其模板的孔； 通过在所述模板中限定的多个孔中的选定孔内放置干燥的阀金属粉末，选择性地印刷 多个印刷粉末部分于所述基底上；烧结所述印刷粉末部分以形成用于复合的独立电解电容器的多个独立籽层；放置一个阳极体于每个印刷粉末部分的顶部；烧结所述阳极体；在所述阳极体上形成一个介质层；在所述介质层上形成一个阴极层以获得合成的电容体；用一种电绝缘材料封装所述电容体的侧壁；以及划分所述加工过的基底成多个独立的电容体，其中每个电容体有一个封装材料护套， 一个于一端的阳极端子表面部分，和一个于另一端的阴极端子表面部分。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述基底包括一个导电薄片，以及其中用于选择 性地印刷所述多个印刷粉末部分的干燥粉末包括钽，铌，或者一种其导电氧化物中的一个 或多个。
20.如权利要求18所述的方法，其中每个独立的阳极元件中的印刷粉末的量在所述基 底的一部分上基本均勻分布。
21.如权利要求18所述的方法，其中所述干燥粉末的特征在于其颗粒尺寸小于或等于 所述模板厚度。
22.如权利要求18所述的方法，其中烧结所述印刷粉末部分包括在温度约1700°C至约 1900°C之间烧结，以及其中烧结所述阳极体包括在温度约1300°C至约1700°C之间烧结。
23.如权利要求18所述的方法，其中所述基底包括一个具有基本均勻厚度的钽薄片， 该厚度在约50微米至约400微米的范围中。
24.如权利要求18所述的方法，其中所述印刷粉末部分还包括位于所述独立的电容器 籽层之外的多个柄；以及其中所述方法还包括施加一种绝缘材料于所述多个柄上。
25.如权利要求18所述的方法，其中形成所述独立籽层的所述干燥粉末的特征在于其 比电荷位于约1000 μ F*V/g至约100000 μ F*V/g之间。
26.如权利要求18所述的方法，其中所述印刷粉末部分还包括印刷在所述基底的一 个或多个边上的参考线，所述参考线用于识别切割所述基底以形成分离的电容器元件的位 置。
27.一种用权利要求18至26中列举的方法中的一种形成的电容器。
28.一种固体电解电容器，包括一个电容器元件，其包括一个阳极体，一个覆盖所述阳极体的至少一部分的介质层，以 及一个覆盖所述介质层的至少一部分的阴极，所述阴极包括固体电解质；一根通过一个印刷干燥粉末籽层电连接到所述阳极体表面的阳极导线，其中所述印刷 干燥粉末籽层被烧结联结到所述阳极导线和所述阳极体；一个阳极端子，其电连接到所述阳极导线；以及一个阴极端子，其电连接到所述阴极。
29.如权利要求28所述的固体电解电容器，其中所述阳极导线包括阀金属的一个导电 薄片部分。
30.如权利要求28所述的固体电解电容器，其中所述阳极导线的厚度为约50微米至约 400微米之间。
31.如权利要求28所述的固体电解电容器，其中所述印刷干燥粉末籽层包括钽粉末、 铌粉末或其导电氧化物中的一种或多种。
32.如权利要求28所述的固体电解电容器，其中所述印刷干燥粉末籽层在所述阳极导 线上基本均勻分布。
33.如权利要求28所述的固体电解电容器，其中所述印刷干燥粉末籽层以约10至约 200微米的颗粒尺寸为特征。
34.如权利要求28所述的固体电解电容器，还包括在所述阳极导线的表面上的附加印刷粉末部分；以及在所述附加印刷粉末部分上的绝缘材料。
35.如权利要求28所述的固体电解电容器，还包括围绕所述电容器元件的选定部分的 至少一种电绝缘材料。
全文摘要
固体电解电容器和形成这类电容器的相关方法可以不同的包括通过模板印刷干燥粉末形成至少一个籽层，柄，参考点和/或阳极体。根据形成电解质电容器的阳极体元件的一种方法，模板被放置于临近基底，该模板被形成以限定多个穿过其中的孔。通过放置干燥粉末于模板限定的多个孔中的选定部分，多个印刷粉末部分被选择性地印刷于基底上。印刷粉末部分被烧结以形成多个独立的电解质电容器的独立阳极元件。
文档编号H01G9/00GK101989496SQ20101024869
公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年7月31日
发明者马希德·礼萨伊-卡兰塔里 申请人:阿维科斯公司