导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法
【专利摘要】一种导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，包括下列步骤：首先，提供至少一导电端子，其具有一导接部及一引出部；接着，利用一干式移除制程来局部移除导电端子之导接部上的包覆层；此后，将多个堆叠型电容器依序堆叠在一起，并电性连接至导电端子之导接部；此后，形成一封装体以完全包覆该些堆叠型电容器与导接部，其中封装体之部分外端缘与导接部上外露的核心层相接；最后，将导电端子之引出部折弯，使其顺着封装体的外表面延伸。采用本发明所制成的电容器封装结构，可有效提升封装体与导电端子之间的密封效果。
【专利说明】导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及被动组件的堆栈构装技术，特别是指一种增强了对于电容单元的密封 性能，进而可延长组件寿命并增加组件信赖性与可靠度的导电端子改良之固态电解电容器 封装结构之制造方法。
【背景技术】
[0002] 按，电容器已广泛地被使用于消费性家电用品、电脑主机板及其周边、电源供应 器、通讯产品、及汽车等的基本元件，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元件之一。随着半导体制程技术的进步，由半导体构装的电 子产品因为市场的需求而开始朝更加精密先进的方向发展。就可携式电子产品而言，消费 者所期待的产品需满足轻薄化、高频化、多功能化、高可靠度并且符合R〇HS，是以传统液态 电解电容器已逐渐无法满足产品需求，固态电解电容器因此应运而生。
[0003] 固态电解电容器依照不同的材质及用途有不同的型态，目前工业化生产的电解电 容器主要以错质固态电解电容器（Aluminum solid electrolytic capacitor)和组质固态 电解电容器（Tantalum solid electrolytic capacitor)为主。一般而言，为增加电容器 的电容量，业界最常利用堆栈或层迭的方式将多个铝质固态电解电容器单元并联连接，并 构装成一个高电容量的固态电解电容器封装结构，其总电容量为各电容量之总和。然而，对 于现有的固态电解电容器封装结构，导电端子与封装体两者的接触面之间容易产生因封装 不佳孔隙，若大气中的湿气侵入则会影响电容器的电气特性强度，更严重的是可能会加速 组件的损毁，并大幅降低组件寿命。
[0004] 是故，如何透过封装技术的优化即导电端子的结构改良设计，来提升导电端子与 封装体两者的接触面之间的密封性，已成为本业界亟欲解決的重要课题之一。
【发明内容】
[0005] 本发明之主要目的在于提供一种导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制 造方法，其可有效解决因封装不佳而造成的密封性不良及信赖性与可靠度较差等诸多问 题。
[0006] 为达上述目的及功效，本发明采用以下技术方案：一种导电端子改良之固态电解 电容器封装结构之制造方法，包括下列步骤：首先，提供至少一导电端子，其包含一核心层 及一包覆所述核心层的包覆层；接着，利用一干式移除制程移除部分所述包覆层，使所述核 心层形成一从所述包覆层裸露而出的外露表面，且所述外露表面具有一接合区域及一弯折 区域；然后，将多个堆叠型电容器依序堆叠在一起，并电性连接至所述导电端子；之后，形 成一封装体以完全包覆所述堆叠型电容器，并于所述导电端子上定义出一位于所述封装体 内的导接部及一位于所述封装体外的一引出部，其中，所述外露表面由所述导接部与所述 引出部之相连处分别往所述导接部及所述引出部的方向延伸一小段距离，且所述外露表面 的接合区域为所述封装体所覆盖；最后，将所述引出部弯折，使其顺着所述封装体的外表面 延伸。
[0007] 本发明另外一实施例所提供的一种导电端子改良之固态电解电容器封装结构之 制造方法，其包括下列步骤：首先，提供一阳极端子及一阴极端子，所述阳极端子与所述阴 极端子相隔一段距离，所述阳极端子包含一第一核心层及一包覆所述第一核心层的第一包 覆层，所述阴极端子包含一第二核心层及一包覆所述第二核心层的第二包覆层；接着，利用 一干式移除制程移除部分所述第一包覆层及部分所述第二包覆层，使所述第一核心层形成 一从所述第一包覆层裸露而出的第一外露表面，并使所述第二核心层形成一从所述第二包 覆层裸露而出的第二外露表面，其中所述第一外露表面具有一第一接合区域及一第一弯折 区域，所述第二外露表面具有一第二接合区域及一第二弯折区域；然后，将多个堆叠型电容 器依序堆叠在一起，并电性连接于所述阳极端子及所述阴极端子；之后，形成一封装体以完 全包覆所述堆叠型电容器，并于所述阳极端子上定义出一位于所述封装体内的第一导接部 及一位于所述封装体外的一第一引出部，以及于所述阴极端子上定义出一位于所述封装体 内的第二导接部及一位于所述封装体外的一第二引出部；最后，将所述第一引出部及所述 第二引出部弯折，使所述第一引出部及所述第二引出部皆顺着所述封装体的外表面延伸； 其中，所述第一外露表面由所述第一导接部与所述第一引出部之相连处分别往所述第一导 接部及所述第一引出部的方向延伸一小段距离，所述第二外露表面由所述第二导接部与所 述第二引出部之相连处分别往所述第二导接部的方向延伸至其末端及往所述第二引出部 的方向延伸一小段距离，且所述第一外露表面的第一接合区域与所述第二外露表面的第二 接合区域为所述封装体所覆盖。
[0008] 本发明至少具有以下有益效果：本发明实施例可透过"利用一干式移除制程移除 部分的包覆层"及"核心层从包覆层裸露而出的外露表面的接合区域被封装体所覆盖"的设 计，以提升封装体与导电端子之间的密封效果，藉此防止大气中的水气侵入而造成组件损 毁。
[0009] 本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术内容得到进一步的了解。为 了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附图 式作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明之导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法之流程示 意图。
[0011] 图2为本发明所用一种堆叠型电容器之剖面示意图。
[0012] 图3为本发明之堆叠型电容器设置在导线架上之上视示意图。
[0013] 图4为本发明之导电端子改良之固态电解电容器封装结构之上视示意图。
[0014] 图5为本发明之导电端子改良之固态电解电容器封装结构之侧视示意图。
[0015] 图6为图5中之A部分之放大剖面示意图。
[0016] 图7为图5中之B部分之放大剖面示意图。
[0017] 【符号说明】
[0018] Z固态电解电容器封装结构
[0019] 1电容单元
[0020] 10堆叠型电容器
[0021] 11基材层 111阀金属箔片
[0022] 112氧化皮膜
[0023] P阳极部
[0024] N阴极部
[0025] 12导电高分子层
[0026] 13电极层 131碳膠层
[0027] 132银膠层
[0028] 14绝缘层
[0029] 2阳极端子 2a第一导接部
[0030] 2b第一引出部
[0031] 21第一核心层211第一外露表面
[0032] 2111第一接合区域
[0033] 2112第一弯折区域
[0034] 212第一贯穿孔
[0035] 2121第一填充部
[0036] 2122第一镂空部
[0037] 22第一包覆层221连接层
[0038] 222焊接层
[0039] 3阴极端子 3a第二导接部
[0040] 3b第二引出部
[0041] 31第二核心层311第二外露表面
[0042] 3111第二接合区域
[0043] 3112第二弯折区域
[0044] 312第二贯穿孔
[0045] 3121第二填充部
[0046] 3122第二镂空部
[0047] 32第一包覆层321连接层
[0048] 322焊接层
[0049] 4封装体
[0050] 41第一侧面
[0051] 42第二侧面
[0052] 43 底面
【具体实施方式】
[0053] 有鉴于现有技术存在之缺失，本发明提供一种工艺简单、经济、操作便利且适用于 规模化制备的堆栈型固态电解电容器封装结构之制造方法，其主要特点为，利用激光雕刻 制程取代传统的化学蚀刻制程将导线架进行图案化，并形成一封装体以覆盖于图案化导线 架；如此一来，封装体之外端缘可以和导线架上经激光雕刻加工后之表面紧密接合在一起， 进而大大提高了电容器堆栈构装组件的密封性、信赖性与可靠度。
[0054] 接下来将透过一较佳的实施例，并配合所附图式来说明本发明的制程步骤及操作 条件等，使本领域的普通技术人员可由本发明所揭示的内容，轻易了解本发明相对于先前 技术具有的创新、进步或功效等独特的技术部分。可以理解的是，本领域的普通技术人员在 不悖离本发明的精神下所进行的修饰与变更，均不脱本发明的保护范畴。
[0055] [实施例]
[0056] 请参考图1，为本发明第一实施例之导电端子改良之固态电解电容器封装结构之 制造方法之流程示意图。如图1所示，本实施例之导电端子改良之固态电解电容器封装结 构之制造方法主要包括：步骤S100,提供至少一导电端子，其包含一核心层及一包覆核心 层的包覆层；步骤S102,利用一干式移除制程将导电端子之包覆层图案化，以部分地暴露 出其核心层；步骤S104,将多个堆叠型电容器依序堆叠在一起，并电性连接至所述导电端 子；步骤S106,形成一封装体以完全包覆该些堆叠型电容器，并于导电端子上定义出一位 于封装体内的导接部及一位于封装体外的一引出部，其中部分核心层的外露表面为封装体 所覆盖；以及步骤S108,将导电端子之引出部折弯，使其顺着封装体的外表面延伸。
[0057] 请先参考图2,在详细说明本发明之前先介绍一种堆叠型电容器（或称晶片型电 容器）的基本结构，本发明所揭示内容尤其是涉及将多个所述堆叠型电容器组装在一起后 (形成电容器组件）进行封装的方法。如图2所示，所述堆叠型电容器10主要包括一基材 层11、一导电高分子层12及一电极层13 ;其中，基材层11为一阀金属箔片111及一完全包 覆閥金属箔片111的氧化皮膜112所组成，并藉由绝缘层14区隔出一阳极部P及一阴极部 N，导电高分子层12包覆阴极部N，电极层13包覆导电高分子层12,电极层13为一由碳胶 层131及一银胶层132所组成的双层电极层。
[0058] 请一并参考图3、图4及图5,首先，在具体执行步骤S100时，主要提供一阳极端子 2及一阴极端子3,阳极端子2可提供位于最下方的堆叠型电容器10的阳极部P作电性接 触用，阳极端子2包含一第一核心层21与一包覆第一核心层21的第一包覆层22 ;阴极端 子3可提供位于最下方的堆叠型电容器10的阴极部N作电性接触用，阴极端子3包含一第 二核心层31与一包覆第二核心层31的第二包覆层32。
[0059] 在本实施例中，阳极端子2之第一核心层21上还利用冲压加工而形成一第一贯穿 孔212,阴极端子3之第二核心层31上还利用冲压加工而形成一第二贯穿孔312,所述第 一和第二贯穿孔212、312可以在后续的步骤中，提供封装模具进行封装用。第一核心层21 及第二核心层31之材质可为Cu或Cu合金，第一包覆层22及第二包覆层32可为双层包覆 的结构，具体地说，第一包覆层22及第二包覆层32各为一 Ni (Nickel)材质之内侧连接层 221、321与一 Sn (Stannum)材质之外侧焊接层222、322所组成。以上关于各层所用材料的 描述只是举一个例子来说明，本发明并不限制于此。
[0060] 为方便说明，特别在阳极端子2上定义出一第一导接部2a及一第一引出部2b，以 及在阴极端子3上定义出一第二导接部3a及一第二引出部3b。如图3及图5所示，所述第 一和第二导接部2a、3a于封装完成后系位于封装体4的内部，并与电容单元1电性连接；所 述第一和第二引出部2b、3b于封装完成后则系位于封装体4的外部，提供与一电路板（图 中未显示）进行焊接。
[0061] 接着，在具体执行步骤S102时，主要是利用激光雕刻制程（Laser trimming or Laser stripping)将阳极端子2之第一包覆层22给局部刻除，使其第一核心层21具有一 从第一包覆层22裸露而出的一第一外露表面211，并将阴极端子3之第二包覆层32给局部 刻除，使其第二核心层31具有一从第二包覆层32裸露而出的一第二外露表面311，其中部 分的第一外露表面211为第一贯穿孔212所贯穿，部分的第二外露表面311则为第二贯穿 孔312所贯穿。值得一提的是，激光雕刻制程具有雕刻范围广、雕刻速度快、雕刻质量高、雕 刻耗能少以及能避免化学蚀刻制程所用化学药剂容易造成环境污染的问题等优点，本发明 将激光雕刻制程转用至导电端子的图案化，可以在非常短的时间内精确地将导电端子之包 覆层给局部刻除。
[0062] 在本实施例中，所述第一外露表面211系由第一导接部2a与第一引出部2b之相 连处分别往第一导接部2a及第一引出部2b的方向各延伸一小段距离，并且第一外露表面 211具有一第一接合区域2111及一第一弯折区域2112 ;另外，所述第二外露表面311系由 第一导接部2a与第一引出部2b之相连处分别往第二导接部3a的方向延伸至其末端及往 第二引出部3b的方向延伸一小段距离，并且第二外露表面311具有一第二接合区域3111 及一第二弯折区域3112。
[0063] 更进一步来说，激光雕刻制程可使用半导体激光或光纤激光来进行，举例来说，可 使用半导体激光直接产生红光、绿光或蓝光激光，当光束照射到第一和第二包覆层22、32 表面后即与材料间发生熔蚀效应、气化效应或光化学反应，藉此将第一和第二包覆层22、32 给局部刻除。所述激光雕刻制程之最佳操作条件如下：加工速度为500?3000mm/s、激光 光波长为1060nm、额定输出功率为10W?100W且激光重复频率为25K?250KHz。
[0064] 然后，在具体执行步骤S104时，主要是将多个（如图2所示的）堆叠型电容器10 依序堆栈设置，使其达成并联连接而构成一电容单元1，其中位于最下方的堆叠型电容器 10的阳极部P系设置于阳极端子2的第一导接部2a上，位于最下方的堆叠型电容器10的 阴极部N则系设置于阴极端子3的第二导接部3a上。就相邻的两个堆叠型电容器10而言， 两个层迭的阴极部N可透过彼此的电极层13电性连接，两个层迭的阳极部P可藉由焊接层 (图中未标示）结合在一起。
[0065] 此后，在具体执行步骤S106时，主要是利用封装模具（图中未显示）来形成一封 装体4,其可包含不透光的封装材料（如Epoxy或Silicone),并藉此将电容单元1、阳极端 子2的第一导接部2a及阴极端子3的第二导接部3a完全包覆起来，只露出阳极端子2的 第一引出部2b与阴极端子3的第二引出部3b在外面。于此同时，阳极端子2的第一贯穿 孔212内形成一被封装体4部分填充而形成的第一填充部2121及一与第一填充部2121相 连且位于封装体4之外的第一镂空部2122,阴极端子3的第二贯穿孔312内形成一被封装 体4部分填充而形成的第二填充部3121及一与第二填充部3121相连且位于封装体4之外 的第二镂空部3122。
[0066] 值得注意的是，封装体4与阳极端子2和阴极端子3接合之处是在经过激光雕刻 处理后的第一和第二外露表面211、311上，具体地说，封装体4覆盖阳极端子2之第一外露 表面211的第一接合区域2111及阴极端子3之第二外露表面311的第二接合区域3111。 据此，由于经过激光雕刻处理后的第一和第二外露表面211、311可形成粗糙的表面，因此 能有效提升封装体4与阳极端子2和阴极端子3之间的接合效果，进而能提升封装体4对 于堆叠型电容器10的密封性。附带一提，在惰性气氛下进行激光雕刻制程，能有效降低Cu 或Cu合金材质之第一和第二核心层31的第一和第二外露表面211、311因发生氧化而形成 的氧化层的厚度，此亦有助于提升封装体4与阳极端子2和阴极端子3之间的接合效果。 [0067] 最后，在具体执行步骤S108时，主要是对阳极端子2的第一引出部2b与阴极端子 3的第二引出部3b进行折弯加工，具体地说，第一引出部2b系从第一外露表面211的第一 弯折区域2112开始弯折，并沿著相对应的封装体4的外表面延伸，第二引出部3b系从第二 外露表面311的第二弯折区域3112开始弯折，并沿著相对应的封装体4的外表面延伸。更 进一步来说，封装体4具有一第一侧面41、一与第一侧面41相对的第二侧面42及一位于第 一侧面41与第二侧面42之间的底面43,第一引出部2b系顺着封装体4的第一侧面41与 底面43来进行延伸，并且第二引出部3b系顺着封装体4的第二侧面42与底面43来进行 延伸。
[0068] 当以上步骤S100至S108逐步完成之后，即完成本发明的导电端子改良之固态电 解电容器封装结构Z。
[0069] [实施例的可能功效]
[0070] 首先，为总结上述之激光雕刻制程所使用的操作条件，以及在此等操作条件下藉 由本发明之制造方法所制得的固态电解电容器封装结构与市面上同类产品相比，在功能上 的表面有何不同，可参考表1所显示的实验结果：
[0071] 表 1
[0072]
【权利要求】
1. 一种导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征在于，包括下列 步骤： 提供至少一导电端子，其包含一核心层及一包覆所述核心层的包覆层； 利用一干式移除制程移除部分所述包覆层，使所述核心层形成一从所述包覆层裸露而 出的外露表面，且所述外露表面具有一接合区域及一弯折区域； 将多个堆叠型电容器依序堆叠在一起，并电性连接至所述导电端子； 形成一封装体以完全包覆所述堆叠型电容器，并于所述导电端子上定义出一位于所述 封装体内的导接部及一位于所述封装体外的一引出部，其中，所述外露表面由所述导接部 与所述引出部之相连处分别往所述导接部及所述引出部的方向延伸一小段距离，且所述外 露表面的接合区域为所述封装体所覆盖；以及 将所述引出部弯折，使其顺着所述封装体的外表面延伸。
2. 如权利要求1所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征 在于，其中在提供至少一导电端子的步骤中，进一步以冲压加工方式于所述导接部上形成 一贯穿孔，且部分的所述外露表面为所述贯穿孔所贯穿。
3. 如权利要求2所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征 在于，其中在所述形成一封装体以完全包覆所述堆叠型电容器的步骤中，所述贯穿孔内形 成一被所述封装体填充而形成的填充部及一与所述填充部相连且位于所述封装体之外的 镂空部。
4. 如权利要求1所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征 在于，其中在所述利用一干式移除制程移除部分所述核心层的步骤中，所使用的干式移除 制程为一激光雕刻制程。
5. 如权利要求4所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征 在于，其中所述激光雕刻制程系以红光光束之半导体激光进行，且所述激光雕刻制程之操 作条件包括500?3000mm/s之加工速度、1060nm之激光光波长、10W?100W之激光输出功 率及25K?250KHz之激光频率。
6. 如权利要求1所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征 在于，包括下列步骤： 提供一阳极端子及一阴极端子，所述阳极端子与所述阴极端子相隔一段距离，所述阳 极端子包含一第一核心层及一包覆所述第一核心层的第一包覆层，所述阴极端子包含一第 二核心层及一包覆所述第二核心层的第二包覆层； 利用一干式移除制程移除部分所述第一包覆层及部分所述第二包覆层，使所述第一核 心层形成一从所述第一包覆层裸露而出的第一外露表面，并使所述第二核心层形成一从所 述第二包覆层裸露而出的第二外露表面，其中所述第一外露表面具有一第一接合区域及一 第一弯折区域，所述第二外露表面具有一第二接合区域及一第二弯折区域； 将多个堆叠型电容器依序堆叠在一起，并电性连接于所述阳极端子及所述阴极端子； 形成一封装体以完全包覆所述堆叠型电容器，并于所述阳极端子上定义出一位于所述 封装体内的第一导接部及一位于所述封装体外的一第一引出部，以及于所述阴极端子上定 义出一位于所述封装体内的第二导接部及一位于所述封装体外的一第二引出部； 将所述第一引出部及所述第二引出部弯折，使所述第一引出部及所述第二引出部皆顺 着所述封装体的外表面延伸； 其中，所述第一外露表面由所述第一导接部与所述第一引出部之相连处分别往所述第 一导接部及所述第一引出部的方向延伸一小段距离，所述第二外露表面由所述第二导接部 与所述第二引出部之相连处分别往所述第二导接部的方向延伸至其末端及往所述第二引 出部的方向延伸一小段距离，且所述第一外露表面的第一接合区域与所述第二外露表面的 第二接合区域为所述封装体所覆盖。
7. 如权利要求6所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征 在于，其中在提供一阳极端子及一阴极端子的步骤中，进一步以冲压加工方式于所述第一 导接部上形成一第一贯穿孔及于所述第二导接部上形成一第二贯穿孔，部分的所述第一外 露表面为所述第一贯穿孔所贯穿，部分的所述第二外露表面为所述第二贯穿孔所贯穿。
8. 如权利要求7所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征 在于，其中在所述形成一封装体以完全包覆所述堆叠型电容器的步骤中，所述第一贯穿孔 内形成一被所述封装体填充而形成的第一填充部及一与所述第一填充部相连且位于所述 封装体之外的第一镂空部，所述第二贯穿孔内形成一被所述封装体填充而形成的第二填充 部及一与所述第二填充部相连且位于所述封装体之外的第二镂空部。
9. 如权利要求6所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特征 在于，其中在所述利用一干式移除制程移除部分所述核心层的步骤中，所使用的干式移除 制程为一激光雕刻制程。
10. 如权利要求9所述的导电端子改良之固态电解电容器封装结构之制造方法，其特 征在于，其中所述激光雕刻制程系以红光光束之半导体激光进行，且所述激光雕刻制程之 操作条件包括500?3000mm/s之加工速度、1060nm之激光光波长、10W?100W之激光输出 功率及25K?250KHz之激光频率。
【文档编号】H01G9/10GK104299788SQ201410588276
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】陈明宗, 邱继晧, 张坤煌 申请人:钰邦电子（无锡）有限公司