固体电解质电容器组件制造技术

提供包括固体电解质电容器元件的电容器组件。所述电容器组件还包括封装所述电容器元件的壳体材料、与阳极体电连接并且包含位于所述壳体材料外部的部分的阳极端子、以及与固体电解质电连接并且包含位于所述壳体材料外部的部分的阴极端子。与所述阳极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第一疏水性涂层并且与所述阴极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第二疏水性涂层。

Solid electrolyte capacitor assembly

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质电容器组件对相关申请的交叉引用本申请要求提交日为2017年7月3日的美国临时专利申请序号62/528,248的提交权益，将其完全引入本文作为参考。
技术实现思路
电解电容器(例如，钽电容器)由于其体积效率、可靠性、和工艺相容性而越来越多地被用于电路设计中。例如，已经开发的一种类型的电容器为包括钽阳极、电介质层(介电层)、和导电聚合物固体电解质的固体电解(质)电容器元件。为了表面安装所述电容器元件，将所述阳极连接至阳极端子并且将所述固体电解质连接至阴极端子。进一步地，为了帮助保护所述电容器免受外部环境以及为其提供良好的机械稳定性，还将所述电容器元件用树脂质壳体材料(例如，环氧树脂)封装，使得所述阳极和阴极端子的一部分保持暴露来用于安装至表面。不幸的是，已经发现，在所述电容器的制造(例如，回流焊)期间经常使用的高温可导致残余水分蒸发(气化)为蒸汽，其可在具有相当大的力的情况下离开所述外壳并且导致在所述壳体材料或端子中形成微裂纹。这些微裂纹可导致电性质的快速恶化，特别是在所述电容器暴露于高温时。因此，对于可在高温下呈现出改善的性质的固体电解质电容器组件存在需要。
技术实现思路
根据本专利技术的一种实施方式，公开了电容器组件，其包括：固体电解质电容器元件，所述固体电解质电容器元件包含烧结多孔阳极体(anodebody)、覆盖在所述阳极体上面的电介质、和覆盖在所述电介质上面的固体电解质。所述电容器组件还包括封装所述电容器元件的壳体材料、与所述阳极体电连接并且包含位于所述壳体材料外部的部分的阳极端子、以及与所述固体电解质电连接并且包含位于所述壳体材料外部的部分的阴极端子。与所述阳极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第一疏水性涂层并且与所述阴极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第二疏水性涂层。下文中更详细地阐述本专利技术的其它特征和方面。附图说明针对本领域普通技术人员的本专利技术的全面且实现性(enabling)公开内容,包括其最佳模式，更具体地阐述于参考附图的说明书的剩余部分中，在附图中：图1为根据本专利技术的一种实施方式的用于在壳体材料和各端子之间施加疏水性涂层的技术的示意图；和图2为在已经将各端子折叠之后的图1的电容器的示意图。本说明书和附图中的附图标记的反复使用旨在表示本专利技术的相同或类似特征或元件。具体实施方式本领域普通技术人员应理解，本讨论仅是对示例性实施方式的描述，并且不意图为限制本专利技术的各较宽方面，所述各较宽方面是以示例性解释体现的。一般来说，本专利技术涉及电容器组件，其包含包括烧结多孔阳极体、覆盖在所述阳极体上面的电解质、和覆盖在所述电介质上面的固体电解质的电容器元件。所述阳极体与所述阳极端子电接触并且所述固体电解质与阴极端子电接触。所述电容器元件还被壳体材料封装，使得所述阳极和阴极端子的至少一部分保持在所述壳体材料的外部。特别地，与所述阳极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第一疏水性涂层并且与所述阴极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第二疏水性涂层。所述各疏水性涂层典型地具有约50纳米-约2微米、在一些实施方式中约100纳米-约1.5微米、和在一些实施方式中约250纳米-约1微米的厚度，以及如在1kHz的频率和30％相对湿度下测定的相对低的介电常数，例如约10或更小、在一些实施方式中约5或更小、和在一些实施方式中约2-约4。尤其是，本专利技术人已经发现，所述各疏水性涂层可帮助密封所述壳体材料以及它与所述各端子接触的那些位置。这帮助限制否则会形成的微裂纹并且帮助限制否则在暴露于高温(例如，在回流焊(reflow)期间)例如在约150℃-约350℃、和在一些实施方式中200℃-约300℃(例如，250℃)的峰值回流焊温度下之后会形成的其对氧气和水分的敏感性。因此，所得电容器即使在暴露于高温时也可呈现优异的电性质。例如，可使所述电容器与具有约70℃或更高、在一些实施方式中约80℃或更高、和在一些实施方式中约85℃-约225℃(例如，85℃或125℃)的温度的气氛接触。即使在这样的高温下，电容也可为约30纳法(拉第)/平方厘米(“nF/cm2”)或更大、在一些实施方式中约100nF/cm2或更大、在一些实施方式中约200-约30,000nF/cm2、和在一些实施方式中约400-约20,000nF/cm2，其是在120Hz的频率下测定的。所述电容器还可呈现相对低的等效串联电阻(“ESR”)例如约500毫欧(姆)或更小、在一些实施方式中小于约250毫欧、和在一些实施方式中约0.1-约200毫欧，其在100kHz的频率下测定的。所述电容器的损耗因数也可被保持为相对低的水平。损耗因数通常指的是在电容器中出现的损失并且通常表示为理想电容器性能的百分比。例如，本专利技术的电容器的损耗因数典型地为约1％-约25％、在一些实施方式中约3％-约10％和在一些实施方式中约5％-约15％，如在120Hz的频率下测定的。特别地，这些值(例如，电容、ESR、和损耗因数)在这样的温度下也可保持相当大量的时间例如约100小时或更长、在一些实施方式中约300小时-约3000小时、和在一些实施方式中约400小时-约2500小时(例如，约2,000小时)。在一种实施方式中，例如，所述电容器在暴露于热的气氛(例如，85℃)和标准湿度水平(例如，25％)约2,000小时之后的电容值、ESR、和损耗因数对所述电容器在初始暴露于所述热的气氛时的分别的电容值、ESR、和损耗因数的比率可为约0.7-1.0、在一些实施方式中约0.75-1.0、和在一些实施方式中约0.80-1.0。当然，所述电容器组件也是不对水分高度敏感的并且因此即使在暴露于高湿度水平时例如在与具有约40％或更大、在一些实施方式中约45％或更大、在一些实施方式中约50％或更大、和在一些实施方式中约60％或更大(例如，约60％-约85％)的相对湿度的气氛接触时也可呈现优异的电性质。相对湿度可例如根据ASTME337-02、方法A(2007)测定。在一种实施方式中，例如，所述电容器在暴露于热的气氛(例如，85℃)和高的湿度(例如，85％)24小时之后的电容值、ESR、和损耗因数对所述电容器在初始暴露于所述热的气氛时的分别的电容值、ESR、和损耗因数的比率可为约0.7-1.0、在一些实施方式中约0.75-1.0、和在一些实施方式中约0.80-1.0。现在将更详细地描述所述电容器组件的多种实施方式。I.电容器元件A.阳极体所述电容器元件包括包含形成于烧结多孔体上的电介质的阳极。多孔阳极体可由这样的粉末形成：其包含电子管金属(阀金属(valvemetal)，即，能够氧化的金属)或者基于电子管金属的化合物，例如钽、铌、铝、铪、钛、其合金、其氧化物、其氮化物、等等。所述粉末典型地由其中使钽盐(例如，氟钽酸钾(K2TaF7)、氟钽酸钠(Na2TaF7)、五氯化钽(TaCl5)等)与还原剂反应的还原工艺形成。所述还原剂可为以液体、气体(例如，氢气)、或固体例如金属(例如，钠)、金属合金、或金属盐的形式提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电容器组件，其包括：/n固体电解质电容器元件，所述固体电解质电容器元件包含烧结多孔阳极体、覆盖在所述阳极体上面的电介质、和覆盖在所述电介质上面的固体电解质；/n封装所述电容器元件的壳体材料；/n与所述阳极体电连接并且包含位于所述壳体材料外部的部分的阳极端子，其中与所述阳极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第一疏水性涂层；和/n与所述固体电解质电连接并且包含位于所述壳体材料外部的部分的阴极端子，其中与所述阴极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第二疏水性涂层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170703 US 62/528,2481.电容器组件，其包括：
固体电解质电容器元件，所述固体电解质电容器元件包含烧结多孔阳极体、覆盖在所述阳极体上面的电介质、和覆盖在所述电介质上面的固体电解质；
封装所述电容器元件的壳体材料；
与所述阳极体电连接并且包含位于所述壳体材料外部的部分的阳极端子，其中与所述阳极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第一疏水性涂层；和
与所述固体电解质电连接并且包含位于所述壳体材料外部的部分的阴极端子，其中与所述阴极端子的外部部分以及所述壳体材料接触地设置第二疏水性涂层。


2.如权利要求1所述的电容器组件，其中所述第一疏水性涂层、所述第二疏水性涂层、或两者具有约50纳米-约2微米的厚度。


3.如权利要求1所述的电容器组件，其中所述第一疏水性涂层、所述第二疏水性涂层、或两者具有在1kHz的频率和30％相对湿度下测定的约10或更小的介电常数。


4.如权利要求1所述的电容器组件，其中所述第一疏水性涂层、所述第二疏水性涂层、或两者包含含氟聚合物。


5.如权利要求4所述的电容器组件，其中所述含氟聚合物由氟烷基取代的烯属不饱和单体形成。


6.如权利要求4所述的电容器组件，其中所述含氟聚合物由(甲基)丙烯酸氟烷基酯形成。


7.如权利要求1所述的电容器组件，其中所述第一疏水性涂层、所述第二疏水性涂层、或两者包含聚乙酸乙烯酯。


8.如权利要求1所述的电容器组件，其中所述壳体材料限定顶表面和对向的底表面、后表面和对向的前表面、和两个对向的侧表面。


9.如权利要求1所述的电容器组件，其中所述第一疏水性涂层是与所述前表面接触地设置的并且所述第二疏水性涂层是与所述后表面接触地设置的。


10.如权利要求9所述的电容器组件，其中所述阳极端子的与所述第一疏水性涂层接触的暴露部分是与所述前表面大体上平行安置的。


11.如权利要求8所述的电容器组件，其中所述阴极端子的与所述第二疏水性涂层接触的暴露部分是与所述后表面大体上平行安置的。


12.如权利要求1所述的电容器组件，其中所述电容器元件进一步包括阴极涂层，所述阴极涂层包含覆盖在所述固体电解质上面的金属粒子层，其中所述金属粒子层包括分散在树脂质聚合物基质内的多个导电金属粒子。

【专利技术属性】
技术研发人员：L杰巴拉，M比勒，F普里班，
申请(专利权)人：阿维科斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US