固态电容器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及固态电容器领域，尤其涉及用粉末形成阀作用材料（一般为钽）形成固态电容器多孔阳极体部分的固体电容器。根据本发明专利技术的一个方面，提供了一种制造固体电容器的方法，包括：提供导电基片；在基片表面上形成多个直立的多孔导电阳极体，各阳极体电气接至基片；在多孔体露出的表面区上形成电绝缘层；在绝缘层上形成导电层；把基片分割成若干电容器单元，各单元包括一部分具有多孔电容体的基片，而对于各单元；在电容体上设置与导电层电接触的阴极端子，设置与基片部分电接触的阳极端子，其特征在于，阴极端子形成在基片部分末端的电容体表面上，阳极端子形成得与阴极端子相邻且大体共面，导电芯在基片部分与阳极端子之间提供电接触，使电容器的阳极与阴极端子共面。通过形成阳极和阴极连接共面的电容器，可尽量减小电容器的覆盖区，有利于与电路板连接。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态电容器领域，尤其涉及这样类型的电容器，即其中的粉末形成的阀作用金属构成电容器的多孔阳极体部分，电绝缘介电层是通过阳极体的多孔结构形式的，而导电阴极层形成在该介电层上，然后电连接至阴极端子，阳极极电连接至阳极端子。美国专利说明书No.5,357,399(Salisbury)曾描述过一种用烧结至钽基片上的多孔钽层同时制造多个这类电容器的方法。钽层经加工形成各电容器的阳极体部分。加工后，把顶板(基片盖)粘合到加工过的阳极体顶端。顶端形成盖，在对基片/阳极体/板夹层作机加工后，变成各电容器的阴极端子。PCT申请GB99/03566涉及一种修改型的Salisbury方法，通过不将基片盖作为各电容器的阴极端子而优化了电容器的容积率，从而提高了比电容量。上述方法可制造极小型但高容量有效的电容器。然而，在电子电路板设计不断趋于元件超小型化和便于组装这类电路板的压力下，继续要求电容器提高容积率并缩小元件在电路板上的开口(或覆盖区)。本专利技术旨在改进电容器及其制造方法。根据本专利技术一个方面，提供一种制造固态电容器的方法，包括提供一块导电基片；在基片表面上形成多个直立的多孔导电阳极体，各阳极体电气连接至该基片；在多孔体露出的表面区上形成电绝缘层；在绝缘层上形成导电层；将基片分割成若干电容器单元，各单元包括一部分基片且带有多孔电容体，对于各单元设置一与电容体上导电层电接触的阴极端子，设置一与基片部分电接触的阳极端子，其特征在于，在基片部分末端的电容体表面上形成阴极端子，而形成的阳极端子与阴极端子相邻且基本上共面，导电芯在基片部分与阳极端子之间提供电接触，使电容器的阳极与阴极端子共面。通过形成一种阳极与阴极共面连接的电容器，可尽量缩小电容器的覆盖区，便于同电路板连接。导电芯线可用某种工艺形成，即，在阳极体旁边的基片表面上形成多个直立的导电芯体，基片分割产生的电容器单元，包括一部分配有多孔电容体与芯体的基片，其中的阳极端子形成在基片部分末端的芯体表面上。在一较佳实施例中，通过对基片表面预成形一层多孔导电材料，可形成阳极体。芯体为多孔导电体较合适，可用预成形层构成。读者可把“构成”理解为能形成所需实体的任何成形或形成工艺，典型例子是切割与相加工，如应用锯或切割轮。然而，工人可能乐于应用激光切割、水力切割、蚀刻或其它形成实体形的已知方法。芯体可与阳极体一起配上绝缘层与导电层。此时，通过以后除去所加的层，可通过绝缘层实现电连接。这种除去可以是机加工、切磨、蚀刻等方法，只要能露出下面的导电芯料就行。在本专利技术一种实施例中，基片分割最好包含通过穿越芯体的平面作加工或切割，由此露出可制成阳极端子接触点的未涂覆芯料。这样，就无需用独立的切割加工或机加工来除去绝缘层了，它包含在基片分割过程中。在另一实施例中，在基片末端的各芯体表面上除去绝缘层与导电层，露出可制成阳极端子触点的未涂覆芯料。其优点是露出的表面与阳极顶面靠近且共面，简化了与端子的接触。导电桥接材料可将阳极端子和露出的未涂覆芯料电气连接起来。桥接材料一般作为导电膏(如银膏)使用，可形成固体涂层。为了增强触点，可以先涂上碳层。本专利技术的另一个方面是，提供一种固态电容器，它包括基片部分和电容体，电容体包括电连接至基片部分的多孔阳极体、形成在阳极体表面区的电绝缘层和形成在绝缘层上的导电层，基片部分末端的电容体表面配有阴极端子，其特征在于，阳极端子与阴极端子相邻且基本上共面，导电芯线在基片部分与阳极端子之间提供电接触，从而形成阳、阴极端子共面的电容器。在某些实施例中，各电容器中的多个阳极端子均与阴极端子相邻且基本上共面，各阳极端子用相关的芯线与基片电连接。各根芯线可用与阳极体同样的多孔导电材料形成。根据本专利技术的再一个方面，提供的一种制造多个固态电容器的方法，它包括前述的方法，其中，在基片上形成多个阳极体与芯体，基片分割后可得到多个独立的电容器单元。由于端子共面，电容器可立在平坦表面上，阴极与阳极端子都触及该平坦表面，使电容器极适于装到电路板上。对基片的预成形是在基片上敷设未烧结的混合生料，它包括阀作用金属粉和粘合剂/润滑剂。然后烧结混合生料，把粉熔成固态的多孔预成形件，粘合剂/润滑剂在烧结时烧掉。预成形层经机加工而形成阳极体与芯体。通常可进行纵横磨切，以在基片上形成一矩形形阳极体与芯体阵列，用由对应于磨切路径的“街道”分开。当然，需要的话，可用常规机加工技术形成更复杂的形状。如果芯体与阳极体都涂覆了绝缘层与导电阳极层，就更便于加工了。另一种方法是掩蔽芯体，以防涂覆阳极体，但是加工很困难且复杂。绝缘层可以是一种阀作用材料的氧化物介电层，例如可用常规氧极化技术涂覆，以便逐渐建立所需厚度与完整性的氧化物。在一种实例中，阀作用层是钽，在实体上建立一层五氧化钽。涂覆导电层时可将阳极体与芯体浸入例如硝酸锰溶液的前体溶液里，加热形成在实体上的硝酸锰层可将该硝酸盐氧化成二氧化锰。要制成优化的阴极层，必须重复浸入步骤。制作导电或“阴极”层，将阳极体做成电容体。在阳极体与芯体都涂覆绝缘层与阳极层的情况下，为防止最后的电容器短路，阳极体与芯体上的阴极层材料必须电气隔离。这样会涉及除去所有桥接阳极体与芯体的阴极层材料。通常要通过导电层而且还必须要通过绝缘层作磨切来实现。在些情况下，要在阴极层除去而露出的任何表面上形成一替代的电绝缘层，这就是众所周知的重组(reformation)，还得应用重新阳极氧化加工。除了要隔离各阳极体与芯体相互之间的导电层以外，还必须除去芯体与阳极端子接触或形成阳极端子的这些部分的导电层与绝缘层，因而要对阀作用基片材料作电连接。这些层可用机加工(如研磨)来除去。在一实例中，沿各芯体顶面作磨切而露出阀作用材料，然后对顶面作端接处理以形成阳极端子。这通常包含涂覆第一层导电碳膏，再作固化。接着涂覆第二导电银膏，再固化。最后，涂覆便于焊接的三重合金层，做成焊接良好的触点。电容体顶面也可以作类似的端接处理，其中，在顶面的导电阴极层上形成碳层与银层，还可以再加上三重合金属。这些导电层提供的端子可通过例如焊接连接到电气或电子电路。在未分割的基片中，可在阳极体与阴极体之间的空间里填充绝缘材料，如液塑树脂，固化后形成实体的保护密封。当然，如有必要，树脂应留在暴露的电容体与芯体的上表面。或者要求除去该树脂而露出这些表面。下一步必须使各电容器单元与整块基片分离开来，这可以用磨切等机加工来实现。如有必要，可对基片设置刚性衬垫以提供必要的结构刚度，切割时不会损伤电容器。在本专利技术还有一个方面中，分割包括沿与一个或多个芯体相交的平面或路径作切割，由此切掉或除去涂覆于芯料的导电层材料与绝缘层材料，且露出未涂覆芯体的切面。最好这些芯体在基片上成行排列，分割时沿一行或多行切割。切面最好与远离被分割电容器单元相关的阳极体的芯体表面区相交。切割最好通过与基片平面垂直或基本上垂直的一个或几个平面。切割可以包括研磨，也可包括水切割或其它切割方法。可用端接处理将端子设置在芯体露出的切面上，包括用导电膏对该切面作液态涂覆，并使涂料固化。端接处理还可包括对固化的涂层作电镀，在各实体上形成一层金属材料。最后在分割前，在基片上涂覆一种可在阳极体与芯体之间渗透的保护绝缘材料，而分割处理包括沿该保护材料进行切割，在各阳极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造固态电容器的方法，它包含：提供一块导电基片；在基片表面上形成多个直立的多孔导电阳极体，各阳极体电气连接至所述基片；在多孔体露出的表面区上形成电绝缘层；在绝缘层上形成导电层；把基片分割成若干电容器单元，各单元包括的一部分带有多孔电容体的基片，而且对于各单元：设置一与电容体上导电层电接触的阴极端子，设置一与所述基片部分电接触的阳极端子， 其特征在于，在所述基片部分末端的电容体表面上形成阴极端子，而形成的阳极端子与阴极端子相邻且基本上共面，导电芯在基片部分与阳极端子之间提供电接触，使电容器的阳极端子与阳极端子共面。

【技术特征摘要】
GB 1999-7-8 9916047.5;GB 1999-11-12 9926894.81.一种制造固态电容器的方法，它包含提供一块导电基片；在基片表面上形成多个直立的多孔导电阳极体，各阳极体电气连接至所述基片；在多孔体露出的表面区上形成电绝缘层；在绝缘层上形成导电层；把基片分割成若干电容器单元，各单元包括的一部分带有多孔电容体的基片，而且对于各单元设置一与电容体上导电层电接触的阴极端子，设置一与所述基片部分电接触的阳极端子，其特征在于，在所述基片部分末端的电容体表面上形成阴极端子，而形成的阳极端子与阴极端子相邻且基本上共面，导电芯在基片部分与阳极端子之间提供电接触，使电容器的阳极端子与阳极端子共面。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电芯通过这样一个工艺形成的，即，在所述基片表面上的阳极体旁边形成多个直立的导电芯体，所述基片分割得到的电容器单元包括一部分设置了多孔电容体和芯体的基片，而且将所述阳极端子形成在所述基片部分末端的芯体表面上。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述芯体是一多孔导电体。4.如上述任一权利要求所述的方法，其特征在于，以涂覆于所述基片表面上的一层预形成多孔导电材料的结构形成阳极体。5.如权利要求4所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：D亨廷顿，
申请(专利权)人：AVX有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]