固体电解电容器组装件制造技术

提供了一种能够在高湿度(例如，60％相对湿度)的条件下表现良好的电容器组装件。电容器组装件包括固体电解电容器元件，所述固体电解电容器元件含有烧结的多孔阳极体、覆盖在阳极体上的电介质和覆盖在电介质上的固体电解质。阳极端子与阳极体电连接，并且阴极端子与固体电解质电连接。将含有有机金属化合物的第一涂层设置在阳极端子的至少一部分上，并且将含有有机金属化合物的第二涂层设置在阴极端子的至少一部分上。此外，外壳材料封装电容器元件并且暴露出阳极端子和阴极端子的安装表面。面。面。

【技术实现步骤摘要】
固体电解电容器组装件
[0001]本申请是国际申请日为2018年3月6日、申请号为201880016423.9、专利技术名称为“固体电解电容器组装件”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求享有申请日为2017年3月6日的美国临时专利申请序列号62/467,276的申请权益，并且其全部内容通过引用的方式纳入本文。

技术介绍

[0004]电解电容器(例如，钽电容器)由于其体积效率、可靠性和工艺兼容性而越来越多地用于电路设计中。例如，已经开发的一种类型的电容器是固体电解电容器元件，其包括钽阳极、介电层和导电聚合物固体电解质。为了表面安装电容器元件，将阳极连接到阳极端子，并且将固体电解质连接到阴极端子。此外，为了帮助保护电容器免受外部环境影响并且向其提供良好的机械稳定性，还将电容器元件用树脂质外壳材料(例如，环氧树脂)封装，使得阳极和阴极端子的一部分保持暴露以安装到表面。遗憾的是，已经发现，在电容器的制造期间经常使用的高温(例如，回流)可导致在阳极和/或阴极端子中形成微裂纹。当暴露于高湿度水平时，这些微裂纹会吸收水分，这可导致导电聚合物固体电解质的氧化并且导致电性质的快速恶化。
[0005]因此，需要用于高湿度水平下的改进的固体电解电容器。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的一个实施方案，公开了一种包括固体电解电容器元件的电容器组装件，所述固体电解电容器元件含有烧结的多孔阳极体、覆盖在阳极体上的电介质和覆盖在电介质上的固体电解质。阳极端子与阳极体电连接，并且阴极端子与固体电解质电连接。将含有有机金属化合物的第一涂层设置在阳极端子的至少一部分上，并且将含有有机金属化合物的第二涂层设置在阴极端子的至少一部分上。此外，外壳材料封装电容器元件并且暴露出阳极端子和阴极端子的安装表面。
[0007]以下更详细地阐述本专利技术的其他特征和方面。
附图说明
[0008]针对本领域普通技术人员的本专利技术的完整且能够实现的公开内容(包括其最佳实施方式在内)更特别地在说明书的其余部分中阐述，其参考附图，其中：
[0009]图1是可根据本专利技术形成的电容器的一个实施方案的示意图。
[0010]在本说明书和附图中的附图标记的重复使用旨在表示本专利技术的相同或类似的特征或元件。
具体实施方式
[0011]本领域普通技术人员应理解，本讨论仅是对示例性实施方案的描述，并不旨在限
制本专利技术的更宽泛的方面，该更宽泛的方面体现在示例性构造中。
[0012]一般而言，本专利技术涉及含有电容器元件的电容器组装件，所述电容器元件含有烧结的多孔阳极体、覆盖在阳极体上的电介质和覆盖在电介质上的固体电解质。阳极体与阳极端子电接触，并且固体电解质与阴极端子电接触。此外，电容器元件用外壳材料封装，使得阳极端子和阴极端子的至少一个表面保持暴露以安装到电子组件(例如，印刷电路板)。值得注意的是，将第一涂层设置在阳极端子的至少一部分上，并且将第二涂层设置在阴极端子的至少一部分上。第一和第二涂层含有有机金属化合物，其可改进外壳材料与端子的粘附性，因此有助于减少在暴露于高温(例如，在回流期间)之后形成的微裂纹的数量，例如在峰值回流温度为约150℃至约350℃下，并且在一些实施方案中，为200℃至约300℃(例如，250℃)。
[0013]由于其独特的结构，所得的电容器组装件对水分不是高度敏感的，因此可呈现出优异的电性质，即使在暴露于高湿度水平时，例如在与相对湿度为约40％或更高的气氛接触时，在一些实施方案中为约45％或更高，在一些实施方案中为约50％或更高，并且在一些实施方案中，为约60％或更高(例如，约60％至约85％)。例如，相对湿度可根据ASTM E337
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02,方法A(2007)测定。潮湿气氛可为电容器组装件本身的内部气氛的一部分，或其可为在存储和/或使用期间电容器组装件所暴露的外部气氛。例如，当暴露于高湿度气氛(例如，60％相对湿度)时，电容器可呈现出相对较低的等效串联电阻(“ESR”)，例如约200毫欧姆，在一些实施方案中小于约150毫欧姆，在一些实施方案中为约0.01至约125毫欧姆，并且在一些实施方案中，为约0.1至约100毫欧姆，在100kHz的运行频率(操作频率)下测量。电容器组装件可呈现出仅约50微安(“μA”)或更小的DCL，在一些实施方案中为约40μA或更小，在一些实施方案中为约20μA或更小，并且在一些实施方案中，为约0.1至约10μA。电容器组装件还可呈现出高百分比的湿电容，这使得其在大气湿度的存在下仅具有小的电容损失和/或波动。该性能特征通过“湿
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干(wet
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to
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dry)电容百分比”来量化，其通过以下等式确定：
[0014]湿
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干电容＝(干电容/湿电容)x 100
[0015]电容器组装件可呈现出约50％或更高的湿
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干电容百分比，在一些实施方案中为约60％或更高，在一些实施方案中为约70％或更高，并且在一些实施方案中，为约80％至100％。干电容可为约30纳法拉/平方厘米(“nF/cm
2”)或更大，在一些实施方案中为约100nF/cm2或更大，在一些实施方案中为约200至约3,000nF/cm2，并且在一些实施方案中，为约400至约2,000nF/cm2，其在120Hz的频率下测量。
[0016]值得注意的是，ESR、DCL和电容值甚至可在高湿度水平下保持相当长的时间。例如，该值可保持约10小时或更长，在一些实施方案中为约20小时至约30小时，并且在一些实施方案中，为约40小时至约80小时(例如，24小时、48小时或72小时)，其在约20℃至约50℃的温度下测试，并且在一些实施方案中为25℃至约40℃(例如，30℃)。
[0017]现在将更详细地描述电容器的各种实施方案。
[0018]I.电容器元件
[0019]A.阳极体
[0020]电容器元件包括含有在烧结的多孔体上形成的电介质的阳极。多孔阳极体可由含有电子管金属(阀金属，即，能够氧化的金属)或基于电子管金属的化合物的粉末形成，例如钽、铌、铝、铪、钛、其合金、其氧化物、其氮化物等。粉末通常由还原过程形成，其中钽盐(例
如，氟钽酸钾(K2TaF7)、氟钽酸钠(Na2TaF7)、五氯化钽(TaCl5)等)与还原剂反应。还原剂可以液体、气体(例如，氢气)或固体的形式提供，例如金属(例如，钠)、金属合金或金属盐。在一个实施方案中，例如，钽盐(例如，TaCl5)可在约900℃至约2,000℃的温度下加热，在一些实施方案中为约1,000℃至约1,800℃，并且在一些实施方案中，为约1,100℃至约1,600℃，以形成可在气态还原剂(例如，氢气)的存在下还原的蒸气。这种还原反应的额外细节可描述于Maeshima等的WO2014/199480。还原之后，可将产物冷却、压碎并且洗涤以形成粉末。
[0021]粉末的比电荷通常在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电容器组装件，其包括：固体电解电容器元件，其含有烧结的多孔阳极体、覆盖在阳极体上的电介质和覆盖在电介质上的固体电解质；阳极端子，其与阳极体电连接，其中将含有有机金属化合物的第一涂层设置在阳极端子的至少一部分上；阴极端子，其与固体电解质电连接，其中将含有有机金属化合物的第二涂层设置在阴极端子的至少一部分上；以及外壳材料，其封装电容器元件并且暴露出阳极端子和阴极端子的安装表面。2.权利要求1的电容器组装件，其中第一涂层的有机金属化合物、第二涂层的有机金属化合物或两者具有以下通式：其中，M为有机金属原子；R1、R2和R3独立地为烷基或羟烷基，其中R1、R2和R3中的至少一个为羟烷基；n为0至8的整数；X为有机或无机官能团。3.权利要求2的电容器组装件，其中M为硅。4.权利要求3的电容器组装件，其中羟烷基为OCH3。5.权利要求2的电容器组装件，其中R1、R2和R3为羟烷基。6.权利要求1的电容器组装件，其中有机金属化合物为3
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氨基丙基三甲氧基硅烷，3
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氨基丙基三乙氧基硅烷，3
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氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，3
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氨基丙基甲基二乙氧基硅烷，3
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(2
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氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷，3
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巯基丙基三甲氧基硅烷，3
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巯基丙基三乙氧基硅烷，3
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巯基丙基甲基二甲氧基硅烷，3
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巯基丙基甲基二乙氧基硅烷，缩水甘油氧基甲基三甲氧基硅烷，缩水甘油氧基甲基三乙氧基硅烷，缩水甘油氧基甲基
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三丙氧基硅烷，缩水甘油氧基甲基三丁氧基硅烷，β
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缩水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷，β
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缩水甘油氧基乙基三乙氧基硅烷，β
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缩水甘油氧基乙基
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三丙氧基硅烷，β
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缩水甘油氧基乙基
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三丁氧基硅烷，β
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缩水甘油氧基乙基三甲氧基硅烷，α
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缩水甘油氧基乙基三乙氧基硅烷，α
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缩水甘油氧基乙基三丙氧基硅烷，α
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缩水甘油氧基乙基三丁氧基硅烷，γ
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缩水甘油氧基丙基
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三甲氧基硅烷，γ
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缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷，γ
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缩水甘油氧基丙基
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三丙氧基硅烷，γ
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缩水甘油氧基丙基三丁氧基硅烷，β
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缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，β
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缩水甘油氧基丙基
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三乙氧基硅烷，β
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缩水甘油氧基丙基三丙氧基硅烷，α
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缩水甘油氧基丙基三丁氧基硅烷，α
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缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，α
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缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷，α
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【专利技术属性】
技术研发人员：MD韦弗，J彼得齐勒克，M乌舍，F普里班，T霍夫雷克，
申请(专利权)人：京瓷AVX元器件公司，
类型：发明
国别省市：