鉭電容器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鉭電容器，該鉭電容器包括：電容器主體，該電容器主體包含鉭粉末并且具有鉭絲；模制部，該模制部圍繞所述鉭絲和所述電容器主體；陽極引線框架，該陽極引線框架與所述鉭絲電連接；陰極引線框架，該陰極引線框架包括安裝部和陰極端子部，該安裝部上安裝有所述電容器主體，并且所述安裝部的下表面上形成有階梯，所述陰極端子部在所述安裝部彎曲以緊密地粘附于所述模制部的一個端面；以及粘合層，該粘合層形成在所述模制部的所述一個端面和所述陰極端子部之間。
【專利說明】鉭電容器及其制備方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年8月8日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0086907的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將該申請的全部內(nèi)容并入本申請中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種鉭電容器和制備該鉭電容器的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]鉭(Ta)材料是一種由于具有優(yōu)異的機械和物理性質(zhì)(諸如高熔點、高延展性和耐腐蝕性)而在航空工業(yè)、國防工業(yè)、電氣工業(yè)、電子工業(yè)、機械工業(yè)和化工工業(yè)以及許多其他領(lǐng)域中得到廣泛使用的金屬。
[0005]由于能夠形成穩(wěn)定的陽極氧化膜，因此鉭已經(jīng)被廣泛地用作小型電容器的陽極材料。近來，由于信息技術(shù)(IT)工業(yè)諸如電子產(chǎn)業(yè)和信息通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鉭的年用量已經(jīng)以每年大約10%的速率銳增。
[0006]電容器(一種暫時存儲電荷的容電器)是一種元件，在該元件中封裝有兩個相互絕緣的平面電極，并且電介質(zhì)插入兩個電極之間以使電荷帶電(electrified)并由于引力而聚集。電容器用于通過將電荷和電場限制在被兩個導(dǎo)體圍繞的空間中以獲得電容。
[0007]使用鉭材料的鉭電容器具有當(dāng)鉭粉末燒結(jié)和凝固時產(chǎn)生縫隙的結(jié)構(gòu)。氧化鉭(Ta2O5)可以通過陽極氧化處理方法形成在鉭的表面上。形成的氧化鉭用作電介質(zhì)，二氧化錳(MnO2)層和聚合物層作為電解質(zhì)形成在氧化鉭上。此外，可以在二氧化錳層和聚合物層上形成碳層和金屬層，從而形成主體(body)。為了安裝印刷電路板(PCB)，在主體上形成陽極引線框架和陰極引線框架，并且在主體上形成模制部(molded portion)以完成電容器。
[0008]然而，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的鉭電容器中，由于陽極引線框架和陰極引線框架需要設(shè)置在產(chǎn)品的上表面或下表面上，并且需要保證陽極引線框架焊接的距離，電容器主體的內(nèi)部體積可能減小到使得電容降低。此外，陰極端子和模制部之間的粘合強度可能較弱。
[0009]下述現(xiàn)有技術(shù)文件公開了 一種固體電解質(zhì)電容器，該固體電解質(zhì)電容器具有由鉭形成的多孔燒結(jié)體和圍繞該多孔燒結(jié)體的樹脂封裝。然而，陰極端子被引至導(dǎo)電部件并且多孔燒結(jié)體安裝在導(dǎo)電部件的上表面上，從而使其結(jié)構(gòu)可能相對復(fù)雜。此外，該文件沒有公開用于將陰極端子穩(wěn)固地連接到模制部的單元。
[0010][相關(guān)技術(shù)文件]
[0011]日本專利公開N0.JP 2008-108931

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的一個方面提供一種鉭電容器，該鉭電容器通過增加內(nèi)部容積率以具有增大的電容和對于陰極端子的模制部的提高的粘合強度，從而顯著地增加電容器主體的尺寸同時保持產(chǎn)品的尺寸。[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種鉭電容器，包括:電容器主體，該電容器主體包含鉭粉末并且具有鉭絲；模制部，該模制部圍繞所述鉭絲和所述電容器主體；陽極引線框架，該陽極引線框架與所述鉭絲電連接；陰極引線框架，該陰極引線框架包括安裝部和陰極端子部，該安裝部上安裝有所述電容器主體，并且所述安裝部的下表面上形成有階梯，所述陰極端子部在所述安裝部彎曲以緊密地粘附于所述模制部的一個端面；以及粘合層，該粘合層形成在所述模制部的所述一個端面和所述陰極端子部之間。
[0014]陽極引線框架可以具有陽極端子部，該陽極端子部緊密地粘附于所述模制部的另一個端面，并且所述模制部的所述另一個端面和所述陽極端子部之間形成有粘合層。
[0015]該鉭電容器還可以包括導(dǎo)電粘合層，該導(dǎo)電粘合層形成在所述電容器主體的下表面和所述陰極引線框架的安裝部之間。
[0016]所述粘合層可以包含環(huán)氧熱固樹脂。
[0017]所述陽極端子部和所述陰極端子部分別具有基于所述模制部的一個端面的30%或更多的面積。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備鉭電容器的方法，該方法包括:制備平面型陽極引線框架和平面型陰極引線框架；通過垂直地彎曲所述陽極引線框架的一個端部來形成鉭絲接觸部，并且在所述陰極引線框架的下表面上形成階梯；水平地設(shè)置所述陽極引線框架和陰極引線框架以使所述陽極引線框架和陰極引線彼此相對；將電容器主體安裝在所述陰極引線框架的一個端部的下表面上，并且將所述電容器主體的鉭絲連接到所述陽極引線框架的所述鉭絲連接部；通過圍繞所述鉭絲和所述電容器主體模制樹脂來形成模制部以便分別暴露所述陽極引線框架的端部和陰極引線框架的端部；以及通過向所述陰極引線框架的暴露的端部涂抹粘合劑并且彎曲所述暴露的端部以將所述陰極引線框架的所述暴露的端部連接到所述模制部的一個端面，并且通過彎曲所述陽極引線框架的暴露的端部以將所述陽極引線框架的所述端部連接到所述模制部的另一個端面。
[0019]該方法還包括:在彎曲所述陽極引線框架的暴露的端部之前，將所述粘合劑涂抹到所述陽極引線框架的所述暴露的端部。
[0020]該方法還包括:在安裝所述電容器主體之前，將導(dǎo)電粘合劑涂抹到所述陰極引線框架的所述一個端部的上表面。
[0021]該方法還包括:在安裝所述電容器主體之前，將耐熱帶連接到所述陽極引線框架的下表面和所述陰極引線框架的下表面，并且在形成所述模制部之后，移除所述耐熱帶。
[0022]在制備所述平面型陽極引線框架的步驟中，所述陽極引線框架可以具有形成在所述陽極引線框架的上表面上的兩個用于彎曲的槽，以便彎曲以形成與所述鉭絲連接的所述鉭絲接觸部、連接在所述模制部的所述另一個端面上的所述陽極端子部、以及支撐所述鉭絲接觸部和所述陽極端子部的連接部。
[0023]在制備所述平面型陰極引線框架的步驟中，所述陰極引線框架可以具有形成在所述陰極引線框架的上表面上的用于彎曲的槽，以便彎曲以形成與所述模制部的一個端面連接的陰極端子部。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，將會更加清楚地理解本發(fā)明的上述和其他方面、特征以及其他優(yōu)點，其中:
[0025]圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的鉭電容器的示意性結(jié)構(gòu)的透視圖；
[0026]圖2是沿圖1的線A-A’剖切的剖視圖；
[0027]圖3是沿圖1的線B-B’剖切的剖視圖；
[0028]圖4A至圖4G是顯示制備根據(jù)本發(fā)明的實施方式的鉭電容器的過程的剖視圖；
[0029]圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的鉭電容器的陽極引線框架的剖視圖；以及
[0030]圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的鉭電容器的陰極引線框架的剖視圖【具體實施方式】
[0031]以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明可以通過多種不同的形式實現(xiàn)，而不應(yīng)被理解為局限于此處所給出的實施方式。相反，提供這些實施方式旨在使得本發(fā)明的公開內(nèi)容全面和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地表達本發(fā)明的范圍。
[0032]在附圖中，為了清楚的目的可以放大元件的形狀和尺寸，并且在全部附圖中使用相同的參考標(biāo)記標(biāo)示相同或相似的部件。
[0033]此外，在本實施方式中，為了方便解釋，鉭絲從模制部引出的表面為前側(cè)和端面，與端面垂直相交的表面為側(cè)面，以及沿電容器主體的厚度方向的表面為上表面和下表面。
[0034]參考圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的鉭電容器I可以包括:電容器主體
10,該電容器主體10包含鉭粉末并且具有從前側(cè)向外引出的鉭絲(tantalum wire) 11 ;模制部40，該模制部40圍繞鉭絲11和電容器主體10 ;陽極引線框架20，該陽極引線框架20與鉭絲11電連接；陰極引線框架30，該陰極引線框架30包括安裝部31和陰極端子部32，電容器主體10安裝在安裝部31上，并且安裝部31具有形成在安裝部31的下表面上的階梯31a，陰極端子部32從安裝部31向上彎曲以緊密地粘附于模制部40的一個端面；以及粘合層33，該粘合層33形成在模制部40的后側(cè)表面和陰極端子部32之間。
[0035]形成在模制部40的后側(cè)表面和陰極端子部32之間的粘合層33可以由包含環(huán)氧熱固樹脂(expo-based thermosetting resin)的粘合劑形成。但是,本發(fā)明不限于此。
[0036]電容器主體10可以使用鉭材料通過燒結(jié)過程模制而成。
[0037]在通過使用鉭材料制備電容器主體10的情況下，鉭粉末和粘合劑以預(yù)先設(shè)定的比例混合并且攪拌。在壓縮混合粉末并且將其模制成長方體后，在高溫和強振動下實施燒結(jié)過程以制備電容器主體。
[0038]這里，鉭絲11可以通過插入安裝以便在壓縮混合粉末之前從中心偏離。
[0039]具體地，可以通過將鉭絲11插入到與粘合劑混合的鉭粉中、模制具有所需的尺寸的鉭裝置(tantalum device)、并且在大約1000至2000°C的溫度和10-5托(torr)或更低的高真空度下燒結(jié)鉭裝置大約30分鐘以制備電容器主體10。
[0040]此外，將碳和銀(Ag)涂抹在電容器主體10的表面。碳使得電容器主體10的表面的接觸電阻減小，而銀(Ag)使得陰極被引出。
[0041]陽極引線框架20可以由導(dǎo)電金屬形成，并且可以包括:鉭絲接觸部21，該鉭絲接觸部21設(shè)置在模制部40中并且位于后側(cè)的端部，鉭絲接觸部21向上彎曲以與鉭絲11接觸；陽極端子部22，該陽極端子部22向上彎曲以緊密地粘附于模制部40的前側(cè)表面；以及連接部24，該連接部24使向上彎曲的鉭絲接觸部21和陽極端子部22彼此連接。
[0042]鉭絲接觸部21可以通過電焊而連接；具體地，可以用電點焊法進行焊接。但是，不發(fā)明不限于此。
[0043]在這種情況下，由于鉭絲接觸部21與鉭絲11的下側(cè)連接，相比于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的連接件從待接觸的模制部的側(cè)面延伸的結(jié)構(gòu)，可以減小焊接所需的距離。
[0044]此外，陽極端子部22可以用作用于與其他電器產(chǎn)品形成電連接的端子。由于陽極端子部22形成在模制部40的端面上，相比于具有形成在產(chǎn)品的上部和下部中的引線端子的現(xiàn)有技術(shù)的容積效率，可以提高電容器主體10的容器效率。
[0045]陽極端子部22可以覆蓋基于模制部40的一個端面的至少30%或更多的面積。
[0046]此外，粘合層23可以形成在陽極引線框架20的陽極端子部22和模制部40的端面之間。粘合層23可以由具有與形成在陰極端子部32的粘合層33相同的材料的粘合劑形成。
[0047]陰極引線框架30可以由導(dǎo)電金屬形成并且可以包括猛(manganese)、聚合物等。但是，本發(fā)明不限于此。
[0048]形成在陰極引線框架30的安裝部31的下表面上的階梯31a可以以插入的方式與模制部40的?？p部(mold joint part) 41接合,從而可以提高其粘合強度。
[0049]此外，陰極端子部32可以用作用于與其他電器產(chǎn)品形成電連接的端子。由于陰極端子部32形成在模制部40的端面上，相比于具有形成在產(chǎn)品的上部和下部中的引線端子的現(xiàn)有技術(shù)的容積效率，可以提聞電容器主體10的容積效率。
[0050]陰極端子部32可以覆蓋基于模制部40的一個端面的至少30%或更多的面積。
[0051]同時，導(dǎo)電粘合層50可以進一步形成在陰極引線框架30的安裝部31的上表面和安裝的電容器主體10的下表面之間。相對于形成在陰極端子部32的粘合層33，導(dǎo)電粘合層50可以由還包括導(dǎo)電金屬粉末等的粘合劑形成。但是，本發(fā)明不限于此。這里，導(dǎo)電金屬粉末可以是銀(Ag)。但是，本發(fā)明不限于此。
[0052]總的來說，在鉭電容器的結(jié)構(gòu)中，隨著電容器主體10的體積增大，電容器的電容增大。但是，由于實際體積增大，所以在顯著減小設(shè)備的尺寸方面存在局限。
[0053]在本實施方式中，陽極引線框架的端子和陰極引線框架的端子形成在產(chǎn)品的端面上，從而使內(nèi)部容積率相比于根據(jù)陽極引線框架和陰極引線框架設(shè)置在上部或下部的現(xiàn)有技術(shù)的鉭電容器提高，以顯著地增大了電容器主體的尺寸，從而可以保持產(chǎn)品的尺寸并增大電容。
[0054]以下，將描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的鉭電容器I的制備方法。
[0055]首先，制備平面型陽極引線框架20和陰極引線框架30。
[0056]這里，在陽極引線框架20中，形成與鉭絲11電連接的鉭絲接觸部21，該鉭絲接觸部21通過將陽極引線框架20的后側(cè)的端部向上彎曲到垂直位置來形成。此外，在陰極引線框架30中，通過使用蝕刻法、壓鑄法等使階梯31a形成在陰極引線框架30的下表面上。
[0057]然后，將陽極引線框架20和陰極引線框架30水平地設(shè)置為朝向彼此。
[0058]這里,耐熱帶(heat-resistant tape) 60與陽極引線框架和陰極引線框架的下表面連接以使陽極引線框架和陰極引線框架彼此連接。耐熱帶60防止陽極引線框架20的表面和陰極引線框架30的表面在后續(xù)進行的模制過程中被污染。[0059]然后，將電容器主體10安裝在陰極引線框架30的前側(cè)的端部的上表面上。安裝電容器10的部分指的是如上所述的安裝部31。
[0060]此外，在電容器主體10的鉭絲11接觸陽極引線框架20的鉭絲接觸部21的狀態(tài)下，通過進行電焊或激光焊和涂抹導(dǎo)電粘合劑使得鉭絲11與鉭絲接觸部21電連接。
[0061]這里，在陰極引線框架30的安裝部31上，通過在安裝電容器主體10之前涂抹導(dǎo)電粘合劑以形成具有預(yù)定的厚度的導(dǎo)電粘合層50，從而可以使陰極引線框架30和電容器主體10之間的粘合強度提高。此后，為了固化導(dǎo)電粘合層50，可以在大約100至200°C的溫度下進行固化處理(curing process)。
[0062]然后，通過模制樹脂等方式形成模制部40，從而圍繞除暴露的部分之外的鉭絲11和電容器主體10，以使陰極引線框架30的陰極端子部32和陽極引線框架20的陽極端子部22暴露在外。模制部40用于保護鉭絲11和電容器主體10免受外部影響。
[0063]在完成模制部40的形成時，移除連接在陽極引線框架20和陰極引線框架30的下表面上的耐熱帶60。
[0064]然后，將導(dǎo)電粘合劑涂抹到陰極引線框架30的暴露在模制部40的外部的陰極端子部32，并將陰極端子部32垂直地向上彎曲以連接模制部40的后側(cè)表面。
[0065]此外，將陽極引線框架20的暴露于模制部40的外部的陽極端子部22垂直地向上彎曲以連接模制部40的前側(cè)表面，從而完成鉭電容器I。這里，在彎曲陽極端子部22之前，將粘合劑涂抹到陽極端子部22的一個表面以增大相對于模制部40的粘合強度。
[0066]同時，考慮到電容器主體10的尺寸等因素，可以在彎曲陽極端子部22和陰極端子部32之前，將電容器主體10切割至適當(dāng)?shù)拈L度。
[0067]參考圖5，平面型陽極引線框架20’可以具有兩個用于彎曲的槽20a和20b，該兩個槽形成在陽極引線框架20’的上表面上，以便容易地彎曲以形成與鉭絲11連接的鉭絲接觸部21、連接在模制部40的端面上的陽極端子部22、以及支撐鉭絲接觸部21和陽極端子部22的連接部24。
[0068]也就是，兩個用于彎曲的槽20a和20b減輕了在彎曲鉭絲接觸部21和陽極端子部22的過程中產(chǎn)生的沖擊，從而防止陽極引線框架20’彎曲或變形。
[0069]參考圖6，可以在平面型陰極引線框架30’的上表面上形成用于彎曲的槽30a。用于彎曲的槽30a減輕了在彎曲陰極端子部32的過程中產(chǎn)生的沖擊，從而防止陰極引線框架30’彎曲或變形。
[0070]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，陽極引線框架和陰極引線框架形成在產(chǎn)品的兩個端面上以提高內(nèi)部容積率，從而可以在顯著地增大電容器主體的尺寸的同時保持產(chǎn)品的尺寸以增大電容。
[0071]此外，陰極引線框架從產(chǎn)品的下表面引出，并且陰極引線框架具有位于安裝部上的、與模制部接合的階梯，并且暴露在陰極引線框架的外部的陰極端子部通過粘合劑連接在模制部的一個端面上，從而可以提高粘合強度。
[0072]雖然已經(jīng)結(jié)合實施方式示出并描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不背離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以做出修改和變形。
【權(quán)利要求】
1.一種鉭電容器，該鉭電容器包括: 電容器主體，該電容器主體包含鉭粉末并且具有鉭絲； 模制部，該模制部圍繞所述鉭絲和所述電容器主體； 陽極引線框架，該陽極引線框架與所述鉭絲電連接； 陰極引線框架，該陰極引線框架包括安裝部和陰極端子部，所述安裝部上安裝有所述電容器主體，并且所述安裝部的下表面上形成有階梯，所述陰極端子部在所述安裝部彎曲，以緊密地粘附于所述模制部的一個端面；以及 粘合層，該粘合層形成在所述模制部的所述一個端面和所述陰極端子部之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭電容器，其中，所述陽極引線框架具有陽極端子部，該陽極端子部緊密地粘附于所述模制部的另一個端面，并且所述模制部的所述另一個端面和所述陽極端子部之間形成有粘合層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭電容器，該鉭電容器還包括導(dǎo)電粘合層，該導(dǎo)電粘合層形成在所述電容器主體的下表面和所述陰極引線框架的所述安裝部之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭電容器，其中，所述粘合層包含環(huán)氧熱固樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭電容器，其中，所述陽極端子部和所述陰極端子部分別具有基于所述模制部的一個端面的30%或更多的面積。
6.一種制備鉭電容器的方法，該制備鉭電容器的方法包括: 制備平面型陽極引線框架和平面型陰極引線框架； 通過垂直地彎曲所述陽極引線框架的一個端部來形成鉭絲接觸部，并且在所述陰極引線框架的下表面上形成階梯； 水平地設(shè)置所述陽極引線框架和陰極引線框架，以使所述陽極引線框架和陰極引線彼此相對； 將電容器主體安裝在所述陰極引線框架的一個端部的上表面上，并且將所述電容器主體的鉭絲連接到所述陽極引線框架的所述鉭絲連接部； 通過圍繞所述鉭絲和所述電容器主體模制樹脂來形成模制部，以便分別暴露所述陽極引線框架的端部和所述陰極引線框架的端部；以及 通過向所述陰極引線框架的暴露的端部涂抹粘合劑并且彎曲所述暴露的端部以將所述陰極引線框架的所述暴露的端部連接到所述模制部的一個端面，并且通過彎曲所述陽極引線框架的暴露的端部以將所述陽極引線框架的所述端部連接到所述模制部的另一個端面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，該方法還包括:在彎曲所述陽極引線框架的所述暴露的端部之前，將所述粘合劑涂抹到所述陽極引線框架的所述暴露的端部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，該方法還包括:在安裝所述電容器主體之前，將導(dǎo)電粘合劑涂抹到所述陰極引線框架的所述一個端部的上表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，該方法還包括:在安裝所述電容器主體之前，將耐熱帶連接到所述陽極引線框架的下表面和所述陰極引線框架的下表面，并且在形成所述模制部之后，移除所述耐熱帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在通過在所述陰極引線框架的所述暴露的端部涂抹所述粘合劑并且彎曲所述暴露的端部以將所述陰極引線框架連接到所述模制部的一個端面的步驟中，所述粘合劑包含環(huán)氧熱固樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在制備所述平面型陽極引線框架的步驟中，所述陽極引線框架具有:形成在所述陽極引線框架的上表面上的兩個用于彎曲的槽，以便彎曲以形成與所述鉭絲連接的所述鉭絲接觸部；連接在所述模制部的所述另一個端面上的所述陽極端子部；以及支撐所述鉭絲接觸部和所述陽極端子部的連接部。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在制備所述平面型陰極引線框架的步驟中，所述陰極引線框架具有形成在所述陰極引線框架的上表面上的用于彎曲的槽，以便彎曲以形成與所述模制部的一個端 面連接的陰極端子部。
【文檔編號】H01G9/15GK103578767SQ201210404280
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月8日
【發(fā)明者】金在光, 楊梡錫, 吳賢燮 申請人:三星電機株式會社