一種鉭電解電容器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鉭電解電容器，包括正極端、負極端、陰極和陽極鉭芯；所述陽極鉭芯為長方體形，所述陰極覆蓋于陽極鉭芯外表面，所述陽極鉭芯的一或兩個面上設(shè)置有正極端，所述正極端的一端穿過陰極嵌在陽極鉭芯內(nèi)，另一端置于陰極的外側(cè)，所述正極端與陰極的接觸部位由五氧化二鉭介質(zhì)膜絕緣；所述陰極的非正極引出面的其中一或兩個面的外側(cè)與負極端連接。本發(fā)明通過將電容器本身不能阻礙干擾信號的有害的等效串聯(lián)電阻ESR和等效串聯(lián)電感ESL轉(zhuǎn)換為濾波電路中可以阻礙干擾信號的有益的ESR和ESL，可以極大程度地消除電容器本身的ESR和ESL對濾波效果的影響，克服現(xiàn)有鉭電解電容器結(jié)構(gòu)的缺陷，提高電容器的高頻性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，使用簡單、效果明顯的特點。
【專利說明】—種鉭電解電容器及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鉭電解電容器及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鉭電解電容器因其體積小、容量大、溫度特性好、穩(wěn)定性和可靠性高等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于航天、航空、電子、兵器、船舶、通信及醫(yī)療電子等各類高端電子裝備。隨著電子裝備不斷朝小型化方向發(fā)展，而小型化發(fā)展的特征之一是工作頻率越來越高，對電子元器件的工作頻率提出了更高的要求。為此，鉭電容器制造行業(yè)一直在為不斷降低鉭電容器的ESR和ESL做持續(xù)不斷的努力，然而，受限于現(xiàn)有設(shè)計、陰極材料和制造技術(shù)，鉭電容器寄生的ESR和ESL已降到了目前技術(shù)條件下的極限值。相比陶瓷電容器而言，鉭電容器寄生的ESR和ESL相對較大，因而不能適應(yīng)高頻化的發(fā)展需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種鉭電解電容器，該鉭電解電容器通過將其寄生的ESR和ESL對電路的有害影響轉(zhuǎn)換為有益作用，最大限度提高其濾波效果，解決了鉭電容器不能適應(yīng)高頻化的發(fā)展需求的問題。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明提供的一種鉭電解電容器，包括正極端、負極端、陰極和陽極鉭芯；所述陽極鉭芯為長方體形，所述陰極覆蓋于陽極鉭芯外表面，所述陽極鉭芯的一或兩個面上設(shè)置有正極端，所述正極端的一端穿過陰極嵌在陽極鉭芯內(nèi)，另一端置于陰極的外側(cè)，所述正極端與陰極的接觸部位由五氧化二鉭介質(zhì)膜絕緣；所述陰極的非正極引出面的其中一或兩個面的外側(cè)與負極端連接。
[0006]所述正極端包括正極輸出端和正極輸入端，所述正極輸出端和正極輸入端分別穿過陰極的兩側(cè)面并嵌在陽極鉭芯內(nèi)。
[0007]所述負極端包括負極輸入端和負極輸出端，所述負極輸入端和負極輸出端分別與陰極的非正極引出面的其中兩個側(cè)面連接。
[0008]所述陰極和負極輸入端之間、陰極和負極輸出端之間還分別依次設(shè)有中間過渡材料石墨層、浸潰銀漿層和粘接銀漿層。
[0009]所述陰極的材質(zhì)為二氧化錳、導(dǎo)電聚合物或非固體電解質(zhì)材料。
[0010]所述陰極和陽極鉭芯之間還有一層五氧化二鉭介質(zhì)膜。
[0011]一種鉭電解電容器的制造方法；包括以下步驟:
[0012]①將鉭粉壓制成型；壓制成型時，僅在鉭芯的一端插入兩根鉭絲，或在鉭芯的兩端插入兩根鉭絲作為正極引出端；或?qū)⒁桓g絲彎折后插入鉭芯，引出兩端作為兩個正極引出立而;
[0013]②將鉭芯進行高溫?zé)Y(jié)；
[0014]③通過電化學(xué)的方法在多孔的鉭芯內(nèi)、外表面和鉭絲的外表面形成五氧化二鉭介質(zhì)膜；
[0015]④在五氧化二鉭介質(zhì)膜表面通過高溫?zé)岱纸夥椒ㄉ啥趸i固態(tài)陰極；
[0016]⑤在鉭芯的一或兩個非鉭絲引出面上浸潰石墨和銀漿，再通過粘接銀漿或其他粘接材料連接金屬導(dǎo)體，作為負極引出端；
[0017]⑥從鉭芯上的鉭絲的外端通過焊接方法引出具有可焊性的金屬片或金屬絲，作為正極引出端；
[0018]⑦將鉭芯進行封裝。
[0019]所述步驟④換成采用聚合方法生成導(dǎo)電聚合物生成聚合物固態(tài)陰極，或者通過浸潰導(dǎo)電溶液作為液態(tài)陰極。
[0020]所述步驟⑥中的焊接方法為電阻焊、激光焊。
[0021]所述步驟⑦中的封裝方式是模壓塑封、陶瓷封裝、金屬外殼封裝。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:通過鉭電解電容器引出端連接方法的創(chuàng)新，將電容器本身不能阻礙干擾信號的有害的等效串聯(lián)電阻ESR和等效串聯(lián)電感ESL轉(zhuǎn)換為濾波電路中可以阻礙干擾信號的有益的ESR和ESL，可以極大程度地消除電容器本身的ESR和ESL對濾波效果的影響，將電容器本身寄生的ESR和ESL對電路的影響降低到極限值，克服現(xiàn)有鉭電解電容器結(jié)構(gòu)的缺陷，提高電容器的高頻性能，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，具有設(shè)計新穎、使用簡單、效果明顯的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明鉭電解電容器的等效電路圖；
[0025]圖3是傳統(tǒng)鉭電解電容器的等效電路；
[0026]圖4是本發(fā)明中陽極鉭芯的局部放大圖；
[0027]圖中:1_正極輸出端，2-陰極，3-石墨層，4-浸潰銀漿層，5-粘接銀漿層，6-負極輸入端，7-正極輸入端，8-負極輸出端，9-陽極鉭芯，10-五氧化二鉭介質(zhì)膜。

【具體實施方式】
[0028]下面進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0029]如圖1和圖2所不的一種鉭電解電容器,包括正極輸出端1、陰極2、負極輸入端6、正極輸入端7、負極輸出端8和陽極鉭芯9 ;所述陽極鉭芯9為長方體形，所述陰極2覆蓋于陽極鉭芯9外表面，所述陽極鉭芯9的兩個面上設(shè)置有正極端，所述正極端包括正極輸出端I和正極輸入端7，所述正極輸出端I和正極輸入端7的一端分別穿過陰極2的兩側(cè)面并嵌在陽極鉭芯9內(nèi)，另一端置于陰極2的外側(cè)，所述正極端與陰極2的接觸部位由五氧化二鉭介質(zhì)膜10絕緣；所述陰極2的非正極引出面的其中兩個面的外側(cè)與負極端連接；所述負極端包括負極輸入端6和負極輸出端8，所述負極輸入端6和負極輸出端8分別與陰極2的非正極引出面的其中兩個側(cè)面連接。
[0030]所述陰極2和負極輸入端6之間、陰極2和負極輸出端8之間還分別依次設(shè)有中間過渡材料石墨層3、浸潰銀漿層4和粘接銀漿層5。
[0031]所述陰極2的材質(zhì)為二氧化錳、導(dǎo)電聚合物或非固體電解質(zhì)材料。
[0032]如圖4所示，所述陰極2和陽極鉭芯9之間還有一層五氧化二鉭介質(zhì)膜10。
[0033]一種鉭電解電容器的制造方法；包括以下步驟:
[0034]①將鉭粉壓制成型；壓制成型時，僅在鉭芯的一端插入畫根鉭絲，或在鉭芯的兩端插入兩根鉭絲作為正極引出端；或?qū)⒁桓g絲彎折后插入鉭芯，引出兩端作為兩個正極引出端；
[0035]②將鉭芯進行高溫?zé)Y(jié)；一是可以去除鉭芯內(nèi)的雜質(zhì)，二是提高鉭芯的機械強度；
[0036]③通過電化學(xué)的方法在多孔的鉭芯內(nèi)、外表面和鉭絲的外表面形成五氧化二鉭介質(zhì)膜；
[0037]④在五氧化二鉭介質(zhì)膜表面通過高溫?zé)岱纸夥椒ㄉ啥趸i固態(tài)陰極；
[0038]⑤在鉭芯的一或兩個非鉭絲引出面上浸潰石墨和銀漿，再通過粘接銀漿或其他粘接材料連接金屬導(dǎo)體，作為負極引出端；
[0039]⑥從鉭芯上的鉭絲的外端通過焊接方法引出具有可焊性的金屬片或金屬絲，作為正極引出端；
[0040]⑦將鉭芯進行封裝。
[0041]所述步驟④換成采用聚合方法生成導(dǎo)電聚合物生成聚合物固態(tài)陰極，或者通過浸潰導(dǎo)電溶液作為液態(tài)陰極。
[0042]所述步驟⑥中的焊接方法為電阻焊、激光焊。
[0043]所述步驟⑦中的封裝方式是模壓塑封、陶瓷封裝、金屬外殼封裝。
[0044]如圖3所示的傳統(tǒng)鉭電解電容器的等效電路，圖中的ESR和ESL串聯(lián)在電容器支路中，由于ESR和ESL對高頻干擾信號具有阻礙作用，因而高頻干擾信號不能通過電容器支路而流入負載，不利于濾除干擾信號。
[0045]通過電容器陽極和陰極引出方式的創(chuàng)新，將電容器本身寄生的、串聯(lián)在電容器支路中難以消除的、不利于吸收干擾信號的ESR和ESL，轉(zhuǎn)變?yōu)榇?lián)在電路中的、可以阻礙干擾信號的ESR和ESL，顯著提高電容器的濾波效果。由本發(fā)明電容器的等效電路圖可以看出，本發(fā)明中的電容器有4個引出端，具體為2個正極端和2個負極端，2個正極端分為輸入端和輸出端串聯(lián)到電路中，從而將傳統(tǒng)鉭電解電容器中單端正極引入的ESR和ESL分量轉(zhuǎn)換為電路中串聯(lián)的ESRl、ESR2、ESL1和ESL2 ；負極端與正極端原理相同，將傳統(tǒng)鉭電解電容器中單端負極引入的ESR和ESL分量轉(zhuǎn)換為電路中串聯(lián)的ESR3、ESR3、ESL4和ESL4。
[0046]在已經(jīng)生成二氧化錳層的陽極鉭芯外表面沉積上一層石墨層，再在石墨層上浸潰上一層銀漿，最后通過粘接銀漿將電容器的陰極從金屬導(dǎo)體上引出作為電容器的負極引出端。在沉積上石墨層后，傳統(tǒng)電容器在整個石墨層表面浸潰上一層銀漿，然后利用粘接銀漿和金屬導(dǎo)體通過鉭芯的一個面引出負極；而本發(fā)明的做法是，在沉積上石墨層后，只在兩個對側(cè)面分別浸潰銀漿層，然后在浸潰銀漿層上通過粘接銀漿和金屬導(dǎo)體分別引出兩個負極端，作為電容器的負極輸入端和負極輸出端。
[0047]本發(fā)明中的鉭電解電容器在實際生產(chǎn)過程中，可以和傳統(tǒng)鉭電容器一樣，只插入一根鉭絲，此時電容器是有一個正極引出端和兩個負極引出端的三端元件，但正極引出的ESR和ESL將串聯(lián)到電容器支路中；也可以在整個非正極弓I出面上浸潰石墨層、銀漿層，并只引出一個陰極，此時電容器是一個有兩個正極端和一個負極端的三端元件，但負極引出的ESR和ESL將串聯(lián)到電容器支路中。
[0048]所述的正極輸入端7和正極輸出端I在使用時可以交換來使用。所述的負極輸入端6和負極輸出端8在使用時可以交換來使用。
[0049]在使用時直流成分將通過電容器的陽極和陰極，電容器的陽極和陰極組成等效直流電路的關(guān)鍵回路，通過電容器的輸入端和輸出端形成負載回路電流。
[0050]所述的四端引出無感無阻鉭電解電容器在使用時也可以將正極輸入端7和正極輸出端I并聯(lián)起來作為正極端、負極輸入端6和負極輸出端8并聯(lián)起來作為負極端進行使用；也可以只將正極輸入端7和正極輸出端I并聯(lián)，而負極輸入端6和負極輸出端8則串聯(lián)在電路中，作為三端電容器來使用；或者只將負極輸入端6和負極輸出端8并聯(lián)，而正極輸入端7和正極輸出端I則串聯(lián)在電路中，作為三端電容器來使用。
【權(quán)利要求】
1.一種鉭電解電容器，包括正極端、陰極(2)、負極端和陽極鉭芯(9)，其特征在于:所述陽極鉭芯(9)為長方體形，所述陰極(2)覆蓋于陽極鉭芯(9)外表面，所述陽極鉭芯(9)的一或兩個面上設(shè)置有正極端，所述正極端的一端穿過陰極(2)嵌在陽極鉭芯(9)內(nèi)，另一端置于陰極(2)的外側(cè)，所述正極端與陰極(2)的接觸部位由五氧化二鉭介質(zhì)膜(10)絕緣；所述陰極(2)的非正極引出面的其中一或兩個面的外側(cè)與負極端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述正極端包括正極輸出端(I)和正極輸入端(7)，所述正極輸出端(I)和正極輸入端(7)分別穿過陰極(2)的兩側(cè)面并嵌在陽極鉭芯(9)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述負極端包括負極輸入端(6)和負極輸出端(8)，所述負極輸入端(6)和負極輸出端⑶分別與陰極(2)的非正極引出面的其中兩個側(cè)面連接。
4.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述陰極(2)和負極輸入端(6)之間、陰極⑵和負極輸出端⑶之間還分別依次設(shè)有中間過渡材料石墨層(3)、浸潰銀漿層(4)和粘接銀漿層(5)。
5.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述陰極(2)的材質(zhì)為二氧化錳、導(dǎo)電聚合物或非固體電解質(zhì)材料。
6.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述陰極(2)和陽極鉭芯(9)之間還有一層五氧化二鉭介質(zhì)膜(10)。
7.如權(quán)利要求1所述的鉭電解電容器，其特征在于:所述的鉭電解電容器封裝材料為模壓樹脂、金屬或者陶瓷。
8.—種鉭電解電容器的制造方法，其特征在于:包括以下步驟: ①將鉭粉壓制成型；壓制成型時，僅在鉭芯的一端插入兩根鉭絲，或在鉭芯的兩端插入兩根鉭絲作為正極引出端；或?qū)⒁桓g絲彎折后插入鉭芯，引出兩端作為兩個正極引出端; ②將鉭芯進行高溫?zé)Y(jié)； ③通過電化學(xué)的方法在多孔的鉭芯內(nèi)、外表面和鉭絲的外表面形成五氧化二鉭介質(zhì)膜； ④在五氧化二鉭介質(zhì)膜表面通過高溫?zé)岱纸夥椒ㄉ啥趸i固態(tài)陰極； ⑤在鉭芯的一或兩個非鉭絲引出面上浸潰石墨和銀漿，再通過粘接銀漿或其他粘接材料連接金屬導(dǎo)體，作為負極引出端； ⑥從鉭芯上的鉭絲的外端通過焊接方法引出具有可焊性的金屬片或金屬絲，作為正極引出端； ⑦將鉭芯進行封裝。
9.如權(quán)利要求8所述的鉭電解電容器的制造方法，其特征在于:所述步驟④換成采用聚合方法生成導(dǎo)電聚合物生成聚合物固態(tài)陰極，或者通過浸潰導(dǎo)電溶液作為液態(tài)陰極。
10.如權(quán)利要求8所述的鉭電解電容器的制造方法，其特征在于:所述步驟⑥中的焊接方法為電阻焊、激光焊。
11.如權(quán)利要求8所述的鉭電解電容器的制造方法，其特征在于:所述步驟⑦中的封裝方式是模壓塑封、陶瓷封裝、金屬外殼封裝。
【文檔編號】H01G9/012GK104240955SQ201410456610
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】潘齊鳳, 陽元江, 王剛, 熊遠根, 胡鑫利, 敬通國, 劉承艷, 葉虎, 楊生川, 劉兵 申請人:中國振華（集團）新云電子元器件有限責(zé)任公司