專利名稱：固體電解電容器及電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明于此討論的實(shí)施例涉及一種固體電解電容器及使用該固體電解電容器的電源電路。
背景技術(shù)：
固體電解電容器用于電子電路中。例如，它們被設(shè)置于靠近LSI裝置及其它集成電路的各個(gè)電源端子處。公知的固體電解電容器由電容器元件、連接至電容器元件陽極的陽極引線框、連接至電容器元件陰極的陰極引線框、以及密封該電容器元件的外部樹脂構(gòu)成。陽極引線框和陰極引線框部分地暴露于外部樹脂的外側(cè)。為了減小此類電容器的等效串聯(lián)電阻(ESR)，擴(kuò)大了電容器元件與陰極端子引線框之間的接觸面積。具體而言，將至少一個(gè)輔助陰極引線框連接至電容器元件，并將輔助陰極引線框與陰極引線框互連(例如，參見日本特開專利公布NO.2004-M7665)。但是，由于部件尺寸變化以及制造時(shí)產(chǎn)生的變化，可能導(dǎo)致輔助陰極引線框與陰極引線框之間的連接不牢靠。在最壞的情況下，輔助陰極引線框與陰極引線框可能根本沒有連接。在輔助陰極引線框與陰極引線框之間缺乏連接會(huì)導(dǎo)致ESR增大，并會(huì)阻止所需電特性的獲取。這兩個(gè)引線框之間如果不是完全分離的話，也可能只是在較小的接觸面積上接合。在這種情況下，連接電阻變大，因而獲得的ESR值可能大于所需值。此外，如果輔助陰極引線框從其正常位置移位，則電容器的內(nèi)部部件(inner part)可能被從外部樹脂暴露出來。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有可靠結(jié)構(gòu)以獲得低ESR的固體電解電容器，以及包括該固體電解電容器的電源電路。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種固體電解電容器，包括電容器元件，具有兩個(gè)相對(duì)的陰極表面；第一電極部件，具有電連接至該電容器元件的所述兩個(gè)相對(duì)的陰極表面之一的第一連接部；以及第二電極部件，具有電連接至該電容器元件的所述兩個(gè)相對(duì)的陰極表面之另一的第二連接部。該第一電極部件還包括電連接至該第一連接部的第一接合部。該第二電極部件包括電連接至該第二連接部并與該第一接合部相接合的第二接合部。 該第一電極部件和該第二電極部件中的任一個(gè)包括外部端子部。


圖1為示出根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器的透視圖；圖2示出電容器元件的構(gòu)造；圖3示出沿圖1中線A-A所取的固體電解電容器的縱向截面；圖4A和圖4B為示出溝槽的透視圖5為示出作為比較例的另一固體電解電容器的側(cè)視圖；圖6示出輔助陰極金屬板相對(duì)于陰極端子金屬板沒有適當(dāng)取向的情況；圖7為放大圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的示例改型的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合；圖8示出根據(jù)第二實(shí)施例的固體電解電容器的縱向截面；圖9A和圖9B為放大圖，示出根據(jù)第二實(shí)施例的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合；圖10示出根據(jù)第三實(shí)施例的固體電解電容器的縱向截面；圖IlA和圖IlB為放大圖，示出根據(jù)第三實(shí)施例的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合；圖12示出根據(jù)第四實(shí)施例的固體電解電容器的縱向截面；圖13A和圖13B為放大圖，示出根據(jù)第四實(shí)施例的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合；圖14A和圖14B為放大圖，示出根據(jù)第四實(shí)施例的示例改型的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合；圖15示出根據(jù)第五實(shí)施例的固體電解電容器的縱向截面；圖16A和圖16B為放大圖，示出根據(jù)第五實(shí)施例的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合；圖17示出包括固體電解電容器的電源電路；以及圖18示出包括圖17的電源電路的電路實(shí)例。
具體實(shí)施例方式將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。<第一實(shí)施例>圖1為示出根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器的透視圖。以下描述使用“頂”、“底”、“左”、“右”的表述方式來指示根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器的各個(gè)部分，其中假設(shè)電容器布置于圖1所示的方向。根據(jù)第一實(shí)施例，固體電解電容器1包括電容器元件2、陽極電極3、陰極電極4及模制件(mold) 5。在固體電解電容器1中，電容器元件2電連接至陽極電極3和陰極電極4，以使電容器元件2被表面安裝于印刷電路板等上。陰極電極4在電容器元件2的頂面及底面兩表面上保持(hold)電容器元件2。模制件5將電容器元件2、一部分陽極電極3及一部分陰極電極4密封。在圖1 中，以虛線示出模制件5，以使其內(nèi)部可見。例如可通過轉(zhuǎn)移模制來制造模制件5，在轉(zhuǎn)移模制中，樹脂被預(yù)加熱并在壓力下被注入型腔(die cavity)。模制件5的材料的實(shí)例包括環(huán)氧樹脂。圖2示出電容器元件的構(gòu)造。所示的電容器元件2包括陽極本體21、陽極導(dǎo)線21a、介電膜層22、固體電解層23 及電導(dǎo)體層(陰極層)24。陽極本體21由閥金屬(valve metal)顆粒的多孔燒結(jié)密實(shí)體
5(porous sintered compact)制成。陽極本體21形成在陽極導(dǎo)線21a周圍，該陽極導(dǎo)線21a由與陽極本體21相同的閥金屬制成。陽極導(dǎo)線21a從陽極本體21部分地凸出。陽極導(dǎo)線21a通過焊接等連接至陽極電極3。陽極本體21和陽極導(dǎo)線21a的材料的實(shí)例包括鋁(Al)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、 鋯(Zr)JI (Mg)、硅(Si)、及它們的合金。固體電解電容器1例如可以是鉭電容器。鉭電容器由鉭金屬的粉末制成。粉末被壓在鉭陽極導(dǎo)線21a的周圍并被真空燒結(jié)，以形成陽極本體21。介電膜層22由閥金屬的氧化物作為電介質(zhì)而制成。介電膜層22被以預(yù)定厚度設(shè)置在陽極本體21的表面上。介電膜層22是通過對(duì)陽極本體21的表面進(jìn)行氧化而形成的。 在鉭燒結(jié)密實(shí)體作為陽極本體21的情況下，介電膜層22由五氧化鉭(Tii2O5)制成。固體電解層23設(shè)置在介電膜層22的表面上。固體電解層23的材料的實(shí)例包括諸如導(dǎo)電聚合物的有機(jī)材料和諸如金屬氧化物 (如MnO2)的無機(jī)材料。電導(dǎo)體層M包括含有碳顆粒的導(dǎo)電碳層2 和含有銀顆粒的銀膏層Mb。圖3示出沿圖1中線A-A所取的固體電解電容器的縱向截面。通過彎曲厚度約為0. Imm的矩形金屬板來形成陽極電極(陽極端子金屬板)3。如上所述，陽極電極3通過焊接等電連接至陽極導(dǎo)線21a。參見圖3，陽極電極3部分地暴露于模制件5的外側(cè)。陽極電極3的暴露部從左側(cè)表面的近中心部分凸出，沿著模制件5彎曲。陽極電極3的暴露部的端部(end) 31到達(dá)模制件5的底面。該暴露部用作用于將固體電解電容器1安裝在電路板等上的端子。陽極電極3的材料的實(shí)例包括銅的合金，例如Cu_Ni合金，Cu-Sn合金，Cu-Fe合金，Cu-Ni-Sn 合金，Cu-Co-P 合金，及 Cu-Sn-Ni-P 合金。陰極電極4包括陰極端子金屬板(第一電極部件) 和輔助陰極金屬板(第二電極部件)4b。通過彎曲厚度約為0. Imm的矩形金屬板來形成陰極端子金屬板如。陰極端子金屬板如包括從圖3的左側(cè)起延伸的陰極連接部(第一連接部)41， 以及延伸至陰極連接部41的端子部42。參見圖3，陰極連接部41沿著電容器元件2的底面延伸。陰極連接部41利用導(dǎo)電層6a電連接至電容器元件2的電導(dǎo)體層Ma，其中該導(dǎo)電層6a位于陰極連接部41與電導(dǎo)體層2 之間。層6a的材料的實(shí)例包括含有金屬粉末(如銀粉末)以及熱固性樹脂(如環(huán)氧和改性有機(jī)硅樹脂)的導(dǎo)電熱固性膏。端子部42包括上升部421，具有延伸至陰極連接部41的壁421a ；以及延伸至上升部421的外部端子部422。上升部421從陰極連接部41起上升，以使外部端子部422從模制件5的右側(cè)表面的近中心部凸出，如圖3所示。雖然上升部421的壁421a在圖3中是垂直于陰極連接部41的，但是上升部421 的壁421a也可以相對(duì)于陰極連接部41具有預(yù)定值的傾斜角。
上升部421具有平行于陰極連接部41的頂部421b。幾乎在頂部421b的中間，設(shè)置有溝槽421c以與輔助陰極金屬板4b的端部441相接合。例如，通過模壓(die extrusion)可容易地形成溝槽421c。外部端子部422暴露于模制件5的外側(cè)。外部端子部422的暴露部從模制件5的右側(cè)表面的近中心部凸出，沿著模制件5彎曲。該暴露部的端部42 到達(dá)模制件5的底面。 該暴露部用作用于將固體電解電容器1安裝在電路板等上的端子。通過彎曲厚度約為0. Imm的矩形金屬板來形成輔助陰極金屬板4b。輔助陰極金屬板4b包括陰極連接部(第二連接部)43和端子連接部44。端子連接部44從陰極連接部43朝向上升部421的頂部421b彎曲成L形。陰極連接部43隔著電容器元件2面向陰極連接部41。陰極連接部43利用導(dǎo)電層 6b電連接至電容器元件2的陰極，其中該導(dǎo)電層6b位于陰極連接部43與電容器元件2的陰極之間。層6b的材料可以與層6a的材料相同。端子連接部44的端部441被裝配入溝槽42 Ic至預(yù)定深度。在這個(gè)位置，端部441 的邊緣(其面向溝槽421c的底部)和端部441的側(cè)面(其面向溝槽421c的側(cè)面)利用導(dǎo)電連接部件7而被固定至溝槽421c，其中該導(dǎo)電連接部件7位于端部441與溝槽421c之間。端子連接部44以此方式電連接至上升部421。這種連接能夠防止輔助陰極金屬板4b 沿圖3的垂直方向和深度方向移動(dòng)。連接部件7的材料的實(shí)例包括含有金屬粉末(如銀粉末)以及熱固性樹脂(如環(huán)氧和改性有機(jī)硅樹脂)的導(dǎo)電熱固性膏。端部441和溝槽421c可以通過焊接而相互固定。如圖3所示，端子連接部44的長度優(yōu)選被確定為使得端部441的邊緣不與溝槽 421c的底部相接觸。具體而言，優(yōu)選地，在溝槽421c的底部與裝配入溝槽421c的端子連接部44的端部441之間具有預(yù)定間隔。原因如下。由于輔助陰極金屬板4b的制造公差，端子連接部44可能比其預(yù)計(jì)長度長。如果是這種情況，則端部441的邊緣會(huì)與溝槽421c的底部相接觸，因而產(chǎn)生將陰極連接部43推離層6b的力。上述的預(yù)定間隔避免了端部441 與溝槽421c之間的這種接觸，從而防止輔助陰極金屬板4b與電容器元件2相分離。陰極端子金屬板如和輔助陰極金屬板4b可以由與陽極電極3相同的材料制成。圖4A和圖4B為示出溝槽的透視圖。圖4A為示出陰極端子金屬板如的上升部421的放大圖。圖4B為示出輔助陰極金屬板4b被裝配入溝槽421c中的狀態(tài)的放大圖。溝槽421c的尺寸(長度Li，寬度Wl)與輔助陰極金屬板4b的端部441的尺寸相同，或略大于端部441的尺寸。這使得端部441能夠被插入到溝槽421c中。即使端部441在制造時(shí)移動(dòng)到較高位置，這種構(gòu)造也能夠在溝槽421c中保持輔助陰極金屬板4b與陰極端子金屬板如之間的接觸。結(jié)果，輔助陰極金屬板4b與陰極端子金屬板如不會(huì)相互分離，從而確保它們之間的接觸面積。圖5為示出作為比較例的另一固體電解電容器的側(cè)視圖。在作為比較例的圖5所示的鉭電容器90中，電容器元件91的陽極本體形成在陽極導(dǎo)線92周圍。陽極導(dǎo)線92連接至陽極引線框(陽極端子)93。電容器元件91的陰極提取層利用導(dǎo)電膠95而連接至陰極引線框(陰極端子)94，其中所述導(dǎo)電膠95位于電容器元件91的陰極提取層與陰極引線框(陰極端子)94之間。L形輔助陰極引線框96通過導(dǎo)電膠97連接至陰極提取層。陰極引線框94與輔助陰極引線框96通過激光焊接而連接。整個(gè)電容器元件91被外部樹脂98密封。陰極引線框94和陽極引線框93部分地暴露于外部樹脂98的外側(cè)。在鉭電容器90中，于焊接之前，輔助陰極引線框96只有端面96a與陰極引線框94 相接觸。因此，如果輔助陰極引線框96短于其預(yù)計(jì)長度，則端面96a與陰極引線框94之間的連接趨向于不牢靠。原因如下。輔助陰極引線框96的位置是不可調(diào)節(jié)的，因?yàn)樵撐恢檬怯呻娙萜髟?1的高度決定的。在這種情況下，只有一部分的端面96a被焊接到陰極引線框94。另一方面，如果輔助陰極引線框96長于其預(yù)計(jì)長度，則即使端面96a與陰極引線框 94相接觸，但輔助陰極引線框96和電容器元件91有時(shí)變?yōu)榕c導(dǎo)電膠97相脫離。與形成適當(dāng)連接的情況相比，上述這兩種情況的結(jié)果都是等效串聯(lián)電阻(ESR)較高。ESR表示電容器的等效電路中的串聯(lián)電阻分量，作為表示電容器電特性的其中一個(gè)參數(shù)。上述固體電解電容器的ESR指的是陽極引線框93和陰極引線框94的暴露部之間的總電阻。在電學(xué)上，ESR的值R被計(jì)算為R = rl+r2+r3+r4。值rl表示電容器元件的電阻。對(duì)于鉭電容器，rl表示鉭元件的電阻。值r2表示電容器的電介質(zhì)的電阻分量。值rl和r2對(duì)于各電容器元件是特定的。值r3表示陽極框和陰極框的電阻之和。值r4例如包括陽極導(dǎo)線92與陽極引線框93之間的焊接部的電阻， 以及輔助陰極引線框96與電容器元件91之間的連接部的電阻。由于已經(jīng)為減小ESR而改進(jìn)了電介質(zhì)，所以在近來的產(chǎn)品中電阻值r2減小。因此， 在相對(duì)意義上必須減小電阻值r3和r4。增加輔助陰極引線框96以擴(kuò)大電極框面積，從而減小電阻r3。增加輔助陰極引線框96還擴(kuò)大了與電容器元件91的連接面積，從而減小連接電阻r4。但是，如果陰極引線框 94夠不到輔助陰極引線框96，或者如果陰極引線框94與輔助陰極引線框96相分離，則會(huì)喪失通過增加輔助陰極引線框96而獲得的效果，從而使電阻r3和r4的減小失敗。此外， 即使陰極引線框94未完全與輔助陰極引線框96相分離，但如果接觸面積減小，則接觸電阻 r4增大。在這兩種情況下，電阻值之和R都增大，從而阻礙了所需ESR的獲取。另一方面，固體電解電容器1包括端子連接部44以及與端子連接部44的端部441 相接合的溝槽421c。結(jié)果，即使輔助陰極金屬板4b的端子連接部44短于其預(yù)計(jì)尺寸，或者即使輔助陰極金屬板4b在固定之前從其正常位置有一定程度的移位，也能確保陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b之間的連接，從而防止接觸電阻變大。因此，能夠防止ESR 值的增大，進(jìn)而能夠獲得穩(wěn)定的電特性。另外，能夠防止固體電解電容器1的ESR值增大，從而獲得穩(wěn)定的具有低ESR的固體電解電容器1。在制造時(shí)，輔助陰極金屬板4b相對(duì)于陰極端子金屬板如的定位變?nèi)菀?，從而提高了生產(chǎn)率(productivity) ο在制造時(shí)，無需按壓輔助陰極金屬板4b就能連接陰極端子金屬板如。因此，沒有機(jī)械應(yīng)力被施加到電容器元件2，從而提高了固體電解電容器1的成品率(yield rate)。
由于端部441被裝配入溝槽421c中，所以輔助陰極金屬板4b的角度和位置固定。 這就在制造時(shí)防止了輔助陰極金屬板4b在圖5的垂直方向上形成角度。這還防止了端子連接部44向外(圖6的水平方向)移動(dòng)并將其自身暴露在外部樹脂98的表面上。圖6示出輔助陰極金屬板相對(duì)于陰極端子金屬板沒有適當(dāng)取向的情況。在上述圖5的鉭電容器90中，陰極引線框94與輔助陰極引線框96將通過激光焊接而被連接。但是，難以將輔助陰極引線框96相對(duì)于陰極引線框94適當(dāng)?shù)囟ㄎ灰杂糜谒鼈兊倪B接。因此，如果輔助陰極引線框96被以圖6所示的角度固定至陰極引線框94，則輔助陰極引線框96有時(shí)會(huì)被從外部樹脂98暴露出來。即使未形成角度，但如果以輔助陰極引線框96沿側(cè)向移位的狀態(tài)固定輔助陰極引線框96，則輔助陰極引線框96有時(shí)被以同樣方式從外部樹脂98暴露出。在圖5的側(cè)視圖中，相同的情形適用于輔助陰極引線框96移位至右側(cè)的情況。此外，如果輔助陰極引線框96移位至左側(cè)，則機(jī)械應(yīng)力被施加于電容器元件2，從而使成品率變差。另一方面，在固體電解電容器1中，輔助陰極金屬板4b的位置和取向在垂直和水平兩個(gè)方向上都是固定的，從而防止輔助陰極金屬板4b暴露于模制件5的外側(cè)。因此，提高了成品率。此外，由于防止了輔助陰極金屬板4b相對(duì)于陰極端子金屬板如的任何移動(dòng)或傾斜，所以在頂部421b周圍不需要額外的空間裕度。因此可以使頂部421b的尺寸更小，從而能夠使固體電解電容器1小型化。上述實(shí)施例僅提供了一個(gè)溝槽421c。實(shí)施例不限于該特定實(shí)例，而是可以被改進(jìn)以提供兩個(gè)或多個(gè)溝槽421c。上述實(shí)施例在端部的側(cè)面與溝槽421c的側(cè)面之間提供了預(yù)定的空間。實(shí)施例不限于該特定實(shí)例，而是可以被改進(jìn)以不在它們之間提供空間。端部的側(cè)面可以被壓配入溝槽 421c。<第一實(shí)施例的示例改型>圖7為放大圖，示出根據(jù)第一實(shí)施例的示例改型的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合。圖7所示的固體電解電容器1包括溝槽421e，以替代溝槽421c。溝槽421e的側(cè)面在頂部421b的兩端421d(即在端部441的端面的縱向上是開口的。溝槽421e的寬度W2與溝槽421c的寬度Wl幾乎相等，從而使端部441的側(cè)面能位于溝槽421e內(nèi)。通過彎折(bending)能容易地形成溝槽421e。包括溝槽421e的固體電解電容器1能產(chǎn)生相同的效果。此外，在將輔助陰極金屬板安裝在電容器元件上時(shí)，由于在輔助陰極金屬板的端部441的縱向上沒有限制，所以不必以非常高的精度來進(jìn)行定位。<第二實(shí)施例>下面描述根據(jù)第二實(shí)施例的固體電解電容器。在下文中，主要對(duì)于根據(jù)第二實(shí)施例的固體電解電容器與根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器之間的區(qū)別進(jìn)行說明，而在這里省略對(duì)于它們之間相似處的說明。
圖8示出根據(jù)第二實(shí)施例的固體電解電容器的縱向截面。在圖8的垂直方向上，根據(jù)第二實(shí)施例的端子連接部44a比端子連接部44短。此外，一個(gè)或多個(gè)突起(第一接合部)421f設(shè)置在頂部421b上，以保持端子連接部 44a ο例如，通過模壓來形成突起421f。端子連接部4 與突起421f利用它們之間的連接部件7而接合。圖9A和圖9B為放大圖，示出根據(jù)第二實(shí)施例的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合。圖9A為單獨(dú)示出陰極端子金屬板如的放大圖。圖9B為示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b相互接合的狀態(tài)的放大圖。參照?qǐng)D9A和圖9B，根據(jù)第二實(shí)施例的固體電解電容器Ia沿著圖9A和圖9B的深度方向包括在頂部421b上沿兩行均勻間隔開的三個(gè)突起421f。端部441插入在兩行相鄰的突起421f之間。具體而言，多對(duì)突起421f布置為跨過端部441而彼此相對(duì)。在該位置中，端部441的邊緣利用導(dǎo)電連接部件7而被固定至各突起421f的任一側(cè)，該導(dǎo)電連接部件7位于端部441的邊緣與各突起421f之間。端子連接部44a以此方式電連接至上升部421。此外，在圖9A和圖9B的水平方向上防止了輔助陰極金屬板4b的移動(dòng)。固體電解電容器Ia產(chǎn)生與固體電解電容器1相同的效果。雖然在圖9A和圖9B中每行設(shè)置有三個(gè)突起421f，從而共設(shè)置有六個(gè)突起421f， 但是在每行中可以設(shè)置一個(gè)、兩個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)突起421f。此外，兩行突起421f可以由不同數(shù)量的突起421f形成。此外，雖然在圖9A和圖9B中兩行的突起421f相互面對(duì)，但是實(shí)施例可以被改進(jìn)為以Z字形的方式或者以交錯(cuò)的位置來放置這些突起421f?！吹谌龑?shí)施例〉下面描述根據(jù)第三實(shí)施例的固體電解電容器。在下文中，主要對(duì)于第三實(shí)施例與第一實(shí)施例之間的區(qū)別進(jìn)行說明，而在這里省略對(duì)于它們之間相似處的說明。圖10示出根據(jù)第三實(shí)施例的固體電解電容器的縱向截面。除了陰極端子金屬板如和輔助陰極金屬板4b的結(jié)構(gòu)之外，如圖10所示根據(jù)第三實(shí)施例的固體電解電容器Ib與根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器1具有相同的構(gòu)造。在固體電解電容器Ib的頂部421b的一部分上，溝槽(第一接合部)421g被設(shè)置為從頂部421b向外(遠(yuǎn)離電容器元件2的方向)開口。溝槽421g 為約 0. Imm 深。例如，通過利用模具擠壓上升部421的與溝槽421g相對(duì)應(yīng)的部分，或者通過雕刻該部分，容易形成溝槽421g。端子連接部44b利用其與溝槽421g之間的連接部件7而與溝槽421g相接合。圖IlA和圖IlB為放大圖，示出根據(jù)第三實(shí)施例的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合。圖IlA示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b相互分離的狀態(tài)。圖IlB示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b接合在一起的狀態(tài)。在圖1IA和圖1IB中，省略了連接部件7。端子連接部44b的端部441包括向右彎折的L形凸緣(flange) 441a，如圖IlA所示。凸緣441a的底表面大于端部441的端面441b。該凸緣441a擴(kuò)大了輔助陰極金屬板4b與陰極端子金屬板如之間的接觸面積。凸緣441a被裝配入溝槽421g。在該位置中，凸緣441a的底部利用其與溝槽421g 的底部之間的導(dǎo)電連接部件7(未示出)而被固定至溝槽421g的底部。此外，凸緣441a的兩個(gè)縱向端利用其與溝槽421g的縱向壁之間的導(dǎo)電連接部件7而被固定至溝槽421g的縱向壁。端子連接部44b以此方式電連接至上升部421。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)防止了輔助陰極金屬板4b沿圖IlA和圖IlB中左側(cè)方向以及沿深度方向移動(dòng)。固體電解電容器Ib產(chǎn)生與前述固體電解電容器1相同的效果?！吹谒膶?shí)施例〉下面描述根據(jù)第四實(shí)施例的固體電解電容器。在下文中，主要對(duì)于根據(jù)第四實(shí)施例的固體電解電容器與根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器1之間的區(qū)別進(jìn)行說明，而在這里省略對(duì)于它們之間相似處的說明。圖12示出根據(jù)第四實(shí)施例的固體電解電容器的縱向截面。除了陰極端子金屬板如和輔助陰極金屬板4b的結(jié)構(gòu)之外，如圖12所示根據(jù)第四實(shí)施例的固體電解電容器Ic與根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器1具有相同的構(gòu)造。在固體電解電容器Ic的頂部421b的近中心部分上，設(shè)置狹縫(第一接合部)421h。端子連接部Mc利用其與狹縫421h之間的連接部件7而與狹縫421h相接合。圖13A和圖13B為放大圖，示出根據(jù)第四實(shí)施例的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合。圖13A示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b相互分離的狀態(tài)。圖13B示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b接合在一起的狀態(tài)。在圖13A和圖13B中，省略了連接部件7。端子連接部Mc的端部441包括將被裝配入狹縫421h的突出部441c ；以及用于將突出部441c限定入到狹縫421h中的插入位置的停止件(限定部)441d。停止件441d和441d設(shè)置在突出部441c的兩側(cè)。兩個(gè)停止件441d和441d垂直于端子連接部44c的右手側(cè)表面，如圖13A所示。例如，通過彎曲容易形成各停止件441d。雖然在圖13A和圖13B中停止件441d設(shè)置在突出部441c的兩側(cè)，但實(shí)施例可以被改進(jìn)為僅在突出部441c的一側(cè)提供停止件441d。狹縫421h的尺寸(長度、寬度)與突出部441c的尺寸相同，或者略大于突出部 441c的尺寸。這使得突出部441c能夠被插入到狹縫421h中。例如，通過剪切或切割容易形成狹縫421h。突出部441c被裝配入狹縫421h中。在該位置中，突出部441c的側(cè)面利用其與狹縫421h之間的導(dǎo)電連接部件7而被固定至狹縫421h。端子連接部44c以此方式電連接至上升部421。此外，這種機(jī)械結(jié)構(gòu)防止了輔助陰極金屬板4b沿圖13A和圖13B中的水平方向以及深度方向移動(dòng)。由于停止件441d與頂部421b相接觸，所以突出部441c使狹縫421h停止于預(yù)定位置處，從而防止突出部441c插入狹縫421h中太深。具體而言，停止件441d防止突出部 441c掉入狹縫421h中，并在制造時(shí)用作定位導(dǎo)引件。因此，在制造時(shí)提高了輔助陰極金屬板4b的定位精度。將突出部441c固定到狹縫421h的方法不限于特定的一種。例如，突出部441c和狹縫421h可以通過焊接而相互固定。固體電解電容器Ic產(chǎn)生與固體電解電容器1相同的效果。雖然在該實(shí)施例中停止件441d和441d設(shè)置在外側(cè)，但停止件441d和441d也可以設(shè)置在內(nèi)側(cè)(較接近于電容器元件2的方向)?！吹谒膶?shí)施例的示例改型>圖14A和圖14B為放大圖，示出根據(jù)第四實(shí)施例的示例改型的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合。圖14A示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b相互分離的狀態(tài)。圖14B示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b接合在一起的狀態(tài)。在圖14A和圖14B中，省略了連接部件7。圖14A和圖14B中示出的固體電解電容器Ic包括位于端部441的近中心部分上的停止件441d。在停止件441d的兩側(cè)，設(shè)置有突出部441c和441c以被裝配入狹縫421h。具有突出部441c和停止件441d的該固體電解電容器Ic也產(chǎn)生相同的效果?！吹谖鍖?shí)施例〉下面描述根據(jù)第五實(shí)施例的固體電解電容器。在下文中，主要對(duì)于根據(jù)第五實(shí)施例的固體電解電容器與根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器之間的區(qū)別進(jìn)行說明，而在這里省略對(duì)于它們之間相似處的說明。圖15示出根據(jù)第五實(shí)施例的固體電解電容器的縱向截面。除了陰極端子金屬板如的結(jié)構(gòu)之外，如圖15所示的根據(jù)第五實(shí)施例的固體電解電容器Id與根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器1具有相同的構(gòu)造。固體電解電容器Id的上升部421的頂部421b比根據(jù)第一實(shí)施例的固體電解電容器1的對(duì)應(yīng)部分小。固體電解電容器Id包括狹縫(第一接合部)421i來替代第一實(shí)施例中的溝槽 421c，用以接收端子連接部44的端部441。此外，根據(jù)此實(shí)施例的外部端子部422的內(nèi)側(cè)422b被模制件5部分密封。圖16A和圖16B為放大圖，示出根據(jù)第五實(shí)施例的固體電解電容器中的陰極金屬板端子與輔助陰極金屬板之間的接合。圖16A示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b相互分離的狀態(tài)。圖16B示出陰極端子金屬板如與輔助陰極金屬板4b接合在一起的狀態(tài)。在圖16A和圖16B中，省略了連接部件7。狹縫421i的尺寸與輔助陰極金屬板4b的端部441的尺寸相同，或者略大于端部 441的尺寸。這使得端部441能夠被裝配到狹縫421i中。例如，通過剪切或切割容易形成狹縫421i。
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狹縫421i通過部分地去除上升部421的頂部421b、其壁421a、以及外部端子部 422而形成。上升部421的壁421a及外部端子部422的側(cè)面422b用作狹縫421i的側(cè)壁。根據(jù)第五實(shí)施例，圖16A的水平方向上頂部421b的寬度比第一實(shí)施例中的短。端部441被裝配入狹縫421i至預(yù)定深度。在該位置中，端部441的側(cè)面利用其與狹縫421i之間的導(dǎo)電連接部件7而被固定至狹縫421i。端子連接部44以此方式電連接至上升部421。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)防止了輔助陰極金屬板4b沿圖16A和圖16B中的水平方向以及深度方向移動(dòng)。固體電解電容器Id產(chǎn)生與固體電解電容器1相同的效果。根據(jù)固體電解電容器ld，上升部421的頂部421b的尺寸變得更小，從而使固體電解電容器Id小型化。下面描述將固體電解電容器1用于電源電路的實(shí)例。〈電源電路〉圖17示出包括固體電解電容器的電源電路。所示的電源電路50包括變壓器Tl，其中，切換的直流(DC)電壓Vl被施加到初級(jí)線圈Li。變壓器Tl使輸入電壓Vl逐步升高或降低至所需的電壓。次級(jí)線圈L2處的脈沖輸出被次級(jí)側(cè)的平滑電路51整流和平滑，以便獲得所需的DC功率。獲得的DC功率被供應(yīng)到電子設(shè)備(例如，圖18中的集成電路60)。平滑電路51包括用于整流的開關(guān)Swl和Sw2，以及用于平滑的電感器L3和固體電解電容器1。電源電路50具有低的等效串聯(lián)電阻，并且在電阻值上僅具有微小變化。圖18示出包括圖17的電源電路的電路實(shí)例。參照?qǐng)D18，在電路70中，固體電解電容器1連接在地線與電源線之間，該電源線將電源電路50與包括CPU的集成電路60相連接。在該電路70中，供電電壓(supply voltage)的變化量AV由下述等式(1)給出。AV = IpXR . . . (1)其中，Ip表示由于改變集成電路60的電流消耗而產(chǎn)生的固體電解電容器1的波紋電流(ripple current)，R表示固體電解電容器1的ESR。因此，通過減小固體電解電容器的ESR值R，電壓變化量Δ V也被減小。等式(1)表示電壓變化量AV與ESR值成比例。如果由于高ESR而在電源線上出現(xiàn)了大的變化量△￥，則供電電壓可能會(huì)降低到集成電路60的推薦工作電壓以下，這會(huì)使集成電路60發(fā)生故障或者使其工作停止。換句話說，電路70將無法獲得其所需的性能。相對(duì)而言，本實(shí)施例提供了低且穩(wěn)定的ESR，從而使電路70能夠可靠地工作且能夠獲得所需的性能。雖然未示出，但是在常規(guī)實(shí)踐中會(huì)并聯(lián)地放置多個(gè)固體電解電容器1，以便得到更低的ESR，而且，考慮到ESR的預(yù)期增大，通常必須連接比實(shí)際需要的數(shù)量更大數(shù)量的固體電解電容器。本發(fā)明所提出的技術(shù)消除了對(duì)于這種額外電容器的需要，因?yàn)樗岢龅墓腆w電解電容器1以穩(wěn)定且可靠的方式保持了其低ESR。除了固體電解電容器1自身的小型化之外，所提出的技術(shù)還有助于電路70的小型化和高密度集成。
根據(jù)前述實(shí)施例的固體電解電容器和電源電路不限于參照附圖描述的任何特定實(shí)例。各部分的構(gòu)造可以用具有相同功能的任何其它構(gòu)造來替換?？梢詫?duì)前述實(shí)施例進(jìn)行各種改型和添加?？梢砸匀我饨M合的方式來使用如上描述及附圖所示的特征。例如，在第一實(shí)施例中，可以設(shè)置狹縫421 i來取代溝槽421c。在前述實(shí)施例中，設(shè)置在陰極端子金屬板如上的溝槽421c或狹縫42 Ih與輔助陰極金屬板4b的端部441相接合。但是，實(shí)施例可以被改進(jìn)以使輔助陰極金屬板4b包括與陰極端子金屬板如的一部分相接合的溝槽或狹縫。根據(jù)前述實(shí)施例，所揭示的固體電解電容器具有可靠的結(jié)構(gòu)以獲得低ESR。本文所述的所有實(shí)例和條件性語言都是用于教示目的，以幫助讀者理解本發(fā)明和發(fā)明人貢獻(xiàn)的用以促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的思想，同時(shí)本文所述的所有實(shí)例和條件性的語言應(yīng)理解為不是對(duì)具體敘述的實(shí)例和條件的限制，對(duì)說明書中的實(shí)例的組織也不涉及對(duì)發(fā)明的優(yōu)劣示出。雖然本發(fā)明的實(shí)施例已被詳細(xì)描述，但可以理解的是，可對(duì)其做各種變化、替代和改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種固體電解電容器，包括電容器元件，具有兩個(gè)相對(duì)的陰極表面；第一電極部件，包括電連接至該電容器元件的所述兩個(gè)相對(duì)的陰極表面之一的第一連接部；以及第二電極部件，包括電連接至該電容器元件的所述兩個(gè)相對(duì)的陰極表面之另一的第二連接部；其中該第一電極部件還包括電連接至該第一連接部的第一接合部； 該第二電極部件還包括電連接至該第二連接部并與該第一接合部相接合的第二接合部；以及該第一電極部件和該第二電極部件中的任一個(gè)包括外部端子部。
2.如權(quán)利要求1所述的固體電解電容器，其中 該第二接合部包括板形端部；以及該第一接合部包括用以容納該板形端部的溝槽。
3.如權(quán)利要求2所述的固體電解電容器，其中該溝槽的縱向端是開口的。
4.如權(quán)利要求2所述的固體電解電容器，其中在該板形端部的端面與該溝槽的底部之間存在空間。
5.如權(quán)利要求1所述的固體電解電容器，其中 該第二接合部包括板形端部；以及該第一接合部包括跨過該板形端部而彼此相對(duì)的至少兩個(gè)突起。
6.如權(quán)利要求1所述的固體電解電容器，其中 該第二接合部具有擴(kuò)大的端部；以及該第一接合部具有用以容納該擴(kuò)大的端部的溝槽。
7.如權(quán)利要求6所述的固體電解電容器，其中該溝槽的至少一側(cè)是開口的。
8.如權(quán)利要求7所述的固體電解電容器，其中該第一接合部包括具有頂部和壁的上升部，該壁使該頂部升高至該第一連接部上方；以及該溝槽設(shè)置在該上升部的頂部上，該溝槽的至少一個(gè)開口側(cè)位于該頂部的外邊緣。
9.如權(quán)利要求1所述的固體電解電容器，其中 該第二接合部包括板形端部；以及該第一接合部包括狹縫，該板形端部被插入該狹縫中。
10.如權(quán)利要求9所述的固體電解電容器，其中該第二接合部包括限定部，其限定該端部的插入深度。
11.如權(quán)利要求9所述的固體電解電容器，其中該第一接合部包括具有頂部和壁的上升部，該壁使該頂部升高至該第一連接部上方； 該外部端子部是該第一電極部件的一部分，并位于與該上升部的壁相對(duì)的位置處； 該狹縫是通過部分去除該上升部的頂部而形成的；以及該上升部的壁和該外部端子部支撐被插入到該狹縫中的該板形端部。
12.一種包括固體電解電容器的電源電路，該固體電解電容器包括 電容器元件，具有兩個(gè)相對(duì)的陰極表面；第一電極部件，具有電連接至該電容器元件的所述兩個(gè)相對(duì)的陰極表面之一的第一連接部；以及第二電極部件，具有電連接至該電容器元件的所述兩個(gè)相對(duì)的陰極表面之另一的第二連接部；其中該第一電極部件還包括電連接至該第一連接部的第一接合部； 該第二電極部件還包括電連接至該第二連接部并與該第一接合部相接合的第二接合部；以及該第一電極部件和該第二電極部件中的任一個(gè)包括外部端子部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固體電解電容器及包括固體電解電容器的電源電路，該固體電解電容器包括電容器元件，具有兩個(gè)相對(duì)的陰極表面；陰極端子金屬板，具有電連接至所述兩個(gè)相對(duì)的陰極表面之一的第一陰極連接部；以及輔助陰極金屬板，具有電連接至該電容器元件的所述兩個(gè)相對(duì)的陰極表面之另一的第二陰極連接部。該陰極端子金屬板包括電連接至該第一陰極連接部的溝槽。該輔助陰極金屬板包括電連接至該第二陰極連接部并與該溝槽相接合的端部。該陰極端子金屬板還包括外部端子部。
文檔編號(hào)H02M7/02GK102364650SQ20111016514
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者中島友一, 伊東雅之 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社