背景技术
采用钽或铌作为阀功能金属的固态电解电容器的尺寸小,容量大,并且具有优良的高频特性。因此,固态电解电容器广泛地用在中央处理器(CPU)的电源电路中。在小尺寸的电气设备如便携式电气设备中,经常使用片状固态电解电容器。随着这种小尺寸电气设备的尺寸进一步减小,这种片状固态电解电容器的进一步尺寸减小和进一步变薄也在研制之中。
当采用焊料来将片状固态电解电容器表面安装到印制电路板(安装对象)上时,在印制电路板和片状固态电解电容器的端子的端面(圆角面)之间便形成了由焊料构成的圆角。由于这种圆角将片状固态电解电容器与印制电路板相连,因此圆角的成形条件是很重要的。焊料的润湿性是影响圆角成形条件的一个因素。
例如,当焊料未充分地润湿或渗入到圆角面上时,焊料就会停止流动并堆积起来,直到作为安装表面的片状固态电解电容器的下表面与印制电路板相接触。在这种状态下,片状固态电解电容器从印制电路板上突起来或松开。另外,当焊料不均等地润湿在阳极端子和阴极端子的圆角面上时,片状固态电解电容器相对于印制电路板呈倾斜。
另外,存在着通过在焊接后观察圆角中的焊料状况来估计片状固态电解电容器的下表面上的焊接质量的方法。当焊料在圆角面上未充分地润湿时,估计方法便受到了干扰。
已经知道,可对圆角面进行电镀以便提高焊料的润湿性。
关于圆角面的电镀,下面将以称为下表面端子型的片状固态电解电容器作为一个例子来进行描述。
下表面端子型的技术适合于片状固态电解电容器的尺寸变小以及变薄。在下表面端子型的片状固态电解电容器中,引线框架的下表面暴露在电容器的下表面上。另外,引线框架的切割面即端面暴露在电容器的端面上。引线框架的切割面用作圆角面。
在下文中将介绍下表面端子型片状固态电解电容器的常规制造工艺。
首先将通过已知工艺制出的固态电解电容器芯子安装并结合在引线框架上。用树脂封装来模制并覆盖住已结合在一起的电容器芯子和一部分引线框架。从引线框架的主体上切下被封装的电容器芯子和引线框架的封装部分。引线框架的这一部分用作片状固态电解电容器的端子。从封装外表面中暴露出来的端子的端面(切割面)用作圆角面。另外,对端子的圆角面进行电镀。这样便制出了下表面端子型片状固态电解电容器。
在上述电镀步骤中,通常进行滚镀来作为后续电镀工艺。在滚镀中,将产品(被封装的电容器芯子和引线框架的封装部分)放入到装有电镀液的滚筒中。
例如,在日本专利申请公开(JP-A)No.H9-298256中公开了这样一种包括带有电镀圆角面的端子的片状固态电解电容器。
然而,在对由从引线框架主体上切下的一部分引线框架所形成的端子的圆角面进行电镀的情况下,存在着下述缺点。
也就是说,电镀液浸入到封装中,因此片状固态电解电容器的性能可能会下降。
此外,电镀产品的方向将在滚镀后变得相互间不一致。因此,必须在上下侧、在长度和宽度上以及在极方向上使产品排齐。这便导致增加了制造工序的数量、人工工时的数量以及片状固态电解电容器的制造成本。而且,由于必须生产和使用昂贵的设备如产品对准装置,因此进一步提高了片状固态电解电容器的制造成本。
具体实施方式
为了便于理解本发明,首先将介绍在本说明书的背景技术部分中提及的现有技术。
参见图1A到1C,下表面端子型的现有片状固态电解电容器包括电容器芯子10、树脂封装20、阳极端子50和阴极端子60。
电容器芯子10具有分别用作芯子电极的阳极引线11和阴极层12。
树脂封装20覆盖了电容器芯子10,并设有封装下表面21以及第一封装端面23和第二封装端面24。当将电容器安装到印制电路板(未示出)上时,封装下表面21便通过焊料而与印制电路板的顶面接触。第一封装端面23和第二封装端面24各自与封装下表面21相邻,并且相互面对。
阳极端子50电连接到阳极引线11上。阴极端子60通过导电粘合剂40电连接到阴极层12上。虽然阴极层12与阳极端子50机械式相连,然而阴极层12与阳极端子50通过电绝缘树脂30相互间电吸收。
阳极端子50具有台阶似的形状,其设有阳极端子第一台阶部分51和阳极端子第二台阶部分52。阳极端子第一台阶部分51通过冷锻或热锻形成,并在高度上低于阳极端子第二台阶部分52。另一方面,阴极端子50具有台阶似的形状,其设有阴极端子第一台阶部分61和阴极端子第二台阶部分62。阴极端子第一台阶部分61通过冷锻或热锻形成,并在高度上低于阴极端子第二台阶部分62。
阳极端子50从封装下表面21(电容器的安装表面)和树脂封装20的第一封装端面23上暴露出来。另一方面,阴极端子60从封装下表面21和树脂封装20的第二封装端面24上暴露出来。这些暴露面均被电镀。暴露于阳极端子50的第一封装端面23中的阳极端子端面56用作圆角面。暴露于阴极端子60的第二封装端面24中的阴极端子端面66也用作圆角面。
下面将参考图2和3来介绍制造图1A到1C所示的片状固态电解电容器的方法。
首先通过已知方法的来制出电容器芯子。
另一方面,通过压制金属片来形成和制造引线框架(步骤S11)。在图2中,标号50A和60A分别表示引线框架的阳极端子成形区域和阴极端子成形区域。阳极端子成形区域50A和阴极端子成形区域60A具有台阶似的形状,如图2所示。
将电容器芯子10安装并结合在引线框架上(步骤S12)。在该步骤中,通过焊接或使用导电粘合剂来将电容器芯子10的阳极引线电连接到较高的台阶部分上,以便形成或用作阳极端子成形区域50A中的阳极端子第二台阶部分52(图1B)。另一方面,通过使用导电粘合剂40来将电容器芯子10的阴极层电连接到较低和较高的台阶部分上,以便形成或用作阴极端子成形区域60A中的阴极端子的第一台阶部分61和第二台阶部分62(图1B)。另外,通过电绝缘树脂30来将电容器芯子10的阴极层机械式连接到较低的台阶部分上但与之电绝缘,以便形成或用作阳极端子成形区域50A中的阳极端子第一台阶部分71(图1B)。
用树脂封装20来将安装于引线框架上的电容器芯子10封装起来(步骤S13)。
沿着切割面50B和60B将被树脂封装20封装起来的电容器芯子10从引线框架的基部区域中切下来(步骤S14)。切割面50B和60B成为电容器的第一和第二封装端面。
此外,对从树脂封装20中暴露出来的阳极端子成形区域50A和阴极端子成形区域60A的暴露面进行电镀(步骤S15)。例如,该步骤通过滚镀来进行,在滚镀中,将多个电容器(各电容器均包括被封装的电容器芯子和引线框架的封装部分)浸入到装有电镀液的滚筒中。
采用产品对准装置来在上下侧、在长度和宽度上以及在极方向上使电容器排齐,这些电容器的方向在滚镀中变得相互间不一致(步骤S16)。
这样便制出了如图1A到1C所示的片状固态电解电容器。
上述片状固态电解电容器具有如本说明书的背景技术部分提及的优点和缺点。
下面将参考附图来介绍本发明的优选实施例。
参见图4A到4C,与图1A到1C所示的现有电容器一样,根据本发明一个实施例的下表面端子型片状固态电解电容器包括电容器芯子10、树脂封装20、阳极端子70和阴极端子80。
电容器芯子10具有分别用作芯子电极的阳极引线11和阴极层12。
树脂封装20覆盖了电容器芯子10,并设有封装下表面21以及第一封装端面23和第二封装端面24。当将电容器安装到印制电路板(未示出)上时,封装下表面21便通过焊料而与印制电路板的顶面接触。第一封装端面23和第二封装端面24各自与封装下表面21相邻,并且相互面对。
阳极端子70电连接到阳极引线11上。阴极端子80通过导电粘合剂40电连接到阴极层12上。阴极层12与阳极端子70通过电绝缘树脂30相互间电吸收。
阳极端子70具有台阶似的形状,其设有阳极端子第一台阶部分71和阳极端子第二台阶部分72。阳极端子第一台阶部分71通过冷锻或热锻形成,并在高度上低于阳极端子第二台阶部分72。另一方面,阴极端子80具有台阶似的形状,其设有阴极端子第一台阶部分81和阴极端子第二台阶部分82。阴极端子第一台阶部分81通过冷锻或热锻形成,并在高度上低于阴极端子第二台阶部分82。
阳极端子70设有暴露于封装下表面21(电容器的安装表面)之外的阳极端子下表面,以及与该阳极端子下表面相邻且暴露于第一封装端面23之外的阳极端子端面75。另一方面,阴极端子80设有暴露于封装下表面21之外的阴极端子下表面,以及与该阴极端子下表面相邻且暴露于第二封装端面24之外的阴极端子端面85。
阳极端子端面75设有从其与阳极端子下表面的边界中向上延伸出来的阳极端子凹面76。阳极端子凹面76用作圆角面。另一方面,阴极端子端面85也设有从其与阴极端子下表面的边界中向上延伸出来的阴极端子凹面86。阴极端子凹面86也用作圆角面。
阳极端子下表面和阳极端子凹面76以及阴极端子下表面和阴极端子凹面86均被电镀。
下面将介绍制造如图4A到4C所示的片状固态电解电容器的方法。
首先通过已知的制造工艺来制造电容器芯子。例如,采用钽作为阀功能金属。在压力机中将钽粉末模压在准备用作阳极引线11的钽丝的外周面上(图4A到4C)。钽丝在高度真空和高温下进行烧结。接着在钽粉末的烧结体上形成Ta2O5氧化膜。此外,在将烧结体浸入到硝酸锰溶液中之后使之热分解,从而在其上形成MnO2层。接着在烧结体上形成石墨层和银(Ag)层。阴极层12(图4A到4C)包括MnO2层、石墨层和银层。这样便制出了电容器芯子10。
作为阴极层12中的MnO2层的替代,还可以使用导电聚合物,例如聚噻吩或聚吡咯。这一成分有利于降低片状固态电解电容器的等效串联电阻(ESR)。此外,对于用作阳极引线的阀功能金属来说,除了钽之外,还可以使用例如铌、铝和钛等材料。
另一方面,参见图5、6、7A到7D和9,通过压制金属片来形成引线框架(步骤S21)。在图5、6、7A到7D中,标号70A和80A分别表示引线框架的阳极和阴极端子成形区域。如图5和7A到7D所示,所制出的引线框架具有台阶似的形状。另外,如图5、6、7A到7D所示,引线框架设有杯形部分70C和80C,它们通过压制、挤压拉拔等形成。
接着对所形成引线框架的杯形部分70C和80C的整个表面或至少内表面进行电镀(步骤S22)。例如,该步骤可通过滚镀来进行,其中将引线框架浸入到装有电镀液的滚筒中。镀膜包括银、金(Au)、铜(Cu)、钯(Pd)和锡(Sn)中的至少一种。
将电容器芯子10安装并结合在电镀过的引线框架上(步骤S23)。在该步骤中,通过导电粘合剂40来将电容器芯子10的阳极引线电连接到较高的台阶部分上,以便形成或用作阳极端子成形区域70A中的阳极端子第二台阶部分72(图4B)。另一方面,将电容器芯子10的阴极层电连接到较低和较高的台阶部分上,以便形成或用作阴极端子成形区域80A中的阴极端子的第一台阶部分81和第二台阶部分82(图4B)。另外,通过电绝缘树脂30来将电容器芯子10的阴极层机械式连接到较低的台阶部分上但与之电绝缘,以便形成或用作阳极端子成形区域70A中的阳极端子第一台阶部分71(图4B)。
通过例如压铸工艺的方式采用树脂封装20来将安装于引线框架上的电容器芯子10封装起来(步骤S24)。在该步骤之后,电镀层仍保留在杯形部分70C和80C的内表面上。
沿着切割面70B和80B将被树脂封装20封装起来的电容器芯子10从引线框架的基部区域上切下来(步骤S25)。切割面70B和80B成为电容器的第一和第二封装端面。
这样便制出了如图4A到4C所示的片状固态电解电容器。
在所制出的电容器中,电镀层仍保留在阳极端子凹面76和阴极端子凹面86上。阳极端子凹面76和阴极端子凹面86用作圆角面。
本发明的引线框架的杯形部分可具有如本发明的第一到第六实施例所述的各种形状,这些实施例将参考图8A到8F来介绍。虽然在图8A到8F中只显示和介绍了阳极端子成形区域70A而略去了阴极端子成形区域,然而阴极端子成形区域可与阳极端子成形区域70A类似地形成。
第一实施例
参见图8A,根据本发明第一实施例的引线框架设有形成于阳极端子成形区域70A上的杯形部分70C。杯形部分70C具有方柱的形状或部分四方锥体的形状。
杯形部分70C在通过压制金属片来形成引线框架时通过压制、挤压拉拔等而形成(图9中的步骤S21)。对所形成的引线框架的杯形部分70C的至少内表面进行电镀(图9中的步骤S22)。将电容器芯子安装并结合在电镀过的引线框架上(图9中的步骤S23)。通过树脂封装来封住安装在引线框架上的电容器芯子(图9中的步骤S24)。另外,沿着穿过杯形部分70C的切割面将被树脂封装封装起来的电容器芯子从引线框架的基部区域上切下来(图9中的步骤S25)。
切割面成为或用作片状固态电解电容器的第一封装端面。在该第一封装端面上,阳极端子的阳极端子端面暴露出来。在阳极端子端面上,形成了具有准方柱形状或准部分四方锥体形状的阳极端子凹面。在所制出的电容器中,电镀层仍保留在阳极端子凹面上。阳极端子凹面用作圆角面。
第二实施例
参见图8B,根据本发明第二实施例的引线框架设有形成于阳极端子成形区域70A上的杯形部分70D。杯形部分70D具有三角柱的形状或部分三方锥体的形状。
杯形部分70D在通过压制金属片来形成引线框架时通过压制、挤压拉拔等而形成(图9中的步骤S21)。对所形成的引线框架的杯形部分70D的至少内表面进行电镀(图9中的步骤S22)。将电容器芯子安装并结合在电镀过的引线框架上(图9中的步骤S23)。通过树脂封装来封住安装在引线框架上的电容器芯子(图9中的步骤S24)。另外,沿着穿过杯形部分70D的切割面将被树脂封装封装起来的电容器芯子从引线框架的基部区域上切下来(图9中的步骤S25)。
切割面成为或用作片状固态电解电容器的第一封装端面。在该第一封装端面上,阳极端子的阳极端子端面暴露出来。在阳极端子端面上,形成了具有准三角柱形状或准部分三方锥体形状的阳极端子凹面。在所制出的电容器中,电镀层仍保留在阳极端子凹面上。阳极端子凹面用作圆角面。
第三实施例
参见图8C,根据本发明第三实施例的引线框架设有形成于阳极端子成形区域70A上的杯形部分70E。杯形部分70E具有圆柱的形状或部分圆锥的形状。
杯形部分70E在通过压制金属片来形成引线框架时通过压制、挤压拉拔等而形成(图9中的步骤S21)。对所形成的引线框架的杯形部分70E的至少内表面进行电镀(图9中的步骤S22)。将电容器芯子安装并结合在电镀过的引线框架上(图9中的步骤S23)。通过树脂封装来封住安装在引线框架上的电容器芯子(图9中的步骤S24)。另外,沿着穿过杯形部分70E的切割面将被树脂封装封装起来的电容器芯子从引线框架的基部区域上切下来(图9中的步骤S25)。
切割面成为或用作片状固态电解电容器的第一封装端面。在该第一封装端面上,阳极端子的阳极端子端面暴露出来。在阳极端子端面上,形成了具有准圆柱形状或准部分圆锥形状的阳极端子凹面。在所制出的电容器中,电镀层仍保留在阳极端子凹面上。阳极端子凹面用作圆角面。
第四实施例
参见图8D,根据本发明第四实施例的引线框架设有形成于阳极端子成形区域70A上的杯形部分70F。杯形部分70F具有半球体的形状。
杯形部分70F在通过压制金属片来形成引线框架时通过压制、挤压拉拔等而形成(图9中的步骤S21)。对所形成的引线框架的杯形部分70F的至少内表面进行电镀(图9中的步骤S22)。将电容器芯子安装并结合在电镀过的引线框架上(图9中的步骤S23)。通过树脂封装来封住安装在引线框架上的电容器芯子(图9中的步骤S24)。另外,沿着穿过杯形部分70F的切割面将被树脂封装封装起来的电容器芯子从引线框架的基部区域上切下来(图9中的步骤S25)。
切割面成为或用作片状固态电解电容器的第一封装端面。在该第一封装端面上,阳极端子的阳极端子端面暴露出来。在阳极端子端面上,形成了具有四分之一球体或部分球体的阳极端子凹面。在所制出的电容器中,电镀层仍保留在阳极端子凹面上。阳极端子凹面用作圆角面。
第五实施例
参见图8E,根据本发明第五实施例的引线框架设有形成于阳极端子成形区域70A上的杯形部分70G。杯形部分70G具有类似于第二实施例中的三角柱的形状或部分三方锥体的形状。然而,杯形部分70G具有不同于第二实施例中的方向的设置或方位。
杯形部分70G在通过压制金属片来形成引线框架时通过压制、挤压拉拔等而形成(图9中的步骤S21)。对所形成的引线框架的杯形部分70G的至少内表面进行电镀(图9中的步骤S22)。将电容器芯子安装并结合在电镀过的引线框架上(图9中的步骤S23)。通过树脂封装来封住安装在引线框架上的电容器芯子(图9中的步骤S24)。另外,沿着穿过杯形部分70G的切割面将被树脂封装封装起来的电容器芯子从引线框架的基部区域上切下来(图9中的步骤S25)。
切割面成为或用作片状固态电解电容器的第一封装端面。在该第一封装端面上,阳极端子的阳极端子端面暴露出来。在阳极端子端面上,形成了具有准三角柱形状或准部分三方锥体形状的阳极端子凹面。在所制出的电容器中,电镀层仍保留在阳极端子凹面上。阳极端子凹面用作圆角面。
第六实施例
参见图8F,根据本发明第六实施例的引线框架设有形成于阳极端子成形区域70A上的杯形部分70H。杯形部分70H具有方柱的形状或部分四方锥体的形状。具体地说,杯形部分70H设有垂直地形成于杯形部分70H的内周表面上的键槽或条纹部分701H。
杯形部分70H在通过压制金属片来形成引线框架时通过压制、挤压拉拔等而形成(图9中的步骤S21)。对所形成的引线框架的杯形部分70H的至少内表面进行电镀(图9中的步骤S22)。将电容器芯子安装并结合在电镀过的引线框架上(图9中的步骤S23)。通过树脂封装来封住安装在引线框架上的电容器芯子(图9中的步骤S24)。另外,沿着穿过杯形部分70H的切割面将被树脂封装封装起来的电容器芯子从引线框架的基部区域上切下来(图9中的步骤S25)。
切割面成为或用作片状固态电解电容器的第一封装端面。在该第一封装端面上,阳极端子的阳极端子端面暴露出来。在阳极端子端面上形成了阳极端子凹面,其具有带键槽部分701H的准方柱的形状或准部分四方锥体的形状。在所制出的电容器中,电镀层仍保留在阳极端子凹面上。阳极端子凹面用作圆角面。
在第六实施例中,由于焊料可通过毛细现象而沿着键槽部分701H容易地润湿或渗入到圆角面上,因此预期可得到更优良的焊料润湿性。
在本发明中,形成于引线框架上的杯形部分的形状并不限于第一到第六实施例所述。例如,杯形部分的形状可以是梯形柱的形状、部分梯形锥体的形状,或者是带有平面和曲面中的至少其中之一的实心形状。
根据本发明,不需要采用后续电镀工艺,因此可以避免电镀液对产品的负面影响。此外,不必在电镀后沿着一定的方向来排齐产品。
至此,已经结合若干实施例来介绍了本发明。然而,本发明并不限于上述实施例,而是可由本领域的技术人员在本发明的范围内以多种方式来改进。