專利名稱：固態(tài)電解電容器的制作方法及其固態(tài)電解電容器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電容器的制作方法及其電容器，尤其涉及一種固態(tài)電解電容器的制作方法及其固態(tài)電解電容器。
背景技術(shù)：
目前，電子設備已快速朝體積小、重量輕及可攜帶的趨勢發(fā)展，因此，尺寸小且輕薄的電子組件的需求已經(jīng)持續(xù)增加。尤其是用于通訊、個人計算機等電子設備的電子組件， 如電容器等被動組件，必須滿足體積小而電氣特性佳的需求。電容器依電解液的型態(tài)來分類，則有液態(tài)電解電容器和固態(tài)電解電容器兩種。其中，前者的壽命決定于電解液干涸的時間，而后者則因使用固態(tài)電解質(zhì)，故無電解質(zhì)干涸之虞，而具有壽命長的特點。傳統(tǒng)的表面黏著式鉭質(zhì)固態(tài)電容組件結(jié)構(gòu)具有電容器組件本體，電容器組件本體的內(nèi)部設有以鉭金屬粉末制成的陽極組件，其為閥門作用金屬；陽極組件的外部被覆一層介電氧化薄膜；介電氧化薄膜的外部依序被覆固態(tài)電解層、碳層導體、陰極導體層等。而在傳統(tǒng)的制造方法中，以鉭金屬粉末制作所述的陽極組件具有相當高的技術(shù)門坎，舉例來說， 為了增加電容量，必須使用小粒徑的鉭金屬粉末以增加其表面積，而鉭金屬粉末需經(jīng)過高溫燒結(jié)步驟后方可成型為鉭燒結(jié)體。然而，隨著鉭金屬粉末的粒徑越小，其制作越為困難， 亦使得成本增加；再者，小粒徑的鉭金屬粉末亦造成陰極劑難以滲入，且制程中的高溫燒結(jié)步驟亦使得整體制程越加復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種固態(tài)電解電容器的制作方法及其固態(tài)電解電容器，所述制作方法可利用鋁粉取代鉭粉，以簡化制程的復雜度，如降低制程溫度等，故可達到降低成本的功效。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提出一種固態(tài)電解電容器的制作方法，包括以下步驟成型一鋁質(zhì)陽極；進行一化成步驟，以于該鋁質(zhì)陽極的表面形成一介電層；形成一導電層于該介電層上；將該鋁質(zhì)陽極與該導電層分別連接于一陽極電極及一陰極電極；以及進行一封裝步驟。本發(fā)明更提出一種固態(tài)電解電容器，其具有一鋁質(zhì)陽極；一成型于該鋁質(zhì)陽極的表面的介電層；一設于該介電層上的導電層；以及一對電極端子，其包括一連接于該鋁質(zhì)陽極的陽極電極以及一連接于該導電層的陰極電極。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是
本發(fā)明藉由鋁粉本身的特性，使制程被大幅簡化，例如鋁粉不需經(jīng)過高溫燒結(jié)就可以形成結(jié)構(gòu)強度佳的陽極，進而有效降低制程復雜度與成本；再者，鋁粉可先利用前處理使其表面具有高比表面積，故可提高所制成的電容器的特性。


圖1是本發(fā)明第一實施例的固態(tài)電解電容器的示意圖。圖2是本發(fā)明第二實施例的固態(tài)電解電容器的示意圖。附圖符號說明
10基板
11>11' 鋁質(zhì)陽極111 引出電極
12、12'介電層
13、13'電解質(zhì)層
14、14'碳膠層
15、15'銀膠層 16A 陽極電極 16B 陰極電極 17 封裝體。
具體實施例方式為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅是用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權(quán)利范圍作任何的限制。本發(fā)明提出一種固態(tài)電解電容器的制作方法，其是利用鋁(Al)粉取代鉭(Ta)粉， 以解決鉭粉在電容器的制作過程中所產(chǎn)生的問題。本發(fā)明的固態(tài)電解電容器的制作方法可適用于芯片型或薄片型(或稱薄膜型)的固態(tài)電解電容器。針對芯片型固態(tài)電解電容器，本發(fā)明的固態(tài)電解電容器的制作方法至少包括以下步驟
步驟一成型一鋁質(zhì)陽極。首先，提供鋁粉末，并接著進行一冷壓步驟，以將所述鋁粉末壓合成一鋁錠而形成所述鋁質(zhì)陽極11 (如圖1所示)。在本具體實施例中，鋁粉末中可添加有黏結(jié)劑，如樟腦、硬脂酸、聚乙烯醇、萘等，黏結(jié)劑的添加量為3至5襯％;而經(jīng)充分地混合后，藉由利用壓模進行冷壓步驟，將鋁粉末壓制成型為長方體的鋁錠。冷壓時的荷重可為3 至15 MN (Mega Newton)/m2，使冷壓后的鋁錠具有一定的體密度。值得說明的是，由于鋁粉末表面的氧化鋁的物理特性，其在前述的冷壓步驟中即可被制程壓力所破壞，故使鋁粉之間形成以形成具強度的鋁錠，并使鋁粉之間相互連結(jié)而電性導通。換言之，本發(fā)明不需導入高溫燒結(jié)的步驟即可制作出電特性的鋁錠，而所壓制的鋁錠即可被應用為電容器的鋁質(zhì)陽極U。再者，為了提高固態(tài)電解電容器的電容量大、漏電流小的特性，在前述的冷壓步驟之前(即在提供鋁粉末的步驟之后)，本發(fā)明的鋁粉末可藉由蝕刻方法將鋁粉末的表面形成海綿狀的不平整表面，例如將鋁粉末浸滯于酸性蝕刻液中，以于鋁粉末的表面形成凹凸狀的不平整表面，以提高鋁粉末的比表面積，使所壓制的鋁錠可用于提供較佳的電容特性。另一方面，在前述的冷壓步驟中，更包括將一引出電極111插設于鋁粉末中，使該引出電極111與鋁粉末共同被壓合成型。所述引出電極111可為鉭絲或鋁線，在本具體實施例中，是使用厚度約為20um的鋁線作為引出電極111，因目前鋁線的厚度較鉭絲為薄，故使用鋁線可進一步縮小電容組件的尺寸，但本發(fā)明不以此為限，引出電極111可依據(jù)實際的應用選擇適當?shù)碾姌O材料。步驟二 進行一化成步驟，以于該鋁質(zhì)陽極11的表面形成一介電層12 (如圖1所示)。在本步驟中，是將壓制出的鋁錠進行化成處理，使氧化被覆膜(即絕緣性的氧化鋁皮膜)形成于鋁質(zhì)陽極11的表面，以制成介電層12。上述化成反應可依不同的化成電壓、化成液來控制介電層12的厚度，本實施例是以己二酸銨系或鄰酸系或兩者混合的化成液來制作所述介電層12。步驟三形成一導電層于該介電層12上。見圖1，在本實施例中，導電層可由導電高分子，如聚3，4-乙烯基二氧噻吩(PED0T)、聚吡咯(polypyrrole)、聚噻吩 (polythiophen)及碳膠(或石墨)、銀膠等所構(gòu)成；具體而言，聚3，4_乙烯基二氧噻吩 (PEDOT)材料可形成電解質(zhì)層13，而配合碳膠層14、銀膠層15等則可形成所述導電層，以作為電容器的陰極。步驟四將該鋁質(zhì)陽極11與該導電層(即電解質(zhì)層13、碳膠層14與銀膠層15的組合)分別連接于一對電極端子，例如一陽極電極16A及一陰極電極16B。具體而言，陽極電極16A與陰極電極16B可藉由導電性接合劑或其它連接方法分別連接于引出電極111與銀膠層15。最后，進行一封裝步驟，例如利用樹脂等批覆材料覆蓋電容器，并裸露出陽極電極 16A與陰極電極16B，再藉由進行固化、熟化(aging)等步驟以形成封裝體17，即可完成本發(fā)明的固態(tài)電解電容器。見圖2，針對薄片型固態(tài)電解電容器，本發(fā)明的固態(tài)電解電容器的制作方法至少包括以下步驟
步驟一成型一鋁質(zhì)陽極。首先，提供一基板10 ；將含鋁粉的膠液涂布于基板10上，并使含鋁的膠液固化以形成所述鋁質(zhì)陽極11'。在本實施例中，是將市售的鋁膠以印刷、噴涂等方法涂布于基板10上，待其固化后即可形成電容器的鋁質(zhì)陽極11'。而所述膠液中所含的鋁粉亦可經(jīng)過前處理，使其具有凹凸狀的不平整表面，以形成高比表面積的鋁粉。另外，同于前述實施例，在將含鋁粉的膠液涂布于基板10上的步驟中，更包括將一引出電極(圖中未示出)插設于含鋁的膠液中，例如厚度約為20um的鋁線，以利后續(xù)制程將陽極引出。步驟二 進行一化成步驟，以于該鋁質(zhì)陽極1Γ的表面形成一介電層12'(如圖 2所示)。在本步驟中，是將基板10與鋁質(zhì)陽極11'進行藉由化成處理，亦即陽極氧化，使氧化被覆膜(即絕緣性的氧化鋁皮膜)形成于鋁質(zhì)陽極11'的表面，以制成介電層12'。上述化成反應可依不同的化成電壓、化成液來控制介電層12'的厚度，本實施例是以己二酸銨系或鄰酸系或兩者混合的化成液來制作所述介電層12'。步驟三形成一導電層于該介電層12'上。見圖2，在本實施例中，導電層可由導電高分子，如聚3，4-乙烯基二氧噻吩(PED0T)、聚吡咯(polypyrrole)、聚噻吩 (polythiophen)及碳膠(或石墨)、銀膠等所構(gòu)成；具體而言，聚3，4_乙烯基二氧噻吩 (PEDOT)材料可形成電解質(zhì)層13'，而配合碳膠層14'、銀膠層15'等則可形成所述導電層，以作為電容器的陰極。接著，同于前述實施例，將該鋁質(zhì)陽極11'與該導電層(即電解質(zhì)層13'、碳膠層14'與銀膠層15'的組合)分別連接于陽極電極及陰極電極(圖中未示出)，并利用樹脂等批覆材料覆蓋電容器，即可制作成薄片型固態(tài)電解電容器。因此，本發(fā)明可利用鋁粉取代鉭粉，故可大幅簡化電容器的制程，例如不需高溫燒結(jié)等步驟；再者，鋁粉可先經(jīng)過前處理，使其具有高比表面積，進而提高所制成的電容器的特性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，非因此局限本發(fā)明的專利范圍，故舉凡運用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所為的等效技術(shù)變化，均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)電解電容器的制作方法，其特征在于包括以下步驟成型一鋁質(zhì)陽極；進行一化成步驟，以于該鋁質(zhì)陽極的表面形成一介電層；形成一導電層于該介電層上；將該鋁質(zhì)陽極與該導電層分別連接于一陽極電極及一陰極電極；以及進行一封裝步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)電解電容器的制作方法，其特征在于其中在成型一鋁質(zhì)陽極的步驟中，更包括以下步驟提供鋁粉末；進行一冷壓步驟，以將所述鋁粉末壓合成一鋁錠而形成所述鋁質(zhì)陽極。
3.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)電解電容器的制作方法，其特征在于其中在進行一冷壓步驟中，更包括將一引出電極插設于鋁粉末中，使該引出電極與鋁粉末共同被壓合成型。
4.如權(quán)利要求3所述的固態(tài)電解電容器的制作方法，其特征在于其中在提供鋁粉末的步驟之后，更包括以蝕刻方法將鋁粉末的表面形成海綿狀的不平整表面的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)電解電容器的制作方法，其特征在于其中在成型一鋁質(zhì)陽極的步驟中，更包括以下步驟提供一基板；將含鋁粉的膠液涂布于該基板上，并使含鋁的膠液固化以形成所述鋁質(zhì)陽極。
6.如權(quán)利要求5所述的固態(tài)電解電容器的制作方法，其特征在于在將含鋁粉的膠液涂布于該基板上的步驟中，更包括將一引出電極插設于含鋁的膠液中。
7.如權(quán)利要求5所述的固態(tài)電解電容器的制作方法，其特征在于在將含鋁粉的膠液涂布于該基板上的步驟中，是利用印刷方法將含鋁的膠液涂布于該基板上。
8.一種固態(tài)電解電容器，其特征在于包括一鋁質(zhì)陽極；一成型于該鋁質(zhì)陽極的表面的介電層；一設于該介電層上的導電層；以及一對電極端子，其包括一連接于該鋁質(zhì)陽極的陽極電極以及一連接于該導電層的陰極電極。
9.如權(quán)利要求8所述的固態(tài)電解電容器，其特征在于其中該鋁質(zhì)陽極是由鋁粉末壓合成型或者為鋁膠涂布于一基板所成型者。
10.如權(quán)利要求9所述的固態(tài)電解電容器，其特征在于其中所述鋁粉末具有海綿狀的不平整表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固態(tài)電解電容器的制作方法，包括以下步驟成型一鋁質(zhì)陽極；進行一化成步驟，以于該鋁質(zhì)陽極的表面形成一介電層；形成一導電層于該介電層上；將該鋁質(zhì)陽極與該導電層分別連接于一陽極電極及一陰極電極；以及進行一封裝步驟。本發(fā)明更提供一種藉由上述方法制成的固態(tài)電解電容器。本發(fā)明藉由鋁粉本身的特性，使制程被大幅簡化，例如鋁粉不需經(jīng)過高溫燒結(jié)就可以形成結(jié)構(gòu)強度佳的陽極，進而有效降低制程復雜度與成本；再者，鋁粉可先利用前處理使其表面具有高比表面積，故可提高所制成的電容器的特性。
文檔編號H01G9/15GK102376456SQ201110322918
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者陳明宗 申請人:鈺邦電子(無錫)有限公司