改进的线到阳极连接制造技术

提供了一种改进的电容器，其中，电容器在阳极和阳极线之间具有改进的粘结。阳极包括：经过压制的阳极粉末，阳极粉末包括第一密度区域和第二密度区域，其中，第二密度区域具有比第一密度区域更高的密度。阳极线延伸到第二密度区域中，其中，第二密度区域中的阳极线经压缩而变形。这通过允许较低的堆积压制密度和较低的烧结温度同时仍然实现必要的线拉伸强度，来允许更好地利用金属粉末表面区域。此外，本发明专利技术当用于脱氧步骤时，导致足够的线拉伸强度，否则是不可能的。

Improved Line-to-Anode Connection

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的线到阳极连接相关申请的交叉引用本申请要求于2017年1月17日提交的No.62/447,123的待审美国临时申请的优先权，其通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种固体电解电容器，该固体电解电容器包括经过压制的粉末阳极和从其延伸出的阳极线。更具体地，本专利技术涉及用于改进阳极线与阳极之间的连接的处理，从而允许使用具有每克更高电荷密度(CV/g)的粉末。
技术介绍
对具有更高容量、更低成本和更好耐用性的电子设备的需求不断增加。在电子设备的水平上，这种需求给组件制造商带来了提供更多功能的负担，并且通常，这种增加的功能需要电子设备中相同或更小的体积。对于电容器，这导致了对提供更高体积效率或每体积电容器的电容的持续期望。固体电解电容器包括具有用于连接的从其延伸出的导线的经过压制的粉末阳极在本领域中是公知的。阳极线与阳极电接触。阳极线通常以两种方式之一附接到阳极。在本领域常用的一种方法中，在压制操作期间将线插入阳极粉末中并固定在粉末中。在第二种方法中，在压制之后将阳极线焊接到阳极。在每种情况下，阳极均被烧结，在焊接线的情况下，在阳极线附接之前进行烧结。对体积效率增加的持续需求已导致对具有增加的CV/g的阳极粉末的开发。遗憾的是，由于在压制和烧结步骤期间，达到高CV/g所需的颗粒不能与阳极线形成足够的粘结，因此已证明这些新粉末非常难以使用。随着CV/g增加并且阳极尺寸减小，与阳极线的不充分粘结的问题被恶化。如通过引用合并于此的共同转让给Hussey等人的No.8,349,030的美国专利所述，当使用脱氧烧结时，这是一个特别的问题。脱氧进一步侵蚀阳极和阳极线之间的粘结，通常导致两者完全解离。一种选择是将阳极烧结到更高的程度，从而改善阳极线和阳极之间的粘结强度。增加的烧结温度被认为在粉末颗粒之间形成更适当的颈(neck)以获得足够的线至阳极的机械强度。遗憾的是，增加的烧结温度减少了阳极中阳极金属的表面积并因此减少了CV/g，并最终降低了所得电容器的电容，这消除了更昂贵的更高电荷粉末所提供的优点。将导线焊接到已形成的阳极是解决该问题的一种方法。在焊接处理中，在阳极边缘的内部和外部形成宽的焊接熔核。焊丝的一个问题是需要双重烧结。第一次烧结在焊接之前进行来为阳极提供机械强度，第二次烧结在焊接之后进行以清洁焊接熔核。此外，由于粉末颗粒与氧气的过度饱和以及结晶氧化物的沉淀，因此在高电荷粉末上使用焊丝以及使用双重烧结是有问题的。由于阳极粉末和阳极线之间的无效粘附，因此当前没有合适的方法来充分利用高电荷粉末。本文提供了一种在阳极和阳极线之间形成连接的改进的方法，从而得到改进的电容器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的电容器，其中，该改进的电容器包括阳极和阳极线之间的改进的连接。本专利技术的具体特征是能够在没有由于过度烧结(否则需要将阳极线固定到阳极粉末上)而降低充电容量的情况下，利用高电荷容量的阳极粉末。本专利技术的一个具体优点是能够利用高CV/g粉末并在脱氧烧结处理(由于阳极线和阳极的经过压制的粉末之间的粘结失败，因此脱氧烧结通常不适合)中对高CV/g粉末进行处理。如将实现的，在用于形成阳极的方法中提供这些和其它实施例，其中，该方法包括：将阳极线插入阳极粉末中，其中，阳极线的第一部分从阳极粉末延伸；对阳极粉末的一部分进行压制以形成具有第一密度的堆积区域；以及对阳极粉末的第二部分进行压制以形成具有第二密度的高密度区域，阳极线在第二部分中，其中，对第二部分的压制足以使第二部分中的阳极线变形。提供又一个实施方案，在电容器中包括阳极。阳极包括经过压制的阳极粉末，阳极粉末包括具有第一密度的堆积密度区域和具有第二密度的高密度区域，其中，所述第二密度高于所述第一密度。阳极线延伸到所述高密度区域中，其中，所述阳极线在所述高密度区域中变形。附图说明图1是本专利技术的实施例的顶部透视示意图。图2是本专利技术的实施例的侧视示意图。图3是本专利技术的实施例的示意截面图。图4是本专利技术的实施例的示意截面图。图5是本专利技术的实施例的示意图。图6是本专利技术的实施例的正面示意图。图7是本专利技术的实施例的截面示意图。图8是本专利技术的实施例的截面示意图。图9是本专利技术的实施例的透视示意图图10是本专利技术的实施例的截面示意图。图11是本专利技术的实施例的图形表示。图12是本专利技术的实施例的图形表示。具体实施方式本专利技术涉及将阳极线连接到阳极的改进的方法和由此形成的改进的电容器。高电荷粉末和小的阳极特别关注优选为钽的阳极线与形成阳极连接的经过压制的粉末之间的连接。在相当的烧结温度下，高电荷粉末比低电荷粉末具有更高的体积收缩率并且更快地损失表面积。因此，为了利用高电荷粉末的高表面积，需要较低的烧结温度。较低的烧结温度导致接触点数量有限并且防止鲁棒连接。通过增加线的紧邻处的粉末密度，连接强度被显着提高。本专利技术通过在粉末压制处理期间将阳极线附近的粉末压缩到物理地使Ta线的一部分变形所需的程度来解决上述问题。将压制的压力增加到使阳极线变形所需的程度，在阳极线和经过压制的粉末之间形成牢固的粘结，从而允许使用高CV/g粉末和/或更小的阳极尺寸。增加的机械强度还允许在不降低阳极线和经过压制的粉末阳极之间的粘结的情况下，在最佳温度下烧结同时保持高内表面积。本专利技术的又一个优点是能够减小延伸到阳极体中的阳极线的长度，从而增加相同体积的阳极内的阳极粉末的量。减少阳极内线的量也降低了线的成本。增加多孔阳极体中的粉末量对于小尺寸阳极尤其有利。通过具有低压部分和高压部分的双密度压制来对其中包含阳极线的阳极粉末进行压制，其中，低压部分用于形成阳极粉末的堆积密度，高压部分在包含线的区域中。如将从进一步的讨论中更容易理解的，高压部分足够高以引起嵌入粉末中的优选的钽线的物理变形。虽然不限于此，但压缩比至少为2：1足以证明本专利技术具有拉伸强度显著增加的优点。在2：1的压缩比下，高密度区域被压缩到堆积密度区域的厚度的一半。为了本专利技术的目的，变形的线被定义为其中变形区域中最长横截面长度比线的等效直径长至少10％的线。更优选地，变形区域中最长横截面长度比线的等效直径长至少15％，甚至更优选地，变形区域中最长横截面长度比线的等效直径长至少20％。等效直径是具有与线的垂直于长轴截取的横截面相同的表面积的圆的直径。如本领域技术人员公知的，低压压制基于所期望的阳极堆积密度被选择。优选地，高密度区域具有高于堆积密度的密度，其中，高密度区域具有堆积密度的至少125％至200％的密度，其中，堆积密度是阳极的除高密度区域和过渡之外的那些部分的平均密度。高密度区域中的密度至少为堆积密度的150％是优选的。本领域技术人员将理解，最大密度是金属的理论最大密度，或对于钽为约16.7g/cc的密度。在实践中，超过理论金属密度的约90％是不实际的。将参考形成本专利技术的整体、非限制性的组件的附图来描述本专利技术。贯穿各个附图，类似的元件将被相应地编号。本专利技术的实施例被示意性地示出，并将参照图1至图5被描述。图1是顶部透视示意图，图2是侧视示意图，图3是垂直于施加在高密度区域的压缩力的截面图，图4是平行于施加在高密度区域的压缩力的截面图。为了说明和讨论的目的，图1至图4中的经过压制的粉末阳极10表示为矩形体，但不限于此。阳极线12从阳极体14延伸。阳极体的堆积区域16具有适合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成电容器阳极的方法，包括：将阳极线插入阳极粉末中，其中，所述阳极线的第一部分从所述阳极粉末延伸；对所述阳极粉末的一部分进行压制以形成具有第一密度的堆积区域；以及对所述阳极粉末的第二部分进行压制以形成具有第二密度的高密度部分，其中，所述阳极线在所述第二部分中，其中，对所述第二部分的所述压制足以使所述第二部分中的所述阳极线变形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.17 US 62/447,1231.一种形成电容器阳极的方法，包括：将阳极线插入阳极粉末中，其中，所述阳极线的第一部分从所述阳极粉末延伸；对所述阳极粉末的一部分进行压制以形成具有第一密度的堆积区域；以及对所述阳极粉末的第二部分进行压制以形成具有第二密度的高密度部分，其中，所述阳极线在所述第二部分中，其中，对所述第二部分的所述压制足以使所述第二部分中的所述阳极线变形。2.如权利要求1所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述第二密度为所述第一密度的至少125％至不大于所述第一密度的200％。3.如权利要求2所述的形成阳极的方法，其中，所述第二密度是所述第一密度的至少150％。4.如权利要求1所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述阳极粉末的电荷密度至少为100,000CV/g。5.如权利要求4所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述阳极粉末的电荷密度至少为200,000CV/g。6.如权利要求5所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述阳极粉末的电荷密度至少为300,000CV/g。7.如权利要求6所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述阳极粉末的电荷密度至少为400,000CV/g。8.如权利要求7所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述阳极粉末的电荷密度至少为500,000CV/g。9.如权利要求1所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述阳极粉末包括阀金属。10.如权利要求9所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述阀金属选自铌和钽。11.如权利要求1所述的形成电容器阳极的方法，其中，对所述第二部分进行的所述压制在所述阳极线中形成变形区域，其中，所述变形区域具有比所述阳极线的等效直径长至少10％的最长横截面长度。12.如权利要求11所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述最长横截面长度比所述等效直径长至少15％。13.如权利要求12所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述最长横截面长度比所述等效直径长至少20％。14.如权利要求1所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述高密度区域是插入高密度区域。15.如权利要求1所述的形成电容器阳极的方法，包括对两个所述第二部分进行压制。16.如权利要求15所述的形成电容器阳极的方法，包括在所述两个第二部分之间压制中间密度部分。17.如权利要求1所述的形成电容器阳极的方法，还包括对所述阳极进行烧结。18.如权利要求17所述的形成电容器阳极的方法，其中，所述烧结包括对所述阳极进行脱氧烧结。19.一种形成电容器的方法，包括在权利要求1的所述电容器阳极上形成电介质和阴极。20.一种包括阳极的电容器，其中，所述阳极包括：经过压制的阳极粉末，其包括具有第一密度的堆积密度区域和具有第二密度的高密度区域，其中，所述第二密度高于所述第一密度；和阳极线，其延伸到所述高密度区域中，其中，所述阳极线包括在所述高密度区域中的变形部分。21.如权利要求20所述的电容器，其中，所述第二密度为所述第一密度的至少125％至不大于所述第一密度的200％。22.如权利要求21所述的电容器，其中，所述第二密度是所述第一密度的至少150％。23.如权利要求20所述的电容器，其中，所述阳极粉末的电荷密度至少为100,000CV/g。24.如权利要求23所述的电容器，其中，所述阳极粉末的电荷密度至少为200,000CV/g。25.如权利要求24所述的电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·L·格雷罗，杰弗里·波尔托拉克，尤里·弗里曼，史蒂夫·C·赫西，克里斯·斯托拉斯基，
申请(专利权)人：凯米特电子公司，
类型：发明
国别省市：美国,US