固态电容器的制造方法技术

本发明专利技术涉及固态电容器，特别涉及固态电容器的大批量生产的制造方法。本发明专利技术寻求提供一种简化方法，以便提供经济的优点。根据本发明专利技术的一个方面，提供一种多个固态电容器的制造方法，所述方法包括下列步骤：提供衬底层，在衬底层的上表面上形成多个直立体，所述直立体由多孔的经烧结的阀作用材料构成，在所述体上形成电解质层，把电气绝缘保护层施加到在分相邻近直立体的区域中出现的电解质层上，在直立体上和所述体之间的保护层上的暴露的电解质层上形成阴极层，把阴极端子施加到每个直立体的上端区域，把经处理的衬底分割成多个独立的电容器，每个独立的电容器具有在包括经分割衬底的一端的阳极端子部分，包括多孔体之一的电容部分以及在另一端的阴极端子部分。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态电容器领域，特别，本专利技术涉及固态电容器的大批量生产的制造方法。在美国专利第5,357,399号(专利技术人Ian Salisbury)中描述固态钽电容器的大批量生产方法。这种方法包括提供固态钽的衬底圆片，在衬底上形成经烧结的，有很多孔的钽层，用通道的正交图案锯开多孔钽层，以产生直立的多孔钽直线体的阵列，对所述体进行阳极氧化，以在其上产生电解质层，把所述体浸渍在硝酸锰溶液中，并加热使所施加的溶液转化成二氧化锰，从而形成阴极层，通过除去连接邻近所述体的二氧化锰，沿通道切割，以使各个直立体的阴极和阳极端子隔离，在通过隔离切割而得到的新暴露的钽衬底上再形成电解质层，施加相应的碳的导电层，然后把银施加到每个体的顶端，把包括固态金属圆片的盖粘合到银层上，把绝缘树脂材料注入衬底和盖所限定的所述体之间的通道，在垂直于圆片的平面方向和沿每个通道的中心线切开组件，从而产生多个电容器，其中，阳极端子包括衬底材料，阴极极端子包括盖材料，而电容体包括被涂覆的多孔钽体。这个方法允许制造很小的、可靠的、高容量效率的电容器。然而，电子工业对元件的小型化不断地提出要求，对于制造更小的和效率更高的电容器存在一定的压力。我们最近的PCT出版物WO 00/28599描述Salisbury方法的修改版本。在这个版本中，通过直接在多孔电容器的银/碳涂覆的顶端上形成阴极端子而增加各个电容器的容量效率。这样，可以省略Salisbury方法中施加的固态盖层。由固态盖层占据的体积因此可用于增加多孔体的大小。所以，对于给定的电容器大小，可以包括较大体积的电容材料。对于在这些制造方法中的有效的改进还继续存在压力。本专利技术进行寻求以提供上述类型的多个电容器制造方法的简化方法，从而在经济上提供有利条件，这导致较廉价的电容器。根据本专利技术的一个方面，提供一种多个，所述方法包括下列步骤提供衬底层，在衬底层的上表面上形成多个直立体，所述直立体由多孔的经烧结的阀作用材料构成，在所述体上形成电解质层，把电气绝缘保护层施加到在分开邻近直立体的区域中出现的电解质层上，在直立体上和所述体之间的保护层上的暴露的电解质层上形成阴极层，把阴极端子施加到每个直立体的上端区域，把经处理的衬底分割成多个独立的电容器，每个独立的电容器具有在包括经分割衬底的一端的阳极端子部分，包括多孔体之一的电容部分以及在另一端的阴极端子部分。在形成电解质层之后和在形成阴极层之前施加绝缘保护层，大大地简化了每个电容器的阳极和阴极部分的隔离。现有技术隔离方法包括磨削在相邻体之间的区域中的阴极和电解质层两者，从而暴露新的衬底。然后必须在新形成的衬底上通过第二电解质形成方法形成电解质层。本专利技术提供一种方法，其中，进行单次的电解质层形成处理。因为保护层屏蔽相邻体之间的电解质层，所以不需要通过衬底的磨削。因此，大大地简化了隔离步骤，降低了生产时间和成本。所述方法可以进一步包括一个步骤，其中，除去涂覆在阴极层上的至少一部分保护层。可以通过机械、化学或其它合适的手段除去。最好，除去围绕每个直立体的一部分保护层，从而形成没有阴极层材料围绕每个体的边界表面。在本专利技术的一个方面，通过机械加工形成保护层的铲削薄层。可以借助切割轮或锯子进行铲削。不得把切削扩展到保护层下面的电解质层。这样，保持了电解质层的完整性。必须把保护层较好地粘合到电解质层，并与电解质层形成紧密的接触，以便防止阴极层材料污染涂覆保护层的电解质层。可以施加保护层作为永久的部件或临时的部件。例如，永久保护层可以保留在通过本专利技术的方法制造的电容器的结构中。典型的保护材料是含氟聚合物和环氧树脂。在保护层中结合相对于封装材料突出的彩色或结合在保护层中的对比度，可以得到永久保护层的另一个优点。这样，所提供的成品电容器具有指示电容器极性的定位指示，其中，保护层相应于阳极端。在锰化处理(阴极层形成)之前施加临时保护层，并在封装之前除去。临时保护层可以是光刻保护层，可化学分离的保护层或可机械地除去的保护层。在封装处理中，可在涂覆的阴极和终止的电容器体之间填充绝缘材料。当接着分割衬底时，所填充的绝缘材料形成围绕电容器的中间部分的保护套，只留下暴露的阳极和阳极端子部件。最好，封装材料是塑料树脂材料，特别，是设定环氧树脂。封装可以包括初始阶段，在该阶段中，例如，在直立体之间的空间中掺入粉末状的热塑性树脂，然后对衬底加热使之熔化，以形成在每个体的侧面上的部分(partway)热塑性层。最好，使用与主封装树脂的颜色不同的树脂进行这个初始的部分—封装，从而在成品电容器中提供可看到的极性指示。另一方面，可以通过诸如激光蚀刻之类的其它标记形成来指示极性。可以通过终端处理使电容器体形成有用的电容器，在该处理中，每个电容器体的各个暴露的阴极和阳极表面是用终端材料涂覆的液相或气相，所述终端材料促进电容器的各个端子到电路的电气连接。各个终端涂覆可以在电容器体的每个端子形成一个柱头，如同在工业—标准5—侧面的终端处理中。在某些较佳实施例中，阀作用(valve-action)材料是钽。然而，在本专利技术的方法中可以使用其它阀作用材料。这些材料可以是金属或非金属，基本特征是电容器形成能力。合适的金属材料有铌、钼、铝、钛、钨、锆以及它们的合金。较佳例子是铌和钽。当阀作用材料是钽时，最好衬底是固态钽圆片，从而保证与多孔材料的物理和化学相容性。可以通过处理形成直立阳极体，这个处理包括把阀作用材料粉末层压制到衬底上，并烧结而使粉末粒子熔化。一般，在较细等级的粉末压制到衬底上之前，可以把粗等级粉末的种子层(seeding layer)施加到衬底上，并进行烧结。粗等级粉末提供机械固定(keying)，保证在坚固的多孔层和衬底之间产生强连接。强连接是必需的，以保证在接着的制造方法步骤期间，不会发生多孔层与衬底的分离。从而，可以对所产生的多孔阀作用金属的相关层进行加工或处理，以产生独立的阳极体。可以对在衬底上形成的多孔烧结层进行加工而形成体。可以借助正交锯割进行加工而形成直线的体。可以使用其它的体形成处理，例如，各个体的压制和铸造的组合，如在我们的申请号9918852.6的专利中所述。可以通过电解阳极氧化处理形成电解质层，在该处理中，在多孔经烧结的阳极体上逐渐生成氧化膜。合适的方法为熟悉本
的人员众知。把阳极体浸渍到诸如硝酸锰之类的阴极层产物母液中可以形成阳极体，然后加热以产生二氧化锰的阴极层。可以重复进行浸渍和加热步骤，以便逐渐生成所要求的深度以及阴极层的完整性。施加了阴极层，阳极体就变成包括阳极部分的电容体，所述阳极部分包括阀作用粉末、阀作用氧化物的绝缘层以及掺氧化物的导电阴极层的互连基体。根据本专利技术的又一个方面，提供由上述任何方法制造的电容器。根据本专利技术的另一个方面，提供电子或电气装置，所述装置包括由上述任何方法制造的电容器。下面参考实现本专利技术的一种方法的附图，仅对例子进行说明。在附图中附图说明图1是在根据本专利技术的一个实施例进行处理期间的衬底的剖视图。图2是在处理中的加工步骤之后从衬底上面的视图。图3是在根据本专利技术的一个实施例进行处理期间的衬底的剖视图。图4是在根据本专利技术的一个实施例进行处理期间的衬底的剖视图。图5是在根据本专利技术的一个实施例进行处理期间的衬底的剖视图。图6示出从根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多个固态电容器的制造方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤： 提供衬底层， 在所述衬底层的表面上形成多个直立体，所述直立体由多孔的经烧结的阀作用材料构成， 在所述体上形成电解质层， 把电气绝缘保护层施加到在分开邻近直立体的区域中出现的电解质层上， 在直立体上和所述体之间的保护层上的暴露的电解质层上形成阴极层， 把阴极端子施加到每个直立体的上端区域， 把经处理的衬底分割成多个独立的电容器，每个独立的电容器具有在包括经分割衬底的一端的阳极端子部分，包括多孔体之一的电容部分以及在另一端的阴极端子部分。

【技术特征摘要】
GB 1999-9-17 9922091.51.一种多个固态电容器的制造方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤提供衬底层，在所述衬底层的表面上形成多个直立体，所述直立体由多孔的经烧结的阀作用材料构成，在所述体上形成电解质层，把电气绝缘保护层施加到在分开邻近直立体的区域中出现的电解质层上，在直立体上和所述体之间的保护层上的暴露的电解质层上形成阴极层，把阴极端子施加到每个直立体的上端区域，把经处理的衬底分割成多个独立的电容器，每个独立的电容器具有在包括经分割衬底的一端的阳极端子部分，包括多孔体之一的电容部分以及在另一端的阴极端子部分。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成阴极层之后，把电容器侧壁封装...

【专利技术属性】
技术研发人员：D亨廷顿，
申请(专利权)人：AVX有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]