一种高可靠性叠层固态铝电解电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高可靠性叠层固态铝电解电容器及其制备方法，包括若干个电容器芯子、铆钉、外壳体和盖板，若干个所述电容器芯子依次堆叠后通过铆钉固接在外壳体内部形成电容器半成品，所述盖板盖设在电容器半成品上并密封后形成固态铝电解电容器，本发明专利技术采用外壳体加焊接封盖的无机封装外壳，气密性较传统树脂封装外壳更佳，更适用于复杂环境下及高可靠性要求领域的应用，同时采用具有工字形内腔的陶瓷壳体以匹配工字形芯子，芯子阳极部通过铆接

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性叠层固态铝电解电容器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及固态铝电解电容器
，具体为一种高可靠性叠层固态铝电解电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]片式叠层固态铝电解电容器以导电聚合物材料作为固体电解质，具有多层芯子并联堆叠的芯包结构和适用表面贴装的产品外形，与传统液态铝电解电容器相比，具有体积更小、基础电性能更好、使用寿命更长、频率阻抗特性和温度特性优异、环保及安全特性更高等优点。
[0003]目前，制备片式叠层固态铝电解电容器的常见工艺是：将裁切好的化成箔用阻隔胶划分出阳极区和阴极区，在箔片的阴极区表面依次形成导电聚合物固体电解质层、导电碳浆层和银浆层，形成电容器芯子；将多个电容器芯子采用并联方式堆叠，与外设引线框连接以引出阳极和阴极，然后用环氧树脂进行封装，最后将暴露在树脂外壳以外的引线弯折成型，形成外部端子。
[0004]上述工艺采用的树脂封装方式虽然适用于低成本化、大规模自动化的工业生产，但树脂封装为非气密性结构，在高温、高湿等严苛的环境下容易受潮气或腐蚀性气体、液体侵入电容器内部，造成产品性能恶化甚至失效。此外，由于有机封装树脂直接与芯子接触，在注塑封装时容易从叠层芯子间隙挤入，对芯子产生挤压形变，引起漏电流、ESR增大，严重的造成脱层，引起电容器失效；树脂封装料在固化时收缩产生应力亦对产品性能有负面影响，造成性能恶化甚至失效；限制了传统树脂封装片式叠层固态铝电解电容器的应用，特别是在复杂环境下及高可靠性要求领域的应用。基于此，本专利技术设计了一种高可靠性叠层固态铝电解电容器及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高可靠性叠层固态铝电解电容器及其制备方法，以解决上述技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高可靠性叠层固态铝电解电容器，包括若干个电容器芯子、铆钉、外壳体和盖板，若干个所述电容器芯子依次堆叠后通过铆钉固接在外壳体内部形成电容器半成品，所述盖板盖设在电容器半成品上并密封后形成固态铝电解电容器；
[0007]所述电容器芯子呈轴向对称工字形结构，所述电容器芯子包括阳极部和阴极部，所述阳极部和阴极部之间连接有矩形连接部，且矩形连接部的宽度小于阳极部和阴极部的宽度，所述矩形连接部上下表面及两侧面均涂覆有绝缘阻隔胶，形成绝缘阻隔胶带，所述阳极部开设有一对与铆钉相互配合的圆形通孔，所述阴极部从内到外依次为化成箔、导电聚合物层、导电碳浆层和导电银浆层。
[0008]所述外壳体包括两个长侧板、两个短侧板和底板，且两个长侧板、两个短侧板和底
板之间围合形成方形敞口结构，两个所述长侧板相互靠近的侧面对称设置有两个阻隔板，且阻隔板与底板相连接，所述阻隔板将外壳体的内腔划分为与电容器芯子形状相匹配的阳极腔和阴极腔，所述底板上穿设有阳极电连接部和阴极电连接部，所述电容器芯子的阳极部通过铆钉与阳极电连接部电连接，所述电容器芯子的阴极部与阴极电连接部电连接，所述外壳体的敞口边沿固定设置有矩形金属环。
[0009]优选的，所述铆钉包括相互连接的圆形钉帽和与圆形通孔相匹配的圆柱形钉体，且圆形钉帽的直径大于圆柱形钉体的直径，所述圆柱形钉体远离圆形钉帽的一端为锥形结构。
[0010]优选的，所述盖板靠近外壳体的一侧面的边缘设置有一圈与矩形金属环相互配合的突出部，所述盖板通过突出部与矩形金属环之间套合并焊接固定。
[0011]优选的，所述阳极电连接部包括依次垂直连接的阳极舌部、阳极连接部、阳极端子部，所述阳极舌部包括矩形部，所述矩形部远离阳极连接部的一侧面设置有一对与圆形通孔相匹配的圆筒形定位钉，所述矩形部嵌入底板的内表面并与之相平齐，所述阳极连接部的中部设置有一圈阳极环形突起部，所述阳极端子部嵌入底板的外表面并与之相平齐；
[0012]所述阴极电连接部包含依次垂直连接的阴极舌部、阴极连接部和阴极端子部，所述阴极舌部为矩形，所述阴极舌部嵌入底板的内表面并与之相平齐，所述阴极连接部的中部设置有一圈阴极环形突起部，所述阴极端子部嵌入底板的外表面并与之相平齐。
[0013]优选的，所述矩形连接部的长度为电容器芯子总长度的10％
‑
30％。
[0014]优选的，所述阻隔板的高度等于长侧板的高度，所述阻隔板的宽度为底板宽度的10％
‑
30％。
[0015]优选的，所述长侧板、短侧板、底板和阻隔板的材质为氧化铝陶瓷，所述矩形金属环的材质为Kovar合金。
[0016]优选的，所述阳极端子部和阴极端子部露出外壳体的表面上设置有锡镀层。
[0017]一种高可靠性叠层固态铝电解电容器的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0018]S1、将化成铝箔冲切成带有矩形连接部、且一端带有一对圆形通孔的工字形，形成第一铝箔；
[0019]S2、在第一铝箔的矩形连接部上涂敷绝缘阻隔胶，制备绝缘阻隔胶带，划分阳极区和阴极区，形成第二铝箔；
[0020]S3、将第二铝箔的阴极区侧边电介质层进行再化成修复处理，形成第三铝箔；
[0021]S4、在第三铝箔的阴极区表面形成导电聚合物层，得到第四铝箔；
[0022]S5、将第四铝箔的阴极区浸渍导电石墨乳后烘干，形成导电碳浆层，得到第五铝箔；
[0023]S6、将第五铝箔的阴极区浸渍导电银浆后烘干，形成导电银浆层，得到电容器芯子；
[0024]S7、按照设计层数，将若干个电容器芯子堆叠并固定在外设的外壳体中，形成电容器半成品；
[0025]S8、将盖板盖设在外壳体上，并且在外设的盖板与外壳体之间通过平行缝焊工艺进行气密性封接，制成固态铝电解电容器。
[0026]优选的，所述步骤S7中的堆叠固定步骤具体为：
[0027]S71、在阴极舌部上涂敷导电银胶，将第一个电容器芯子的阴极部与之粘接，并将阳极部上的一对圆形通孔套设在阳极舌部的一对圆筒形定位钉外部；
[0028]S72、按照设计层数，重复S71的步骤，完成若干个电容器芯子的堆叠，电容器芯子的阴极部之间通过导电银胶粘接并固化，完成阴极引出；
[0029]S73、在圆筒形定位钉的孔洞中打入铆钉，并通过超声波焊接工艺将铆钉、圆筒形定位钉、若干个电容器芯子的阳极部进行固定并形成电连接，完成阳极引出；
[0030]S74、在外壳体的阳极腔中填充绝缘密封胶并固化。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0032]1、本专利技术采用外壳体加焊接封盖的无机封装外壳，气密性较传统树脂封装外壳更佳，更适用于复杂环境下及高可靠性要求领域的应用；
[0033]2、本专利技术的封装外壳与芯子间有空隙，消除了注塑封装产生的芯子挤压形变和塑封料固化收缩的应力，封装工艺不会对芯子造成物理损伤，从而防止封装对芯子性能的破坏；
[0034]3、本专利技术采用具有工字形内腔的陶瓷外壳体以匹配工字形芯子，芯子的阳极部通过铆接
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焊接方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性叠层固态铝电解电容器，其特征在于：包括若干个电容器芯子(1)、铆钉(2)、外壳体(3)和盖板(4)，若干个所述电容器芯子(1)依次堆叠后通过铆钉(2)固接在外壳体(3)内部形成电容器半成品，所述盖板(4)盖设在电容器半成品上并密封后形成固态铝电解电容器(5)；所述电容器芯子(1)呈轴向对称工字形结构，所述电容器芯子(1)包括阳极部(11)和阴极部(12)，所述阳极部(11)和阴极部(12)之间连接有矩形连接部(13)，且矩形连接部(13)的宽度小于阳极部(11)和阴极部(12)的宽度，所述矩形连接部(13)上下表面及两侧面均涂覆有绝缘阻隔胶，形成绝缘阻隔胶带(14)，所述阳极部(11)开设有一对与铆钉(2)相互配合的圆形通孔(15)，所述阴极部(12)从内到外依次为化成箔、导电聚合物层、导电碳浆层和导电银浆层；所述外壳体(3)包括两个长侧板(31)、两个短侧板(32)和底板(33)，且两个长侧板(31)、两个短侧板(32)和底板(33)之间围合形成方形敞口结构，两个所述长侧板(31)相互靠近的侧面对称设置有两个阻隔板(34)，且阻隔板(34)与底板(33)相连接，所述阻隔板(34)将外壳体(3)的内腔划分为与电容器芯子(1)形状相匹配的阳极腔和阴极腔，所述底板(33)上穿设有阳极电连接部(35)和阴极电连接部(36)，所述电容器芯子(1)的阳极部(11)通过铆钉(2)与阳极电连接部(35)电连接，所述电容器芯子(1)的阴极部(12)与阴极电连接部(36)电连接，所述外壳体(3)的敞口边沿固定设置有矩形金属环(37)。2.根据权利要求1所述的一种高可靠性叠层固态铝电解电容器，其特征在于：所述铆钉(2)包括相互连接的圆形钉帽(21)和与圆形通孔(15)相匹配的圆柱形钉体(22)，且圆形钉帽(21)的直径大于圆柱形钉体(22)的直径，所述圆柱形钉体(22)远离圆形钉帽(21)的一端为锥形结构。3.根据权利要求1所述的一种高可靠性叠层固态铝电解电容器，其特征在于：所述盖板(4)靠近外壳体(3)的一侧面的边缘设置有一圈与矩形金属环(37)相互配合的突出部(41)，所述盖板(4)通过突出部(41)与矩形金属环(37)之间套合并进行焊接固定。4.根据权利要求1所述的一种高可靠性叠层固态铝电解电容器，其特征在于：所述阳极电连接部(35)包括依次垂直连接的阳极舌部(351)、阳极连接部(352)、阳极端子部(353)，所述阳极舌部(351)包括矩形部(3511)，所述矩形部(3511)远离阳极连接部(352)的一侧面设置有一对与圆形通孔(15)相匹配的圆筒形定位钉(3512)，所述矩形部(3511)嵌入底板(33)的内表面并与之相平齐，所述阳极连接部(352)的中部设置有一圈阳极环形突起部(3521)，所述阳极端子部(353)嵌入底板(33)的外表面并与之相平齐；所述阴极电连接部(36)包含依次垂直连接的阴极舌部(361)、阴极连接部(362)和阴极端子部(363)，所述阴极舌部(361)为矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国平，张秋水，赖昌赛，谢盼盼，陈巧琳，林晓辉，
申请(专利权)人：福建国光新业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：