專利名稱：固體電解電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用由具有閥作用的金屬材料構(gòu)成的多孔質(zhì)燒結(jié)體的固體電解電容器。另外，本發(fā)明還涉及這樣的固體電解電容器的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，為了除去由CPU等器件產(chǎn)生的噪聲或者使電子設(shè)備的電源系統(tǒng)穩(wěn)定化，廣泛使用包含由具有閥作用的金屬材料(以下簡稱為「閥作用金屬」)構(gòu)成的多孔質(zhì)燒結(jié)體的固體電解電容器。
作為這種固體電解電容器的制造方法的一例，圖12及13所示的方法被提出(參照特開平10-106898號公報(bào))。如圖12所示，在該制造方法中使用的裝置具有包含固定塊體101、可動塊體102以及推壓塊體103的模具B1。在該制造方法中，向固體塊體101及可動塊體102所規(guī)定的空間充填閥作用金屬粉末104。接著，如圖13所示，通過使突出地設(shè)置金屬絲(wire)105的推壓塊體103下降，向下方對粉末104加壓，形成多孔質(zhì)體106。其后，通過加熱燒成該多孔質(zhì)體，得到多孔質(zhì)燒結(jié)體，用該多孔質(zhì)燒結(jié)體制造固體電解電容器。
采用上述方法，在粉末104加壓成形中，沿金屬絲105的軸方向壓縮粉末104。這樣，粉末104對金屬絲105的壓接不充分，存在金屬絲105和多孔質(zhì)體106不恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合的可能性。
作為固體電容器制造方法的另一例，圖14所示方法被提出(參照特開平10-106897號公報(bào))。該制造方法中使用的裝置具有包含固定塊體201、可動塊體202以及一對推壓塊體203的模具B2。在該制造方法中，在由固定塊體201和兩個推壓塊體203規(guī)定的空間中充填閥作用金屬的粉末，接著，通過使突出地設(shè)置金屬絲205的可動塊體202復(fù)蓋上述空間。然后，通過兩個推壓塊體203將上述粉末在水平方向上加壓，形成多孔質(zhì)體。采用這種方法，在與金屬絲205的軸方向相交的方向上進(jìn)行上述粉末壓縮。這樣，可以將上述粉末與金屬絲205充分地壓接。
近年，隨著對CPU的高時(shí)鐘(clock)化或電子設(shè)備的高速化以及數(shù)字化的追求，對電容器提出了各種各樣的要求。例如，要求提高在寬頻帶的噪聲除去特性?；蛘呔哂信c高頻對應(yīng)的高響應(yīng)性，而且要求進(jìn)行大容量供電。電容器的大電容量化、低電阻化及低阻抗化對達(dá)到這樣的要求是有效的。為此，如果是包含多孔質(zhì)燒結(jié)體的固體電解電容器，優(yōu)選達(dá)到該多孔質(zhì)燒結(jié)體的大型化、高密度化以及扁平化。
然而，圖14所示的現(xiàn)有制造方法中，在形成大型、高密度且扁平的多孔質(zhì)體時(shí)，存在下述缺點(diǎn)。
為了使多孔質(zhì)體達(dá)到大型且高密度，必需加大對閥金屬粉末的壓縮力，同時(shí)，延長推壓塊體203的移動距離。為此，對于每個推壓塊體203，都必需準(zhǔn)備大輸出的驅(qū)動源(總共兩個驅(qū)動源)。這些驅(qū)動源隔著模具B2設(shè)置在水平方向上相互離開的位置。但是這樣的結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致制造裝置全體的設(shè)置空間變大。此外，準(zhǔn)備兩個大輸出的驅(qū)動源，從節(jié)省成本的方面而言是不理想的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在考慮上述事項(xiàng)之下產(chǎn)生的，因此本發(fā)明的課題就是提供如下技術(shù)，即，利用小型裝置，以較低成本形成大型、高密度且扁平的多孔質(zhì)體。
本發(fā)明的第一方面提供的固體電解電容器包括以下工序向相互對置的狀態(tài)下可水平方向移動的一對推壓塊體之間形成的空間，填充閥作用金屬組成的粉末的工序；通過相互接近上述一對推壓塊體，加壓上述粉末，形成扁平的多孔質(zhì)體的工序。上述粉末的加壓通過將與上述一對推壓塊體接合的升降塊體向上述一對推壓塊體下降而進(jìn)行。
優(yōu)選是上述方法還包括先于上述粉末的加壓，使由閥作用金屬組成的至少一根金屬絲從上述空間的上方進(jìn)入上述空間的金屬絲配置工序；在上述粉末加壓之后，將上述金屬絲在離開上述多孔質(zhì)體的位置切斷的金屬絲切斷工序。
優(yōu)選是，在上述金屬絲設(shè)置工序中，至少兩根金屬絲進(jìn)入上述空間，同時(shí)，在上述金屬絲切斷工序中，對這些金屬絲進(jìn)行切斷，使這些金屬絲從上述多孔質(zhì)體突出的長度相互不同。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于形成由金屬粉末組成的扁平多孔質(zhì)體的裝置。該裝置包括相互對置的狀態(tài)下可水平方向移動的一對推壓塊體；支持上述一對推壓塊體的固定塊體；設(shè)于上述一對推壓塊體的上方、可與這些推壓塊體接合的升降塊體。上述升降塊體構(gòu)成為通過與上述一對推壓塊體邊接合邊下降地使上述一對推壓塊體相互接近。
優(yōu)選是，分別在上述一對推壓塊體上，形成與上述升降塊體接合的傾斜面，在上述升降塊體上形成相對于上述各推壓塊體的上述傾斜面可滑動地接合的傾斜面。
優(yōu)選是，在上述升降塊體上，形成要使金屬絲貫通的、在上下方向上延伸的貫通孔，上述金屬絲通過上述貫通孔，能夠進(jìn)入形成于上述一對推壓塊體間的空間內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供固體電解電容器的中間品。該中間品包括由閥作用金屬組成的多孔質(zhì)體；從上述多孔質(zhì)體上突出的第一陽極；從上述多孔質(zhì)體上突出的第二陽極。上述第一陽極和上述第二陽極具有相互不同的長度。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可從以下適當(dāng)?shù)膶?shí)施例的說明中得到了解。


圖1表示用于根據(jù)本發(fā)明的制造方法的模具立體圖。
圖2是沿圖1的II-II線的截面圖。
圖3是沿圖1的III-III線的截面圖。
圖4是示出在上述模具形成的空間內(nèi)充填了金屬粉末狀態(tài)的截面圖。
圖5是示出在充填了上述金屬粉末上載置密封塊體狀態(tài)的立體圖。
圖6是沿圖5的VI-VI線的截面圖。
圖7是示出在充填了上述金屬粉末上部分埋設(shè)金屬絲的工序的截面圖。
圖8是示出壓縮上述金屬粉末形成多孔質(zhì)體的工序的截面圖。
圖9是示出使上述模具的升降模塊退避的工序的截面圖。
圖10是切斷部分埋設(shè)在上述多孔質(zhì)體內(nèi)的金屬絲的工序的截面圖。
圖11是示出通過上述制造法得到的中間品的立體圖。
圖12是示出充填由現(xiàn)有的模具規(guī)定的空間的金屬粉末狀態(tài)的截面圖。
圖13是示出壓縮圖12所示的金屬粉末的情況的截面圖。
圖14是說明現(xiàn)有的另一個制造方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，對本發(fā)明的合適的實(shí)施例，參照附圖，具體地加以說明。
圖1～圖10示出根據(jù)本發(fā)明的固體電解電容器的制造方法。這些圖正確地表示了用于固體電解電容器的多孔質(zhì)中間體(參照圖11)的制造方法。
使用本發(fā)明的制造方法的模具1，如圖1所示，包含固定塊體10、一對推壓塊體11、和升降塊體12。各推壓塊體11可移動地嵌入在固定塊體10上形成的溝部10c。固定塊體10具有一對向內(nèi)側(cè)面10a和向上水平面10b(參照圖3)，各推壓塊體11具有向內(nèi)側(cè)面11a(參照圖2)。通過這些側(cè)面10a、水平面10b以及側(cè)面11a規(guī)定了空間15。
升降塊體12設(shè)置在空間15的上方。升降塊體12通過例如其上設(shè)置的油壓汽缸等的驅(qū)動源(圖示省略)作到升降自如。在升降塊體12上形成向上下方向延伸的3個貫通孔12h，金屬絲40插入各貫通孔。金屬絲40例如由使用了鈮和鉭等的、具有閥作用的金屬材料(“閥作用金屬”)構(gòu)成。從以下說明可以理解，金屬絲40是作為形成最終所得到的固體電解電容器的材料而使用的。在升降塊體12的上方設(shè)置用于送出各金屬絲40的金屬絲送出裝置(圖示省略)。該金屬絲送出裝置構(gòu)成為使金屬絲40經(jīng)貫通孔12h只送出所希望的長度之后，保持該金屬絲。
如圖2所示，各推壓塊體11具有傾斜面11c。傾斜面11c做成越向下方越遠(yuǎn)離空間15的結(jié)構(gòu)。在圖所示的例子中，傾斜角α(對垂直方向的傾斜角)是45度，但并不限于此。另一方面，在升降塊體12上形成傾斜的一對傾斜面12c，使得越向下方，相互之間的水平距離越大。各傾斜面12c也對垂直方向有45度的傾斜角。如果升降塊體12通過未圖示的驅(qū)動源下降，則升降塊體12的傾斜面12c壓接推壓塊體11的傾斜面11c，這些傾斜面原樣保持接觸的狀態(tài)，相對滑動(滑動方向?qū)Υ怪狈较蛑粌A斜45度)。由此，兩個推壓塊體11相互接近地沿水平方向移動(各塊體11靠近空間15的中心地移動)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以通過單一驅(qū)動源驅(qū)動兩個推壓塊體11雙方。另外，由于該驅(qū)動源可以設(shè)置在升降塊體12的上方，所以就可節(jié)省用于驅(qū)動源裝置的空間。
進(jìn)一步根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，將上述驅(qū)動源的驅(qū)動力變換成在水平方向的壓縮力的裝置(驅(qū)動力變換裝置)是簡單的裝置就可以。具體來說，壓縮力變換的裝置是通過在各推壓塊體11和升降塊體12上僅形成傾斜面11c和12c就能實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動力變換裝置的結(jié)構(gòu)簡單的話，提高推壓塊體11和升降塊體12的剛性(例如部分增加塊體的厚度)就較為容易。通過提高剛性，可以對金屬粉末30作用更高的壓縮力，結(jié)果，就可以形成更為高密度的多孔質(zhì)體。
在本發(fā)明中，在各推壓塊體11的傾斜面11c上沿上述滑動方向形成長狀延伸的凸部，在升降塊體12的傾斜面12c上也可以形成可移動地容納該凸部的凹部(該凹部也沿上述滑動方向長狀延伸)。采用這樣的構(gòu)成，上述凸部及凹部的組合就可以作為規(guī)定滑動方向的導(dǎo)向裝置起作用。由此，可以使傾斜面11c及傾斜面12c沿適當(dāng)?shù)姆较蚧瑒?。?dāng)然，通過在升降塊體12的傾斜面12c上形成上述凸部，在各推壓塊體11的傾斜面11c上形成上述凹部也可以得到與其相同的效果。
在制造圖11所示的中間體時(shí)，首先，如圖4所示，通過使兩個推壓塊體11對固定塊體10固定，形成空間15，在空間15充填閥作用金屬粉末30。作為閥作用金屬可以使用例如用鈮和鉭的金屬材料。在將粉末30填充在空間15的工序中，粉末30的上部往往從空間15隆起，這種剩余部分優(yōu)選例如利用滑動(skige)消除。這樣，就可以將規(guī)定量的粉末30均勻地填充在空間15中。
接著，如圖5及圖6所示，利用密封塊體13從上方復(fù)蓋空間15。在密封塊體13上形成3個孔部13h。密封塊體13例如用螺栓(bolt)(圖示省略)固定在固定塊體10上。
接著，如圖7所示，使升降塊體12下降。這時(shí)，通過上述送出裝置，與升降塊體12的下降，同步送出3根金屬絲40。由此，各金屬絲40下降，從升降塊體12的貫通孔12h向下方延伸僅規(guī)定距離。各金屬絲40在貫通對應(yīng)的一孔部13h之后，進(jìn)入空間15內(nèi)充填的粉末30內(nèi)。
如圖8所示，使升降塊體12進(jìn)一步下降，通過兩個推壓塊體11對粉末30加壓成形，而且使升降塊體12在規(guī)定位置上停止。在圖示例中，升降塊體12在與密封塊體13上面接觸的時(shí)間點(diǎn)停止。這樣一來，由金屬粉末30就形成了扁平的多孔質(zhì)體31。
在上述工序中，對于粉末30的壓縮在多孔質(zhì)體31的厚度方向(水平方向)上進(jìn)行。多孔質(zhì)體31為扁平，其厚度比較小(例如為1mm或以下)。因此，對粉末30的壓縮距離變短。在本實(shí)施例中，對于多孔質(zhì)體31的厚度Tp，壓縮距離例如設(shè)定為1×Tp或者2×Tp。考慮后者的情況，厚度Tp為1mm的話，壓縮距離就為2mm。這意味著形成空間15的兩個推壓塊體11，在充填粉末30時(shí)(參照圖4)，在水平方向上相互僅僅離開3mm(＝1mm+2mm)。壓縮距離短的話，由粉末30形成的多孔質(zhì)體31的密度就會實(shí)質(zhì)上均勻。由此，在加熱燒成時(shí)，就可以抑制多孔質(zhì)體31出現(xiàn)弓起或破損。
另外，在上述壓縮工序中，各推壓塊體11的側(cè)面11a對于粉末30僅在水平方向作用按押力。這樣會使側(cè)面11a和粉末30在上下方向上不進(jìn)行相對運(yùn)動。也就是說，側(cè)面11a和粉末30相互之間不摩擦。這樣可以抑制在多孔質(zhì)體31的兩個主面(與推壓塊體的側(cè)面11a接觸的面)上的細(xì)微的孔破裂。因此，在后來的工序中，可以從這些主面對多孔質(zhì)體31適當(dāng)浸漬形成介電體層和電解質(zhì)層的水溶液。
多孔質(zhì)體31形成后，如圖9所示，使升降塊體12向上方退避。該工序是在通過上述送出裝置(圖示省略)保持著金屬絲40的狀態(tài)下進(jìn)行的。這樣，在使升降塊體12退避的過程中，可以防止金屬絲40和多孔質(zhì)體31的結(jié)合變?nèi)?，金屬絲40從多孔質(zhì)體31拔出。
接著，如圖10所示，使各金屬絲40在規(guī)定位置切斷。在圖示的例中，將在3根金屬絲40中位于中央的金屬絲40，在比其它兩根金屬絲40更離開多孔質(zhì)體31的位置切斷。由此，中央陽極41a就比其它兩個陽極41b長。
其后，使升降塊體12進(jìn)一步向上方移動。接著，去除密封塊體13，使兩個推壓塊體11沿相互分離的方向退避，從裝置取出多孔質(zhì)體31。這樣就得到圖11所示的中間體。之后，經(jīng)過用來將多孔質(zhì)體31作成燒結(jié)體的加熱工序、用來在該燒結(jié)體內(nèi)形成介電體層和電解質(zhì)層的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序，就制造出所希望的固體電解電容器。
在將上述中間體從制造裝置取出、形成介電體層和電解質(zhì)層時(shí)，最好通過承載陽極41a而避免直接把持多孔質(zhì)體31。這樣，就不會使形成于多孔質(zhì)體31表面的多個細(xì)微孔擠壓，還有，不會使多孔質(zhì)體31破損。其它的陽極41b由于相對較短形成，所以金屬絲40的使用量得到抑制，對降低成本有利。
在圖11所述的中間品中，雖然在多孔質(zhì)體31的內(nèi)部，部分埋設(shè)了陽極41a和41b，但本發(fā)明并不限于這樣的結(jié)構(gòu)。例如，可以在多孔質(zhì)體31形成之后，在多孔質(zhì)體31(或者其燒結(jié)體)的表面熔接或接合規(guī)定長度的金屬絲。
對于圖11所示的利用中間品制造的固體電解電容器，可以設(shè)計(jì)成電路電流從陽極41a向其它兩個陽極41b流動。這樣，就可以除去寬頻帶中的噪音。進(jìn)一步，通過電路電流分散到兩條陽極41b流動，可以實(shí)現(xiàn)低電阻化及低阻抗化。因此，可以防止該電容器的出火，還可以以高響應(yīng)性供給大容量的電力。
通過本發(fā)明的制造方法制造的固體電解電容器不僅用于對CPU等的器件除去噪聲，而且也可以用于使DC-DC變換器的輸出平滑化或除去旁通(by-pass)電路的脈動(ripple)等。
在上述實(shí)施例中，雖然采用了利用金屬絲的送出裝置，使金屬絲40延伸到空間15內(nèi)的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限于此。例如，可以預(yù)先準(zhǔn)備以規(guī)定長度切斷的金屬絲，將該金屬絲的上端部固定在形成于升降塊體12的保持孔中。在這種情況下，從保持孔突出到下方的金屬絲的一部分，隨著升降塊體12的下降，就進(jìn)入到空間15中。
關(guān)于本發(fā)明，如上進(jìn)行了說明，但可以將其改變成其它各種各樣的形態(tài)是明顯的。這種改變不脫離本發(fā)明的思想及范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員自明的所有變更應(yīng)當(dāng)包含在以下的權(quán)利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種固體電解電容器的制造方法，其特征在于，包含向相互對置的狀態(tài)下可水平方向移動的一對推壓塊體之間形成的空間，填充閥作用金屬組成的粉末的工序；和通過相互接近所述一對推壓塊體，加壓所述粉末，形成扁平的多孔質(zhì)體的工序，所述粉末的加壓通過使與所述一對推壓塊體接合的升降塊體向所述一對推壓塊體下降而進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，還包含先于所述粉末的加壓，使由閥作用金屬組成的至少一根金屬絲從所述空間的上方進(jìn)入所述空間的金屬絲配置工序；和在所述粉末加壓之后，將所述金屬絲在離開所述多孔質(zhì)體的位置切斷的金屬絲切斷工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，在所述金屬絲設(shè)置工序中，至少兩根金屬絲進(jìn)入所述空間，同時(shí)，在所述金屬絲切斷工序中，對這些金屬絲進(jìn)行切斷，使這些金屬絲從所述多孔質(zhì)體突出的長度相互不同。
4.一種用于形成由金屬粉末組成的扁平的多孔質(zhì)體的裝置，其特征在于，具有相互對置的狀態(tài)下可水平方向移動的一對推壓塊體；支持所述一對推壓塊體的固定塊體；和設(shè)于所述一對推壓塊體的上方、可與這些推壓塊體接合的升降塊體，所述升降塊體構(gòu)成為通過與所述一對推壓塊體邊接合邊下降地使所述一對推壓塊體相互接近。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，分別在所述一對推壓塊體上，形成與所述升降塊體接合的傾斜面，在所述升降塊體上形成相對于所述各推壓塊體的所述傾斜面可滑動地接合的傾斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，在上述升降塊體上，形成要使金屬絲貫通的、在上下方向上延伸的貫通孔，上述金屬絲通過上述貫通孔，能夠進(jìn)入形成于上述一對推壓塊體間的空間內(nèi)。
7.一種固體電解電容器的中間品，其特征在于，包括閥作用金屬組成的多孔質(zhì)體；從所述多孔質(zhì)體上突出的第一陽極；和從所述多孔質(zhì)體上突出的第二陽極，所述第一陽極和所述第二陽極具有相互不同的長度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種含有扁平的多孔質(zhì)體的固體電解電容器的制造方法。在該制造方法中，利用了一對推壓塊體和與這些推壓塊體相接合的升降塊體。一對推壓塊體可在相互對置的狀態(tài)下在水平方向上移動。在這些推壓塊體之間形成用來充填由閥作用金屬組成的粉末的空間。充填了該空間的粉末通過上述一對推壓塊體而被加壓，形成扁平的多孔質(zhì)體。該推壓塊體的加壓是通過上述升降塊體與上述一對推壓塊體邊接合邊下降地進(jìn)行的。
文檔編號H01G9/00GK1591722SQ20041007372
公開日2005年3月9日 申請日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者栗山長治郎 申請人:羅姆股份有限公司