專利名稱：金屬電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬電容器及其制造方法，更詳細地說，涉及采用金 屬材料作為電解質(zhì)來顯著改善電導率的金屬電容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，作為將從電源電路輸出的電源濾波為 一定值或者在低頻旁
路中使用的電容器，公知有鋁電解電容器(aluminum electrolytic capacitor),其制造方法如下。
首先，為了加大鋁箔的表面積從而加大靜電容量，實施蝕刻鋁箔 表面的工藝。當蝕刻完成時，實施鋁箔上形成電介質(zhì)的成型(forming) 工藝。當通過分別實施蝕刻、成型工藝制造出陰極和陽極鋁箔時，實 施將鋁箔和電解紙根據(jù)產(chǎn)品長度切成所需要寬度的分切(slit)工藝。 當分切完成時，實施向鋁箔接合作為引出端子的鋁引線棒的縫合 (stitch)工藝。
當鋁箔和電解紙的分切完成時，實施用帶粘接使得在陽極鋁箔和 陰極鋁箔之間插入電解紙后以圓筒狀巻繞而無法解開的繞制 (winding)工藝。當繞制工藝完成時，實施將其插入到鋁盒中后注入 電解液的浸漬(impregnation)工藝。當電解液注入完成時，實施用封 口材料密封鋁盒的密封(curling)工藝。當密封工藝完成時，實施恢 復電介質(zhì)損傷的老化(aging)工藝，從而完成鋁電解電容器的組裝。
然而，在應用現(xiàn)有鋁電解電容器的情況下，最近在電子設(shè)備的數(shù) 字化、小型化中存在如下問題。
鋁電解電容器中作為電解質(zhì)使用了電解液，因此存在電導率低， 有高頻區(qū)域中壽命變短的限制，在可靠性改善、高頻特性，低損耗化、 低ESR ( Equivalent Series Resistance:等效串聯(lián)電阻)、低阻抗方面存 在局限，由于紋波電流引起的發(fā)熱變高，從而在如煙霧、燃燒的安全性以及環(huán)境耐受性方面也存在局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬電容器及其制造方法，用于解決 上述的問題，其采用金屬材料作為電解質(zhì)，與目前電解質(zhì)中采用電解
液、有機半導體相比，將電導率改善了 10,000~1,000,000倍。
本發(fā)明的其他目的在于提供一種金屬電容器及其制造方法，其通 過使用金屬材料作為電解質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、低損耗、降低紋波發(fā) 熱、長壽命、改善耐熱安全性、無煙、不燃燒以及良好的環(huán)境耐受性。
用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的金屬電容器包括端子增加型金屬 部件，具有排列形成有多個貫通孔的貫通孔形成部、和分別形成在貫 通孔形成部上的第一電極引出部以及第二電極引出部；金屬氧化層， 形成在端子增加型金屬部件上；主電極層，形成在貫通孔形成部上， 覆蓋形成在端子增加型金屬部件的貫通孔形成部上的多個貫通孔；絕 緣層，形成在主電極層和端子增加型金屬部件上，使得端子增加型金 屬部件的第一電極引出部以及第二電極引出部向外部露出；第一引線 端子，選擇性地連接端子增加型金屬部件的第一以及第二電極引線部； 第二引線端子，連接在端子增加型金屬部件的主電極層上；密封部件， 將連接第一引線端子以及第二引線端子的端子增加型金屬部件進行密 封，使得第 一引線端子以及第二引線端子向外部露出。
本發(fā)明的金屬電容器的制造方法包括在母材上使用噴墨印刷、 物理刻劃或納米針形成圖案或溝；使用DC蝕刻方法在母材上形成分 別排列有多個貫通孔的貫通孔形成部，形成將第一電極引出部以及第 二電極引出部一體形成的端子增加型金屬部件；當在端子增加型金屬 部件上一體形成貫通孔形成部和第一電極引出部以及第二電極引出部 時，使用陽極氧化方法在端子增加型金屬部件上形成金屬氧化層；使 用CVD方法在主電極層和端子增加型金屬部件上形成絕緣層，使得端 子增加型金屬部件的第一電極引出部以及第二電極引出部向外部露 出；在貫通孔形成部上形成種子電極層，以在金屬氧化層上使用電解 電鍍或非電解電鍍進行浸透；使用電解電鍍、非電解電鍍方法以種子電極層為媒介在種子電極層上形成主電極層，覆蓋端子增加型金屬部
件的貫通孔形成部上形成的多個貫通孔；在端子增加型金屬部件的主 電極層上連接第二引線端子，在第一電極引出部以及第二電極引出部 上分別選擇性地連接第 一引線端子；當連接第 一引線端子以及第二引 線端子時，用密封部件密封端子增加型金屬部件，使得端子增加型金 屬部件的第一引線端子以及第二引線端子向外部露出。
本發(fā)明的金屬電容器通過采用金屬材料作為電解質(zhì)，與目前電解 質(zhì)中采用電解液或有機半導體相比，能夠?qū)㈦妼矢纳?10,000~ 1,000,000倍，通過串聯(lián)層疊能夠?qū)崿F(xiàn)高電壓，4是高電氣安全性， 提供能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、低損耗、低ESR、低阻抗化、改善耐熱安全性、 無煙、不燃燒以及環(huán)境耐受性的優(yōu)點。


圖l是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的金屬電容器的立體圖； 圖2是圖1所示金屬電容器沿Al-A2線的剖面圖； 圖3是圖1所示金屬電容器沿Bl-B2線的剖面圖； 圖4a至圖4g是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的金屬電容器的制造 工藝的圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的金屬電容器的剖面圖； 圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的金屬電容器的剖面圖。
符號說明10、110、 120:金屬電容器
10a:貫通型金屬部件
11:端子增加型金屬部件
lla:貫通孔形成部
lib:第一電極引出部
llc:第二電極引出部
12:金屬氧化層
13:種子電極層
14:主電極層15:絕緣層 16:導電膠層。
具體實施例方式
《第一實施例》
以下參照附圖進行說明根據(jù)本發(fā)明第 一 實施例的金屬電容器。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的金屬電容器的立體圖，圖2是圖 1所示金屬電容器沿Al-A2線的剖面圖，圖3是圖l所示金屬電容器 沿B1-B2線的剖面圖。如圖1至圖3所示，本發(fā)明的金屬電容器(IO 由端子增加型金屬部件11、金屬氧化層12、種子電極層13、主電極 層14、絕緣層15、第一引線端子21、第二引線端子22以及密封部件 30構(gòu)成，以下順序說明各部分結(jié)構(gòu)。
如圖4b所示，端子增加型金屬部件11形成為具有排列形成按圓 形或多邊形形成的多個貫通孔lld的貫通孔形成部lla、在貫通孔形 成部lla的一側(cè)和另一側(cè)中的第一電極引出部lib,以及第二電極引 出部llc。在端子增加型金屬部件11上形成第一電極引出部lib以及 第二電極引出部llc的理由是，在第一電極引出部lib以及第二電極 引出部11c上分別選擇性地連接第一引線端子21而構(gòu)成有極性的金屬 電容器IO的情況下，增加端子數(shù)，從而構(gòu)成為具有三個端子，即使在 無極性的情況下也能夠由具有二個端子的金屬電容器構(gòu)成。
端子增加型金屬部件11是一體形成了貫通孔形成部lla、第一電 極引出部lib以及第二電極引出部llc,形成在貫通孔形成部lla上的 多個貫通孔lid以圓筒狀形成，從而形成貫通孔lld。端子增加型金 屬部件11由金屬材料構(gòu)成，其中可選用鋁(Al)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、 鈦(Ti)以及鋯(Zr)中的任何一個。
金屬氧化層12形成在端子增加型金屬部件11的表面上，如圖1 所示，形成在端子增加型金屬部件11兩面，即包括多個貫通孔lld表 面、上/下面等的全部表面上。形成在端子增加型金屬部件11上的金 屬氧化層12根據(jù)端子增加型金屬部件11的材料而可選用氧化鋁 (A1203 )、氧化鈮(Nb205 )、 一氧化鈮(NbO )、氧化鉭(Ta205 )、氧化鈦(Ti02)以及氧化鋯(Zr02)中的任何一個。
絕緣層15形成在金屬氧化層12上，使得端子增加型金屬部件11 的第一電極引出部lib以及第二電極引出部lie和貫通孔形成部11a 上形成的多個貫通孔11d分別露出。這種絕緣層15也可以在形成多個 主電極層14后形成。即絕緣層15形成在電極層14和端子增加型金屬 部件11上，使得端子增加型金屬部件11的第一電極引出部lib以及 第二電極引出部lie向外部露出。即如圖l所示，絕緣層15沿著主電 極層14形成在端子增加型金屬部件11和主電極層14上，使得第一電 極引出部lib以及第二電極引出部lie向外部露出。這種絕緣層15采 用絕緣帶或樹脂系列的材料。
種子電極層13形成在金屬氧化層12上，金屬氧化層12形成在端 子增加型金屬部件11的貫通孔形成部lla上。主電極層14形成在種 子電極層13上，覆蓋形成在端子增加型金屬部件11的貫通孔形成部 lla上的多個貫通孔lld，種子電極層13形成在貫通孔形成部lla上。 這種種子電極層13、主電極層14分別采用鋁(Al)、銅(Cu)、鋅(Zn)、 4艮(Ag)、 4臬(Ni)、 4易(Sn)、銦(In)、 4巴(Pd)、白金(Pt)、 4古(Co )、 釕(Ru)以及金(Au)中的任何一個。
第一引線端子21選擇性地連接在端子增加型金屬部件11的第一 電極引出部lib以及第二電極引出部lie上。選4奪性地連接在第一電 極引出部llb以及第二電極引出部11c上的第一引線端子21與第一電 極引出部lib以及第二電極引出部lie都連接，從而用作具有極性的 引線端子，或者連接在第一電極引出部llb以及第二電極引出部lie 中的任何一個上，用作無極性的引線端子。
第二引線端子22連接在端子增加型金屬部件11的主電極層14 上。為了改善第二引線端子22連接到主電極層14時第二引線端子22 的粘接力，在主電極層14上還具有導電膠層16。
密封部件30將連接了第一引線端子21以及第二引線端子22的端 子增加型金屬部件11進行密封，并使得第一引線端子21以及第二引 線端子22向外部露出，從而從外部保護金屬電容器10,這種密封部 件30可采用注塑材料或內(nèi)部掏空的蓋部件。下面參照附圖對具有上述結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明第 一 實施例的金屬電 容器10的制造方法進行說明。
本發(fā)明的金屬電容器IO的制造方法如圖4a以及圖4b所示，當制 備了如金屬材料的膜、薄膜(foil)等母材l時，可以使用噴墨印刷、 物理刻劃等來形成圖案(未圖示)，或者用納米針形成圖案。
而且，在所述母材1上使用DC蝕刻方法分別形成排列多個貫通 孔lld的貫通孔形成部lla，形成端子增加型金屬部件11,在其一側(cè) 和另一側(cè)一體形成有第一電極引出部lib以及第二電極引出部llc。 在貫通孔形成部lla上形成多個貫通孔lld時，各個貫通孔lld直徑 是1 jam至100jum。通過形成為按圓筒狀貫通的多個貫通孔lld，除 了 DC蝕刻方法以外，還可以使用AC ( Alternate Current:交流)蝕刻、 濕刻、機械穿孔或者激光穿孔來容易形成。
所述蝕刻方法是將母材1在大致50。C磷酸1~3%水溶液中進行1 5 分鐘左右的前處理工藝，在70 90。C溫度下，混合了硫酸、磷酸以及 鋁等的混合物中進行2~10分鐘左右的一次蝕刻。此時，電流密度是 100至400mA/cm2。而且，再次在大致80°C左右的混合了硝酸、磷酸 以及鋁等的混合物中進行IO分鐘左右的二次蝕刻。此時，電流密度是 10至100 mA/cm2。當完成所述蝕刻時，在60至70°C的硝酸30~70g/l 溶液中進行IO分鐘左右的化學洗凈。
當在端子增加型金屬部件11上一體形成貫通孔形成部lla、第一 電極引出部lib以及第二電極引出部llc時，如圖4c所示，使用陽極 氧化方法在端子增加型金屬部件11上形成金屬氧化層12。
所述陽極氧化方法是首先在80 100。C的去離子水(deionized water)中進行2~20分鐘左右的加熱(Boiling)工序，進行在硼酸和 硼酸銨水溶液中以電壓150V進行一次氧化，并在改變所述水溶液濃 度和電壓的同時進行多次(2~3次)氧化。而且，以預定溫度例如 400 600。C進行熱處理、再次進行再成型。另外，為了去除再成型時產(chǎn) 生的副產(chǎn)物而進行副產(chǎn)物處理。而且，還可以重復進行再次再成型和 熱處理。為了除去硼酸、磷酸，可多次進行規(guī)定的洗凈工序。
如圖4d所示，使端子增加型金屬部件11的第一電極引出部lib以及第二電極引出部lie向外部露出，使用CVD方法在主電極層14 和端子增加型金屬部件11上形成絕緣層15。絕緣層15可采用絕緣帶 或樹脂系列的材料。雖然作為參考例而在此采用了 CVD,但是也可以 采用使用了絕緣樹脂、絕緣染料的浸漬(Dipping)工序、采用了噴墨 印刷(Ink-jet Printing )、絲網(wǎng)印刷(Screen printing )的噴涂(Spray) 工序、沖壓(Stamping)工序中的任何一個。
如圖4e所示，在貫通孔形成部lla上形成種子電極層13，從而 在金屬氧化層12上使用電解電鍍或非電解電鍍方法進行浸透。
在種子電極層形成工序中，作為活性劑(Activator),采用規(guī)定量 的硫酸把，在鎳非電解電鍍中采用磷酸鎳鹽水溶液，適當調(diào)節(jié)pH范 圍(pH在4-8)、溫度(50 80°C )進行5 20分鐘的電鍍。而且，可 根據(jù)用戶要求進行附加的電鍍工序和100。C以下進行干燥的工序。
如圖4f所示，當形成種子電極層13時，使用電解電鍍、非電解 電鍍方法以種子電極層13為媒介形成主電極層14,覆蓋形成在端子 增加型金屬部件11的貫通孔形成部lla上的多個貫通孔lld。
用于形成所述主電極層14的電解電鍍將硫酸鎳、氯化鎳水溶液的 pH設(shè)為1~5,溫度保持在30 70°C，施加電流密度是20~120mA/cm2 的DC電流來實施電解電鍍，形成主電極層14。而且，用于形成主電 極層14的非電解電鍍將70 9(TC間的磷酸鎳水溶液pH值調(diào)節(jié)在5~7 之間，在其中將形成種子電極層13的基材進行10 30分鐘的非電解電 鍍，進行用于去除表面電鍍液成分的洗凈和IO(TC以下的干燥，從而 形成主電極層14。
如圖2以及圖3所示，在端子增加型金屬部件11的主電極層14 上連接第二引線端子22，在第一電極引出部lib以及第二電極引出部 11c上分別選擇性地連接第一引線端子21。即，在構(gòu)成為金屬電容器 10無極性的情況下，連接第一電極引出部llb、第二電極引出部11c 中的任何一個。
在主電極層14和端子增加型金屬部件ll上形成絕緣層15的工藝 和在主電極層14上連接第二引線端子22而在第一電才及引出部lib以 及第二電極引出部11c上分別選擇性地連接第一引線端子21的工藝之間，為了提高第一引線端子21以及第二引線端子22的粘接力，進一 步設(shè)置在連接第二引線端子22的主電極層14上形成導電膠層16的工 藝。導電膠層16可采用涂抹金屬粘接劑、焊膏的方法、電解電鍍方法 以及非電解電鍍方法中的任何一種來形成。
當連接第一引線端子21以及第二引線端子22時，如圖3所示， 用密封部件30密封端子增加型金屬部件11,使得端子增加型金屬部 件11的第一引線端子21以及第二引線端子22向外部露出。在用密封 部件30密封端子增加型金屬部件11的工藝中，在將端子增加型金屬 部件11進行密封時，可用注塑材料或內(nèi)部掏空的蓋部件進行密封。
《第二實施例》
以下參照附圖對無極性的金屬電容器110進行說明。其中，金屬 電容器IIO使用了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明第一實施例的金屬電容器IO的貫通 型金屬部件10a。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的金屬電容器110由多個貫 通型金屬部件10a、導電膠層16、第三引線端子23、第四引線端子24 以及密封部件30構(gòu)成，順序說明各自結(jié)構(gòu)則如下。
多個貫通型金屬部件10a分別由端子增加型金屬部件11、金屬氧 化層12、種子電極層13、主電極層14以及絕緣層15構(gòu)成，各部分的 結(jié)構(gòu)與上述第一實施例的貫通型金屬部件10a相同，因此省略。雖然 在此說明了具有種子電極層13的情況，但是也可以根據(jù)用戶要求而不 采用所述種子電極層13。
具有如前所述結(jié)構(gòu)的多個貫通型金屬部件10a分別順序?qū)盈B。導 電膠層16分別設(shè)置在多個貫通型金屬部件10a的主電極層14之間， 使多個貫通型金屬部件10a粘接。第三引線端子23分別連接在重疊的 多個貫通型金屬部件10a中位置為奇數(shù)的多個貫通型金屬部件10a的 第一電極引出部llb。即，當假定重疊的多個貫通型金屬部件10a中 位于最上側(cè)的貫通型金屬部件10a是第一個而位于其下方的下一個貫 通型金屬部件10a是第二個時，第三引線端子23分別連接在諸如第一 個、第三個這樣的奇數(shù)位置上的貫通型金屬部件10a的第一電極引出部llb上。相反地，第四引線端子26分別連接在重疊的多個貫通型金 屬部件10a中位置為偶數(shù)的多個貫通型金屬部件10a的第二電極引出 部llc上，從而構(gòu)成無極性的金屬電容器110。通過在形成具有相同 極性的金屬氧化層12的端子增加型金屬部件ll的第一電極引出部lib 以及第二電極引出部11c上分別連接第三引線端子23以及第四引線端 子24，金屬電容器110構(gòu)成為無極性。
當多個貫通型金屬部件10a上連接第三引線端子23以及第四引線 端子24時，密封部件30將分別連接第三引線端子23以及第四引線端 子24的多個貫通型金屬部件10a進行密封，使得第三引線端子23以 及第四引線端子24向外部露出，從而從外部保護層疊的多個貫通型金 屬部件10a。
《第三實施例》
下面參照附圖對有極性的金屬電容器120進行說明。其中，金屬 電容器120使用了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明第一實施例的金屬電容器IO的貫通 型金屬部件10a。
如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的有極性的金屬電容器120 由多個貫通型金屬部件10a、導電膠層16、第一極性引線端子25、第 二極性引線端子26、第三極性引線端子27以及密封部件30構(gòu)成。下 面依次說明各部分結(jié)構(gòu)。
多個貫通型金屬部件10a由端子增加型金屬部件11、金屬氧化層 12、種子電才及層13、主電極層14以及絕纟彖層15構(gòu)成，各部分結(jié)構(gòu)與 所述第一實施例的貫通型金屬部件10a相同，因此省略其說明'。具有 這種結(jié)構(gòu)的多個貫通型金屬部件10a分別順序?qū)盈B。導電膠層16分別 設(shè)置在多個貫通型金屬部件10a的主電極層14之間，粘接多個貫通型 金屬部件10a。
第一極性引線端子25分別連接在層疊的多個貫通型金屬部件10a 的第一電極引出部llb上，以用作陽電極，第三極性引線端子27分別 連接在層疊的多個貫通型金屬部件10a的第二電極引出部llc上，用 作陽電極，從而構(gòu)成有極性的金屬電容器120。即，通過使第一極性引線端子25以及第三極性引線端子27分別連接在形成于金屬氧化層 12上的端子增加型金屬部件11的第一電極引出部llb和第二電極引 出部llc上，使得第一極性引線端子25以及第三極性引線端子27分 別起到陽極箔作用，從而用作陽電極。第二極性引線端子26連接在貫 通型金屬部件10a中之一的主電極層14上。由于第二極性引線端子 26連接在沒有形成金屬氧化層12的主電極層14上，因而起到陰極箔 的作用，從而^皮用作陰電極。
具有第一電極引出部lib以及第二電極引出部lie的端子增加型 金屬部件11能夠起陰極箔的作用。在端子增加型金屬部件ll起陰極 箔作用的情況下，主電極層14起陽極箔作用。因而，在第二極性引線 端子26用作陰電極的情況下，第一極性引線端子25和第三極性引線 端子27分別用作陽電極，在第二極性引線端子26用作陽電極的情況 下，第一極性引線端子25和第三極性引線端子27用作陰電極。另外， 在第一極性引線端子25和第三極性引線端子27分別用作陰電極的情 況下，第二極性引線端子26用作陽電極。在第一極性引線端子25和 第三極性引線端子27分別用作陽電極的情況下，第二極性引線端子 26用作陰電極。
為了改善起陽極、陰電極作用的第二極性引線端子26的粘接力， 在連接第二極性引線端子26的多個貫通型金屬部件10a中之一的主電 極層14上形成導電膠層16。在形成導電膠層16的情況下，在導電膠 層16上連接第二極性引線端子26。
當?shù)谝恢恋谌龢O性引線端子25， 26, 27連接在層疊的多個貫通型 金屬部件10a上時，密封部件30進行密封使得第一至第三極性引線端 子25, 26， 27向外部露出，從而能夠從外部保護有極性的金屬電容器 120。
在如此層疊金屬電容器10而構(gòu)成金屬電容器110， 120的情況下， 可得到高電壓、高容量的金屬電容器。另外，通過在構(gòu)成金屬電容器 IO的端子增加型金屬部件11上形成兩面即上/下面貫通的貫通孔lld, 能夠自動連接端子增加型金屬部件11的上/下面上形成的主電極層 14。除了 DC蝕刻方法以外，也可以使用濕刻、機械穿孔或者激光穿孔，能夠形成維持一定的貫通孔lid,能夠改善泄漏電流和耐電壓性
6匕
工業(yè)實用性
本發(fā)明的金屬電容器能夠應用在電源電路的濾波電路、噪聲濾波 器、旁路電容器等中。
權(quán)利要求
1. 一種金屬電容器，其特征在于包括端子增加型金屬部件，具有排列形成有多個貫通孔的貫通孔形成部、和分別形成在所述貫通孔形成部上的第一電極引出部以及第二電極引出部；金屬氧化層，形成在所述端子增加型金屬部件上；主電極層，形成在貫通孔形成部上，覆蓋形成在所述端子增加型金屬部件的貫通孔形成部上的多個貫通孔；絕緣層，形成在主電極層和端子增加型金屬部件上，使得所述端子增加型金屬部件的第一電極引出部以及第二電極引出部向外部露出；第一引線端子，選擇性地連接所述端子增加型金屬部件的第一以及第二電極引線部；第二引線端子，連接在所述端子增加型金屬部件的主電極層上；密封部件，將連接所述第一引線端子以及第二引線端子的端子增加型金屬部件進行密封，使得第一引線端子以及第二引線端子向外部露出。
2. —種金屬電容器，其特征在于包括端子增加型金屬部件，具有排列形成多個貫通孔的貫通孔形成部、 和分別形成在所述貫通孔形成部上的第一電極引出部以及第二電極引 出部；金屬氧化層，形成在所述端子增加型金屬部件上；種子電極層，形成在所述金屬氧化層上，所述金屬氧化層形成在 所述端子增加型金屬部件的貫通孔形成部上；主電極層，形成在貫通孔形成部上形成的種子電極層上，覆蓋形 成在所述端子增加型金屬部件的貫通孔形成部上的多個貫通孔；絕緣層，形成在主電極層和端子增加型金屬部件上，使得所述端 子增加型金屬部件的第一電極引出部以及第二電極引出部向外部露出；第一引線端子，選擇性地連接所述端子增加型金屬部件的第一以及第二電極引線部；第二引線端子，連接至所述端子增加型金屬部件的主電極層； 密封部件，將連接所述第一引線端子以及第二引線端子的端子增加型金屬部件進行密封，使得所述第一引線端子以及第二引線端子向外部露出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬電容器，其特征在于，所述端子增 加型金屬部件選用鋁(Al )、鈮(Nb )、鉭(Ta )、鈦(Ti)以及鋯(Zr) 之一。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬電容器，其特征在于，在所述端子 增加型金屬部件的貫通孔形成部上的多個貫通孔形成為圓形或多邊
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬電容器，其特征在于，所述金屬氧 化層選用氧化鋁(A1203 )、氧化鈮(Nb20s)、 一氧化鈮(NbO)、氧化 鉭(Ta205 )、氧化鈥(Ti02)以及氧化鋯(Zr02)之一。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬電容器，其特征在于，所述種子電 極層和所述主電極層分別選用鋁(Al)、銅(Cu)、鋅(Zn)、銀(Ag)、 鎳(Ni)、錫(Sn)、銦(In)、釔(Pd)、白金(Pt)、鈷(Co )、釕(Ru ) 以及金(Au)之一。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬電容器，其特征在于，所述主電極 層還具有用于連接所述第二引線端子的導電膠層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬電容器，其特征在于，所述密封部 件采用注塑材料或內(nèi)部掏空的蓋部件。
9. 金屬電容器，其特征在于包括多個貫通型金屬部件，分別依次層疊有端子增加型金屬部件， 其具有排列形成有多個貫通孔的貫通孔形成部、和分別形成在所述貫 通孔形成部上的第一電極引出部以及第二電極引出部；金屬氧化層， 形成在所述端子增加型金屬部件上；種子電極層，形成在金屬氧化層 上，金屬氧化層形成在所述端子增加型金屬部件的貫通孔形成部上； 主電極層，形成在貫通孔形成部上形成的種子電極層上，覆蓋形成在 所述端子增加型金屬部件的貫通孔形成部上的多個貫通孔；絕緣層， 形成在主電極層和端子增加型金屬部件上，使得所述端子增加型金屬 部件的第一電極引出部以及第二電極引出部向外部露出；導電膠層，分別設(shè)置在所述多個貫通型金屬部件的主電極層之間， 以粘接多個貫通型金屬部件；第三引線端子，分別連接在所述層疊的多個貫通型金屬部件中位 置為奇數(shù)的多個貫通型金屬部件的第一電極引出部上；第四引線端子，分別連接在所述層疊的多個貫通型金屬部件中位 置為偶數(shù)的多個貫通型金屬部件的第二電極引出部上；密封部件，將連接所述第三引線端子以及第四引線端子的多個貫 通型金屬部件進行密封，使得第三引線端子以及第四引線端子向外部 露出。
10. 金屬電容器，其特征在于包括多個貫通型金屬部件，分別依次層疊有端子增加型金屬部件， 其具有排列形成多個貫通孔的貫通孔形成部、和分別形成在所述貫通 孔形成部上的第一電極引出部以及第二電極引出部；金屬氧化層，形 成在所述端子增加型金屬部件上；種子電極層，形成在金屬氧化層上， 所述金屬氧化層形成在所述端子增加型金屬部件的貫通孔形成部上； 主電極層，形成在貫通孔形成部上形成的種子電極層上，覆蓋形成在 所述端子增加型金屬部件的貫通孔形成部上的多個貫通孔；絕緣層， 形成在主電極層和端子增加型金屬部件上，使得所述端子增加型金屬部件的第一電極引出部以及第二電極引出部向外部露出；導電膠層，分別設(shè)置在所述多個貫通型金屬部件的主電極層之間，以粘接多個貫通型金屬部件；第 一極性引線端子，分別連接在所述層疊的多個貫通型金屬部件的第一電極引出部上；第二極性引線端子，連接在所述多個貫通型金屬部件之一的主電極層上；第三極性引線端子，分別連接在所述層疊的多個貫通型金屬部件 的第二電極引出部上；密封部件，將連接所述第一至第三極性引線端子的多個貫通型金 屬部件進行密封，使得所述第一至第三極性引線端子向外部露出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的金屬電容器，其特征在于，在所述第 二極性引線端子用作陰電極的情況下，所述第一極性引線端子和所述 第三極性引線端子被用作陽電極，在所述第二極性引線端子用作陽電 極的情況下，所述第一極性引線端子和所述第三極性引線端子用作陰 電極。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的金屬電容器，其特征在于，所述第一 極性引線端子和所述第三極性引線端子分別用作陰電極的情況下，所 述第二極性引線端子用作陽電極，在所述第一極性引線端子和所述第 三極性引線端子分別用作陽電極的情況下，所述第二極性引線端子用 作陰電極。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的金屬電容器，其特征在于，連接所述 第二極性引線端子的多個貫通型金屬部件中之一的主電極層中還具有 導電膠層。
14. 金屬電容器的制造方法，其特征在于包括 在母材上使用噴墨印刷、物理刻劃、納米針來形成圖案或溝；使用DC蝕刻方法在母材上形成分別排列多個貫通孔的貫通孔形 成部，從而形成將第一電極引出部以及第二電極引出部形成為一體的 端子增加型金屬部件；當在所述端子增加型金屬部件上一體形成貫通孔形成部和第一電 極引出部以及第二電極引出部時，使用陽極氧化方法在端子增加型金 屬部件上形成金屬氧化層；使用CVD方法在主電極層和端子增加型金屬部件上形成絕緣層， 使得所述端子增加型金屬部件的第一電極引出部以及第二電極引出部 向外部露出；在所述貫通孔形成部上形成種子電極層，以在所述金屬氧化層上 使用電解電鍍或非電解電鍍進行浸透；在所述種子電極層上使用電解電鍍或非電解電鍍方法，以種子電 極層為媒介形成主電極層，其覆蓋所述端子增加型金屬部件的貫通孔 形成部上形成的多個貫通孔；在所述端子增加型金屬部件的主電極層上連接第二引線端子，在 第一電極引出部以及第二電極引出部上分別選擇性地連接第一引線端 子；當連接所述第一引線端子以及第二引線端子時，用密封部件密封 端子增加型金屬部件，使得端子增加型金屬部件的第一引線端子以及 第二引線端子向外部露出。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬電容器制造方法，其特征在于， 所述陽極氧化方法包括在去離子水中進行加熱，在硼酸和硼酸銨水 溶液中改變水溶液濃度和電壓的同時進行多次氧化，進行重復熱處理、 再成型，進行副產(chǎn)物處理以去除再成型時產(chǎn)生的副產(chǎn)物，以及進行洗 凈以除去硼酸、磷酸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬電容器制造方法，其特征在于， 在所述金屬氧化層上形成種子電極層的工藝中，所述電解電鍍方法包 括采用硫酸釔水溶液作為活性劑浸漬規(guī)定時間后，在常溫下浸漬洗凈以去除表面的活性劑。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬電容器制造方法，其特征在于， 在形成所述主電極層的工藝中，所述電解電鍍是將硫酸鎳或氯化鎳水 溶液的pH設(shè)為1~5,溫度維持在30~70°C，并施加電流密度為 20 120mA/cm2的DC電流。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬電容器制造方法，其特征在于， 在形成所述主電極層的工藝中，所述非電解電鍍是將70 90'C間的磷 酸鎳水溶液pH調(diào)節(jié)在5~7之間，在其中將形成種子電極層的基材進 行10~30分鐘非電解電鍍，進行用于去除表面電鍍液成分的洗凈和100 。C以下的干燥，從而形成主電極層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬電容器制造方法，其特征在于， 在所述端子增加型金屬部件上一體形成貫通孔形成部和第一電極引出 部以及第二電極引出部的工序中，形成在貫通孔形成部上的多個貫通 孔各自的直徑是ljam至lOOjam,除了DC蝕刻方法以外，多個貫通 孔選用AC蝕刻、濕刻、機械穿孔以及激光穿孔的方法中之一形成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬電容器制造方法，其特征在于， 在將絕緣層形成于所述主電極層和端子增加型金屬部件上的工序與將 第二引線端子連接至所述主電極層上而將所述第一電極引出部以及第 二電極引出部分別選擇連接至第一引線端子的工序之間，還具有在連 接第二引線端子的主電極層上形成導電膠層的工序，以改善第一引線端子以及第二引線端子的粘接力，所述導電膠層的形成采用涂抹金屬 粘接劑、焊膏的方法、電解電鍍方法以及非電解電鍍方法之一。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬電容器制造方法，其特征在于， 在用密封部件密封所述端子增加型金屬部件的工序中，在密封端子增 加型金屬部件時用注塑材料或內(nèi)部掏空的蓋部件進行密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用金屬材料作為電解質(zhì)來顯著改善電導率的金屬電容器及其制造方法。本發(fā)明的金屬電容器包括端子增加型金屬部件，具有貫通孔形成部和第一電極引出部以及第二電極引出部；金屬氧化層，形成在端子增加型金屬部件上；主電極層，形成在貫通孔形成部上以覆蓋上述多個貫通孔；絕緣層，形成在主電極層和端子增加型金屬部件上，使端子增加型金屬部件的第一電極引出部以及第二電極引出部向外部露出；第一引線端子，選擇性地連接端子增加型金屬部件的第一以及第二電極引線部；第二引線端子，連接在端子增加型金屬部件的主電極層上；密封部件，將連接第一引線端子以及第二引線端子的端子增加型金屬部件進行密封使得第一引線端子以及第二引線端子向外部露出。
文檔編號H01G9/04GK101414512SQ200810126678
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者吳英宙 申請人:吳英宙