[发明专利]用于极端环境中的机械稳定性提高的固体电解电容器

说明书

相关申请

本申请要求2012年4月11日申请的美国临时申请61/622,651的优先权，以及2012年6月14日申请的美国临时申请61/659,529的优先权，所述申请的全部公开内容作为参考引入本文。

背景技术

由于电解电容器（如钽电容器）的体积效率、可靠性和工艺兼容性，它们在电路设计中的应用日益增多。例如，已经开发的一类电容器是固体电解电容器，其包括一阳极（如，钽）、一在阳极上形成的介质氧化物膜（如，五氧化二钽，Ta₂O₅）、一固体电解质层，以及一阴极。固体电解质层可由导电聚合物形成，如Sakata等人的美国专利US5,457,862、US5,473,503和US5,729,428及Kudoh等人的美国专利US5,812,367中对此均有说明。然而，遗憾的是，由于此类固体电解质在高温时存在从掺杂状态向不掺杂状态转变或从不掺杂状态向掺杂状态转变的倾向，其高温稳定性较差。为了解决这些问题和其它问题，人们已经开发了密封的电容器，以限制使用期间氧气与导电聚合物接触。例如，Rawal等人的美国专利公开US2009/0244812描述了一种电容器组件，包括导电聚合物电容器，所述电容器封闭密封在含惰性气体的陶瓷外壳内。据Rawal等人所述，陶瓷外壳限制供应给导电聚合物的氧气量和水分量，因此，降低了在高温环境中氧化的可能性，从而提高了电容器组件的热稳定性。然而，尽管实现了上述有益效果，问题却依然存在。例如，电容器有时候在极端条件下（如超过大约175℃的高温和/或超过大约35伏特的高压）机械稳定性变差，导致电容器元件从电路板剥离，电气性能变差。

因此，目前需要一种在极端条件下性能提高的固体电解电容器组件。

发明内容

根据本发明的一个实施例，其公开了一种包括一电容器元件的电容器组件，所述电容器元件包括一个由阳极氧化的烧结的多孔阳极体形成的阳极和一层涂覆在阳极上的固体电解质。所述组件还包含一外壳，其定义了一内部空腔，所述电器元件放在所述内部空腔内并密封封闭。所述外壳包含一表面，所述表面在纵向方向具有一尺寸并在横向方向上具有一尺寸，所述表面进一步定义了一外边缘。一阳极端子，其与阳极体电连接，所述阳极端子包含一与所述外壳的表面相邻的外部阳极端子部（external anode termination portion）。一阴极端子，其与固体电解质电连接，所述阴极端子包含一与所述外壳的表面相邻的外部阴极端子部（external cathode termination portion）。所述外部阳极端子部、所述外部阴极端子部或它们两者沿横向方向向外延伸超出所述外壳表面的外边缘一段距离。

根据本发明的另一个实施例，其公开了一种包括一电容器元件的电容器组件，所述电容器元件包括一个由阳极氧化的烧结的多孔阳极体形成的阳极和一层涂覆在阳极上的固体电解质。所述组件还包含定义了一内部空腔的外壳，所述电容器元件放在所述内部空腔内，并在包含惰性气体的气氛的存在下密封封闭。所述外壳包含一下表面，所述表面在纵向方向具有一尺寸并在横向方向上具有一尺寸，所述下表面进一步定义了一外边缘。一阳极端子，其与阳极体电连接，所述阳极端子包含一外部阳极端子部，其与所述外壳的下表面相邻并设置在与所述外壳的下表面平行的一平面上。所述外部阳极端子部沿横向方向向外延伸超出所述外壳表面的外边缘一第一距离。一阴极端子，其与固体电解质电连接，所述阴极端子包含一外部阴极端子部，其与所述外壳的下表面相邻并设置在与所述外壳的下表面平行的一平面上。所述外部阴极端子部沿横向方向向外延伸超出所述外壳表面的外边缘一第二距离。

根据本发明的另一个实施例，其公开了一种包括一电容器元件的电容器组件，所述电容器元件包括一个由阳极氧化的烧结的多孔阳极体形成的阳极和一层涂覆在阳极上的固体电解质。所述组件还包含一外壳，其定义了一内部空腔，所述电器元件放在所述内部空腔内并密封封闭。所述外壳包含一表面，所述表面在纵向方向具有一尺寸以及在横向方向上具有一尺寸，所述表面进一步定义一外边缘。一阳极端子，其与阳极体电连接，所述阳极端子包含一与所述外壳的表面相邻的外部阳极端子部。一阴极端子，其与固体电解质电连接，所述阴极端子包含一与所述外壳的表面相邻的外部阴极端子部。所述外部阳极端子部、所述外部阴极端子部或它们两者的至少一个侧面沿横向方向向外延伸超出所述外壳表面的外边缘一段距离。所述外部阳极端子部的侧面、所述外部阴极端子部的侧面或它们两者的侧面在外边缘折叠，这样，所述侧面与所述外壳的一壁面相邻，并且垂直于所述外壳表面。