CN113161151A - 钽电容器 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种钽电容器，所述钽电容器包括：钽主体；钽线，从所述钽主体的一个表面暴露；正极端子，包括连接到所述钽线的第一电极部和连接到所述第一电极部并与所述第一电极部垂直的第二电极部，其中，所述第一电极部包括朝向钽线的方向设置的第一突起，并且所述钽线包括朝向钽主体的方向设置的第一凹槽，其中，所述第一凹槽和所述第一突起彼此连接。

Description

钽电容器

本申请要求于2020年1月7日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0001990号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

技术领域

本公开涉及一种钽电容器。

背景技术

钽(Ta)材料由于具有诸如较高的熔点、优异的柔韧性和耐腐蚀性等的机械物理特性而广泛应用于诸如电气、电子、机械、化工、航天、国防和其它工业的各个工业领域。这种Ta材料由于能够形成稳定的阳极氧化膜的特性而被广泛用作小型电容器的正极材料，并且其年使用量随着近年来诸如电子和信息通信的信息技术(IT)工业的快速发展而迅速增加。

为了连接钽材料和电极，传统的钽电容器可使用其中端子被引出而没有内部引线框架或框架的结构。

在这种情况下，不使用现有框架的钽电容器的电极可作为下电极引出，使得钽主体和正极线分别连接到侧电极。在现有侧电极的结构中，侧电极可通过金属沉积工艺形成在引出部上，然后可分别连接到下电极。然而，现有的侧电极的问题在于，当金属沉积在平坦表面上时，连接到钽主体的每个部分的表面积受到显著限制。因此，等效串联电阻(ESR)特性和接合强度可能劣化。

发明内容

本公开的一方面在于提供一种能够与侧电极具有改善的接触的钽电容器。

本公开的另一方面在于提供一种能够改善机械强度以具有优异的可靠性的钽电容器。

本公开的另一方面在于提供一种能够减小等效串联电阻(ESR)的钽电容器。

根据本公开的一方面，一种钽电容器包括：钽主体；钽线，从所述钽主体的一个表面暴露；正极端子，包括连接到所述钽线的第一电极部和连接到所述第一电极部并与所述第一电极部垂直的第二电极部；负极端子，与所述正极端子间隔开，并且包括连接到所述钽主体的第三电极部和连接到所述第三电极部并与所述第三电极部垂直的第四电极部；以及成型部，覆盖所述钽主体，并且被构造为使所述第一电极部和所述第三电极部从所述成型部的相对表面暴露，并且使所述第二电极部和所述第四电极部从所述成型部的同一表面暴露，其中，所述第一电极部包括朝向钽线的方向设置的第一突起，并且所述钽线包括朝向钽主体的方向设置的第一凹槽，其中，所述第一凹槽和所述第一突起彼此连接。

根据本公开的另一方面，一种钽电容器包括：成型部，具有在长度方向上彼此相对的一对侧表面；正极端子，包括第一电极部和第二电极部，所述第一电极部具有从所述侧表面中的第一侧表面暴露的外表面，所述第二电极部垂直地连接到所述第一电极部并且从使所述一对侧表面连接的表面暴露，所述第一电极部包括在所述长度方向上设置在所述第一电极部的内表面上的第一突起；负极端子，包括第三电极部和第四电极部，所述第三电极部具有从所述侧表面中的第二侧表面暴露的外表面，所述第四电极部垂直地连接到所述第三电极部，从使所述一对侧表面连接的所述表面暴露并且与所述第二电极部间隔开；钽主体，封装在所述成型部中并且连接到所述第三电极部的内表面；以及钽线，从所述钽主体的侧表面暴露并且具有在所述长度方向上设置在所述钽线中的第一凹槽，所述钽线在所述长度方向上朝向所述第一电极部延伸使得所述第一突起和所述第一凹槽彼此连接。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示出根据本公开的实施例的钽电容器的透视图。

图2和图3是沿图1的线I-I’截取的截面图。

图4是示出根据本公开的另一实施例的钽电容器的透视图。

图5是沿图4的线II-II’截取的截面图。

图6是示出根据本公开的另一实施例的钽电容器的截面图。

图7是示出根据本公开的另一实施例的钽电容器的截面图。

图8是示出根据本公开的另一实施例的钽电容器的截面图。

具体实施方式

在下文中，现在将参照附图详细描述本公开的实施例。然而，本公开不应被解释为局限于在此阐述的特定实施例，并且应被理解为其包括本公开的实施例的各种变型、等同和/或替代方案。在结合附图的描述中，相似的附图标记可用于相似的元件。

另外，为了在附图中清楚地描述本公开，可省略与描述无关的部分，并且可放大厚度以清楚地表达各个层和区域，并且可使用相同或相似的附图标记来解释在相同构思的范围内具有相同功能的元件。

在本说明书中，诸如“具有”、“可具有”、“包括”、“包含”、“可包括”、“可包含”等的表述可包括存在相应特性(例如，诸如数值、功能、操作或部分的元素)，并且可不排除存在附加特征。

在本说明书中，诸如“A或B”、“A或/和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A或/和B中的一个或更多个”等的表述可包括共同列出的项目的所有可行的组合。例如，“A或B”、“A或/和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”可包括(1)包括至少一个A的所有情况，(2)包括至少一个B的所有情况，或(3)包括至少一个A和至少一个B两者的所有情况。

在附图中，X方向可被定义为第一方向、L方向或长度方向，Y方向可被定义为第二方向、W方向或宽度方向，并且Z方向可被定义为第三方向、T方向或厚度方向。

图1是示出根据本公开的实施例的钽电容器的透视图，并且图2和图3是图1的截面图。

参照图1至图3，根据本公开的实施例的钽电容器100可包括：钽主体110；钽线120，从钽主体110的一个表面暴露；正极端子130，包括连接到钽线120的第一电极部131和弯曲成垂直于第一电极部131的第二电极部132；负极端子140，与所述正极端子130间隔开，并且包括连接到所述钽主体110的第三电极部141和弯曲成垂直于所述第三电极部141的第四电极部142；以及成型部150，覆盖钽主体110，并且被构造为使第一电极部131和第三电极部141从成型部的相对表面暴露，并且使第二电极部132和第四电极部142从成型部的相同表面暴露，其中第一电极部131包括朝向钽线120的方向设置的第一突起133，并且钽线120包括朝向钽主体110的方向设置的第一凹槽121。

在这种情况下，第一凹槽121和第一突起133可彼此连接。参照图1至图3，钽线120可具有第一凹槽121，并且第一电极部131可具有第一突起133。钽线120的第一凹槽121和第一电极部131的第一突起133可分别布置在成型部150的第一方向(X方向)上。例如，钽线120的第一凹槽121和第一电极部131的第一突起133可布置成彼此相对。在本说明书中，表述“钽线120的第一凹槽121和第一电极部131的第一突起133可连接”可指它们物理接触的状态，以及它们彼此粘接的状态。在本说明书中，“粘接”和“粘附”可指其中粘合剂的表面和被粘物的表面在它们之间的界面中通过粘合力粘合的状态。界面中的粘合力可以是由于粘合剂的表面分子与被粘物的表面分子之间的化学相互作用而产生的，或者可以是由于机械结合而产生的。

在实施例中，本公开的钽电容器100中的钽线120的第一凹槽121和第一电极部131的第一突起133可彼此接合。在本说明书中，“接合”可指凹槽和突起在彼此对应的位置中彼此接触的状态，并且可指凹槽和突起在彼此对应的位置中彼此粘附的状态。在本说明书中，凹槽和突起接合的状态可包括误差范围。误差范围可表示，例如，凹槽和突起彼此接触的面积可在凹槽的面积的50％或更大或者60％或更大的范围内，并且其上限可以是凹槽的面积的100％。

在根据本公开的钽电容器100中，钽线120的第一凹槽121和第一电极部131的第一突起133可彼此连接以增加钽线120和第一电极部131的接触面积，从而减小等效串联电阻(ESR)。

根据本公开的钽电容器100的钽主体110可通过使用钽材料形成，并且可通过例如以特定比率混合和搅拌钽(Ta)粉末和粘合剂、压缩混合的粉末、将压缩的粉末成型成通用的立方体形式，然后在相对高的温度和相对高的真空度下烧结成型的粉末来制造。

另外，钽线120可在X方向上从钽主体110暴露。钽线120可在压缩钽粉末和粘合剂的混合物之前，通过将钽线120插入到钽粉末和粘合剂的混合物中至偏离其中心来安装。例如，钽主体110可通过将钽线120插入与粘合剂混合的钽粉末中以形成具有期望尺寸的钽元件，然后在高温和高真空(10^-5托或更低)大气下烧结钽元件约30分钟来制造。

钽线120可包括第一凹槽121。第一凹槽121可设置在钽线120在X方向上的端部，并且可朝向第一电极部131的方向设置在钽线120上。形成第一凹槽121的方法没有特别限制。例如，可使用预先制造具有凹槽的钽线的方法或对所制造的钽线的端部机械加工的方法，但不限于此。

根据本公开的钽电容器100的正极端子130可利用包含镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)、铬钛金属间化合物(Cr(Ti))、钯(Pd)、铁(Fe)和/或它们的合金的导电金属制成，并且可包括第一电极部131、第二电极部132和第一突起133。当基板安装在第一电极部131上时，第一电极部131可以是从成型部150的第一侧表面暴露以用作端子的部分，第二电极部132可以是设置为在垂直于第一电极部131的一侧的末端的Z方向上连接到第一电极部131的部分，并且，在这种情况下，第二电极部132在X方向上的外表面可从成型部150的第一侧表面暴露，从而在第二电极部132上安装基板时且将焊料结合到第二电极部132时，改善电连接。

另外，当需要时，可进一步包括设置在第二电极部132的上端和/或下端上，并且在成型部150的X方向上突出的引出部。当基板安装在引出部上时，引出部可用作连接端子。

用于形成第一突起的方法没有特别限制。例如，可在第一电极部上涂覆导电膏等，并且可烧制导电膏等以形成第一突起，或者可首先通过机械工艺制备待形成为第一突起的第一电极部，并且然后可将导电膏等附接到第一电极部。或者，当如后所述通过蒸镀工艺形成第一电极部和/或第三电极部时，可在钽线的第一凹槽中沉积导电金属。

根据本公开的钽电容器100的负极端子140可利用包含镍(Ni)、锡(Sn)、铜(Cu)、铬钛金属间化合物(Cr(Ti))、钯(Pd)、铁(Fe)和/或它们的合金的导电金属制成，并且可包括第三电极部141和第四电极部142。第三电极部141可设置为平行地与正极端子130的第一电极部131在X方向上彼此间隔开，钽主体110可安装在第三电极部141的内表面上，并且第三电极部141可电连接到钽主体110。另外，当基板安装在第三电极部141上时，第三电极部141的外表面可从成型部150的第二侧表面暴露以用作端子。第四电极部142可以是设置为在垂直于第三电极部141的一侧的末端的Z方向上连接到第三电极部141的部分，并且第四电极部142在X方向上的外表面可从成型部150的第二侧表面暴露，从而在第二电极部132上安装基板时且将焊料结合到第二电极部132时，改善电连接。

在这种情况下，当需要时，可进一步包括布置在第四电极部142的上端和/或下端上并且在成型部150的X方向上突出的引出部。当基板安装在引出部上时，引出部可用作连接端子。

在实施例中，本公开的钽电容器100的第一电极部131和第三电极部141可以是沉积层。沉积层可以是导电金属的沉积层。导电金属的非限制性示例可包括铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、钨(W)、钛(Ti)、铁(Fe)、铅(Pb)及它们的合金，但不限于此。另外，作为将用于制备沉积层的沉积方法，可使用诸如化学气相沉积(CVD)工艺、物理气相沉积(PVD)工艺、溅射工艺、旋涂工艺、真空沉积工艺、等离子体气相沉积工艺或原子层沉积(ALD)工艺的方法，但不限于此。当通过沉积工艺形成第一电极部131和第三电极部141时，沉积层可集中在设置在钽线120上的第一凹槽121中，并且随着第一凹槽121被填充，可形成比外围部分厚的金属沉积层。

在本公开的实施例中，包括在根据本公开的钽电容器100的第一电极部131中的第一突起133可具有在从0.1μm至5mm的范围内的突出距离。参照图3，第一突起133的距离x可以是0.1μm或更大、0.15μm或更大、0.20μm或更大、或0.25μm或更大、并且5mm或更小、4.5mm或更小、4.0mm或更小、3.5mm或更小、或3.0mm或更小。当第一突起133的距离x小于0.1μm时，可能无法获得充分的ESR降低效果。当第一突起133的距离x大于5mm时，突起和凹槽的加工可能是困难的。因此，生产成本可能增加。

在本公开的实施例中，包括在根据本公开的钽电容器100的第一电极部131中的第一突起133可具有多边形柱形状、多边形截头形状、圆柱形状或圆锥形状。图1和图2示出了第一突起133具有三角柱形状并且具有附接到第一电极部131的侧表面的非限制性示例。参照图1和图2，第一突起133可具有形成有下表面和侧表面的多边形柱形状。参照图1和图2，第一突起133可具有多边形柱形状，并且，在这种情况下，附着到第一电极部131的部分可以是多边形柱形状的下表面或侧表面，并且钽线120的第一凹槽121可具有与第一突起133对应的形状。

图4和图5是示出其中第一突起233具有圆锥形状的情况的非限制性示例。参照图4和图5，第一突起233可具有圆锥形状，并且第一突起233的下表面可附接到第一电极部231。另外，钽线220的第一凹槽221可具有对应于第一突起233的形状。如上所述，第一突起133和233可具有多边形柱形状、多边形截头形状、圆柱形状或圆锥形状，以增加凹槽与突起之间的接触面积并改善机械结合力。

在根据本公开的实施例中，当第一突起133和233具有多边形柱状或喇叭形状时，第一突起133和233的角度θ1和θ2可在10°至170°的范围内。第一突起133和233的角度θ1和θ2可指由其相邻侧表面形成的角度中的最小值或其顶点的角度中的最小值。当第一突起133和233的角度θ1和θ2小于10°时，在突起和/或钽线的存储和移动的过程中，突起可能容易损坏，并且当第一突起133和233的角度θ1和θ2大于170°时，可能无法实现足够的ESR降低效果。

在本公开的实施例中，根据本公开的钽电容器100的第一突起133可设置为多个第一突起133。当设置两个或更多个第一突起时，也可设置与第一突起对应的两个或更多个第一凹槽。第一突起133的数量可以是两个或更多个，并且其上限没有特别限制，但可以是例如100个或更少。当如本实施例中设置多个第一突起133时，钽线120和第一电极部131之间的接触面积可显著增加。

在本公开的另一实施例中，如图6中所示，根据本公开的钽电容器300的第三电极部341可包括朝向钽主体310的方向设置的第二突起343。另外，当在第三电极部341上设置第二突起343时，钽主体310可包括第二凹槽，其中第二突起343和第二凹槽可彼此连接。钽主体310的第二凹槽和第三电极部341的第二突起343可分别沿成型部350的第一方向(X方向)布置。例如，钽主体310的第二凹槽和第三电极部341的第二突起343可布置成彼此相对。

在实施例中，包括在根据本公开的钽电容器300的第三电极部341中的第二突起343可具有在0.1μm至5mm的范围内的突出距离。第二突起343的距离可以是0.1μm或更大、0.15μm或更大、0.20μm或更大、或0.25μm或更大、并且5mm或更小、4.5mm或更小、4.0mm或更小、3.5mm或更小、或3.0mm或更小。当第二突起343的距离小于0.1μm时，可能无法获得充分的ESR降低效果。当第二突起343的距离大于5mm时，突起和凹槽的加工可能是困难的。因此，生产成本可能增加。由于对第二突起和第二凹槽的形状、角度θ3等的描述可应用于与第一突起和第一凹槽的内容相同的内容，因此将省略其详细描述。

在本公开的另一个实施例中，如图7中所示，在根据本公开的钽电容器500中，负极连接构件570可设置在钽主体510和第三电极部541之间。在这种情况下，负极连接构件570可在朝向第三电极部541的方向上设置有第三凹槽，并且第二突起543和第三凹槽可连接。负极连接构件570可用于连接钽主体510和第三电极部541，并改善负极端子540的固定强度。

在实施例中，负极连接构件570可包括基体树脂和导电金属。更具体地，负极连接构件570可以是包括导电金属和基体树脂的导电粘合层。导电粘合层可包括导电金属，并且导电金属可呈粉末颗粒的形式。导电金属粉末颗粒的形状可以是球形或片状。在导电树脂层中，导电金属可设置为彼此接触或彼此相邻，并且基体树脂可设置为围绕金属颗粒。导电金属没有特别限制，只要其是具有优异导电性的金属的颗粒即可，并且可包括例如铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、钨(W)、钛(Ti)、铁(Fe)、铅(Pb)及它们的合金。

基体树脂可以是热固性树脂。热固性树脂可以是酚醛树脂、尿素树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、黑色素树脂、胍胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基烷基树脂、三聚氰胺-脲共缩聚树脂、硅树脂和/或聚硅氧烷树脂，但不限于此。

图8是示出根据本实施例的钽电容器600的截面图。参照图8，在本公开的实施例中，绝缘材料660可设置在根据本公开的钽电容器600的正极端子630和负极端子640上，具体地，绝缘材料660可设置在正极端子630和负极端子640与钽主体610之间的空间中。绝缘材料660没有特别限制，只要其具有充分的绝缘性即可。例如，可使用聚合物树脂、陶瓷等作为绝缘材料660，但不限于此。当绝缘材料660设置在钽主体610与正极端子630和负极端子640之间时，尽管在制造本公开的钽电容器600的工艺中一些元件偏离期望位置，但是可防止诸如短路等的缺陷的发生。

另外，返回参照图1至图3，根据本公开的钽电容器100可由成型部150围绕。成型部150可通过对诸如环氧模塑料(EMC)的树脂执行传递模塑工艺以围绕钽主体110来形成。成型部150可用于保护钽线120和钽主体110免受外部影响，并且可用于使钽主体110和正极端子130彼此绝缘。

另外，成型部150可形成为使得正极端子130的第二电极部132的下表面和负极端子140的第四电极部142的下表面暴露，并且使得正极端子130的第一电极部131在X方向上的外表面和负极端子140的第三电极部141在X方向上的外表面暴露。在这种情况下，成型部150的下表面可形成为与第二电极部132的下表面和第四电极部142的下表面共面，成型部150的在X方向上的一个表面可形成为与第一电极部131的外表面共面，成型部150的在X方向上的另一表面可形成为与第三电极部141的外表面共面。

根据本公开的实施例，可提供能够与侧电极具有改善的接触的钽电容器。

根据本公开的另一实施例，可提供能够改善机械强度以具有优异可靠性的钽电容器。

根据本公开的另一实施例，可通过增加接触面积来减小钽电容器的ESR。

然而，本公开的各种和有益的优点和效果可不限于上述内容，并且可在描述本公开的特定实施例的过程中更容易地理解。

虽然以上已经示出和描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可进行变型和修改。

Claims (18)

1.一种钽电容器，包括：

钽主体；

钽线，从所述钽主体的一个表面暴露；

正极端子，包括连接到所述钽线的第一电极部和连接到所述第一电极部并与所述第一电极部垂直的第二电极部；

负极端子，与所述正极端子间隔开，并且包括连接到所述钽主体的第三电极部和连接到所述第三电极部并与所述第三电极部垂直的第四电极部；以及

成型部，覆盖所述钽主体，并且被构造为使所述第一电极部和所述第三电极部从所述成型部的相对表面暴露，并且使所述第二电极部和所述第四电极部从所述成型部的同一表面暴露，

其中，所述第一电极部包括朝向钽线的方向设置的第一突起，

所述钽线包括朝向钽主体的方向设置的第一凹槽，并且

其中，所述第一凹槽和所述第一突起彼此连接。

2.根据权利要求1所述的钽电容器，其中，所述第一突起的突出距离在0.1μm至5mm的范围内。

3.根据权利要求1所述的钽电容器，其中，所述第一突起和所述第一凹槽接合。

4.根据权利要求1所述的钽电容器，其中，所述第一突起设置为多个第一突起。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的钽电容器，其中，所述第三电极部包括朝向钽主体的方向设置的第二突起。

6.根据权利要求5所述的钽电容器，其中，所述钽主体包括第二凹槽，其中，所述第二突起与所述第二凹槽彼此连接。

7.根据权利要求5所述的钽电容器，其中，所述第二突起的突出距离在0.1μm至5mm的范围内。

8.根据权利要求5所述的钽电容器，其中，所述第二突起设置为多个第二突起。

9.根据权利要求5所述的钽电容器，其中，负极连接构件设置在所述钽主体与所述第三电极部之间，

其中，第三凹槽朝向第三电极部的方向设置在所述负极连接构件上，

其中，所述第二突起与所述第三凹槽彼此连接。

10.根据权利要求9所述的钽电容器，其中，所述负极连接构件包括基体树脂和导电金属。

11.根据权利要求1所述的钽电容器，其中，所述第一电极部和所述第三电极部是沉积层。

12.根据权利要求1所述的钽电容器，其中，绝缘材料设置在所述钽主体与所述第二电极部和所述第四电极部之间。

13.一种钽电容器，包括：

成型部，具有在长度方向上彼此相对的一对侧表面；

正极端子，包括第一电极部和第二电极部，所述第一电极部具有从所述侧表面中的第一侧表面暴露的外表面，所述第二电极部垂直地连接到所述第一电极部并且从使所述一对侧表面连接的表面暴露，所述第一电极部包括在所述长度方向上设置在所述第一电极部的内表面上的第一突起；

负极端子，包括第三电极部和第四电极部，所述第三电极部具有从所述侧表面中的第二侧表面暴露的外表面，所述第四电极部垂直地连接到所述第三电极部，从使所述一对侧表面连接的所述表面暴露并且与所述第二电极部间隔开；

钽主体，封装在所述成型部中并且连接到所述第三电极部的内表面；以及

钽线，从所述钽主体的侧表面暴露并且具有在所述长度方向上设置在所述钽线中的第一凹槽，所述钽线在所述长度方向上朝向所述第一电极部延伸使得所述第一突起和所述第一凹槽彼此连接。

14.根据权利要求13所述的钽电容器，其中，所述第一突起具有从多边形柱形状、多边形截头形状、圆柱形状、圆锥形状及它们的组合构成的组选择的形状。

15.根据权利要求13所述的钽电容器，其中，所述第一突起和所述第一凹槽具有配合形状，使得所述第一突起和所述第一凹槽接合。

16.根据权利要求13所述的钽电容器，其中，所述第一突起的顶点的角度中的最小值在从10°到170°的范围内。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的钽电容器，其中，所述第三电极部包括沿所述长度方向设置在所述第三电极部的内表面上的第二突起。

18.根据权利要求13所述的钽电容器，其中，所述第一突起包括多个突起。

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