KR100623824B1 - 독특한 형태의 단자를 가지는 칩-타입 고체 전해질커패시터 및 그 제조 방법 - Google Patents

독특한 형태의 단자를 가지는 칩-타입 고체 전해질커패시터 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터는, 밸브 금속을 사용하고 기판상에 장착되는 장착면에 수직인 방향으로 적층되는 2개의 커패시터 소자들(11a,11b)을 포함한다. 한 쌍의 애노드 리드선들(12a,12b)은 장착면에 평행하게 커패시터 소자들의 애노드 부재들로부터 한쪽 측에 인출된다. 애노드 리드선들은 애노드 단자부(13)의 2개의 분기부들(15a,15b) 각각에 접속된다. 캐소드 단자(14)는 애노드 부재들의 유전체 산화막들 상의 캐소드층들에 접속된다. 고체 전해질 커패시터는 애노드 단자 및 캐소드 단자가 부분적으로 누출된 채로 외장 수지로 감싸진다. 애노드 단자부의 분기부(branch)들은 중심선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치도록 구성된다.

Description

독특한 형태의 단자를 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터 및 그 제조 방법{CHIP-TYPE SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR HAVING A TERMINAL OF A UNIQUE SHAPE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
도1은 제1 종래의 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 단면도이다.
도2는 제2 종래의 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 사시도이다.
도3은 제3 종래의 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 단면도이다.
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 반제품의 사시도이다.
도4a는 도4의 반제품의 정면도이다.
도4b는 도4의 반제품에 포함된 커패시터 소자의 단면도이다.
도4c는 도4b의 부분 확대도이다.
도5는 제1 실시예에 사용된 리드 프레임의 평면도이다.
도6은 제1 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도7a는 도6의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자의 사시도이다.
도7b는 도6의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 캐소드 단자의 사시도이다.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 반제품의 사시도이다.
도9는 제2 실시예에 사용된 리드 프레임의 평면도이다.
도10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 반제품의 사시도이다.
도11은 제3 실시예에 사용된 리드 프레임의 평면도이다.
도12a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 전체 구조의 개략도이다.
도12b는 도12a의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 캐소드 단자의 사시도이다.
도12c는 캐소드 단자의 변형의 사시도이다.
도13은 제4 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도14a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 전체 구조의 개략도이다.
도14b는 도14a의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 캐소드 단자의 사시도이다.
도15a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 전체 구조의 개략도이다.
도15b는 도15a의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자의 사시도이다.
도15c는 도15a의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 캐소드 단자의 사시도이다.
도16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 사시도이다.
도17a는 도16의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자의 사시도이다.
도17b는 애노드 단자의 변형의 사시도이다.
도18a는 도17a의 애노드 단자의 경우에 제7 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도18b는 도17b의 애노드 단자의 경우에 제7 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도19는 본 발명의 제8 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도20은 도19의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자의 사시도이다.
도21은 본 발명의 제9 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도22는 도21의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자의 사시도이다.
도23은 본 발명의 제10 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 개략 단면도이다.
도24a는 도23의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자의 사시도이다.
도24b는 애노드 단자의 변형의 사시도이다.
도24c는 도23의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 캐소드 단자의 사시도이다.
도24d는 캐소드 단자의 변형의 사시도이다.
도25a는 도24a의 애노드 단자의 경우에 도23의 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도25b는 도24b의 애노드 단자의 경우에 제10 실시예의 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도26은 본 발명의 제11 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품의 사시도이다.
도27a는 도26의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자의 사시도이다.
도27b는 도26의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 캐소드 단자의 사시도이다.
도28은 본 발명의 제12 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제 품의 사시도이다.
도29a는 도28의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자의 사시도이다.
도29b는 도28의 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 캐소드 단자의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11a,11b:제1 및 제2 커패시터 소자 12a,12b:제1 및 제2 애노드 리드선
13:애노드 단자부 13a,13b:제1 및 제2 분기부
14:캐소드 단자부 15a,15b:제1 및 제2 분기 단부
본 출원은 선행 일본 특허출원 제2003-106565호 및 제2003-170429호에 대한 우선권 주장 출원이며, 그 개시내용은 본 명세서에 참조로서 통합되어 있다.
본 발명은 칩-타입 고체 전해질 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
밸브 금속(valve metal)으로서 탄탈(tantalum)을 사용하는 종래의 고체 전해질 커패시터는 크기가 작으며, 용량이 크며, 주파수 특성이 뛰어나고, 예를 들면, CPU(중앙 처리 장치)의 전원 공급장치에 폭 넓게 사용되고 있다.
주파수 특성을 더 개선하기 위해서, 캐소드층으로서 이산화 망간 대신에 전도성 고분자가 사용되는 고체 전해질 커패시터가 개발되어, 등가 직렬 저항(ESR)이 개선되어 1/10이하로 감소된다.
그러나, CPU의 동작 주파수가 더 높아짐에 따라, CPU의 전원공급장치의 노이즈 특성의 개선에 대한 요구 뿐만 아니라, 허용 리플 전류의 증가에 대한 요구가 높아지고 있다. 결과적으로, ESR이 더 낮은 커패시터가 요구된다.
CPU가 장착된 장치는 소형화 및 개선된 기능을 가지는 방향으로 개발되고 있다. 따라서, 고체 전해질 커패시터가 낮은 ESR 뿐만 아니라, 소형, 대용량, 및 얇은 프로파일(thin profile)을 동시에 만족하는 것이 요구된다.
일반적으로, 다수의 커패시터가 병렬로 접속된다면, 전체 용량 Ctotal, 및 전체 등가 직렬 저항 ESRtotal은 아래와 같이 주어진다:
Ctotal= C1 + C2 +...+Cn (1)
1/ESRtotal=1/ESR1 + 1/ESR2+...1/ESRn (2)
여기서 Ci, ESRi 는 각각 i-th 커패시터(i=1,2,...n)의 용량 및 등가 직렬 저항을 나타낸다.
따라서, 원하는 체적 및 형태를 가지고 제한된 공간내에서 다수의 커패시터 소자들이 병렬로 접속된다면, 용량은 증가하고 ESR은 감소할 것이다. 이는 또한, 고체 전해질 커패시터가 전송선 노이즈 필터로 동작하는 경우에도 적용된다.
병렬로 접속된 다수의 커패시터 소자들을 포함하는 고체 전해질 커패시터가 예를 들면, 일본 특허 출원공개 NO.H6-168854호, H7-240351호, 및 2001-284192호에 개시되었고, 본 발명에서는 나중에 참조문헌1, 참조문헌2, 및 참조문헌3으로 각각 언급된다.
도1을 참조하여, 참조문헌1에 개시된 다층 고체 전해질 커패시터는 다수의 커패시터 소자들, 애노드 리드 프레임(271), 캐소드 단자(272), 돌출한 금속 플레이트를 가진 금속 플레이트(273), 및 보강 수지(274; reinforcing resin)를 포함한다. 커패시터 소자들 각각은 애노드 금속 포일(275), 애노드 금속 포일(275)의 미리 결정된 위치에서 형성된 절연층(276)을 포함하여, 애노드부, 캐소드부, 및 캐소드부에 형성된 캐소드부재(277)을 정의한다.
도2를 참조하면, 참조문헌2에 개시된 전해질 커패시터는 다수의 애노드 포일들(281), 다수의 캐소드 포일들(282), 다수의 캐소드 리드선들(282a), 및 외부 애노드 단자(285a)와 외부 캐소드 단자(285b)를 포함한다.
도3을 참조하면, 참조문헌3에 개시된 고체 전해질 커패시터는 애노드 리드 프레임(290), 한 쌍의 유닛 커패시터 소자들(292a,292b), 캐소드 리드 프레임(293), 및 한 쌍의 애노드 리드선들(295)을 포함한다.
다수의 커패시터 소자를 병렬로 접속하여, 낮은 ESR 및 대용량 뿐만 아니라, 소형 및 얇은 프로파일을 가지는 커패시터를 얻도록 한 경우에, 다수의 애노드 리드선들과 다수의 애노드 단자들 사이의 접속 구조에 있어서 몇가지 문제점이 발생한다.
예를 들면, 참조문헌1에 개시된 예에서, 애노드 리드 프레임의 접속은 형태가 다른 금속 플레이트들 및 보강 수지를 요구한다. 따라서, 제조 공정에서의 단계의 개수를 줄이는 것이 어렵다.
참조문헌2에 개시된 예에서, 다수의 애노드 리드선들은 서로 근접하여 애노드 단자의 동일면 상의 용접부에 용접된다. 따라서, 인접한 용접부들은 서로 간섭할 수 있고, 접속 강도 및 전기적 특성의 변동이 종종 발생된다. 또한, 각각의 애노드 리드선들과 애노드 단자 사이의 용접부에서 전기 저항을 충분히 낮추는 것이 쉽지 않다.
참조문헌3에 개시된 예에서, 애노드 리드선은 애노드 리드 프레임에 용접되기 전에 기계가공(machining)에 의해서 처리되어야 한다. 따라서, 애노드 리드 프레임과 애노드 리드선 사이의 접속 신뢰도를 증가시키기 어렵다. 애노드 리드선이 은 페이스트를 사용하여 접합된 경우에, 전기 저항을 낮추는 것이 쉽지 않다.
따라서, 종래의 고체 전해질 커패시터에서, 접속 신뢰도 및 전기적 특성은 애노드 리드선들과 애노드 단자 사이의 접속부의 비대칭적 구조의 결과로 변화되는 경향이 있다. 따라서, 제조 비용을 낮추는 것이 어렵다. 또한, 다수의 용접부들이 서로 근접하여 애노드 단자의 동일면 상에 위치된다면, 인접한 용접부들은 서로 간섭한다. 이는 접속 강도 및 전기적 특성의 변동의 발생을 쉽게 만든다.
본 발명의 목적은 낮은 ESR, 고용량 및 뛰어난 신뢰도를 가진 칩-타입 고체 전해질 커패시터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 언급된 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 계속되는 상세한 설명에 의해서 분명해질 것이다.
본 발명의 일 형태에 따르면, 장착면을 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터로서, 상기 장착면에 수직인 소정 방향으로 적층되고, 각각 밸브 금속(valve metal)을 사용하며, 애노드 부재, 및 상기 애노드 부재에 기계적으로 연결된 캐소드층을 가지는 한 쌍의 커패시터 소자; 각각 상기 장착면에 평행하게 상기 애노드 부재로부터 도출된 한 쌍의 애노드 리드선들; 상기 애노드 리드선들에 접속된 애노드 단자; 상기 캐소드층에 접속된 캐소드 단자; 및 상기 애노드 및 상기 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 상기 커패시터 소자를 감싸는 외장 수지(encapsulating resin)를 포함하며, 상기 애노드 단자는 성형(shaping)에 의해서 형성된 분기 단부(branch end portion)를 각각 구비한 2개의 분기부(branch)를 구비하고, 상기 분기 단부들은 상기 애노드 리드선들 사이의 중간 위치에서 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치도록 실질적으로 서로 동일한 형상을 가지며, 상기 분기 단부는 각각 상기 애노드 리드선에 용접되어 용접부를 생성하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터를 제공한다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 장착면을 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터로서, 상기 장착면에 수직인 소정 방향으로 적층되고, 각각 밸브 금속을 사용하고, 애노드 부재, 및 상기 애노드 부재에 기계적으로 연결된 캐소드층을 가지는 3개의 커패시터 소자들; 각각 상기 장착면에 평행하게 상기 애노드 부재로부터 도출된 3개의 애노드 리드선들; 상기 애노드 리드선들에 접속된 애노드 단자; 상기 캐소드층에 접속된 캐소드 단자; 및 상기 애노드 및 상기 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 상기 커패시터 소자를 감싸는 외장 수지를 포함하며, 상기 애노드 단자는 성형에 의해서 형성된 제1, 제2, 및 제3 분기 단부를 각각 구비한 3개의 분기부를 구비하고, 상기 제1 및 제3 분기 단부들은 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치는 형상을 가지고, 상기 제2 분기 단부는 상기 제1 및 상기 제3 분기 단부들 사이에 있고, 상기 제1, 제2, 및 제3 분기 단부들은 각각 상기 애노드 리드선들에 용접되어 용접부를 생성하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터를 제공한다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 장착면을 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터로서, 상기 장착면에 수직인 소정 방향으로 적층되고, 각각 밸브 금속을 사용하고, 애노드 부재, 및 상기 애노드 부재에 기계적으로 연결된 캐소드층을 가지는 4개의 커패시터 소자들; 각각 상기 장착면에 평행하게 상기 애노드 부재로부터 도출된 4개의 애노드 리드선들; 상기 애노드 리드선들에 접속된 애노드 단자; 상기 캐소드층에 접속된 캐소드 단자; 및 상기 애노드 및 상기 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 상기 커패시터 소자를 감싸는 외장 수지를 포함하며, 상기 애노드 단자는 성형에 의해서 형성된 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기 단부를 각각 구비한 4개의 분기부를 구비하고, 상기 제1 및 제4 분기 단부들은 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치는 형상을 가지고, 상기 제2 및 제3 분기 단부들은 상기 제1 및 상기 제4 분기 단부들 사이에 있고 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치는 형상을 가지고, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기 단부들은 각각 상기 애노드 리드선들에 용접되어 용접부를 생성하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터를 제공한다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 장착면을 가지며 상기 장착면에 수직인 방향으로 적층되고 전기적으로 병렬로 접속된 다수의 커패시터 소자를 구비하고, 각 커패시터 소자는 밸브 금속을 사용하는 애노드 부재, 상기 애노드 부재로부터 도출된 애노드 리드선, 및 상기 애노드 부재에 기계적으로 연결된 캐소드층을 포함하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 제조 방법으로서, 중심선과 상기 중심선에 대하여 서로 대칭적인 다수의 분기부들을 가지는 애노드 단자의 형성부 및 캐소드 단자 형성부를 가지는 리드 프레임을 준비하는 단계; 상기 분기부들을 구부림으로써 성형(shaping)하는 단계; 상기 커패시터 소자들을 상기 애노드 단자 형성부에 용접하고 상기 캐소드층을 상기 캐소드 단자 형성부에 접속하는 단계; 상기 리드 프레임에 접속된 상기 커패시터 소자들을 외장 수지에 의해서 몰딩하여 몰딩된 몸체(molded body)를 얻는 단계; 및 상기 리드 프레임을 절단하여 상기 몰딩된 몸체로부터 상기 리드 프레임의 일부를 분리하는 단계를 포함하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 장착면을 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터로서, 상기 장착면에 수직인 소정 방향으로 적층되고, 각각 밸브 금속을 사용하는 다수의 커패시터 소자를 가지는 커패시터부; 상기 커패시터부로부터 도출된 캐소드 단자; 상기 장착면에 평행하게 상기 커패시터부로부터 도출되고, 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하는 다수의 애노드 리드선; 상기 애노드 리드선들에 접속된 애노드 단자; 및 상기 애노드 및 상기 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 상기 커패시터부를 감싸는 외장 수지를 포함하며, 상기 애노드 단자는, 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하며 상기 애노드 리드선들에 각각 용접되는 다수의 분기 단부를 포함하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터를 제공한다.
제1 실시예
도4와 도4a를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 개시된다. 도면에 도시된 애노드 단자 접속부는 제조 공정동안 다수의 커패시터 소자들이 적층되고, 리드 프레임 상에 배치된 상태이다.
도4에 도시된 것처럼, 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 제1과 제2 펠릿(pellet) 형상의 커패시터 소자들(11a,11b), 및 제1과 제2 커패시터 소자들(11a,11b) 각각으로부터 연장된 제1과 제2 애노드 리드선들(12a,12b)을 포함한다. 애노드 단자부(13) 및 캐소드 단자부(14)는 커패시터 소자들(11a,11b)의 대향면에 배치된다. 다수의 펠릿 형상의 커패시터 소자들의 조합은 이하에서 커패시터부라고 언급된다.
애노드 단자부(13)는 몸체부(13-1), 및 몸체부(13-1)와 일체화된 단부(13-2)를 갖는다. 단부(13-2)는 제1 및 제2 분기 단부(branch end portion)(15a,15b)를 각각 갖는 제1 및 제2 분기부(branch)들(13a,13b)로 갈라진다. 제1 분기 단부(15a)는 제1 애노드 리드선(12a)에 용접되어 접속되고, 제2 분기 단부(15b)는 제2 애노드 리드선(12b)에 용접되어 접속된다. 몸체부(13-1)는 제1 및 제2 커패시터 소자들(11a,11b) 사이의 중간 평면과 같은 높이의 면을 따라 연장된다.
도4a에 도시된 것처럼, 캐소드 단자부(14)는 제1 및 제2 커패시터 소자들(11a,11b) 사이에 삽입되고, 전도성 접착제(16)를 사용해 아래 언급될 캐소드 층들에 접속된다.
도4b, 4c를 참조하여, 공지 기술에서 탄탈이 밸브 금속으로 사용된 경우에 커패시터 소자들 중 하나(11a)의 제작에 대해서 간략하게 설명된다. 탄탈 금속선 주위에, 탄탈 금속 분말을 프레스기에 의해서 몰딩하고, 고진공 및 고온에서 소결하여 몰딩된 몸체(molded body)를 얻는다. 다음, 탄탈 금속 분말의 각각의 입자(18)의 표면 상에 Ta2O5의 산화막(17)이 형성된다. 또한, 산화막이 위에 형성된 몰딩된 몸체는 질산망간 속으로 침지된다. 열 분해에 의해서, MnO2의 전도성 고분자 부분(19)이 생성된다. 이어, 흑연층(21a) 및 은(Ag)층(21b)에 대한 캐소드층이 몰딩된 몸체 상에 형성된다. 그리하여, 커패시터 소자(11a)가 자신의 외부면에 캐소드층(21)과 자신의 내부에 애노드 부재(22)를 가지며 생성된다.
폴리티오펜 또는 폴리피롤과 같은 전도성 고분자는 MnO2 대신에 캐소드층으로 사용될 수 있다. 상기 경우에, 낮은 ESR이 쉽게 달성될 수 있다. 밸브 금속으로 니오브, 알루미늄, 티타늄 등이 탄탈 대신에 사용될 수 있다.
도5를 참조하여, 제1 실시예에서 사용된 리드 프레임이 설명된다. 애노드 단자부(23)는 중심선에 대하여 대칭이다. 애노드 단자부(23)는 자신의 단부에 형성된 제1 및 제2 분기부들(25a,25b)을 가진다. 제1 및 제2 분기부들(25a,25b)은 도면 종이 평면에 대해서 각각 전방 및 후방으로 구부러진다. 그리하여, 애노드 단자부(23)는 도4에 도시된 분기 단부들(15a,15b)을 갖도록 가공된다. 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품에서, 상기 언급된 전방 및 후방으로의 구부러짐은 기판 상에 장착되는 장착면으로부터 멀어지는 방향 및 가까워지는 방향으로의 구부러짐에 대응된다.
도4에 예시된 설명에서, 제1 및 제2 분기 단부들(15a,15b)은 제1 및 제2 커패시터 소자들(11a,11b)의 캐소드층에 접속된 캐소드 단자부(14)를 가진 제1 및 제2 애노드 리드선들(12a,12b)에 용접된다. 또한, 커패시터 소자들(11a,11b)는 외장 수지(encapsulating resin)(도6의 37)에 의해서 몰딩되어 몰딩된 몸체를 얻는다. 이어, 몰딩된 몸체를 절단하여 리드 프레임으로부터 분리하여 도6에 도시된 완제품을 얻는다.
도6을 참조하면, 커패시터는 애노드 단자(33), 애노드 단자부(13,23)에 의해 형성된 캐소드 단자(34) 및 캐소드 단자부(14,24)를 각각 갖는다. 애노드 단자(33), 및 캐소드 단자(34) 각각은 외장 수지(37)와 동일한 높이의 외부면을 갖거나 또는 외장 수지(37)의 외부면을 따라 구부러진다.
도4-6을 참조하여 설명된 완제품에서, 커패시터부의 커패시터 소자들(11a,11b)은 완제품의 장착면(39)에 수직인 소정 방향으로 적층된다. 커패시터 소자들(11a,11b) 각각은 밸브 금속을 사용한다. 캐소드 단자(34)는 커패시터부로부터 도출된다. 애노드 리드선들(12a,12b)은 장착면에 평행하게 커패시터부로부터 도출된다. 애노드 리드선들(12a,12b)은 소정 방향으로 서로 떨어져 위치한다. 애노드 단자(33)는 애노드 리드선들(12a,12b)에 접속된다. 외장 수지(37)는 애노드 및 캐소드 단자들(33,34)이 부분적으로 누출된 채로 커패시터부를 감싼다. 분기 단부들(15a,15b)은 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하고 애노드 리드선들(12a,12b)에 각각 용접된다.
도4-6을 참조하여 설명된 완제품에서, 커패시터 소자들(11a,11b)은 완제품의 장착면에 수직하는 소정 방향으로 적층된다. 커패시터 소자들(11a,11b) 각각은 밸브 금속을 사용한다. 애노드 부재(22)와 캐소드층(21)은 서로 기계적으로 연결된다. 애노드 리드선들(12a,12b) 각각은 장착면과 평행하게 애노드 부재(22)로부터 도출된다. 애노드 단자(33)는 애노드 리드선들(12a,12b)에 접속된다. 캐소드 단자(34)는 캐소드층(21)에 접속된다. 외장 수지(37)는 애노드 및 캐소드 단자들(33,34)이 부분적으로 노출된 채로 커패시터 소자들(11a,11b)을 감싼다. 애노드 단자(33)의 분기부들(13a,13b)의 분기 단부들(15a,15b)은 성형(shaping)에 의해서 형성된다. 상기 접속에서, 분기 단부들(15a,15b)은 서로 실질적으로 동일한 형상을 가지므로, 분기 단부(15a,15b)가 애노드 리드선들(12a,12b) 사이의 중간 위치에서 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치게 된다. 분기 단부들(15a,15b)은 애노드 리드선들(12a,12b)에 각각 용접되어 용접부들을 만든다.
도7a,7b를 참조하여, 완제품으로서 칩-타입 고체 전해질 커패시터에 포함된 애노드 단자(33) 및 캐소드 단자(34)가 설명된다.
도7a를 참조하여, 애노드 단자는 제1 분기부(45a), 제2 분기부(45b), 및 애노드 단자 몸체(43)를 가진다. 도면에 도시된 것처럼, 제1 및 제2 분기부들(45a,45b)은 중심선(48)에 대하여 180°회전하여 서로 겹치도록 구성된다.
상기 언급된 구조에서, 애노드 단자 접속부는 대칭 평면인 2개의 커패시터 소자들 사이의 중간 평면에 대해서 대칭적인 구조를 갖는다. 특히, 제1 분기부의 용접부 및 제2 분기부의 용접부가 수직 방향으로 서로로부터 떨어진 대향면 상에 위치된다면, 완전한 대칭 구조가 달성된다. 용접 설비의 타입에 따라, 용접 지점들이 서로에 면하는 대향면들 상에 위치될 수 있다.
2개의 용접 부분들이 서로 근접한 동일 평면 상에 위치되지 않기 때문에, 접속부는 용접부의 용접 너깃(nugget) 사이의 간섭으로부터 자유롭다.
도7b를 참조하면, 캐소드 단자는 3개의 평탄면을 가진다. 평탄면 중 하나는 캐소드층들에 접속되기 위해서 제1 및 제2 커패시터 소자들 사이에 삽입되고, 나머지 평탄면들은 장착면 상에 필렛(fillet) 및 단자부로 역할한다.
제2 실시예
도8을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 도면에 설명된 애노드 단자 접속부에서, 다수의 커패시터 소자들이 리드 프레임 상에 적층되어 배치된다.
도8에 도시된 것처럼, 애노드 단자부(53)는 제1, 제2, 및 제3 애노드 리드선들(52a,52b,52c)에 각각 용접된 제1, 제2, 제3 분기부들(55a,55b,55c)로 분기된 단부를 가진다.
칩-타입 고체 전해질 커패시터는 서로 위에 적층된 제1, 제2, 및 제3 커패시터 소자들(51a,51b,51c)를 포함한다. 캐소드 단자부(54)는 제1 및 제2 커패시터 소자들(51a,51b)사이 및 제2 및 제3 커패시터 소자들(51b,51c)사이에 각각 삽입된 2개의 분기부를 구비하며, 커패시터 소자들의 캐소드층들에 접속된다.
도9를 참조하면, 리드 프레임은 제1, 제2, 및 제3 분기부들(65a,65b,65c)(도8에서는 55a,55b,55c)로 분기된 단부를 가지는 애노드 단자부(63)(도8에서는 53)를 구비하며, 중심선에 대해서 대칭적인 형태를 갖는다. 제1 및 제3 분기부들(65a,65c)은 도면 종이 평면에 대해서 전방 및 후방으로 각각 구부러진다. 이어, 도8에 도시된 형태를 가지는 애노드 단자부(63)가 얻어진다.
구부린 후에, 제1 및 제3 분기부들이 애노드 단자부의 중심선 주위의 180°회전에 의해 대략 서로 겹치도록 구성된다.
한편, 캐소드 단자부(64)(도8에서 54)는 제1 및 제2 분기부들(69a,69b)로 분기되는 단부를 가진다. 제1 및 제2 분기부들(69a,69b) 중 하나는 전방으로 구부러지고, 다른 하나는 도면 종이 평면에 대하여 후방으로 구부러진다. 상기 구성은 제1 실시예의 2개의 분기부들을 갖는 애노드 단자부의 구성과 유사하다.
상기 언급된 구조에서, 서로의 위에 적층되고 평행하게 접속된 3개의 펠릿 형상의 커패시터 소자들을 포함한 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 소형이고, 프로파일이 얇고, 용량이 크고, ESR이 낮다.
제2 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품에서, 커패시터 소자들(51a,51b,51c)은 소정 방향으로 적층된다. 커패시터 소자들(51a,51b,51c) 각각은 밸브 금속을 사용하며, 도4b와 관련하여 설명한 방법의 애노드 부재 및 캐소드층을 가진다. 애노드 리드선들(52a,52b,52c) 각각은 장착면에 평행하게 애노드 부재로부터 도출된다. 애노드 단자부(53)는 애노드 리드선(52a,52b,52c)에 접속된 애노드 단자로 가공된다. 캐소드 단자부(54)는 캐소드층에 접속된 캐소드 단자로 가공된다. 제1 실시예와 유사한 방법으로, 외장 수지는 애노드 및 캐소드 단자들이 부분적으로 누출된 채로 커패시터 소자들(51a,51b,51c)을 감싼다. 외장 수지내에서, 분기부들(65a,65b,65c)은 각각 제1, 제2, 및 제3 분기 단부를 가지며, 이는 제1 실시예와 유사한 방법으로 성형에 의해서 형성된다. 상기 접속에서, 제1 및 제3 분기 단부들이 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치는 형상을 가지며, 제2 분기 단부는 제1 및 제3 분기 단부들 사이에 있다. 또한, 제1, 제2, 및 제3 분기 단부들은 각각 애노드 리드선들에 용접되어 용접부가 얻어진다.
제3 실시예
도10을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 도면에 예시된 애노드 단자 접속부에서, 다수의 커패시터 소자들이 리드 프레임 상에 적층되어 배치된다.
도10에 도시된 것처럼, 애노드 단자부(73)는 제1, 제2, 제3, 및 제4 애노드 리드선들(72a,72b,72c,72d)에 각각 용접된 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기부들(75a,75b,75c,75d)로 분리되는 단부를 가진다.
칩-타입 고체 전해질 커패시터는 서로의 위에 적층된 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 소자들(71a,71b,71c,71d)을 포함한다. 캐소드 단자부(74)는 커패시터 소자들의 캐소드층들에 접속되기 위해서, 제1과 제2 커패시터 소자들(71a,71b) 사이, 제2와 제3 커패시터 소자들(71b,71c) 사이, 및 제3과 제4 커패시터 소자들(71c,71d)사이에 각각 삽입된 3개의 분기부들을 가진다.
도11을 참조하여, 리드 프레임은 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기부들(85a,85b,85c,85d)(도10에서는 75a,75b,75c,75d)로 분기되는 단부를 가지는 애노드 단자부(83)(도10에서는 73)를 가지고, 중심선에 대해서 대칭적인 형태를 가진다. 제1 및 제2 분기부들(85a,85b)은 전방으로 구부러지고, 제3 및 제4 분기부들(85c,85d)은 도면 종이 평면에 대하여 후방으로 구부러진다. 그리하여, 도10에 예시된 형태를 가지는 애노드 단자부(83)가 얻어진다.
구부린 후에, 제1 및 제4 분기부들(85a,85d)은 애노드 단자부의 중심선에 대하여 180°회전하여 서로 겹치도록 구성된다. 마찬가지로, 제2 및 제3 분기부들(85b,85c)은 애노드 단자부의 중심선에 대하여 180°회전하여 서로 겹치도록 구성된다.
다른 한편으로, 캐소드 단자부(84)(도10에서는 74)는 제1, 제2, 및 제3 분기부들(89a,89b,89c)로 분기된 단부를 가진다. 제1, 제2, 및 제3 분기부들(89a,89b,89c)은 제2 실시예(도8 참조)의 애노드 단자에 유사한 방법으로 구부러져서 커패시터 소자의 캐소드층들에 접속된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품에서, 커패시터 소자들(71a,71b,71c,71d)은 소정 방향으로 적층된다. 커패시터 소자들(71a,71b,71c,71d) 각각은 밸브 금속을 사용하고, 도4b를 참조하여 설명한 방법의 애노드 부재 및 캐소드층을 가진다. 애노드 리드선들(72a,72b,72c,72d) 각각은 장착면에 평행하게 애노드 부재로부터 도출된다. 애노드 단자부(73)는 애노드 리드선들(72a,72b,72c,72d)에 접속된 애노드 단자로 가공된다. 캐소드 단자부(74)는 캐소드층에 접속된 캐소드 단자로 가공된다. 제1 실시예와 유사한 방법으로, 외장 수지는 애노드 및 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 커패시터 소자들(71a,71b,71c,71d)을 감싼다. 외장 수지내에서, 분기부들(75a,75b,75c,75d)은 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기 단부를 각각 가지며, 이는 성형에 의해서 형성된다. 상기 접속에서, 제1 및 제4 분기 단부들은 직선 주위를 180°회전하여 서로 겹치는 형상을 가지며, 제2 및 제3 분기 단부들은 제1 및 제4 분기 단부들 사이에 있고 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치는 형상을 가진다. 또한, 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기 단부들은 용접부들을 만들기 위해서 각각 애노드 리드선들에 용접된다.
제4 실시예
제1 내지 제3 실시예 각각에서, 커패시터 소자들을 적층함으로써 형성된 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명되었고, 커패시터 소자들 각각은 장착면에 평행하게 밸브 금속의 애노드 부재로부터 한쪽 측에서 인출된 애노드 리드선을 가진다.
다른 한 편으로, 본 발명의 제4 실시예의 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 2개의 커패시터 소자들을 가지며, 커패시터 소자들 각각은 밸브 금속의 애노드 부재로부터 대향면에서 인출된 애노드 리드선을 가지며, 2개의 애노드 단자들은 각각 제1 실시예처럼 단부에 2개의 분기부들을 가진다.
도12a-12c를 참조하면, 제4 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 애노드 리드선들(92a,92b)을 각각 가진 제1 및 제2 커패시터 소자들(91a,91b)을 가진다. 애노드 리드선(92a)은 왼쪽으로 인출되어 제1 애노드 단자(93f)의 하나의 분기부에 접속된 일단부, 및 오른쪽으로 인출되어 제2 애노드 단자(93s)의 하나의 분기부에 접속된 타단부를 가진다. 각각의 애노드 단자들의 분기부들은 도12a에 정확히 도시되지 않았지만 제1 실시예(도4 및 도7a 참조)의 분기부들과 형태가 유사하다.
도12b를 참조하면, 캐소드 단자(94)는 한 쌍의 U-자형 금속 도체를 포함하는데, 금속 도체들 각각은 제1 커패시터 소자(91a)의 하부면 상의 캐소드층과 제2 커패시터 소자(91b)의 상부면 상의 캐소드층 사이에 삽입되어 접속되는 일단부, 및 기판의 배선 등에 접속되도록 완제품의 하부면 또는 장착면 위에 노출된 타단부를 가진다. 도12c를 참조하면, 캐소드 단자(94)는 일체적 형태를 가질 수 있다. 도13에 예시된 완제품에서, 제1과 제2 애노드 단자들(93f,93s) 및 캐소드 단자(94)는 외장 수지(97)로부터 부분적으로 노출된다.
애노드 부재의 대향측에서 인출된 애노드 리드선들을 가진 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 CPU의 전원공급회로, 또는 디커플링 회로에서의 전송선로 잡음 필터로 동작될 수 있다. 전송선로 잡음 필터의 동작은 예를 들면, 일본 특허 출원 공개 2002-164760호에 개시된 분포정수 잡음 필터의 동작과 유사하다.
잡음 필터로서, 제4 실시예의 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 소형, 얇은 프로파일, 고용량, 및 낮은 ESR을 이룬다.
제4 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품에서, 커패시터부의 커패시터 소자(91a,91b)는 소정 방향으로 적층된다. 커패시터 소자들(91a,91b) 각각은 밸브 금속을 사용한다. 완제품에서, 캐소드 단자(94)는 커패시터부로부터 도출된다. 애노드 리드선들(92a,92b)은 장착면(99)에 평행하게 커패시터부로부터 도출된다. 애노드 리드선들(92a,92b)은 소정 방향으로 서로 떨어져서 위치된다. 애노드 단자들(93f,93s)은 애노드 리드선들(92a,92b)에 접속된다. 외장 수지(97)는 애노드 및 캐소드 단자들(93f,93s,94)이 부분적으로 노출된 채로 커패시터부를 감싼다. 애노드 단자들(93f,93s) 각각은, 소정 방향으로 서로 떨어져 위치되고 애노드 리드선들에 각각 용접된 다수의 분기 단부들을 포함한다.
제5 실시예
도14a, 14b를 참조하여, 제5 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 3개의 커패시터 소자들을 포함하는데, 커패시터 소자 각각은 대향측에서 인출된 애노드 리드선 및 2개의 애노드 단자들을 가지며, 각각의 애노드 단자는 제2 실시예처럼 3개의 분기부들을 가진다.
도14a를 참조하면, 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 제1, 제2, 및 제3 애노드 리드선들(112a,112b,112c)을 각각 가진 제1, 제2, 및 제3 커패시터 소자들(111a,111b,111c)을 가진다. 제1 커패시터 소자(121a)의 제1 애노드 리드선(112a)은 제1 애노드 단자(113f)에 용접된 왼쪽 단부, 및 제2 애노드 단자(113s)에 용접된 오른쪽 단부를 가진다. 제2 및 제3 커패시터 소자들(111b,111c)의 제2 및 제3 리드선들(112b,112c) 각각은 제1 및 제2 애노드 단자들(113f,113s)에 유사하게 접속된다.
각각의 애노드 단자의 분기부들은 도14a에서 정확하게 도시되지 않았지만 제2 실시예(도8 참조)의 분기부들과 형태가 유사하다.
캐소드 단자들(114) 각각은 한 쌍의 금속 도체를 가지는데, 상기 도체 각각은 2개의 분기부들이 설치된 일단부를 가진다. 분기부들 중 하나는 제1 커패시터 소자(111a)의 하부면 상의 캐소드층과 제2 커패시터 소자(111b)의 상부면 상의 캐소드층 사이에 삽입되어 접속된다. 다른 분기부는 제2 커패시터 소자(111b)의 하부면 상의 캐소드층과 제3 커패시터 소자(111c)의 상부면 상의 캐소드층 사이에 삽입되어 접속된다. 캐소드 단자들(114)의 각각의 금속 도체의 타단부는 기판의 배선 등에 접속되도록 완제품의 하부면 상에 노출된다.
제5 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품에서, 커패시터부의 커패시터 소자들(111a,111b,111c)은 소정 방향으로 적층된다. 커패시터 소자들(111a,111b,111c) 각각은 밸브 금속을 사용한다. 완제품에서, 캐소드 단자들(114) 각각은 커패시터부로부터 도출된다. 애노드 리드선들(112a,112b,112c)은 장착면에 평행하게 커패시터부로부터 도출된다. 애노드 리드선들(112a,112b,112c)은 소정 방향으로 서로 떨어져서 위치된다. 애노드 단자들(113f,113s)은 애노드 리드선들(112a,112b,112c)에 접속된다. 외장 수지(117)는 애노드 및 캐소드 단자들(113f,113s,114)이 부분적으로 노출된 채로 커패시터부를 감싼다. 애노드 단자(113f)는 소정 방향으로 서로 떨어져 위치한 다수의 분기 단부들(113f-1,113f-2,113f-3)을 포함한다. 분기 단부들(113f-1,113f-2,113f-3)는 애노드 리드선들(112a,112b,112c)에 각각 용접된다. 다른 애노드 단자(113s)는 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하는 다수의 분기 단부들(113s-1,113s-2,113s-3)을 포함한다. 분기 단부들(113s-1,113s-2,113s-3)은 애노드 리드선들(112a,112b,112c)에 각각 용접된다.
또한, 캐소드층들은 소정 방향으로 서로 떨어져서 위치된다. 캐소드 단자들(114) 각각은 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하는 다수의 분기 단부들(114a,114b)을 포함한다. 분기 단부들(114a,114b)은 캐소드층들에 각각 접속된다.
제6 실시예
도15a-15c를 참조하여, 제6 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 대향측에서 인출된 애노드 리드선들을 가진 4개의 커패시터 소자들, 및 제3 실시예처럼 4개의 분기부들을 각각 가지는 2개의 애노드 단자들을 포함한다.
도15a를 참조하면, 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 제1, 제2, 제3, 및 제4 애노드 리드선들(122a,122b,122c,122d)을 각각 가지는 제1, 제2, 제3, 및 제4 커패시터 소자들(121a,121b,121c,121d)을 포함한다.
제1 커패시터 소자(121a)의 제1 애노드 리드선(122a)은 제1 애노드 단자(123f)에 용접된 왼쪽 단부, 및 제2 애노드 단자(123s)에 용접된 오른쪽 단부를 가진다. 제2, 제3, 및 제4 커패시터 소자들(121b,121c,121d)의 각각의 제2, 제3, 및 제4 애노드 리드선들(122b,122c,122d)은 제1 애노드 단자(123f) 및 제2 애노드 단자(123s)에 유사하게 용접된다.
도15b를 참조하면, 애노드 단자들 각각은 도12a에 정확하게 도시되지 않았지만 제3 실시예(도10 참조)의 분기부들과 유사한 4개의 분기부들을 가진다.
캐소드 단자(124)는 3개의 분기부들이 설치된 일단부를 가진다. 제1 분기부는 제1 커패시터 소자(121a)의 하부면 상의 캐소드층과 제2 커패시터 소자(121b)의 상부면 상의 캐소드층 사이에 삽입되어 접속된다. 제2 분기부는 제2 커패시터 소자(121b)의 하부면 상의 캐소드층과 제3 커패시터 소자(121c)의 상부면 상의 캐소드층 사이에 삽입되어 접속된다. 제3 분기부는 제3 커패시터 소자(121c)의 하부면 상의 캐소드층과 제4 커패시터 소자(121d)의 상부면 상의 캐소드층 사이에 삽입되어 접속된다. 캐소드 단자(124)의 타단부는 기판의 배선 등에 접속되도록 완제품의 하부면 또는 장착면 상에 노출된다.
제6 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 완제품에서, 커패시터부의 커패시터 소자들(121a,121b,121c,121d)은 소정 방향으로 적층된다. 커패시터 소자들(121a,121b,121c,121d) 각각은 밸브 금속을 사용한다. 완제품에서, 캐소드 단자들(124) 각각은 커패시터부로부터 도출된다. 애노드 리드선들(122a,122b,122c,122d)은 장착면에 평행하게 커패시터부로부터 도출된다. 애노드 리드선들(122a,122b,122c,122d)은 소정 방향으로 서로 떨어져서 위치된다. 애노드 단자들(123f,123s)은 애노드 리드선들(122a,122b,122c,122d)에 접속된다. 외장 수지(127)는 애노드 및 캐소드 단자들(123f,123s,124)이 부분적으로 노출된 채로 커패시터부를 감싼다. 도15b에 도시된 것처럼, 애노드 단자(123f)는 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하는 다수의 분기 단부들(123f-1, 123f-2, 123f-3, 123f-4)을 포함한다. 분기 단부들(123f-1, 123f-2, 123f-3, 123f-4)은 애노드 리드선들(122a, 122b, 122c, 122d)에 각각 용접된다. 다른 애노드 단자(123s)는 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하는 다수의 분기 단부들을 포함한다. 나머지 애노드 단자들(123s)의 분기 단부들은 또한 애노드 리드선들(122a,122b,122c,122d)에 각각 용접된다.
또한, 캐소드층들은 소정 방향으로 서로 떨어져 위치한다. 캐소드 단자들(124) 각각은 도15c에 도시된 것처럼 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하는 다수의 분기 단부들(124a,124b,124c)을 포함한다. 분기 단부들(124a,124b,124c)은 캐소드층들에 각각 접속된다. 캐소드 단자(124)는 도14b에 도시된 것처럼 서로 면하는 2개의 금속 도체 부재들을 포함하거나 또는 단일의 금속 도체 부재를 포함할 수 있다.
제1 내지 제6 실시예들 각각에서, 애노드 단자 몸체와 분기부들 사이의 경계는 외장 수지 내부에 위치된다. 다른 한 편으로, 제7 내지 제12 실시예들 각각에서, 애노드 단자 몸체와 분기부들 사이의 경계는 완제품의 측면 상에 위치된다.
제7 실시예
도16을 참조하여, 제7 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 한 쌍의 펠릿 형상의 커패시터 소자들(131a,131b), 제1 및 제2 애노드 리드선들(132a,132b), 애노드 단자(143), 및 캐소드 단자(134)를 포함한다.
장착면으로부터 완제품의 측면으로 연장된 애노드 단자(143)는 측면에서 제1 및 제2 분기부들(135a,135b)로 분기된다. 제1 분기부(135a)는 제1 애노드 리드선(132a)에 용접된 제1 분기 단부(136a)를 형성하기 위해서 위로 구부러진 단부를 가진다. 제2 분기부(135b)는 제2 애노드 리드선(132b)에 용접된 제2 분기 단부를 형성하기 위해서 아래로 구부러진 단부를 가진다.
다른 한 편으로, 캐소드 단자(134)는 캐소드층들에 접속되기 위해서 제1 및 제2 커패시터 소자들(131a,131b) 사이에 삽입된 한 쪽 말단을 가진다. 완제품에서, 상기 언급된 소자들은 외장 수지(137)에 의해서 감싸진다.
도17a를 참조하면, 애노드 단자(143)는 도16과 결합하여 설명된 형태를 가진다. 도17b를 참조하면, 애노드 단자(143)는 2개의 분기부들(135a,135b) 사이의 공간이 길어지도록 변형된다.
도18a, 및 18b를 참조하면, 완제품으로서의 제7 실시예의 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 도17a 및 17b의 애노드 단자들이 각각 사용되는 경우에 도면에 도시된 외부 모양을 가진다.
도17a, 및 17b의 각각에 도시된 것처럼, 애노드 리드선들에 용접되는 제1 및 제2 분기 단부들(136a,136b)은 직선(138) 주위를 180°회전하여 서로 겹치도록 구성된다. 상기 관점에서, 제7 실시예는 제1 실시예와 유사하다. 도17b 및 18b에 예시된 것처럼, 제1 분기 단부를 갖는 제1 분기부와 제2 분기 단부를 갖는 제2 분기부사이의 공간이 길어진다면, 구부러진 부분이 차지하는 체적이 줄어든다. 결과적으로, 완제품의 전체 체적에 대한 접속부가 차지한 체적이 줄어들 수 있다.
다른 관점에서, 제7 실시예는 제1 실시예와 유사하다. 예를 들면, 제7 실시예의 리드 프레임은 제1 및 제2 분기부들 사이의 공간이 길어지는 것을 제외하고는 제1 실시예의 리드 프레임과 형태가 유사하다. 제조 공정도 또한 유사하다.
또한, 제7 실시예는 2개의 용접부들 사이에 간섭이 유발되지 않는다는 점과, 접속 강도에 변화가 유발되지 않는다는 점에서 제1 실시예의 효과와 유사하다.
제7 실시예에서, 제1 분기 단부(136a)는 제1 애노드 리드선(132a) 아래에 배치되어 용접되고, 제2 분기 단부(136b)는 제2 애노드 리드선(132b) 위에 배치되어 용접된다. 상기 구조로, 분기 단부를 상방 또는 하방으로 구부리는 양을 줄이는 것이 가능하다. 상측에 적층된 제1 커패시터 소자(131a)에서 제1 애노드 리드선(132a)이 하방으로 중심이 벗어나고, 하측에 적층된 제2 커패시터 소자(131b)에서 제2 애노드 리드선(132b)이 상방으로 중심이 벗어난다면, 제1 및 제2 애노드 리드선들(132a,132b) 사이의 높이차는 감소된다. 따라서, 분기 단부를 상방 또는 하방으로 구부리는 양을 더욱 감소시킬 수 있어 높은 신뢰성을 가진 접속 구조가 얻어진다.
제8 실시예
도19 및 20을 참조하여, 제8 실시예에 따른 칩-타입의 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 도19에서 도시된 것처럼, 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 애노드 단자(163), 캐소드 단자(164), 및 외장 수지(167)를 가진다.
도20을 참조하면, 애노드 단자는 애노드 단자 몸체(173), 및 제1, 제2, 및 제3 분기 단부들(176a,176b,176c)이 각각 설치된 제1, 제2, 및 제3 분기부들(175a,175b,175c)을 구비한다.
제8 실시예에서, 장착면으로부터 완제품의 측면의 일부로 연장되는 애노드 단자 몸체(173)와 제1, 제2, 및 제3 분기부들(175a,175b,175c) 각각의 사이에 경계는 완제품의 측면 상에 위치한다. 제1, 제2, 및 제3 분기부들(175a,175b,175c)의 단부들에서, 제1, 제2, 및 제3 분기 단부들(176a,176b,176c)은 애노드 리드선들 각각에 용접되도록 구부려서 형성된다. 상기를 제외하고, 제8 실시예는 제2 실시예와 유사하다.
따라서, 제8 실시예는 제2 실시예와 유사한 효과를 이룰 뿐만아니라 제7 실시예처럼 애노드 접속부에 의해서 차지하는 체적을 줄이는 것이 가능하다.
제9 실시예
도21, 및 22를 참조하여, 제9 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 도21에 도시된 것처럼, 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 애노드 단자(183), 캐소드 단자(184), 및 외장 수지(187)를 포함한다.
도22를 참조하여, 애노드 단자(183)는 애노드 단자 몸체(193), 및 제1, 제2, 및 제3, 및 제4 분기 단부들(196a,196b,196c,196d)이 각각 설치된 제1, 제2, 및 제3, 제4 분기부들(195a,195b,195c,195d)을 구비한다.
제9 실시예에서, 장착면으로부터 완제품의 측면의 일부로 연장되는 애노드 단자 몸체(193)와 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기부들(195a,195b,195c,195d) 각각의 사이의 경계는 완제품의 측면 상에 위치한다. 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기부들(195a,195b,195c,195d)의 단부들에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 단부들(196a,196b,196c,196d)은 애노드 리드선들 각각에 용접되도록 구부려서 형성된다. 상기를 제외하고, 제9 실시예는 제3 실시예와 유사하다.
따라서, 제9 실시예는 제3 실시예와 유사한 효과를 이룰 뿐만아니라 제7 실시예처럼 애노드 접속부에 의해서 차지하는 체적을 줄이는 것이 가능하다.
제10 실시예
도23, 24a-24d, 25a 및 25b를 참조하여, 제10 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 도23에 도시된 것처럼, 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 제1과 제2 펠릿 형상의 커패시터 소자들(201a,201b), 제1과 제2 애노드 리드선들(202a,202b), 제1과 제2 애노드 단자들(203f,203s), 및 제1과 제2 캐소드 단자들(204f,204s)를 포함한다(도25a,25b).
도24a를 참조하면, 제1 애노드 단자(203f)는 애노드 단자 몸체(213), 제1과 제2 분기부들(215a,215b), 및 제1과 제2 분기 단부들(216a,216b)을 가진다. 도24b를 참조하면, 제1 애노드 단자(203f)는 제1과 제2 분기부들(215a,215b) 사이의 공간이 길어지도록 변형되어 있다.
도24c를 참조하면, 제1 캐소드 단자(204f)는 U-자 형태를 가진다. 도24d를 참조하면, 제1 캐소드 단자(204f)는 다양한 형태를 가진다.
도25a,25b를 참조하면, 완제품으로서의 제10 실시예의 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 도24a,24b에서 애노드 단자들이 각각 사용된 경우에 도면들에 예시된 외부 모양을 가진다. 제1과 제2 애노드 단자들(203f,203s), 및 제1과 제2 캐소드 단자들(204f,204s)은 외장 수지(227)로부터 부분적으로 노출된다. 제1 및 제2 애노드 단자들(203f,203s)는 형태가 동일하다. 제1, 및 제2 캐소드 단자들(204f,204s)은 형태가 동일하다.
제10 실시예의 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 다음을 제외하고 제4 실시예와 유사하다.
도24a 또는 24b를 참조하면, 애노드 단자 몸체(213)와 제1 및 제2 분기부들(215a,215b) 각각 사이의 경계는 완제품의 측면 상에 위치한다. 즉, 제1 및 제2 분기부들은 외장 수지의 내부가 아니라, 완제품의 측면 상의 위치에서 애노드 단자 몸체로부터 분기된다. 상술한 구조에 의하면, 제4 실시예와 유사한 용접부들이 형성되어, 제1 및 제2 분기 단부들(216a,216b)은 직선(218)에 대해서 180°회전하여 서로 겹치도록 구성된다. 따라서, 제10 실시예는 제4 실시예의 효과를 이룰 뿐만아니라 제7 실시예처럼 차지하는 체적이 감소된 애노드 단자부를 이룬다.
도23에 예시된 것처럼, 제1과 제2 커패시터 소자들(201a,201b)로부터 인출된 제1 및 제2 리드선들(202a,202b)은 수직 방향으로 중심이 벗어난다. 상기 구조에 의하면, 제1 및 제2 애노드 단자들(203f,203s)의 분기 단부들의 구부림의 양이 감소되어, 애노드 단자들의 분기부의 길이가 짧아진다. 이어, 애노드 단자는 제조에 적당한 구조를 가진다.
제1 및 제2 캐소드 단자들(204f,204s) 대신에, 도24d에 예시된 하나의 일체적인 캐소드 단자가 형성될 수 있다.
제11 실시예
도26, 27a, 및 27b를 참조하여, 제11 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 도26에 도시된 것처럼, 제1과 제2 애노드 단자들(233f,233s), 및 제1과 제2 캐소드 단자들(234f,234s)은 외장 수지(237)로부터 부분적으로 노출된다.
도27a에서 예시된 제1 애노드 단자(203f), 및 제1 애노드 단자(203f)와 형태가 유사한 제2 애노드 단자(203s)가 사용되는 것을 제외하고, 제15 실시예와 유사한 방법으로 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 얻어진다.
도27a에 도시된 것처럼, 제1 애노드 단자(203f)는 애노드 단자 몸체(243f), 및 제1, 제2 및 제3 분기부들(245a,245b,245c)을 가진다. 애노드 단자 몸체(243f)와 제1, 제2, 및 제3 분기부들(245a,245b,245c) 각각 사이의 경계는 완제품의 측면에 위치한다. 제1 분기부(245a)에는 상방으로 구부러진 제1 분기 단부(246a)가 제공된다. 제2 분기부(245b)는 제2 분기 단부(246b)로서의 일부를 가진다. 제3 분기부(245c)에는 하방으로 구부러진 제3 분기 단부(246c)가 제공된다. 분기 단부의 각각은 애노드 리드선들 각각에 접속된다.
제5 실시예처럼, 도27c에 도시된 제2 캐소드 단자(204s), 및 제2 캐소드 단자(204s)와 형상이 유사한 제1 캐소드 단자(204f)가 서로 대면하고 있다.
그리하여, 제5 실시예와 유사한 효과가 유지되고 애노드 단자부가 차지하는 체적이 감소된다.
제12 실시예
도28, 및 도29a와 29b를 참조하여, 제12 실시예에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 설명된다. 도28에 도시된 것처럼, 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 제1과 제2 애노드 단자들(253f,253s), 및 제1과 제2 캐소드 단자들(254f,254s)을 가진다.
도29a에 도시된 제1 애노드 단자(253f), 및 제1 애노드 단자(253f)와 형태가 유사한 제2 애노드 단자(253s)가 사용된 것을 제외하고는, 제6 실시예와 유사한 방법으로 칩-타입 고체 전해질 커패시터가 제조된다.
도29a를 참조하면, 애노드 몸체(263f)와 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기부들(265a,265b,265c,265d) 사이의 경계는 완제품의 측면 상에 위치한다. 제1 분기부(265a)에는 상방으로 구부러진 제1 분기 단부(266a)가 제공된다. 제2 분기부(265b)에는 상방으로 구부러진 제2 분기 단부(266b)가 제공된다. 제3 분기부(265c)에는 하방으로 구부러진 제3 분기 단부(266c)가 제공된다. 제4 분기부(265d)에는 하방으로 구부러진 제4 분기 단부(266d)가 제공된다. 분기 단부들 각각은 애노드 리드선들 각각에 접속된다.
제6 실시예처럼, 도29b에 예시된 제2 캐소드 단자(254s), 및 제2 캐소드 단자(254s)와 형태가 유사한 제1 캐소드 단자(254f)가 사용된다.
그리하여, 제6 실시예와 유사한 효과가 유지되고, 애노드 단자부가 차지하는 체적이 감소된다.
제7 내지 제12 실시예들에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터 각각에서, 애노드 단자부가 차지하는 체적이 감소되어, 완제품의 전체 체적에 대하여 용량에 기여하는 커패시터 소자들의 체적비를 증가시킨다. 즉, 체적효율이 증가한다. 또한, 용접부 주위에 제1 내지 제6 실시예들과 유사한 애노드 접속구조가 사용되므로, 신뢰도가 높은 애노드 접속 구조가 달성된다.
전술한 실시예들 각각에서, 애노드 리드선들에 용접되는 애노드 단자부의 단부는 높은 대칭성을 가진 구조를 유지하면서 다수의 분기부들로 분리된다. 따라서, 저항 용접 또는 레이저 용접과 같은 용접하는 동안의 용접 너깃들 사이의 간섭을 방지하는 것이 가능하므로, 용접부에는 변화가 억제된다. 대칭성이 좋은 구조 때문에, 제조 공정들의 단계의 개수가 쉽게 감소될 수 있다.
따라서, 상기 언급된 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 소형이고, 프로파일이 얇고, ESR이 낮고, 그리고 용량이 크다. 칩-타입 고체 전해질 커패시터에서, 애노드 접속부는 용접부 사이의 간섭없이 높은 대칭성을 가진 구조를 가진다. 결과적으로, 커패시터 소자들 간에 전기적 특성 변화가 억제된다. 또한, 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 접속 신뢰도가 뛰어나다.
본 발명에 대해 몇 가지 바람직한 실시예에 관련하여 나타내어 설명하였지만, 본 발명은 상기 설명에 한정되지 않고, 첨부한 청구항에 개시된 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 한 당업자에 의하여 다양한 방식으로 수정 및 변형이 가해질 수 있다.
본 발명에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 소형이고, 프로파일이 얇고, ESR이 낮고, 그리고 용량이 크다. 칩-타입 고체 전해질 커패시터에서, 애노드 접속부는 용접부 사이의 간섭없이 높은 대칭성을 가진 구조를 가진다. 결과적으로, 커패시터 소자들 간에 전기적 특성 변화가 억제된다. 또한, 본 발명에 따른 칩-타입 고체 전해질 커패시터는 접속 신뢰도가 뛰어난 효과를 거둘 수 있다.

Claims (18)

  1. 장착면을 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터로서,
    상기 장착면에 수직인 소정 방향으로 적층되고, 각각 밸브 금속(valve metal)을 사용하며, 애노드 부재, 및 상기 애노드 부재에 기계적으로 연결된 캐소드층을 가지는 한 쌍의 커패시터 소자;
    각각 상기 장착면에 평행하게 상기 애노드 부재로부터 도출된 한 쌍의 애노드 리드선들;
    상기 애노드 리드선들에 접속된 애노드 단자;
    상기 캐소드층에 접속된 캐소드 단자; 및
    상기 애노드 및 상기 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 상기 커패시터 소자를 감싸는 외장 수지(encapsulating resin)를 포함하며,
    상기 애노드 단자는 성형(shaping)에 의해서 형성된 분기 단부(branch end portion)를 각각 구비한 2개의 분기부(branch)를 구비하고, 상기 분기 단부들은 상기 애노드 리드선들 사이의 중간 위치에서 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치도록 실질적으로 서로 동일한 형상을 가지며, 상기 분기 단부는 각각 상기 애노드 리드선에 용접되어 용접부를 생성하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 단자는 몸체부를 더 포함하며,
    상기 분기부들은 상기 몸체부에 접속되어 상기 애노드 리드들 사이의 실질적 중심에 위치한 중간 평면 상의 위치에서 분기되는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 애노드 단자는 몸체부를 더 포함하며,
    상기 분기부들은 상기 몸체부에 접속되어 상기 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 측면 상의 위치에서 분기되는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분기 단부들 중 하나는 상기 장착면으로부터 멀어지는 방향으로 구부러지고, 상기 분기 단부들 중 다른 하나는 상기 장착면을 향하는 방향으로 구부러지는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분기 단부들 각각은 소정 방향으로 서로 대향하는 제1 및 제2 면을 구비하며, 상기 용접부들 중 하나는 상기 분기 단부들 중 하나의 상기 제1 면 상에 형성되고, 상기 용접부들 중 다른 하나는 상기 분기 단부들 중 다른 하나의 상기 제2 면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  6. 장착면을 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터로서,
    상기 장착면에 수직인 소정 방향으로 적층되고, 각각 밸브 금속을 사용하고, 애노드 부재, 및 상기 애노드 부재에 기계적으로 연결된 캐소드층을 가지는 3개의 커패시터 소자들;
    각각 상기 장착면에 평행하게 상기 애노드 부재로부터 도출된 3개의 애노드 리드선들;
    상기 애노드 리드선들에 접속된 애노드 단자;
    상기 캐소드층에 접속된 캐소드 단자; 및
    상기 애노드 및 상기 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 상기 커패시터 소자를 감싸는 외장 수지를 포함하며,
    상기 애노드 단자는 성형에 의해서 형성된 제1, 제2, 및 제3 분기 단부를 각각 구비한 3개의 분기부를 구비하고, 상기 제1 및 제3 분기 단부들은 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치는 형상을 가지고, 상기 제2 분기 단부는 상기 제1 및 상기 제3 분기 단부들 사이에 있고, 상기 제1, 제2, 및 제3 분기 단부들은 각각 상기 애노드 리드선들에 용접되어 용접부를 생성하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 애노드 단자는 몸체부를 더 포함하며,
    상기 분기부들은 상기 몸체부에 접속되어 상기 외장 수지 내부에서 분기되는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 애노드 단자는 몸체부를 더 포함하며,
    상기 분기부들은 상기 몸체부에 접속되어 상기 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 측면 상의 위치에서 분기되는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 분기 단부는 상기 장착면으로부터 멀어지는 방향으로 구부러지고, 상기 제3 분기 단부는 상기 장착면을 향하는 방향으로 구부러지는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 캐소드 단자는 인접한 커패시터 소자들 사이의 상기 캐소드층에 접속된 2개의 분기부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  11. 장착면을 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터로서,
    상기 장착면에 수직인 소정 방향으로 적층되고, 각각 밸브 금속을 사용하고, 애노드 부재, 및 상기 애노드 부재에 기계적으로 연결된 캐소드층을 가지는 4개의 커패시터 소자들;
    각각 상기 장착면에 평행하게 상기 애노드 부재로부터 도출된 4개의 애노드 리드선들;
    상기 애노드 리드선들에 접속된 애노드 단자;
    상기 캐소드층에 접속된 캐소드 단자; 및
    상기 애노드 및 상기 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 상기 커패시터 소자를 감싸는 외장 수지를 포함하며,
    상기 애노드 단자는 성형에 의해서 형성된 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기 단부를 각각 구비한 4개의 분기부를 구비하고, 상기 제1 및 제4 분기 단부들은 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치는 형상을 가지고, 상기 제2 및 제3 분기 단부들은 상기 제1 및 상기 제4 분기 단부들 사이에 있고 직선 주위의 180°회전에 의해 서로 겹치는 형상을 가지고, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 분기 단부들은 각각 상기 애노드 리드선들에 용접되어 용접부를 생성하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 애노드 단자는 몸체부를 더 포함하며,
    상기 분기부들은 상기 몸체부에 접속되어, 상기 장착면으로부터 2번째와 3번째의 애노드 선들 사이의 중간 평면 상의 위치에서 분기되는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 애노드 단자는 몸체부를 더 포함하며,
    상기 분기부들은 몸체부에 접속되어 상기 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 측면 상의 위치에서 분기되는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 분기 단부들은 상기 장착면으로부터 멀어지는 방향으로 구부러지고, 상기 제3 및 상기 제4 분기 단부들은 상기 장착면을 향하는 방향으로 구부러지는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 캐소드 단자는 인접한 커패시터 소자들 사이의 상기 캐소드층에 접속된 3개의 분기부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  16. 장착면을 가지며 상기 장착면에 수직인 방향으로 적층되고 전기적으로 병렬로 접속된 다수의 커패시터 소자를 구비하고, 각 커패시터 소자는 밸브 금속을 사용하는 애노드 부재, 상기 애노드 부재로부터 도출된 애노드 리드선, 및 상기 애노드 부재에 기계적으로 연결된 캐소드층을 포함하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 제조 방법으로서,
    중심선과 상기 중심선에 대하여 서로 대칭적인 다수의 분기부들을 가지는 애노드 단자의 형성부 및 캐소드 단자 형성부를 가지는 리드 프레임을 준비하는 단계;
    상기 분기부들을 구부림으로써 성형(shaping)하는 단계;
    상기 커패시터 소자들을 상기 애노드 단자 형성부에 용접하고 상기 캐소드층을 상기 캐소드 단자 형성부에 접속하는 단계;
    상기 리드 프레임에 접속된 상기 커패시터 소자들을 외장 수지에 의해서 몰딩하여 몰딩된 몸체(molded body)를 얻는 단계; 및
    상기 리드 프레임을 절단하여 상기 몰딩된 몸체로부터 상기 리드 프레임의 일부를 분리하는 단계를 포함하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터의 제조 방법.
  17. 장착면을 가지는 칩-타입 고체 전해질 커패시터로서,
    상기 장착면에 수직인 소정 방향으로 적층되고, 각각 밸브 금속을 사용하는 다수의 커패시터 소자를 가지는 커패시터부;
    상기 커패시터부로부터 도출된 캐소드 단자;
    상기 장착면에 평행하게 상기 커패시터부로부터 도출되고, 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하는 다수의 애노드 리드선;
    상기 애노드 리드선들에 접속된 애노드 단자; 및
    상기 애노드 및 상기 캐소드 단자들이 부분적으로 노출된 채로 상기 커패시터부를 감싸는 외장 수지를 포함하며,
    상기 애노드 단자는, 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하며 상기 애노드 리드선들에 각각 용접되는 다수의 분기 단부를 포함하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 커패시터부는 상기 장착면에 평행한 다수의 캐소드층들을 가지며, 상기 캐소드층들은 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하며, 상기 캐소드 단자는 소정 방향으로 서로 떨어져 위치하고 상기 캐소드층들에 각각 접속되는 다수의 분기 단부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩-타입 고체 전해질 커패시터.
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