KR100728857B1 - 컨덴서 장치의 제조 방법 및 반도체 장치 - Google Patents

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Abstract

경량화, 박형화 및 소형화를 가능하게 하는 컨덴서 장치를 제조한다. 컨덴서 장치를, 분리홈(19)에 의해 전기적으로 분리된 복수의 도전 패턴 전극(18, 22)과, 상기 하나의 도전 패턴 전극(18)에 고착된 양극 리드(16) 및 다른 도전 패턴 전극(22)에 고착된 음극 리드(17)를 구비하는 컨덴서 소자(15)와, 상기 컨덴서 소자(15) 및 도전 패턴의 전극(18, 22)이 되는 부분을 제외하여 피복하고, 또한 도전 패턴 전극과 컨덴서 소자를 일체로 지지하는 절연성 수지(24)로 구성한다.
컨덴서 소자, 절연성 수지, 도전 패턴 전극, 탄탈

Description

컨덴서 장치의 제조 방법 및 반도체 장치{METHOD OF MANUFACTURING A CAPACITOR DEVICE, AND SEMICONDUCTOR DEVICE}
도 1은 본 발명의 컨덴서 장치로, 도 1의 (A)는 측면도, 도 1의 (B)는 평면도, 도 1의 (C)는 단면도.
도 2는 본 발명의 컨덴서 장치의 제조 과정을 설명하는 측면도.
도 3은 본 발명의 컨덴서 장치의 제조 과정을 설명하는 측면도.
도 4는 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 제조 과정을 설명하는 측면도.
도 5는 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시하는 측면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 컨덴서로, 도 6의 (A)는 측면도, 도 6의 (B)는 단면도.
도 7은 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시하는 측면도.
도 8은 본 발명 및 종래의 컨덴서 장치에 이용하는 컨덴서 소자의 단면도.
도 9는 종래의 칩 탄탈 컨덴서의 모형도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
15 : 컨덴서 소자
16 : 양극 리드
17 : 음극 리드
18, 22 : 도전 패턴 전극
20 : 금속 부재
20A : 오목부
24 : 절연성 수지
35 : 분리홈
본 발명은 전화기 등의 휴대 기기 등에 사용되는 탄탈 칩 타입의 컨덴서 장치에 관한 것이다.
탄탈 칩 타입의 컨덴서 장치는 예를 들면 전화기, 노트북 컴퓨터 등의 휴대 기기의 전원 회로와 같이 큰 용량을 필요로 하는 부분에 사용되고 있고, 금후 점점 소형화, 박형화 및 경량화가 요구되고 있다.
도 8은 탄탈 칩 타입의 컨덴서 장치에 이용되는 컨덴서 소자의 단면도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 컨덴서 소자(1)는 금속 분말의 탄탈(Ta)(2)을 양극 단자가 되는 탄탈 봉(3)과 함께 가압, 성형된 후, 진공에서 소고(燒固)된다. 그리고 그 표면에 전기 화학적 양극 산화에 의해, 탄탈 산화 피막(Ta2O5)(4)을 형성하고, 이것을 유전체로 한다.
그 위에 전해질로서, 질산 망간의 열분해에 의해 고체의 2산화 망간층(MnO2)(5)을 형성한다. 이 2산화 망간층(5) 위에 전기적인 접속을 행하기 위 해, 그래파이트층(6)을 형성한다. 그래파이트층(6)에 은 도료(7)와 도전성의 접착제를 이용하여 음극 리드(8)를 형성한다.
도 9는 상기 컨덴서 소자(1)를 이용한 종래의 탄탈 칩 타입의 컨덴서 장치의 모형도이다. 전술한 바와 같이 형성된 컨덴서 소자(1)의 탄탈 봉(3)에 "ㄷ"자형으로 절곡된 양극 단자(9)를 용접점(10)에서 용접한다. 또한 도전성 접착제로 형성된 음극 리드(8)에 복잡하게 절곡된 음극 단자(11)를 압착한다. 또한 컨덴서 소자(1) 및 양극 단자(9)와 음극 단자(11)를 일부 외부에 노출시켜서 에폭시 수지(12)로 몰드하여 칩 탄탈 컨덴서를 형성하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평 1-91414호 공보
상술한 바와 같이, 종래의 탄탈 칩 타입의 컨덴서 장치의 양극 단자 및 음극 단자는 양자 모두 절곡된 복잡한 형상의 전극 단자를 이용한 것으로, 수고가 많아지고 또한 비용이 들었다. 또한 절곡된 복잡한 형상의 전극 단자를 이용함으로써 칩 컨덴서에서 필요로 하는 소형화, 경량화 및 박형화를 달성할 수 없었다.
본 발명은 소형화, 박형화 및 경량화를 도모한 칩 타입의 컨덴서 장치를 제공하는 것으로, 분리홈에 의해 전기적으로 분해된 복수의 도전 패턴 전극과, 상기 하나의 도전 패턴 전극에 고착된 양극 리드 및 다른 도전 패턴 전극에 고착된 음극 리드를 구비한 컨덴서 소자와, 상기 컨덴서 소자 및 도전 패턴 전극 하면을 제외하여 피복하고, 또한 도전 패턴 전극과 컨덴서 소자를 일체로 지지하는 절연성 수지 로 이루어지는 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 양극 리드가 L자형인 금속 부재의 상부에 접속되고, 상기 금속 부재의 하부 이면을 도전 패턴 전극에 접착하고, 양극 리드를 금속 부재를 통하여 도전 패턴 전극에 고착한 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 양극 리드를 절곡하여 하나의 도전 패턴 전극에 고착하고, 음극 리드를 직접 다른 도전 패턴 전극에 고착한 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 양극 리드의 추출 위치를 어긋나게 하여 직접 하나의 도전 패턴 전극에 고착하고, 음극 리드를 직접 다른 도전 패턴 전극에 고착한 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 양극 리드에 도금을 실시하여 평탄부를 형성하고, 상기 평탄부를 도전 패턴 전극에 고착하고, 음극 리드를 직접 다른 도전 패턴 전극에 고착한 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 분리홈에 의해 전기적으로 분리된 복수의 도전 패턴 전극과, 상기 하나의 도전 패턴 전극에 고착된 양극 리드 및 다른 도전 패턴 전극에 고착된 음극 리드를 구비하는 컨덴서 소자와, 상기와 다른 도전 패턴 전극의 패드에 부착된 회로 소자의 베어칩과, 상기 컨덴서 소자와 베어칩 및 도전 패턴 전극의 하면을 제외하여 피복하고, 또한 도전 패턴 전극과 컨덴서 소자 및 베어칩을 일체로 지지하는 절연성 수지로 이루어지는 컨덴서 장치를 제공한다.
<실시 형태>
본 발명의 컨덴서 장치를 도 1 내지 도 7에 따라 설명한다.
도 1은 본 발명의 컨덴서 장치로, 도 1의 (A)는 측면도, 도 1의 (B)는 평면도, 도 1의 (C)는 단면도이다. 컨덴서 소자(15)는 전술한 바와 같이 금속 분말의 탄탈 Ta와 함께 탄탈 봉을 가압, 성형한 후, 진공에서 소고한 양극 리드(16)를 갖는다. 또한 컨덴서 소자(15)는 탄탈 산화막으로 이루어지는 유전체로 형성한 2산화 망간층 위에 그래파이트층과 도전성 접착제를 이용하여 음극 리드(17)를 형성한다.
컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16) 및 음극 리드(17)는 후술하는 특수한 혼성 집적 회로 기술로 구성되어, 분리홈(19)으로 분리된 도전 패턴 전극(18, 22)에 부착된다. 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)는 그 자체는 떨어져 있어 하나의 도전 패턴 전극(18)에 고정할 수 없다. 그래서 L자형으로 절곡된 금속 부재(20)를 이용하여, 그 금속 부재(20) 상부에 형성한 오목부(20A)에 양극 리드(16)의 도금을 실시한 선단을 감합하여 붙여서 위치 결정을 한다. 이어서, 금속 부재(20)의 하부 이면을 도전 패턴 전극(18)에 땜납(21)으로 납땜 고정하여, 양극 리드(16)를 도전 패턴 전극(18)에 고정한다.
금속 부재(20)의 하부 이면을 도전 패턴 전극(18)에 납땜하는 대신에 Ag 페이스트 혹은 도전성 접착제로 고정해도 된다. 컨덴서 소자(15)의 음극 리드(17)는 그대로 상기와 다른 도전 패턴 전극(22)에 땜납(23)으로 납땜하여 고정하지만, 전술한 바와 마찬가지로, 납땜하는 대신에 Ag 페이스트 혹은 도전성 접착제로 고정해도 된다.
컨덴서 소자(15), 양극 리드(16), 음극 리드(17), 금속 부재(20) 및 하면을 제외한 도전 패턴 전극(18, 22)은 절연성 수지(24)로 피복되고, 절연성 수지(24)에 의해, 일체로 지지되어 칩 타입의 컨덴서 장치를 형성한다. 따라서 도전 패턴 전극(18, 22)의 하면은 노출하고 있으므로, 그대로 프린트 기판의 프린트 배선에 접착될 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1의 컨덴서 장치를 특수한 혼성 집적 회로 기술을 이용하여 조립하는 과정을 설명하는 측면도이다. 우선 도 2의 (A)와 같이, 도전박(30)을 준비한다. 재료로서는 Cu를 주재료로 한 도전박이 이용되지만, 이에 한하지 않고 Al을 주재료로 한 도전박 또는 Fe-Ni 등의 합금으로 이루어진 도전박이 이용된다.
다음으로 도 2의 (B)와 같이, 도전박(30)의 도전 패턴 전극(18, 22)을 구성하는 도전 패턴(31, 32)으로 되는 영역을 제외하여 도전박(30)이 노출되도록 포토레지스트(33, 34)를 패터닝한다. 그리고 도 2의 (C)와 같이 도전박(30)을 선택적으로 에칭하고, 분리홈(19)으로 분리된 복수개의 도전 패턴(31, 32)을 형성한다. 이 상태에서는 도전 패턴(31, 32)의 패턴 전극(18, 22)으로 되는 부분은 분리홈(19)으로 분리되어 있지만, 하부는 연결되어 있다.
그런 후에 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)를 L자형 금속 부재(20)에 용접하고, 금속 부재(20)의 하면을 도전 패턴 전극(18)에 땜납(21)으로 납땜하여 고정한다. 그리고 컨덴서 소자(15)의 음극 리드(17)를 도전 패턴(32)에 땜납(23)으로 납땜한다. 이 경우 도전 패턴(31, 32)은 아직 연결되어 있어 작업이 용이하다.
그런 후에 도 3의 (B)에 도시한 바와 같이, 컨덴서 소자(15), 금속 부재(17) 및 도전 패턴(31, 32) 전체를 절연성 수지(17)로 피복함과 함께, 이들을 지지 고정한다. 마지막으로, 도 3의 (B)에 도시한 점선으로 절연성 수지(24)와 도전 패턴(31, 32)을 절단한다. 그에 의해 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이 도전 패턴(31, 32)이 완전히 분리됨과 함께, 절단된 부분으로부터 하면이 외부에 노출된 도전 패턴 전극(18, 22)이 되어, 도 1에 도시한 컨덴서 장치가 완성된다.
도 2, 도 3은 컨덴서 장치만을 특수한 혼성 집적 회로 기술을 이용하여 조립하였지만, 도 4는 다른 회로 소자와 함께 혼성 집적 회로를 조립하는 과정을 도시한 측면도이다.
도 4의 (A)는 전술한 바와 마찬가지로 하여 패턴 전극(18, 22)이 되는 부분이 분리홈(19)으로 분리된 전극 패턴(31, 32)을 형성하는 것 외에, 분리홈(37)으로 분리된 도전 패턴(38)을 형성한다.
다음으로 도 4의 (B)와 같이, 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)를 L자형 금속 부재(20)에 용접하고, 금속 부재(20)의 하부 이면을 도전 패턴 전극(18)에 땜납(21)으로 고정한다. 또한 컨덴서 소자(15)의 음극 리드(17)를 도전 패턴(32)에 땜납(23)으로 납땜한다.
이와 함께 도전 패턴(38)에 형성된 패드(38A)에 회로 소자로서, 예를 들면 파워 트랜지스터의 베어칩(39)을 부착하고, 베어칩(39)의 전극과 도전 패턴(32)을 금속 세선(40)을 본딩하여 접속한다.
다음으로 도 4의 (C)와 같이, 컨덴서 소자(15), 금속 부재(20), 도전 패턴(31, 32, 38), 베어칩(39) 및 금속 세선(40) 전체를 절연성 수지(24)로 피복함 과 함께, 이것을 지지 고정한다.
그런 후에 도 4의 (C)에 도시한 점선을 따라, 절연성 수지(24)와 도전 패턴(31, 32, 38)을 절단한다. 그에 의해 도 4의 (D)에 도시한 바와 같이 도전 패턴(31, 32, 39)이 완전하게 분리되며, 절단된 부분으로부터 하면이 노출된 도전 패턴 전극(18, 22, 38)이 되어, 컨덴서 소자가 포함된 혼성 집적 회로가 완성된다.
전술에서, 회로 소자로서 파워 트랜지스터의 베어칩을 예로 들었지만, LSI의 베어칩이어도 되며, 또한 회로 소자는 1개가 아닌 필요로 하는 복수개의 회로 소자를 동시에 포함해도 된다.
도 5는 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시한 측면도이다. 도 1에서는 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)는 분리되어 있어 직접 도전 패턴(18)에 고정할 수 없기 때문에, 금속 부재(20)를 이용하였다. 그러나 도 5에 도시한 구조에서는 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)를 아래쪽으로 구부린다. 그리고 구부려서 도금이 실시된 양극 리드(16)의 선단을 땜납(16)으로 도전 패턴(18)에 납땜한다. 이에 의해 금속 부재(20)를 이용하지 않고 양극 리드(16)를 도전 패턴 전극(18)에 고정할 수 있다.
그 외에는 전술과 마찬가지로, 컨덴서 소자(15)의 음극 리드(17)는 그대로 상기와 다른 도전 패턴 전극(22)에 땜납(23)으로 납땜하여 고정한다. 그 후 컨덴서 소자(15), 양극 리드(16), 음극 리드(17), 금속 부재(20) 및 하면을 제외하여 도전 패턴 전극(18, 22)은 절연성 수지(24)로 피복되고, 일체로 지지되어 칩 타입의 컨덴서 장치를 형성하고 있다.
도 6은 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시한 것으로, 도 6의 (A)는 측면도, 도 6의 (B)는 단면도이다. 전술한 바와 동일하게 금속 부재(20)를 이용하지 않고 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)를 직접 도전 패턴(18)에 고정할 수 있게 하는 것이다. 양극 리드(16)를 슬라이드시켜 유전체의 하부로부터 돌출시킨다. 그리고 양극 리드(16)를 직접 도전 패턴(18)에 형성한 오목부(18A)에 감합하여 붙여서 위치 결정하고, 또한 땜납(21)으로 납땜하여 고정한다.
도 7 역시 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시한 측면도이다. 도 5 및 도 6과 동일하게 금속 부재(20)를 이용하지 않고 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)를 도전 패턴(18)에 고정할 수 있게 하는 것이다.
시장에 나도는 컨덴서 소자는 양극 리드(16)가 중심으로부터 돌출되어 있는 것이 대부분이다. 그런데 도 5는 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)를 특수 가공하고 있고, 또한 도 6에서는 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)의 추출 위치를 바꾸고 있다. 그 때문에 범용의 컨덴서 소자를 사용할 수 없다는 결점이 있다.
그래서 도 7은 일반적으로 시장에서 사용되고 있는 컨덴서 소자(15)로서 금속 부재(20)를 이용하지 않고 양극 리드(16)를 도전 패턴(18)에 부착한 것이다. 즉 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)가 돌출되어 있는 면을 도금으로 평탄하게 한다. 그 평탄하게 하는 도금층(26)을 도전 패턴(18)에 도전성 접착제 등으로 고정한다. 그 외에는 전술한 바와 마찬가지이다.
도 5 내지 도 7의 방법은 도 4에 도시한 바와 같이, 컨덴서 장치와 함께, 다른 회로 소자의 베어칩을 동시에 절연성 수지로 피복하고, 지지하는 경우에도 적용 할 수 있다.
본 발명의 컨덴서 장치는 분리홈에 의해 전기적으로 분리되어 있기는 하지만, 하부가 도전 패턴으로 이어져 있는 하나의 도전 패턴 전극에 컨덴서 소자의 양극 리드를 고착하고, 음극 리드를 다른 도전 패턴 전극에 고착하고, 절연성 수지로 이들 컨덴서 소자 및 도전 패턴 전극을 피복하고, 또한 도전 패턴 전극과 컨덴서 소자를 일체로 지지한 후, 상기 도전 패턴의 접속부를 제거함과 함께 도전 패턴 전극의 이면을 외부로 노출시킨다.
따라서 종래의 칩 컨덴서와 같이 전극이 되는 양극 리드 및 음극 리드에 사용하고 있던 복잡한 금속 부재가 불필요해지기 때문에, 소형화, 박형화 및 경량화를 달성할 수 있다.
또한 컨덴서 소자와 함께 혼성 집적 회로를 형성하는 다른 회로 소자의 칩도 동시에 도전 패턴에 부착되고, 절연성 수지로 피복하고 이들을 고착하면 상기 컨덴서 소자를 포함한 혼성 집적 회로를 완성할 수 있다.

Claims (15)

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  10. 제1 주면과 제2 주면을 갖는 도전 부재를 구비하고, 상기 도전 부재에 상기 제1 주면측에서는 분리되고 상기 제2 주면측에서는 연속하도록 분리홈을 형성하여, 섬 형상으로 이격된 제1 도전 패턴 전극 및 제 2 도전 패턴 전극을 형성하는 단계와,
    상기 제1 도전 전극에 베어칩형 콘덴서 소자용 금속 부재를 고착하는 단계와,
    상기 베어칩형 콘덴서 소자의 제1 리드를 상기 금속 부재에 접속하고, 상기 콘덴서 소자의 제2 리드를 상기 제2 도전 패턴에 접속하는 단계와,
    상기 도전 부재의 상기 제2 주면이 노출되도록 상기 제1 도전 패턴 및 상기 제2 도전 패턴, 상기 콘덴서 소자 및 상기 금속 부재를 절연성 수지로 일체로 피복하는 단계와,
    상기 절연성 수지에 의해 이루어지는 패키지 이면으로만, 분리된 상기 제1 도전 패턴 전극 및 상기 제2 도전 패턴 전극이 노출되도록, 상기 도전 부재와 상기 절연성 수지를 절단하는 공정
    을 포함하는 콘덴서 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도전 부재의 제2 주면의 적어도 일부를 제거함으로써, 상기 제1 도전 패턴 전극 및 상기 제2 도전 패턴 전극의 이면만을 상기 절연성 수지로부터 이루어진 패키지의 이면에 노출되게 하는 콘덴서 장치의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 도전 패턴 전극과 상기 제2 도전 패턴 전극의 형성 프로세스를 공용하여, 별도로 복수의 도전 패턴을 형성하고, 상기 복수의 도전 패턴에 반도체소자를 전기적으로 접속하고, 상기 콘덴서 소자 외의 반도체 소자도 일체로 밀봉하는 콘덴서 장치의 제조 방법.
  13. 분리홈에 의해 전기적으로 분리된 제1, 제2, 제3 도전 패턴 전극과,
    상기 제1 도전 패턴 전극에 고착되는 콘덴서 소자용 금속 부재와,
    상기 금속 부재에 접속하는 제1 리드와 상기 제2 도전 패턴 전극에 고착되는 제2 리드를 포함하는 베어칩형 콘덴서 소자와,
    상기 제3의 도전 패턴 전극에 고착되고, 1개의 전극을 상기 제2 도전 패턴 전극에 전기적으로 접속한 베어칩형 회로 소자와,
    상기 제1, 제2 및 제3의 도전 패턴 전극의 하면만을 노출하도록, 상기 콘덴서 소자, 상기 회로 소자, 상기 금속 부재 및 상기 제1, 제2, 제3 도전 패턴 전극을 피복해서 일체로 지지하는 절연성 수지
    를 포함하는 반도체 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 도전 패턴 전극의 측면은 상기 절연성 수지로 피복되는 반도체 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 회로 소자는 반도체 소자인 반도체 장치.
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