KR100730083B1 - 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법에 관한 것으로, 콘덴서소자의 양극 와이어에 양극 리드프레임을 직접 용접하지 않고 금속 와이어를 사용하여 연결함으로써, 열 충격에 의해 콘덴서소자가 파괴되는 현상을 방지할 수 있으며 용접 면적을 최소화 하여 용적율을 극대화 하는 효과가 있다.
이를 위한 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서의 제조 방법은, 일측면에 양극와이어가 돌출되고 외표면에 음극층이 형성된 콘덴서소자의 음극층에 음극 리드프레임을 접합하는 단계; 상기 콘덴서소자의 양극와이어와 상기 양극 리드프레임 사이에 금속 와이어를 게재하여 접합하는 단계; 상기 콘덴서소자와 상기 음극 및 양극 리드프레임을 몰딩하여 에폭시케이스를 형성하는 단계; 및 상기 에폭시케이스를 다이싱하는 단계;를 포함한다.
탄탈소자, 고체 전해 콘덴서, 양극, 음극, 리드프레임, 와이어
Description
도 1은 종래기술에 따른 고체 전해 콘덴서의 사시도
도 2는 종래기술에 따른 고체 전해 콘덴서의 단면도
도 3은 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서의 평면도 및 단면도
도 4 내지 도 9는 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서의 제조 공정 도면으로,
도 4는 콘덴서소자(110)의 양극 와이어(120)를 나타낸 평면도(a) 및 측면도(b)이고,
도 5는 콘덴서소자(110)의 양극 와이어(120)에 형성된 압공면(120a)을 나타낸 평면도(a) 및 측면도(b)이고,
도 6은 콘덴서소자(110)의 양극 와이어(120)의 압공면(120a)에 볼(Ball)이 형성된 금속 와이어(230)를 접합한 모습을 나타낸 평면도(a) 및 측면도(b)(c)이고,
도 7은 콘덴서소자(110)의 양극 와이어(120)의 압공면(120a)과 양극 리드프레임(130) 사이에 볼(Ball)이 형성된 금속 와이어(230)를 접합한 모습을 나타낸 평면도(a) 및 측면도(b)(c)이고,
도 8은 콘덴서소자(110)에 에폭시로 몰드하여 에폭시케이스(150)를 형성한 모습을 나타낸 평면도(a)와 단면도(b) 및 측면도(c)이고,
도 9는 에폭시케이스(150)를 다이싱하고, 불필요한 양극 및 음극 프레임을 절단한 모습을 나타낸 평면도(a) 및 단면도(b)이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
110 : 콘덴서소자 120 : 양극 와이어
130 : 양극 리드프레임 140 : 음극 리드프레임
150 : 에폭시케이스 230 : 금속 와이어
본 발명은 고체 전해 콘덴서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘덴서소자의 양극 와이어에 양극 리드프레임을 직접 용접하지 않고 금속 와이어를 사용하여 연결함으로써, 열 충격에 의해 콘덴서소자가 파괴되는 현상을 방지하고 용접면적을 최소화하여 용적율을 향상시킨 고체 전해 콘덴서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고체 전해 콘덴서는 전기를 축적하는 기능 이외에 직류전류를 차단하고 교류 전류를 통과시키려는 목적에도 사용되는 전자부품이며, 이러한 고체 전해 콘덴서 중 가장 대표적인 탄탈륨 콘덴서는 일반 산업기기용은 물론 정격전압 사용 범위가 낮은 응용회로에 사용되며, 특히 주파수 특성이 문제되는 회로나 휴대 통신기기의 잡음 감소를 위하여 많이 쓰이고 있다.
이러한 고체 전해 콘덴서(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 콘덴서의 용량 및 특성을 결정하는 유전체분말 소재로 이루어진 콘덴서소자(11)와, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)에 용이하게 장착하도록 상기 콘덴서소자(11)에 연결되는 양극 및 음극 리드프레임(13)(14)과, 상기 콘덴서소자(11)를 외부환경으로부터 보호하고 콘덴서소자의 형상을 만들기 위해 에폭시(Epoxy)로 몰드(Mold)한 에폭시케이스(15)로 구성된다. 이때, 상기 콘덴서소자(11)는 일측에 봉상의 양극와이어(12)가 일정 길이로 돌출 형성되어 있다. 그리고, 상기 양극 와이어(12)에는 양극 리드프레임(13) 간의 접촉율을 높이고 용접시 좌우 흔들림을 방지하기 위해 외부면이 평평한 압공면(12a)을 구비하고 있다.
여기서, 상기 콘덴서소자(11)를 제조하는 공정은 프레스 공정에서 유전체분말을 직육면체 상으로 성형하여 소결하고, 화성 공정을 거치면서 외부면에 유전체 피막을 형성한 다음, 질산망간수용액에 함침하여 그 외부면에 고체 전해질로 된 이산화 망간층을 열분해하여 형성한다.
상기와 같이 제조된 콘덴서소자(11)에 상기 양극 및 음극 리드프레임(13)(14)을 연결하는 공정은, 상기 콘덴서소자(11)의 일측면에 일정 길이로 돌출된 봉 상의 양극와이어(12)의 압공면(12a)에 판 상의 양극 리드프레임(13)을 용접하여 양극단자를 인출하는 단계와, 상기 콘덴서소자(11)의 외부 표면이나 음극 리드프레 임(14)에 도포된 도전성 접합제를 매개로 하여 상기 음극단자를 인출하는 단계로 이루어진다.
그리고, 상기 양극 및 음극 리드프레임(13)(14)에 각각 전기적으로 연결된 상기 콘덴서소자(11)는 외장 공정에서 에폭시로 몰드하여 에폭시케이스(15)를 형성한 후, 기타 후속 조립 공정을 통해 고체 전해 콘덴서로 완성된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 고체 전해 콘덴서의 제조 방법은, 상기 양극와이어(12)와 상기 양극 리드프레임(13)을 직접 용접하는 과정에서 고온의 열이 발생하게 되며, 이때 발생한 열이 상기 양극와이어(12)를 통해 상기 콘덴서소자(11)에 영향을 미치게 되어 열에 취약한 상기 콘덴서 소자(11)를 파괴하는 문제점이 있었다. 이렇게 상기 콘덴서 소자(11)에 가해진 열 충격에 의해 유전체가 파괴되며 이로 인하여 제품 특성저하 및 불량이 발생하기 때문에 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 콘덴서소자의 양극와이어에 양극 리드프레임을 직접 용접하지 않고 금속 와이어를 사용하여 연결함으로써, 열 충격에 의해 콘덴서소자가 파괴되는 현상을 방지하고 용접 면적을 최소화하여 용적율을 극대화하는 고체 전해 콘덴서 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서의 제조 방법은, 일측면에 양극와이어가 돌출되고 외표면에 음극층이 형성된 콘덴서소자의 음극층에 음극 리드프레임을 접합하는 단계; 상기 콘덴서소자의 양극와이어와 상기 양극 리드프레임 사이에 금속 와이어를 게재하여 접합하는 단계; 상기 콘덴서소자와 상기 음극 및 양극 리드프레임을 몰딩하여 에폭시케이스를 형성하는 단계; 및 상기 에폭시케이스를 다이싱하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 금속 와이어는 초음파 용접, 저항 용접 및 레이저 용접 중 어느 하나의 방법으로 접합하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 초음파 용접시 파장은 50 내지 150KHz의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어의 재질은 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈 중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어의 직경은 0.25mm 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어는, 접합력을 좋게 하기 위해 양끝에 볼(Ball)을 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 음극 리드프레임은 은(Ag) 패이스트(paste)를 이용하여 접합하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서는, 일측면에 양극와이어가 돌출되고 외표면에 음극층이 형성된 콘덴서소자; 상기 콘덴서소자의 음극층에 접합되는 음극 리드프레임; 상기 콘덴서소자의 양극와이어에 전기적으로 연결되는 양극 리드프레임; 상기 콘덴서소자의 양극와이어와 상기 양극 리드프레임 사이에 게재되어 서로 접합되며 금속 와이어; 및 상기 콘덴서소자와 상기 음극 및 양극 리드프레임을 몰딩하는 에폭시케이스;를 포함한다.
여기서, 상기 금속 와이어의 재질은 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈 중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 금속 와이어의 직경은 0.25mm 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어는, 양끝에 볼(Ball)을 형성한 것을 특징으로 한다.
따라서, 콘덴서소자의 양극와이어에 양극 리드프레임을 직접 용접하지 않고 금속 와이어를 사용하여 연결함으로써, 열 충격에 의해 콘덴서소자가 파괴되는 현상을 방지시킬 수 있으며 용접 면적을 최소화 하여 용적율을 극대화할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
고체 전해 콘덴서의 구조
도 3은 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서의 평면도 및 단면도이다.
먼저, 상기 고체 전해 콘덴서는 도 3에 도시된 바와 같이, 콘덴서의 용량 및 특성을 결정하는 유전체 분말소재로 이루어진 콘덴서소자(110)와, 상기 콘덴서소자(110)의 양극와이어(120)와 전기적으로 연결되는 양극 리드프레임(130)과, 상기 콘덴서소자(110)의 양극와이어(120)와 상기 양극 리드프레임(130) 사이에 게재되어 서로 접합되는 금속 와이어(230)와, 상기 콘덴서소자(110)의 음극층(미도시)에 접합되는 평판 형상의 음극 리드프레임(140)과, 상기 콘덴서소자(110)를 외부환경으로부터 보호하고 콘덴서소자의 형상을 만들기 위해 에폭시로 몰드한 에폭시케이스(150)를 포함한다.
여기서, 상기 콘덴서소자(110)는 일측에 봉상의 양극와이어(120)가 일정 길이로 돌출 형성되어 있고, 상기 양극 와이어(120)에는 금속 와이어를 용접하는데 편리성을 도모하기 위하여 외부면이 평평한 압공면(120a)을 구비하고 있다.
그리고, 상기 금속 와이어(230)는, 상기 콘덴서소자(110)의 양극와이어(120)와 상기 양극 리드프레임(130)과의 접합성 향상을 위해 상기 금속 와이어(230)의 양끝에 전기 스파크 방법 등에 의하여 형성된 볼(Ball)(230a)(230b)을 각각 포함하고 있다.
또한, 상기 콘덴서소자(110)의 양극와이어(120)와 상기 양극 리드프레임(130) 사이에 게재되어 서로 접합되는 상기 금속 와이어(230)로서, 예를 들어 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈 중 어느 하나의 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 용접에 사용되는 상기 금속 와이어(230)는 0.25mm 이하의 직경을 갖는 금속 와이어를 사용하며, 초음파 용접, 저항 용접 및 레이저 용접 중 어느 하나의 방법으로 접합한다. 이때, 초음파 용접을 사용할 경우 초음파의 파장은 50 내지 150KHz인 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명은 후술하는 바와 같이, 상기 콘덴서소자(110)의 양극와이어(120)에 양극 리드프레임(130)을 직접 용접하지 않고 금속 와이어(230)를 사용하여 연결함으로써, 열 충격에 의해 콘덴서소자(110)가 파괴되는 현상을 방지 시킬 수 있으며 용접 면적을 최소화 하여 용적율을 극대화할 수 있다.
고체 전해 콘덴서의 제조 방법
이하, 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서의 제조 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 9는 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서의 제조 공정 도면으로서, 도 4는 콘덴서소자(110)의 양극 와이어(120)를 나타낸 평면도(a) 및 측면도(b)이고, 도 5는 콘덴서소자(110)의 양극 와이어(120)에 형성된 압공면(120a)을 나타낸 평면도(a) 및 측면도(b)이고, 도 6은 콘덴서소자(110)의 양극 와이어(120)의 압공면(120a)에 볼(Ball)이 형성된 금속 와이어(230)를 접합한 모습을 나타낸 평면도(a) 및 측면도(b)(c)이고, 도 7은 콘덴서소자(110)의 양극 와이어(120)의 압공면(120a)과 양극 리드프레임(130) 사이에 볼(Ball)이 형성된 금속 와이어(230)를 접합한 모습을 나타낸 평면도(a) 및 측면도(b)(c)이고, 도 8은 콘덴서소자(110)에 에폭시로 몰드하여 에폭시케이스(150)를 형성한 모습을 나타낸 평면도(a)와 단면도(b) 및 측면도(c)이고, 도 9는 에폭시케이스(150)를 다이싱 및 절단 등을 통하여 불필요한 부분을 제거한 모습을 나타낸 평면도(a) 및 단면도(b)이다.
먼저, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 원형의 형상을 갖는 상기 콘덴서소자(110)의 양극와이어(120)를 용접성 향상을 위해 납작한 형상을 갖도록 압공면(120a)을 형성한다.
그 다음, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 금속 와이어(예를 들어, 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈 등)(230)를 사용하여 상기 콘덴서소자(110)의 양극와이어(120)의 압공면(120a)과 상기 양극 리드프레임(130) 사이에 용접한다. 이때, 상기 금속 와이어(230)는 초음파 및 저항용접을 사용하거나 또는 레이저(Laser)를 사용하여 용접할 수 있다. 그리고, 상기 금속 와이어(230)의 양단부에는 접합력을 좋게 하기 위해 전기 스파크를 이용하여 볼(Ball)(230a)(230b)을 형성할 수도 있다. 또한, 상기 금속 와이어(230)는 0.25mm 이하의 직경을 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에서는 상기 콘덴서소자(110)의 양극와이어(120)에 양극 리드프레임(130)을 직접 용접하지 않고 금속 와이어(230)를 사용하여 연결함으로써, 열 충격에 의해 콘덴서소자(110)가 파괴되는 현상을 방지할 수 있으며 용접 면적을 최소화 하여 용적율을 극대화 할 수 있다.
그 다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 콘덴서소자(110)의 음극층(미도시)에 평판 형상의 음극 리드프레임(140)을 접합한다. 이때, 상기 음극 리드프레임(140)은 은(Ag) 패이스트(paste)를 이용하여 접합할 수 있다.
그리고, 상기 양극 및 음극 리드프레임(130)(140)이 연결된 상기 콘덴서소자(110)에 에폭시로 몰드하여 에폭시케이스(150)를 형성한다. 이때, 상기 에폭시케이스(150)는 상기 콘덴서소자(110)를 보호하고 인쇄회로기판(PCB)에 실장이 용이하도 록 고체 전해 콘덴서의 형상을 만드는 역할을 한다.
그 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 에폭시케이스(150)를 다이싱 및 절단 등의 공정을 통하여 리드프레임(130)(140)의 불필요한 부분을 제거하여 상기 고체 전해 콘덴서를 완성한다.
본 발명은 콘덴서소자의 양극와이어에 양극 리드프레임을 직접 용접하지 않고 금속 와이어를 사용하여 연결함으로써, 열 충격에 의해 콘덴서소자가 파괴되는 현상을 방지할 수 있으며 용접 면적을 최소화 하여 용적율을 극대화 하였다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법에 의하면, 콘덴서소자의 양극와이어에 양극 리드프레임을 직접 용접하지 않고 금속 와이어를 사용하여 연결함으로써, 열 충격에 의해 콘덴서소자가 파괴되는 현상을 방지할 수 있으며 용접 면적을 최소화 하여 용적율을 극대화 하는 효과가 있다.
Claims (11)
- 일측면에 양극와이어가 돌출되고 외표면에 음극층이 형성된 콘덴서소자의 음극층에 음극 리드프레임을 접합하는 단계;상기 콘덴서소자의 양극와이어와 상기 양극 리드프레임 사이에 금속 와이어를 게재하여 접합하는 단계;상기 콘덴서소자와 상기 음극 및 양극 리드프레임을 몰딩하여 에폭시케이스를 형성하는 단계; 및상기 에폭시케이스를 다이싱하는 단계;를 포함하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법에 있어서,상기 금속 와이어는 접합력을 좋게 하기 위해 전기 스파크를 이용하여 양끝에 볼(Ball)을 형성한 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 와이어는 초음파 용접, 저항 용접 및 레이저 용접 중 어느 하나의 방법으로 접합하는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 초음파 용접시 파장은 50 내지 150KHz의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 와이어의 재질은 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈 중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 금속 와이어의 직경은 0.25mm 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 와이어가 상기 콘덴서소자의 양극와이어가 돌출된 방향의 측면을 통하여 접합되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 음극 리드프레임은 은(Ag) 패이스트(paste)를 이용하여 접합하는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조 방법.
- 일측면에 양극와이어가 돌출되고 외표면에 음극층이 형성된 콘덴서소자;상기 콘덴서소자의 음극층에 접합되는 음극 리드프레임;상기 콘덴서소자의 양극와이어에 전기적으로 연결되는 양극 리드프레임;상기 콘덴서소자의 양극와이어와 상기 양극 리드프레임 사이에 게재되어 서로 접합되는 금속 와이어; 및상기 콘덴서소자와 상기 음극 및 양극 리드프레임을 몰딩하는 에폭시케이스;를 포함하는 고체 전해 콘덴서에 있어서,상기 금속 와이어는 양끝에 볼(Ball)이 형성된 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제 8 항에 있어서,상기 금속 와이어의 재질은 금, 은, 동, 알루미늄, 니켈 중 어느 하나를 사용한 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제 9 항에 있어서,상기 금속 와이어의 직경은 0.25mm 이하인 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제 8 항에 있어서,상기 금속 와이어가 상기 콘덴서소자의 양극와이어가 돌출된 방향의 측면을 통하여 접합된 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
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