KR100755655B1

KR100755655B1 - 칩 형 콘덴서

Info

Publication number: KR100755655B1
Application number: KR1020060049779A
Authority: KR
Inventors: 김재광; 명희동; 박재준; 이규황
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2007-09-04
Also published as: JP2007324602A; CN101083173B; CN101083173A; US20070279841A1

Abstract

소형화를 이루면서 구조적인 안전성을 유지할 수 있는 칩 형 콘덴서가 제공된다.

본 발명은, 외 표면에 음극 층을 형성하고, 일측으로는 양극 와이어가 돌출한 콘덴서 소자; 상기 음극 층에 전기적으로 연결되는 음극 리드; 상기 양극 와이어에 용접 보강재를 통하여 전기적으로 연결되는 양극 리드; 상기 음극 리드와 양극 리드의 일부분만을 노출시키도록 상기 콘덴서 소자를 피복하는 몰드 부; 및 상기 음극 리드와 양극 리드의 측 방향으로 돌출하고 그 하부 측으로 단턱을 형성하는 돌출부;를 포함하는 칩 형 콘덴서를 제공한다.

본 발명에 의하면 리드들과 몰드 사이의 고착강도를 크게 향상시켜 구조적으로 안정되고, 외부로부터 수분의 침투를 어렵게 하여 내습성이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

칩 형 콘덴서, 양극 와이어, 콘덴서 소자, 음극 리드, 양극 리드, 몰드 부

Description

칩 형 콘덴서{A Chip Condenser}

제 1도는 종래의 기술에 따른 칩 형 콘덴서를 도시한 단면도로서,

a)도는 측 단면도, b)도는 A-A'선을 따른 단면도

제 2도는 종래의 기술에 따른 다른 구조의 칩 형 콘덴서를 도시한 측 단면도.

제 3도는 본 발명에 따른 칩 형 콘덴서를 도시한 측 단면도.

제 4도는 도 3의 B-B'선을 따른 단면도.

제 5도는 본 발명에 따른 칩 형 콘덴서를 종래의 구조에 대비하여 고착 강도가 우수한 것임을 설명한 도면으로서,

a)도는 종래 구조, b)도는 본 발명의 구조

제 6도는 본 발명에 따른 칩 형 콘덴서를 종래의 구조에 대비하여 내습성이 우수한 것임을 설명한 도면으로서,

a)도는 종래 구조, b)도는 본 발명의 구조

제 7도는 본 발명에 따른 칩 형 콘덴서가 PCB 기판에 장착된 구조를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1..... 본 발명에 따른 칩 형 콘덴서

10.... 콘덴서 소자 10a.... 전방 면

10b... 후방 면 12.... 음극 층

20.... 음극 리드 22.... 돌출부

24a,24b,34a,34b... 단턱 28.... 용접 보강재

30.... 양극 리드 32.... 돌출부

40.... 몰드 부 42.... 리드 보강 영역

50.... PCB 기판 52.... 납땜

100.... 종래의 칩 형 콘덴서 102.... 몰드

104.... 콘덴서 소자 106.... 탄탈 리드 와이어

108.... 용접 보강재 110.... 양극 리드

114.... 음극 리드 120.... 납땜

130.... PCB 기판 200.... 종래 구조의 칩 형 콘덴서

202.... 콘덴서 소자 204.... 음극 층

206.... 탄탈 리드 와이어 210.... 음극 리드

214.... 양극 연결 부재 220.... 양극 리드

240.... 몰드 부

본 발명은 소형화를 이루면서 구조적인 안전성을 유지할 수 있는 칩 형 콘덴서에 관한 것으로, 보다 상세히는 양극 및 음극 리드의 측 방향으로 돌출된 단턱을 형성하여 몰드와 리드 사이의 고착강도를 향상시키고, 외부로부터의 습기 침투를 최소화하여 안정된 전기적 성능을 유지하도록 개선된 칩 형 콘덴서에 관한 것이다.

일반적으로, 탄 탈륨 콘덴서라고 부르는 고체 칩 형 콘덴서는 일반 산업기기용은 물론 정격전압 사용 범위가 낮은 응용회로에 많이 사용되며, 특히 주파수 특성이 문제되는 회로에 많이 사용되고 있다. 또한 휴대용 통신기기의 잡음(NOISE) 감소를 위하여 많이 쓰이고 있다.

이와 같은 종래의 칩 형 콘덴서(100)는 도 1에 도시한 바와 같이, 몰드(102)의 내부에 내장되는 콘덴서 소자(104)와, 그 콘덴서 소자(104)에 일체로 형성되고 일측으로 돌출된 탄탈 리드 와이어(106) 및, 상기 탄탈 리드 와이어(106)에 용접 보강재(108)를 통하여 전기적으로 연결되며 상기 몰드(102) 밖으로 도출되는 양극 리드(110)를 구비하고 있다.

그리고 상기 양극 리드(110)의 반대 측에서 상기 콘덴서 소자(104)와 접촉하는 음극 리드(114)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

또한 이와 같은 종래의 칩 형 콘덴서(100)는 상기 양극 리드(110) 및 음극 리드(114)들이 납땜(120)을 통하여 PCB 기판(130) 상에 실장되는 구조이다.

그리고 상기 칩 형 콘덴서(100)의 콘덴서 소자(104)를 제조하는 공정은 프레스공정에서 유전체 분말을 직육면체 상으로 성형하여 소결하고, 화성 공정을 거치면서 외부 면에 유전체 피막을 형성한 다음, 질산 망간수용액에 함침하여 그 외부 면에 고체 전해질로 된 이산화 망간층을 열분해에 의하여 형성한다.

상기와 같은 종래의 칩 형 콘덴서(100)는 근래에 소형장치에 많이 쓰이게 됨으로써, 점차 더욱 소형화되는 추세에 있다. 이와 같이 칩 형 콘덴서(100)가 소형화되면 콘덴서 소자(104)와 양극 및 음극 리드(110)(114)의 크기 자체가 축소되며, 그에 따라서 이들 간의 결합 강도가 약해지는 문제점을 갖는다.

즉, 상기 몰드(102)에 의해서 상기 탄탈 와이어(106)에 고정되는 양극 및 음극 리드(110)(114)는 견고하게 고정되어야만 전자 기기에 문제점을 일으키지 않는 것이다.

그렇지만, 종래의 이와 같은 양극 및 음극 리드(110)(114)들은 단순히 몰드(102) 내에 삽입된 상태이기 때문에 외부 충격에 의해서 양극 및 음극 리드(110)(114) 들이 콘덴서 소자(104) 또는 탄탈 리드 와이어(106)로부터 분리되는 문제점을 갖는 것이었다.

그리고 음극 리드(114)와 콘덴서 소자(104)를 전기적으로 연결하는 은 접착 제(Ag Paste)(124)의 접착 면적도 축소되어 안정적인 전기적 연결에 장애를 초래하는 것이다.

한편, 도 2에는 또 다른 종래 구조의 칩 형 콘덴서(200)가 도시되어 있다. 이는 미국 특허 6,262,878호에 개시된 것이다.

도 2의 칩 형 콘덴서(200)에서 콘덴서 소자(202)는 그 외 표면에 음극 층(204)이 형성되고, 탄탈 리드 와이어(206)가 콘덴서 소자(200)로부터 돌출된다. 또한 상기 음극 층(204)의 하방 일단에는 음극 층(204)과 평행하고, 전기적으로 접속되는 평판 상의 음극 리드(210)를 갖고 있으며, 상기 음극 층(204)의 하방 타단에는 양극 연결 부재(214)와 전기적으로 접속되는 평판 상의 양극 리드(220)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 콘덴서 소자(202), 탄탈 리드 와이어(206), 음극 리드(210) 및 양극 리드(220)들을 에워싸도록 몰드 부(240)가 형성되어 있다.

상기와 같은 구조의 종래의 칩 형 콘덴서(200)는 상기 컨덴서 소자(202)의 용적율을 높이기 위하여 양극 및 음극 리드(210)(220)들을 하부 면에 배열하였으며, 상기 양극 및 음극 리드(210)(220)가 PCB 기판(230)과 납땜(232)을 통하여 전기적으로 연결되도록 하는 구성을 갖는다. 그러나, 상기와 같은 종래의 구조에서도 양극 및 음극 리드(210)(220)들이 몰드(240)에 안정적으로 고정되지 못하는 문제점을 갖는 것이었다.

특히 이와 같은 종래의 칩 형 콘덴서(200)는 그 하부 면에 형성되는 양극 및 음극 리드(210)(220)들을 PCB 기판(230)에 부착하기 위하여 땜납(232)을 사용하게 되는데, 이러한 땜납(232)은 양극 및 음극 리드(210)(220)들의 측면 부에 주로 부착되며, 이러한 현상으로 인하여 양극 및 음극 리드(210)(220)들과 PCB 기판(230)의 전기적 접속이 불확실하게 되는 문제점이 추가적으로 발생한다.

뿐만 아니라 상기와 같은 종래의 칩 형 콘덴서(100)(200)들은 모두 단순히 몰드(102),(240) 내에 양극 및 음극 리드(110)(114),(210)(220)들이 삽입된 상태이기 때문에, 외부로부터 습기가 몰드(102)(240) 내의 양극 및 음극 리드(110)(114),(210)(220)들을 통하여 콘덴서 소자(104),(202) 측으로 침투하여 전기적 성능에 장애를 일으키는 문제점을 갖는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 양극 및 음극 리드와 몰드 사이의 고착강도를 향상시켜 구조적으로 안정되고, 외부로부터의 습기 침투를 최소화하여 내습성이 크게 개선된 칩 형 콘덴서를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 제품의 소형화 및 슬림화를 이루면서 PCB 상에 탑재되는 경우 구조적인 안정성의 확보는 물론, 전기적으로 안정된 고 신뢰성의 칩 형 콘덴서를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소형화를 이루면서 구조적인 안전성을 유지할 수 있는 칩 형 콘덴서에 있어서,

외 표면에 음극 층을 형성하고, 일측으로는 양극 와이어가 돌출한 콘덴서 소자;

상기 음극 층에 전기적으로 연결되는 음극 리드;

상기 양극 와이어에 용접 보강재를 통하여 전기적으로 연결되는 양극 리드;

상기 음극 리드와 양극 리드의 일부분만을 노출시키도록 상기 콘덴서 소자를 피복하는 몰드 부; 및

상기 음극 리드와 양극 리드의 측방향으로 돌출하고 그 하부측으로 단턱을 형성하는 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 형 콘덴서를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는 상기 돌출부는 상기 음극 리드의 길이 방향 및 폭 방향으로 확대된 단턱을 형성하는 것임을 특징으로 하는 칩 형 콘덴서를 제공한다.

또한 본 발명은 바람직하게는 상기 돌출부는 상기 양극 리드의 길이 방향 및 폭 방향으로 확대된 단턱을 형성하는 것임을 특징으로 하는 칩 형 콘덴서를 제공한 다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 칩 형 콘덴서(1)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 외 표면에 음극 층(12)을 형성하고, 일측으로는 양극 와이어(14)가 돌출한 콘덴서 소자(10)를 구비한다.

상기 콘덴서 소자(10)는 탄탈 산화물(Ta₂O₅) 분말을 직육면체 상으로 압축성형하여 제조한 유전체소자이고, 니비오(Nb) 산화물과 같은 다른 소재도 선택적으로 사용될 수 있으며, 본 발명은 탄탈(Ta)에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 상기 콘덴서 소자(10)는 직사각 기둥 형상으로 형성되고, 일측으로는 양극 와이어(14)가 돌출되는 전방 면(10a)과, 상기 전방 면의 반대편에 형성된 후방 면(10b)을 포함하게 된다.

그리고 상기 콘덴서 소자(10)의 외부 면에는 음극 층(12)이 형성되며, 상기 음극 층(12)에 전기적으로 연결되는 음극 리드(20)를 구비한다.

상기 음극 리드(20)는 종래와 같이 상기 음극 층(12)에 은 접착제(Ag Paste)를 통하여 연결되며, 상기 음극 리드(20)는 그 측 방향으로 돌출하고 그 하부 측으로 단턱을 형성하는 돌출부(22)를 형성한다.

상기 돌출부(22)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 음극 리드(20)의 길이 방향, 즉 콘덴서 소자(10)의 길이방향으로 확대된 단턱(24a)을 형성하고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 음극 리드(20)의 폭 방향, 즉 콘덴서 소자(10)의 폭 방향으로 확대된 단턱(24a)을 형성하는 구조이다.

또한 본 발명의 칩 형 콘덴서(1)는 전방 면으로부터 돌출된 상기 양극 와이어(14)에 용접 보강재(28)를 통하여 전기적으로 연결되는 양극 리드(30)를 구비한다.

상기 양극 리드(30)는 종래와 같이 상기 양극 와이어(14)에 용접 보강재(28)를 통하여 연결되며, 이들 간의 연결은 레이저 용접을 이용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 양극 리드(30)는 그 측 방향으로 돌출하고 그 하부 측으로 단턱을 형성하는 돌출부(32)를 형성한다.

상기 양극 리드(30)의 돌출부(32)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 양극 리드(30)의 길이 방향, 즉 콘덴서 소자(10)의 길이방향으로 확대된 단턱(34a)을 형성하고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 양극 리드(30)의 폭 방향, 즉 콘덴서 소자(10)의 폭 방향으로 확대된 단턱(34b)을 형성하는 구조이다.

또한 본 발명에 따른 칩 형 콘덴서(1)의 몰드 부(40)는 상기 음극 리드(20) 와 양극 리드(30)의 일부분만, 즉 하부면 만을 외부로 노출시키도록 상기 콘덴서 소자(10)를 피복하는 구조이다.

상기 몰드 부(40)는 EMC(electromagnetic compatibility) 특성을 갖는 것으로서, 기기외부로 불필요한 전자파를 최소한 방출하여 다른 기기에 전자파 간섭을 일으키지 않고, 외부로부터의 전자파간섭에 영향을 받아도 정상적으로 동작할 수 있는 상태의 특성을 갖는 것이다.

이와 같이 상기 몰드 부(40)가 콘덴서 소자(10), 음극 리드(20), 양극 와이어(14), 용접 보강재(28), 양극 리드(30)들을 에워 싸서 음극 리드(20)와 양극 리드(30)의 하부면 만을 노출시키게 되면, 상기 음극 리드(20)와 양극 리드(30)의 단턱 하부 측으로는 몰드 부(40)의 리드 보강 영역(42)이 형성된다.

이와 같은 리드 보강 영역(42)이 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.

상기 리드 보강 영역(42)은 도 5에 도시된 바와 같이, 양극 및 음극 리드(20)(30)들이 몰드 부(40)로부터 빠져서 분리되는 것을 효과적으로 방지하는 스토퍼의 기능을 한다.

이와 같은 경우, 상기 양극 및 음극 리드(20)(30)들은 몰드 부(40)로부터 하부로 당겨지는 경우, 리드 보강 영역(42)으로 인하여 몰드 부(40)로부터 분리되지 않는다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부로부터 콘덴서 소자(10) 측으로의 수분 침투에 대해서도 그 경로가 크게 길어지기 때문에 효과적으로 대응할 수 있고, 내습성이 크게 향상된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 칩 형 콘덴서(1)는 도 7에 도시된 바와 같이 PCB 기판(50)상에 장착된다.

이와 같은 경우, 상기 양극 및 음극 리드(20)(30)들의 하부면은 납땜(52)을 통하여 PCB 기판(50) 상에 장착된다.

이와 같이 장착된 상태에서 본 발명에 따른 칩 형 콘덴서(1)의 고착 강도를 시험하는 경우, 상기 양극 및 음극 리드(20)(30)들은 상기 리드 보강 영역(42)으로 인하여 몰드 부(40)로부터 분리되지 않고 구조적으로 안정된 것이다.

그리고, 상기 양극 및 음극 리드(20)(30)들에 형성된 돌출부(22)(32)는 리드(20)(30)와 몰드 부(40) 사이의 접촉면적을 크게 확대시켜 안정된 결합을 유지시킬 뿐만 아니라, 내습성도 크게 향상되는 것이다.

또한 상기 양극 및 음극 리드(20)(30)들에 형성된 돌출부(22)(32)는, 특히 음극 리드(20)의 경우 그 평면적이 크게 확대되므로 상기 콘덴서 소자(10)의 음극 층(12)과 접착을 이루는 은 접착층(46)의 평면적이 크게 확대되어 구조적 및 전기 적으로 안정적인 결합을 이루는 것이다.

이와 같이 음극 리드(20)의 돌출부(22)로 인하여 은 접착층(46)의 접착 면 크기가 확대되면, 콘덴서 소자(10)의 탑재시 안정적인 탑재가 가능하게 되는 것이다. 특히 은 접착층(46)의 접착 면적이 크게 확대됨으로써 콘덴서 소자(10)와 음극 리드(20)와의 전도도가 향상되며, 그에 따라서 칩 형 콘덴서(1)의 임피던스 특성 또는 ESR 특성이 크게 향상된다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 양극 및 음극 리드에 길이 방향 및 폭방향으로 돌출된 단턱을 형성하고, 이와 같은 단턱이 리드 보강 영역을 형성함으로써 상기 리드들과 몰드 사이의 고착강도를 크게 향상시켜 구조적으로 안정될 수 있다.

그리고, 이와 같은 단턱으로 인하여 상기 양극 및 음극 리드들과 몰드 부의 접촉면이 커지게 되어 외부로부터 콘덴서 소자 측으로 침투되는 습기에 대해 효과적으로 저항할 수 있고, 그에 따라서 내습성이 크게 개선된 효과가 얻어지는 것이다.

뿐만 아니라 본 발명은 제품의 소형화 및 슬림화를 이루면서도, PCB 상에 탑재되는 경우 구조적인 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 전기적으로도 안정된 고 신뢰성의 칩 형 콘덴서를 얻을 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 이는 단지 예시적으로 본 발명을 설명하기 위하여 기재된 것이며, 본 발명을 이와 같은 특정 구조로 제한하려는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.

Claims

소형화를 이루면서 구조적인 안전성을 유지할 수 있는 칩 형 콘덴서에 있어서,

외 표면에 음극 층을 형성하고, 일측으로는 양극 와이어가 돌출한 콘덴서 소자;

상기 음극 층에 전기적으로 연결되는 음극 리드;

상기 양극 와이어에 용접 보강재를 통하여 전기적으로 연결되는 양극 리드;

상기 음극 리드와 양극 리드의 일부분만을 노출시키도록 상기 콘덴서 소자를 피복하는 몰드 부; 및

상기 음극 리드와 양극 리드의 측방향으로 돌출하고 그 하부측으로 단턱을 형성하는 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 형 콘덴서.
제1항에 있어서,

상기 돌출부는 상기 음극 리드의 길이 방향 및 폭 방향으로 확대된 단턱을 형성하는 것임을 특징으로 하는 칩 형 콘덴서.
제1항에 있어서,

상기 돌출부는 상기 양극 리드의 길이 방향 및 폭 방향으로 확대된 단턱을 형성하는 것임을 특징으로 하는 칩 형 콘덴서.