KR100914889B1 - Solid electrolytic condenser and method for manufacturing the same - Google Patents
Solid electrolytic condenser and method for manufacturing the sameInfo
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Abstract
본 발명은 고체 전해 콘덴서의 구조 및 공정을 단순화시켜 고체 전해 콘덴서의 제조비용을 절감하고, 정전용량을 극대화시키며, 실장력과 신뢰성을 향상하기 위한 것이다.The present invention is to simplify the structure and process of the solid electrolytic capacitor to reduce the manufacturing cost of the solid electrolytic capacitor, to maximize the capacitance, to improve the mounting force and reliability.
이를 위해, 본 발명은, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자; 상부가 상기 콘덴서 소자의 내부에 삽입되고, 하부가 상기 콘덴서 소자의 외부로 돌출된 양극 와이어; 상기 양극 와이어의 돌출된 하부를 절연하기 위한 마스킹부; 상기 콘덴서 소자의 표면에 형성되는 유전체 산화피막층; 상기 유전체 산화피막층의 표면에 형성되고, 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층; 상기 마스킹부의 하부에 제공되고, 상기 양극 와이어와 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자; 상기 양극 리드 단자와 대향되도록 상기 고체 전해질층의 하부에 제공되고, 상기 고체 전해질층과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자; 및 상기 구성요소들을 감싸도록 형성되는 몰딩부;를 포함하는 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법을 제공한다.To this end, the present invention, a capacitor having a polarity of the anode; An anode wire having an upper portion inserted into the condenser element and a lower portion protruding outside the condenser element; A masking part for insulating the protruding lower portion of the anode wire; A dielectric oxide film layer formed on the surface of the capacitor element; A solid electrolyte layer formed on a surface of the dielectric oxide film layer and having a polarity of a cathode; A cathode lead terminal provided under the masking portion and electrically connected to the anode wire; A negative lead terminal provided under the solid electrolyte layer so as to face the positive lead terminal and electrically connected to the solid electrolyte layer; And a molding part formed to surround the components.
Description
본 발명은 고체 전해 콘덴서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고체 전해 콘덴서의 구조 및 공정을 단순화시켜 제조비용을 절감하고, 용량을 극대화시키며, 실장력과 신뢰성을 향상할 수 있는 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solid electrolytic capacitor, and more particularly, to simplify the structure and process of the solid electrolytic capacitor, to reduce the manufacturing cost, to maximize the capacity, and to improve the mounting power and reliability, and a solid electrolytic capacitor It is about a method.
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.In general, solid electrolytic capacitors are electronic components used for the purpose of blocking DC current and passing alternating current in addition to the function of accumulating electricity, and the most representative tantalum capacitors among these solid electrolytic capacitors use rated voltage as well as general industrial equipment. It is used in low-range application circuits, and is especially used for noise reduction in circuits or portable communication devices where frequency characteristics are problematic.
이러한 고체 전해 콘덴서(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 콘덴서의 용량 및 특성을 결정하는 유전체분말 소재로 루어진 콘덴서 소자(11)와, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)에 용이하게 장착하도록 상기 콘덴서 소자(11)에 연결되는 양극 및 음극 리드프레임(13)(14)과, 상기 콘덴서소자(11)를 외부환경으로부터 보호하고 콘덴서소자의 형상을 만들기 위해 에폭시(Epoxy)로 몰딩한 에폭시케이스(15)로 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the solid electrolytic capacitor 10 includes a capacitor element 11 and a printed circuit board (PCB) made of a dielectric powder that determines the capacitance and characteristics of the capacitor. Epoxy and anode lead frames 13 and 14 connected to the condenser element 11 so as to be easily mounted on the condenser element 11 and an epoxy to protect the condenser element 11 from an external environment and to form a condenser element. It is composed of an epoxy case 15 molded into.
이때, 상기 콘덴서 소자(11)는 일측에 봉상의 양극 와이어(12)가 일정 길이로 돌출 형성되어 있다.At this time, the condenser element 11 has a rod-shaped anode wire 12 protruding to a predetermined length on one side.
그리고, 상기 양극 와이어(12)에는 양극 리드프레임(13)과의 접촉율을 높이고 용접시 좌우 흔들림을 방지하기 위해 외부면이 평평한 압공면(12a)을 구비하고 있다.In addition, the anode wire 12 is provided with a pressure surface 12a having a flat outer surface to increase the contact ratio with the anode lead frame 13 and to prevent left and right shake during welding.
여기서, 상기 콘덴서 소자(11)를 제조하는 공정은 프레스 공정에서 유전체분말을 직육면체 상으로 성형하여 소결하고, 화성 공정을 거치면서 외부면에 유전체 산화피막을 형성한 다음, 질산망간수용액에 함침하여 그 외부면에 고체 전해질로 된 이산화 망간층을 열분해하여 형성한다.Here, in the process of manufacturing the condenser element 11, the dielectric powder is formed into a rectangular parallelepiped in the press process and sintered, a dielectric oxide film is formed on the outer surface during the chemical conversion process, and then impregnated with an aqueous manganese nitrate solution. The outer surface is formed by thermal decomposition of a manganese dioxide layer of solid electrolyte.
상기와 같이 제조된 콘덴서 소자(11)에 상기 양극 및 음극 리드프레임(13)(14)을 연결하는 공정은, 상기 콘덴서 소자(11)의 일측면에 일정 길이로 돌출된 봉 상의 양극 와이어(12)의 압공면(12a)에 판 상의 양극 리드프레임(13)을 용접하여 양극 단자를 인출하는 단계와, 상기 콘덴서 소자(11)의 외부 표면이나 음극 리드프레임(14)에 도포된 도전성 접합제를 매개로 하여 상기 음극단자를 인출하는 단계로 이루어진다.The process of connecting the positive and negative lead frames 13 and 14 to the condenser element 11 manufactured as described above includes a rod-shaped positive electrode wire 12 protruding to one side of the condenser element 11 at a predetermined length. Welding the plate-shaped positive electrode lead frame 13 to the pressure-sensitive surface 12a of the plate) to draw the positive electrode terminal, and the conductive adhesive applied to the outer surface of the capacitor element 11 or the negative electrode lead frame 14 Withdrawal of the negative electrode terminal through a medium.
그리고, 상기 양극 및 음극 리드프레임(13)(14)에 각각 전기적으로 연결된 상기 콘덴서 소자(11)는 외장 공정에서 에폭시로 몰딩하여 에폭시 케이스(15)를 형성한 후, 기타 후속 조립 공정을 통해 고체 전해 콘덴서로 완성된다.In addition, the capacitor element 11 electrically connected to the anode and cathode lead frames 13 and 14, respectively, is molded with an epoxy in an exterior process to form an epoxy case 15, and then subjected to other subsequent assembly processes. Complete with electrolytic capacitor
그러나, 상기와 같은 종래의 고체 전해 콘덴서는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional solid electrolytic capacitor as described above has the following problems.
종래 고체 전해 콘덴서는, 양극 와이어(12)와 양극 리드프레임(13)을 직접 용접하는 과정에서 고온의 열이 발생하게 되며, 이때 발생한 열이 상기 양극 와이어(12)를 통해 콘덴서 소자(11)에 영향을 미치게 되어 열에 취약한 콘덴서 소자(11)를 손상시키는 문제점이 있었다.In the conventional solid electrolytic capacitor, high temperature heat is generated in the process of directly welding the anode wire 12 and the anode lead frame 13, and the generated heat is transferred to the capacitor element 11 through the anode wire 12. There was a problem of damaging the condenser element 11 susceptible to heat.
이와 같이 상기 콘덴서 소자(11)에 가해진 열충격에 의해 유전체가 파괴되며 이로 인해 제품 특성저하 및 불량이 발생하기 때문에 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.As such, the dielectric is destroyed by the thermal shock applied to the condenser element 11, and thus, there is a problem in that the manufacturing cost increases because product degradation and defects occur.
또한, 종래 고체 전해 콘덴서는, 전체 외관을 형성하는 에폭시 케이스(15) 내에서 양극 리드프레임(13) 및 음극 리드프레임이 차지하는 공간이 크기 때문에 동일한 에폭시 케이스(15) 내에서 상대적으로 콘덴서 소자(11)의 크기를 작게 형성할 수밖에 없기 때문에 정전용량이 작아지는 문제점이 있었다.In addition, the conventional solid electrolytic capacitor is relatively condenser element 11 in the same epoxy case 15 because the space occupied by the anode lead frame 13 and the cathode lead frame in the epoxy case 15 forming the overall appearance. There is a problem that the capacitance is reduced because the size of the) can only be formed small.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 고체 전해 콘덴서의 구조 및 공정을 단순화하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to simplify the structure and process of the solid electrolytic capacitor.
본 발명의 다른 목적은, 고체 전해 콘덴서의 정전용량을 극대화하는 것이다.Another object of the present invention is to maximize the capacitance of a solid electrolytic capacitor.
본 발명의 또 다른 목적은, 고체 전해 콘덴서의 실장력과 신뢰성을 향상하는 것이다.Another object of the present invention is to improve the mounting force and reliability of a solid electrolytic capacitor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자; 상부가 상기 콘덴서 소자의 내부에 삽입되고, 하부가 상기 콘덴서 소자의 외부로 돌출된 양극 와이어; 상기 양극 와이어의 돌출된 하부를 절연하기 위한 마스킹부; 상기 콘덴서 소자의 표면에 형성되는 유전체 산화피막층; 상기 유전체 산화피막층의 표면에 형성되고, 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층; 상기 마스킹부의 하부에 제공되고, 상기 양극 와이어와 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자; 상기 양극 리드 단자와 대향되도록 상기 고체 전해질층의 하부에 제공되고, 상기 고체 전해질층과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자; 및 상기 구성요소들을 감싸도록 형성되는 몰딩부;를 포함하는 고체 전해 콘덴서를 제공한다.In one embodiment of the present invention for achieving the above object, a capacitor element having a polarity of an anode; An anode wire having an upper portion inserted into the condenser element and a lower portion protruding outside the condenser element; A masking part for insulating the protruding lower portion of the anode wire; A dielectric oxide film layer formed on the surface of the capacitor element; A solid electrolyte layer formed on a surface of the dielectric oxide film layer and having a polarity of a cathode; A cathode lead terminal provided under the masking portion and electrically connected to the anode wire; A negative lead terminal provided under the solid electrolyte layer so as to face the positive lead terminal and electrically connected to the solid electrolyte layer; And a molding part formed to surround the components.
상기 마스킹부는, 상기 콘덴서 소자의 하부에 상기 양극 와이어의 돌출된 하부 외주면을 감싸도록 도팅(dotting) 또는 필름(film) 방식으로 비전도성 물질을 제공함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.The masking part may be formed by providing a non-conductive material in a dotting or film manner so as to surround the protruding lower outer circumferential surface of the anode wire under the condenser element.
상기 양극 리드 단자는 상기 양극 와이어의 돌출된 하부 끝단이 삽입되는 중공부를 갖는 금속 플레이트로 형성되고, 상기 음극 리드 단자는 상기 고체 전해질층과 도전성 접착제를 매개로 전기적으로 연결되는 금속 플레이트로 형성되는 것을 특징으로 한다.The anode lead terminal is formed of a metal plate having a hollow portion into which the protruding lower end of the anode wire is inserted, and the cathode lead terminal is formed of a metal plate electrically connected to the solid electrolyte layer through a conductive adhesive. It features.
상기 양극 리드 단자의 중공부에는 도전성 접착제가 충전(filling up)되는 것을 특징으로 한다.The hollow portion of the positive lead terminal is characterized in that the conductive adhesive (filling up).
상기 양극 리드 단자는 도전성 물질이 페이스트(paste) 또는 슬러리(slurry) 형태로 상기 양극 와이어의 하부 끝단을 둘러싸도록 형성되며, 상기 음극 리드 단자는 도전성 물질이 페이스트(paste) 또는 슬러리(slurry) 형태로 상기 고체 전해질층에 접합되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The anode lead terminal is formed such that a conductive material surrounds the lower end of the anode wire in a paste or slurry form, and the cathode lead terminal is formed in a paste or slurry form. It is characterized in that it is formed to be bonded to the solid electrolyte layer.
상기 양극 리드 단자 및 상기 음극 리드 단자의 하면에는 주석(Sn) 또는 금(Au) 또는 은(Ag)과 같은 전도성이 높은 물질이 도금되는 것을 특징으로 한다.A lower conductive material, such as tin (Sn), gold (Au), or silver (Ag), may be plated on the lower surfaces of the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal.
상기 고체 전해질층의 표면에는 상기 고체 전해질층의 도전성을 향상시키기 위한 전도성 물질로 이루어진 음극 보강층이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.The surface of the solid electrolyte layer is characterized in that the negative electrode reinforcing layer made of a conductive material for improving the conductivity of the solid electrolyte layer is further formed.
상기 음극 보강층은, 상기 고체 전해질층의 표면에 카본(carbon)과 은(Ag)이 순차적으로 도포되어 형성되는 것을 특징으로 한다.The negative electrode reinforcement layer is formed by sequentially applying carbon and silver (Ag) on the surface of the solid electrolyte layer.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 형태에서는, (a) 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자를 형성하는 단계; (b) 상기 콘덴서 소자의 하부에 양극 와이어를 삽입 연결하는 단계; (c) 상기 양극 와이어의 돌출된 하부를 절연하기 위하여 마스킹부를 형성하는 단계; (d) 상기 콘덴서 소자의 표면에 유전체 산화피막층을 형성하는 단계; (e) 상기 유전체 산화피막층의 표면에 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층을 형성하는 단계; (f) 상기 마스킹부의 하부에 상기 양극 와이어와 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자를 형성하고, 상기 고체 전해질층과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자를 형성하는 단계; 및 (g) 상기 구성요소들을 에폭시 수지로 몰딩하여 몰딩부를 형성하는 단계;를 포함하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 제공한다.On the other hand, in another aspect of the present invention for achieving the above object, (a) forming a capacitor element having a polarity of the anode; (b) inserting an anode wire into the lower portion of the capacitor element; (c) forming a masking portion to insulate the protruding lower portion of the anode wire; (d) forming a dielectric oxide layer on the surface of the capacitor element; (e) forming a solid electrolyte layer having a polarity of a cathode on a surface of the dielectric oxide film layer; (f) forming a positive lead terminal electrically connected to the positive electrode wire under the masking unit, and forming a negative lead terminal electrically connected to the solid electrolyte layer; And (g) molding the components with an epoxy resin to form a molding part.
상기 (c)단계에서, 상기 마스킹부는, 상기 콘덴서 소자의 하부에 상기 양극 와이어의 돌출된 하부 외주면을 감싸도록 도팅(dotting) 또는 필름(film) 방식으로 비전도성 물질을 제공함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.In the step (c), the masking portion is formed by providing a non-conductive material in a dotting or film manner to surround the protruding lower outer circumferential surface of the anode wire under the condenser element. do.
상기 고체 전해 콘덴서의 제조방법은, 상기 (e)단계와 상기 (f)단계 사이에 수행되며 상기 고체 전해질층의 표면에 카본(carbon)과 은(Ag)을 순차적으로 도포하여 음극 보강층을 형성하는 단계를 더 포함한다.The manufacturing method of the solid electrolytic capacitor is performed between the step (e) and the step (f), and sequentially applying carbon and silver (Ag) on the surface of the solid electrolyte layer to form a negative electrode reinforcement layer. It further comprises a step.
상기 (f)단계에서, 상기 양극 리드 단자는, 상기 마스킹부의 하부에 상기 양극 와이어의 돌출된 하부 끝단이 삽입되는 중공부를 갖는 금속 플레이트를 제공한 후 상기 중공부에 도전성 접착제를 충전하여 형성되고, 상기 음극 리드 단자는, 상기 고체 전해질층의 하부에 도전성 접착제를 매개로 금속 플레이트를 전기적으로 연결하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In the step (f), the positive electrode lead terminal is formed by providing a metal plate having a hollow portion into which the protruding lower end of the positive electrode wire is inserted below the masking portion, and filling the hollow portion with a conductive adhesive, The negative lead terminal is formed by electrically connecting a metal plate to a lower portion of the solid electrolyte layer through a conductive adhesive.
상기 고체 전해 콘덴서의 제조방법은, 상기 (f)단계 이후에 수행되며 상기 양극 리드 단자 및 상기 음극 리드 단자의 하면에 주석(Sn) 또는 금(Au) 또는 은(Ag)과 같은 전도성이 높은 물질을 도금하는 단계를 더 포함한다.The method of manufacturing the solid electrolytic capacitor is performed after the step (f) and has a high conductivity material such as tin (Sn) or gold (Au) or silver (Ag) on the lower surface of the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal. It further comprises the step of plating.
상기 고체 전해 콘덴서의 제조방법은, 상기 (g)단계 이후에 수행되며 상기 몰딩부의 외측으로 돌출된 상기 양극 리드 단자의 일부 및 상기 음극 리드 단자의 일부를 다이싱(dicing) 방식으로 제거하는 단계를 더 포함한다.The manufacturing method of the solid electrolytic capacitor may be performed after the step (g) and removing a part of the positive lead terminal and a part of the negative lead terminal protruding outward from the molding part by dicing. It includes more.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 형태에서는, (a) 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자를 형성하는 단계; (b) 상기 콘덴서 소자의 하부에 양극 와이어를 삽입 연결하는 단계; (c) 상기 양극 와이어의 돌출된 하부를 절연하기 위하여 마스킹부를 형성하는 단계; (d) 상기 콘덴서 소자의 표면에 유전체 산화피막층을 형성하는 단계; (e) 상기 유전체 산화피막층의 표면에 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층을 형성하는 단계; (f) 상기 양극 와이어와 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자가 형성되는 상기 마스킹부의 하부 공간 및 상기 고체 전해질층과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자가 형성되는 상기 고체 전해질층의 하부 공간을 제외하고 상기 구성요소들을 에폭시 수지로 몰딩하여 몰딩부를 형성하는 단계; 및 (g) 상기 마스킹부의 하부 공간과 상기 고제 전해질층의 하부 공간에 페이스트 또는 슬러리 형태의 도전성 물질을 제공하여 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자를 형성하는 단계;를 포함하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 제공한다.On the other hand, in another aspect of the present invention for achieving the above object, (a) forming a capacitor element having a polarity of the anode; (b) inserting an anode wire into the lower portion of the capacitor element; (c) forming a masking portion to insulate the protruding lower portion of the anode wire; (d) forming a dielectric oxide layer on the surface of the capacitor element; (e) forming a solid electrolyte layer having a polarity of a cathode on a surface of the dielectric oxide film layer; (f) the configuration except for the lower space of the masking portion in which the positive lead terminal electrically connected to the positive electrode wire is formed and the lower space of the solid electrolyte layer in which the negative lead terminal electrically connected to the solid electrolyte layer is formed; Molding the elements with an epoxy resin to form a molding; And (g) providing a conductive material in the form of a paste or slurry in the lower space of the masking portion and the lower space of the solid electrolyte layer to form a positive electrode lead terminal and a negative electrode lead terminal. to provide.
상기 (c)단계에서, 상기 마스킹부는, 상기 콘덴서 소자의 하부에 상기 양극 와이어의 돌출된 하부 외주면을 감싸도록 도팅(dotting) 또는 필름(film) 방식으로 비전도성 물질을 제공함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.In the step (c), the masking portion is formed by providing a non-conductive material in a dotting or film manner to surround the protruding lower outer circumferential surface of the anode wire under the condenser element. do.
상기 고체 전해 콘덴서의 제조방법은, 상기 (e)단계와 상기 (f)단계 사이에 수행되며 상기 고체 전해질층의 표면에 카본(carbon)과 은(Ag)을 순차적으로 도포하여 음극 보강층을 형성하는 단계를 더 포함한다.The manufacturing method of the solid electrolytic capacitor is performed between the step (e) and the step (f), and sequentially applying carbon and silver (Ag) on the surface of the solid electrolyte layer to form a negative electrode reinforcement layer. It further comprises a step.
상기 고체 전해 콘덴서의 제조방법은, 상기 (g)단계 이후에 수행되며 상기 양극 리드 단자 및 상기 음극 리드 단자의 하면에 주석(Sn) 또는 금(Au) 또는 은(Ag)과 같은 전도성이 높은 물질을 도금하는 단계를 더 포함한다.The manufacturing method of the solid electrolytic capacitor is performed after the step (g) and has a high conductivity material such as tin (Sn) or gold (Au) or silver (Ag) on the lower surface of the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal. It further comprises the step of plating.
본 발명에 따르면, 마스킹부를 이용하여 양극 와이어를 음극과 절연시킴과 아울러 양극 리드 단자를 형성하는 공간을 제공하여 고체 전해 콘덴서의 구조 및 공정을 단순화하여 고체 전해 콘덴서의 제조비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, the masking portion is used to insulate the anode wire from the cathode and to provide a space for forming the anode lead terminal, thereby simplifying the structure and the process of the solid electrolyte capacitor, thereby reducing the manufacturing cost of the solid electrolyte capacitor. There is this.
그리고, 본 발명에 따르면, 콘덴서 소자의 하부로 삽입되는 양극 와이어 및 상기 양극 와이어의 하부 끝단과 양극 리드 단자를 직접 연결하여 양극을 인출하는 구조이기 때문에, 전체 외관을 형성하는 몰딩부 내에서 콘덴서 소자의 크기를 최대화하여 고체 전해 콘덴서의 정전용량을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, since the anode wire inserted into the lower portion of the capacitor element and the lower end of the anode wire and the anode lead terminal are directly connected to draw the anode, the capacitor element is formed in the molding to form the overall appearance. Maximizing the size of the has the advantage of maximizing the capacitance of the solid electrolytic capacitor.
또한, 본 발명에 따르면, 양극 리드 단자 또는 음극 리드 단자의 두께 및 면적을 최적화하여 고체 전해 콘덴서의 접속력과 실장력을 향상시킬 수 있으며, 용접 공정을 삭제하여 콘덴서 소자의 손상을 방지함으로써 제품 신뢰성을 향상할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to improve the connection and mounting force of the solid electrolytic capacitor by optimizing the thickness and area of the positive electrode lead terminal or the negative electrode lead terminal, and the product reliability by eliminating the welding process to prevent damage to the capacitor element There is an advantage to improve.
도 1은 종래 기술에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 사시도;1 is a perspective view showing a solid electrolytic capacitor according to the prior art;
도 2는 종래 기술에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 단면도;2 is a cross-sectional view showing a solid electrolytic capacitor according to the prior art;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도;3 is a front sectional view showing a solid electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선을 따른 측단면도;4 is a side cross-sectional view along the line I-I of FIG. 3;
도 5a 내지 도 5l은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도로서,5A to 5L are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention.
도 5a는 콘덴서 소자가 형성된 상태를 나타낸 단면도;5A is a sectional view showing a state in which a capacitor element is formed;
도 5b는 양극 와이어가 결합된 상태를 나타낸 단면도;5B is a cross-sectional view showing a state in which the anode wire is coupled;
도 5c는 마스크가 형성된 상태를 나타낸 단면도;5C is a sectional view showing a state in which a mask is formed;
도 5d는 유전체 산화피막층이 형성된 상태를 나타낸 단면도;5D is a cross-sectional view showing a state in which a dielectric oxide film layer is formed;
도 5e는 고체 전해질층이 형성된 상태를 나타낸 단면도;5E is a cross-sectional view showing a state in which a solid electrolyte layer is formed;
도 5f는 음극 보강층 중 카본이 도포된 상태를 나타낸 단면도;5F is a cross-sectional view showing a state in which carbon is applied in the negative electrode reinforcement layer;
도 5g는 음극 보강층 중 은이 도포된 상태를 나타낸 단면도;5G is a cross-sectional view showing a state in which silver is applied in the negative electrode reinforcement layer;
도 5h는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자를 나타낸 단면도;5H is a cross-sectional view showing a positive lead terminal and a negative lead terminal;
도 5i는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자가 형성된 상태를 나타낸 단면도;5I is a cross-sectional view showing a state in which a positive lead terminal and a negative lead terminal are formed;
도 5j는 양극 리드 단자의 중공부에 도전성 접착제가 충전되어 경화된 상태를 나타낸 단면도;5J is a cross-sectional view showing a state where a conductive adhesive is filled and cured in a hollow portion of a positive electrode lead terminal;
도 5k는 몰딩부가 형성된 상태를 나타낸 단면도;5K is a sectional view showing a state in which a molding part is formed;
도 5l은 양극 리드 단자와 음극 리드 단자를 다이싱한 상태를 나타낸 단면도;5L is a cross-sectional view illustrating a state in which a positive lead terminal and a negative lead terminal are diced;
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도;6 is a front sectional view showing a solid electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention;
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 측단면도;FIG. 7 is a side cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 6;
도 8a 내지 도 8j는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도로서,8A to 8J are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention.
도 8a는 콘덴서 소자가 형성된 상태를 나타낸 단면도;8A is a sectional view showing a state in which a capacitor element is formed;
도 8b는 양극 와이어가 결합된 상태를 나타낸 단면도;8B is a cross-sectional view showing a state in which the anode wire is coupled;
도 8c는 마스크가 형성된 상태를 나타낸 단면도;8C is a sectional view showing a state in which a mask is formed;
도 8d는 유전체 산화피막층이 형성된 상태를 나타낸 단면도;8D is a sectional view showing a state in which a dielectric oxide film layer is formed;
도 8e는 고체 전해질층이 형성된 상태를 나타낸 단면도;8E is a sectional view showing a state in which a solid electrolyte layer is formed;
도 8f는 음극 보강층 중 카본이 도포된 상태를 나타낸 단면도;8F is a cross-sectional view showing a state in which carbon is applied in the negative electrode reinforcement layer;
도 8g는 음극 보강층 중 은이 도포된 상태를 나타낸 단면도;8G is a cross-sectional view showing a state in which silver is applied in the negative electrode reinforcement layer;
도 8h는 몰딩부가 형성된 상태를 나타낸 단면도;8H is a sectional view showing a state in which a molding part is formed;
도 8i는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자가 형성된 상태를 나타낸 단면도;8I is a cross-sectional view showing a state in which a positive lead terminal and a negative lead terminal are formed;
도 8j는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자의 하면이 도금된 상태를 나타낸 단면도;이다.8J is a cross-sectional view showing a state in which the lower surfaces of the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal are plated.
이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above object can be specifically realized are described with reference to the accompanying drawings.
고체 전해 콘덴서의 제1 First of the solid electrolytic capacitor 실시예Example
먼저, 첨부된 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 설명하기로 한다.First, a solid electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도이고, 도 4는 도 3의 I-I선을 따른 측단면도이다.3 is a front sectional view showing a solid electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 is a side sectional view along the line I-I of FIG.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(100)는, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자(110)와, 상부가 상기 콘덴서 소자(110)의 하측 내부에 삽입되고 하부가 상기 콘덴서 소자(110)의 외측으로 돌출된 양극 와이어(120)와, 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부를 절연하기 위한 마스킹부(130)와, 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 형성되는 유전체 산화피막층(140)과, 상기 유전체 산화피막층(140)의 표면에 형성되고 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층(150)과, 상기 마스킹부(130)의 하부에 제공되고 상기 양극 와이어(120)와 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자(171)와, 상기 양극 리드 단자와 대향되도록 상기 고체 전해질층(150)의 하부에 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자(172), 및 상기 구성요소들을 감싸도록 형성되는 몰딩부(190)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the solid electrolytic capacitor 100 according to the first embodiment of the present invention includes a capacitor element 110 having a polarity of an anode and an upper side thereof under the capacitor element 110. An anode wire 120 inserted therein and protruding outward from the condenser element 110, a masking unit 130 for insulating the protruding lower portion of the anode wire 120, and the condenser element 110. A dielectric oxide layer 140 formed on the surface of the substrate), a solid electrolyte layer 150 formed on the surface of the dielectric oxide film layer 140 and having a polarity of a cathode, and a lower portion of the masking unit 130. A cathode lead terminal 171 electrically connected to the anode wire 120, an anode lead terminal 172 electrically connected to a lower portion of the solid electrolyte layer 150 to face the anode lead terminal, and the configuration The molding unit 190 is formed to surround the elements It is configured to hereinafter.
여기서, 상기 콘덴서 소자(110)는, 탄탈(Ta) 분말과 바인더를 일정 비율로 혼합하여 교반한 후 혼합된 분말을 규격화된 치수와 밀도로 압축하여 펠릿을 성형하고 성형된 펠릿을 고온, 고진동 중에서 소결하여 제작한다.Here, the condenser element 110, after mixing and stirring a tantalum (Ta) powder and a binder at a predetermined ratio, and compresses the mixed powder to a standardized dimension and density to form a pellet and the molded pellet at high temperature, high vibration It is produced by sintering.
이때, 상기 탄탈 이외에 니비오(Nb)와 같은 산화물 분말과 바인더를 혼합하여 제작할 수도 있다.In this case, in addition to the tantalum, an oxide powder such as niobium (Nb) and a binder may be prepared.
한편, 상기 마스킹부(130)는, 상기 콘덴서 소자(110)의 하부에 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부 외주면을 감싸도록 도팅(dotting) 또는 필름(film) 방식으로 비전도성 물질을 제공함으로써 형성될 수 있다.On the other hand, the masking unit 130, by providing a non-conductive material in a dotting (dotting) or film (film) method to surround the protruding lower outer peripheral surface of the anode wire 120 in the lower portion of the capacitor element 110 Can be formed.
그리고, 상기 유전체 산화피막층(140)은, 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 전기화학 반응을 이용한 화성 공정에 의해 산화피막(Ta2O5)을 성장시킴에 따라 형성될 수 있다.The dielectric oxide layer 140 may be formed by growing an oxide layer Ta 2 O 5 by a chemical conversion process using an electrochemical reaction on the surface of the capacitor element 110.
또한, 상기 고체 전해질층(150)은, 상기 유전체 산화피막층(140)의 표면에 질산-망간 용액을 도포한 후 소성 공정에 의해 이산화 망간(MnO2)을 형성시킴에 따라 음극을 갖을 수 있다.In addition, the solid electrolyte layer 150 may have a cathode by applying manganese nitrate-manganese solution on the surface of the dielectric oxide film layer 140 and forming manganese dioxide (MnO 2 ) by a sintering process.
한편, 상기 고체 전해 콘덴서(100)는, 상기 고체 전해질층(150)의 표면에 상기 고체 전해질층(150)의 도전성을 향상시키기 위한 전도성 물질의 음극 보강층(160)이 더 형성될 수 있다.On the other hand, the solid electrolytic capacitor 100, the negative electrode reinforcement layer 160 of a conductive material for improving the conductivity of the solid electrolyte layer 150 may be further formed on the surface of the solid electrolyte layer 150.
여기서, 상기 음극 보강층(160)은, 상기 고체 전해질층(150)의 표면에 카본(carbon:161)과 은(Ag:162)가 순차적으로 도포되어 형성되는 것이 바람직하다.Here, the negative electrode reinforcement layer 160 is preferably formed by sequentially applying carbon (carbon: 161) and silver (Ag: 162) on the surface of the solid electrolyte layer 150.
이때, 상기 양극 와이어(120)는 상기 마스킹부(130)를 통해 상기 고체 전해질층(150) 및 상기 음극 보강층(160)과 절연된다.In this case, the anode wire 120 is insulated from the solid electrolyte layer 150 and the cathode reinforcement layer 160 through the masking part 130.
한편, 상기 양극 리드 단자(171)는 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부 끝단이 삽입되는 중공부(171a)를 갖는 금속 플레이트로 형성되고, 상기 음극 리드 단자(172)는 상기 고체 전해질층(150)과 도전성 접착제(174)를 매개로 전기적으로 연결되는 금속 플레이트로 형성된다.On the other hand, the positive lead terminal 171 is formed of a metal plate having a hollow portion 171a into which the protruding lower end of the positive electrode 120 is inserted, and the negative lead terminal 172 is formed of the solid electrolyte layer ( 150) and a metal plate electrically connected via the conductive adhesive 174.
이때, 상기 양극 리드 단자(171)를 형성하는 금속 플레이트의 중공부(171a)에 상기 양극 와이어(120)의 하부 끝단이 삽입된 상태에서 상기 중공부(171a)에 도전성 접착제(173)가 충전(filling up)됨으로써, 상기 양극 리드 단자(171)는 상기 양극 와이어(120)와 전기적으로 연결되어 양극의 극성을 갖게 된다.At this time, the conductive adhesive 173 is filled in the hollow portion 171a while the lower end of the anode wire 120 is inserted into the hollow portion 171a of the metal plate forming the anode lead terminal 171 ( By filling up), the positive electrode lead terminal 171 is electrically connected to the positive electrode wire 120 to have the polarity of the positive electrode.
한편, 도시하진 않았지만, 상기 양극 리드 단자(171)의 하면과 상기 음극 리드 단자(172)의 하면에는 주석(Sn) 또는 금(Au) 또는 은(Ag)과 같은 전도성이 높은 물질이 도금됨으로써, 고체 전해 콘덴서(100)가 회로기판 등에 실장될 경우 접속 신뢰성을 높일 수도 있다.Although not shown, a material having high conductivity such as tin (Sn), gold (Au), or silver (Ag) is plated on the lower surface of the positive electrode lead terminal 171 and the lower surface of the negative electrode lead terminal 172. When the solid electrolytic capacitor 100 is mounted on a circuit board or the like, connection reliability may be increased.
이하, 첨부된 도 5a 내지 도 5l을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 5L.
도 5a 내지 도 5l은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도로서, 도 5a는 콘덴서 소자가 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5b는 양극 와이어가 결합된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5c는 마스크가 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5d는 유전체 산화피막층이 형성된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5e는 고체 전해질층이 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5f는 음극 보강층 중 카본이 도포된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5g는 음극 보강층 중 은이 도포된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5h는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자를 나타낸 단면도이며, 도 5i는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자가 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5j는 양극 리드 단자의 중공부에 도전성 접착제가 충전되어 경화된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5k는 몰딩부가 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5l은 양극 리드 단자와 음극 리드 단자를 다이싱한 상태를 나타낸 단면도이다.5A to 5L are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 5A is a cross-sectional view showing a state in which a capacitor element is formed, and FIG. 5C is a cross-sectional view showing a state in which a mask is formed, FIG. 5D is a cross-sectional view showing a state in which a dielectric oxide film layer is formed, FIG. 5E is a cross-sectional view showing a state in which a solid electrolyte layer is formed, and FIG. 5F is a negative electrode reinforcement layer. 5G is a cross-sectional view showing a state in which carbon is coated, and FIG. 5G is a cross-sectional view showing a state in which silver is applied in the negative electrode reinforcement layer, FIG. 5H is a cross-sectional view showing a positive lead terminal and a negative lead terminal, and FIG. 5I is a positive lead terminal and a negative electrode lead. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a terminal is formed, and FIG. 5J shows an image in which a conductive adhesive is filled and cured in a hollow portion of a positive electrode lead terminal. 5K is a cross-sectional view showing a state in which a molding part is formed, and FIG. 5L is a cross-sectional view showing a state in which a positive lead terminal and a negative lead terminal are diced.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 탄탈(Ta) 분말과 바인더를 일정 비율로 혼합하여 교반한 후 혼합된 분말을 규격화된 치수와 밀도로 압축하여 펠릿을 성형하고 성형된 펠릿을 고온, 고진동 하에서 소결하여 콘덴서 소자(110)를 제작한다.First, in the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5A, tantalum (Ta) powder and a binder are mixed and mixed at a predetermined ratio, and then the mixed powder is mixed to a standardized dimension and density. The pellet is formed by compression, and the molded pellet is sintered under high temperature and high vibration to manufacture a condenser element 110.
그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 콘덴서 소자(110)의 하측 내부에 양극 와이어(120)의 상부를 삽입하고, 상기 양극 와이어(120)의 하부를 상기 콘덴서 소자(110)의 외측으로 돌출되도록 결합한다.5B, an upper portion of the anode wire 120 is inserted into the lower side of the condenser element 110, and a lower portion of the anode wire 120 protrudes out of the condenser element 110. Combine as much as possible.
다음, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부가 절연되도록 마스킹부(130)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 5C, the masking part 130 is formed to insulate the protruding lower portion of the anode wire 120.
이때, 상기 마스킹부(130)는 상기 콘덴서 소자(110)의 하부에 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부 외주면을 감싸도록 도팅(dotting) 또는 필름(film) 방식으로 비전도성 물질을 제공함으로써 형성될 수 있다.In this case, the masking unit 130 is formed by providing a non-conductive material in a dotting or film manner so as to surround the protruding lower outer surface of the anode wire 120 in the lower portion of the condenser element 110. Can be.
그리고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 전기화학 반응을 이용한 화성 공정을 통해 산화피막(Ta2O5)을 성장시켜 유전체 산화피막층(140)을 형성한다.As shown in FIG. 5D, the oxide film Ta 2 O 5 is grown on the surface of the capacitor device 110 by an electrochemical reaction to form the dielectric oxide film layer 140.
그리고, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 유전체 산화피막층(140)의 표면에 질산-망간 용액을 도포한 후 소성 공정을 통해 이산화 망간(MnO2)을 형성시킴에 따라 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층(150)을 형성한다.As shown in FIG. 5E, the solid electrolyte having the polarity of the cathode is formed by applying a nitrate-manganese solution to the surface of the dielectric oxide film layer 140 and then forming manganese dioxide (MnO 2 ) through a firing process. Form layer 150.
다음, 도 5f와 도 5g에 도시된 바와 같이, 상기 고체 전해질층(150)의 표면에 도전성을 향상시키기 위한 음극 보강층(160)이 형성된다.Next, as shown in FIGS. 5F and 5G, a negative electrode reinforcement layer 160 is formed on the surface of the solid electrolyte layer 150 to improve conductivity.
이때, 상기 음극 보강층(160)은, 전도성 물질인 카본(carbon:161)과 은(Ag:162)을 상기 고체 전해질층(150)의 표면에 순차적으로 도포하여 형성한다.In this case, the negative electrode reinforcement layer 160 is formed by sequentially applying carbon (carbon: 161) and silver (Ag: 162), which are conductive materials, to the surface of the solid electrolyte layer 150.
그리고, 도 5h에 도시된 바와 같이, 상기 양극 와이어(120)이 돌출된 하부 끝단이 삽입되는 중공부(171a)를 갖는 금속 플레이트로 이루어진 양극 리드 단자(171)를 준비하고, 상면에 실버 페이스트와 같은 도전성 접착제(174)가 구비된 음극 리드 단자(172)를 준비한다.And, as shown in Figure 5h, to prepare a positive electrode lead terminal 171 made of a metal plate having a hollow portion (171a) is inserted into the lower end protruding the anode wire 120, and the silver paste and The negative lead terminal 172 provided with the same conductive adhesive 174 is prepared.
다음, 도 5i에 도시된 바와 같이, 상기 양극 리드 단자(171)의 중공부(171a)에 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부 끝단이 삽입되도록 상기 마스킹부(130)의 하부에 상기 양극 리드 단자(171)를 구비한다.Next, as illustrated in FIG. 5I, the anode lead is disposed below the masking unit 130 so that the protruding lower end of the anode wire 120 is inserted into the hollow portion 171a of the anode lead terminal 171. The terminal 171 is provided.
이때, 도 5j에 도시된 바와 같이, 상기 양극 리드 단자(171)의 중공부(171a)에 실버 페이스트와 같은 도전성 접착제(173)를 충전(filling up)하여 경화시킴에 따라 상기 양극 리드 단자(171)를 상기 양극 와이어(120)와 전기적으로 연결함과 동시에 접합 고정한다.여기서, 상기 도전성 접착제(173)가 충전된 부위에는 도금 공정을 수행하여 이로 구성된 고체 전해 콘덴서의 실장이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.그리고, 상기 양극 리드 단자(171)의 중공부(171a)에 실버 페이스트와 같은 도전성 접착제(173)를 충전하여 양극 와이어(120)와 전기적으로 연결하는 대신, 도금 공정을 통해 상기 중공부(171a)를 도금함으로써, 상기 양극 리드 단자(171)와 상기 양극 와이어(120)를 전기적으로 연결하며, 이로 구성된 고체 전해 콘덴서의 실장이 원활하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.In this case, as shown in FIG. 5J, the anode lead terminal 171 may be formed by filling up and curing the conductive adhesive 173 such as silver paste in the hollow portion 171a of the anode lead terminal 171. ) Is electrically connected to the anode wire 120 and bonded and fixed. At this time, a plating process is performed on a portion filled with the conductive adhesive 173 to smoothly mount the solid electrolytic capacitor. Preferably, the hollow portion 171a of the positive lead terminal 171 is filled with a conductive adhesive 173, such as silver paste, and electrically connected to the positive electrode wire 120, instead of the hollow through the plating process. By plating the portion 171a, the anode lead terminal 171 and the anode wire 120 are electrically connected to each other, and the mounting of the solid electrolytic capacitor composed therefrom is performed smoothly. It is preferable.
아울러, 상기 양극 리드 단자(171)와 대향되도록 상기 음극 보강층(160)의 표면 중 하부 표면에 도전성 접착제(174)를 통해 상기 음극 리드 단자(172)를 접합 고정한다.In addition, the negative electrode lead terminal 172 is bonded and fixed to the lower surface of the surface of the negative electrode reinforcement layer 160 through the conductive adhesive 174 so as to face the positive electrode lead terminal 171.
그리고, 도 5k에 도시된 바와 같이, 상기 구성요소들을 감싸도록 에폭시로 몰딩 처리하여 외관을 이루는 몰딩부(190)를 형성한다.And, as shown in Figure 5k, by molding the epoxy to wrap the components to form a molding portion 190 forming an appearance.
마지막으로, 도 5l에 도시된 바와 같이, 상기 몰딩부(190)의 외측으로 돌출된 상기 양극 리드 단자(171)의 일부 및 상기 음극 리드 단자(172)의 일부를 다이싱(dicing) 방식으로 절단하여 제거하면 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조가 완료된다.Finally, as shown in FIG. 5L, a part of the positive lead terminal 171 and a part of the negative lead terminal 172 protruding outward from the molding part 190 are cut in a dicing manner. After removal, the manufacture of the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention is completed.
고체 전해 콘덴서의 제2 Second of the solid electrolytic capacitor 실시예Example
다음으로, 첨부된 도 6과 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 설명하기로 한다.Next, a solid electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 측단면도이다.6 is a front sectional view showing a solid electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention, Figure 7 is a side sectional view along the line II-II of FIG.
도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(200)는, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자(210)와, 상부가 상기 콘덴서 소자(210)의 하측 내부에 삽입되고 하부가 상기 콘덴서 소자(210)의 외측으로 돌출된 양극 와이어(220)와, 상기 양극 와이어(220)의 돌출된 하부를 절연하기 위한 마스킹부(230)와, 상기 콘덴서 소자(210)의 표면에 형성되는 유전체 산화피막층(240)과, 상기 유전체 산화피막층(240)의 표면에 형성되고 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층(250)과, 상기 마스킹부(230)의 하부에 제공되고 상기 양극 와이어(220)와 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자(271)와, 상기 양극 리드 단자(271)와 대향되도록 상기 고체 전해질층(250)의 하부에 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자(272), 및 상기 구성요소들을 감싸도록 형성되는 몰딩부(290)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the solid electrolytic capacitor 200 according to the second embodiment of the present invention includes a capacitor element 210 having a polarity of an anode and an upper side thereof under the capacitor element 210. An anode wire 220 inserted therein and a lower portion protruding outward from the condenser element 210, a masking unit 230 for insulating the protruding lower portion of the anode wire 220, and the condenser element 210. A dielectric oxide film layer 240 formed on the surface of the substrate), a solid electrolyte layer 250 formed on the surface of the dielectric oxide film layer 240 and having a polarity of a cathode, and a lower portion of the masking portion 230. A cathode lead terminal 271 electrically connected to the anode wire 220, an anode lead terminal 272 electrically connected to a lower portion of the solid electrolyte layer 250 so as to face the anode lead terminal 271, And a molding part 290 formed to surround the components. It is configured to include.
여기서, 상기 콘덴서 소자(210)는, 탄탈(Ta) 분말과 바인더를 일정 비율로 혼합하여 교반한 후 혼합된 분말을 규격화된 치수와 밀도로 압축하여 펠릿을 성형하고 성형된 펠릿을 고온, 고진동 중에서 소결하여 제작할 수 있다.Here, the condenser element 210, after mixing and stirring the tantalum (Ta) powder and the binder at a predetermined ratio, and compresses the mixed powder to a standardized dimension and density to form the pellet and the molded pellet at high temperature, high vibration It can be produced by sintering.
이때, 상기 탄탈 이외에 니비오(Nb)와 같은 산화물 분말과 바인더를 혼합하여 제작할 수도 있다.In this case, in addition to the tantalum, an oxide powder such as niobium (Nb) and a binder may be prepared.
한편, 상기 마스킹부(220)는, 상기 콘덴서 소자(210)의 하부에 상기 양극 와이어(220)의 돌출된 하부 외주면을 감싸도록 도팅(dotting) 또는 필름(film) 방식으로 비전도성 물질을 제공함으로써 형성될 수 있다.On the other hand, the masking unit 220, by providing a non-conductive material in a dotting (dotting) or film (film) method to surround the protruding lower outer peripheral surface of the anode wire 220 in the lower portion of the capacitor element 210 Can be formed.
그리고, 상기 유전체 산화피막층(240)은, 상기 콘덴서 소자(210)의 표면에 전기화학 반응을 이용한 화성 공정에 의해 산화피막(Ta2O5)을 성장시킴에 따라 형성될 수 있다.In addition, the dielectric oxide film layer 240 may be formed by growing an oxide film Ta 2 O 5 by a chemical conversion process using an electrochemical reaction on the surface of the capacitor device 210.
또한, 상기 고체 전해질층(250)은, 상기 유전체 산화피막층(240)의 표면에 질산-망간 용액을 도포한 후 소성 공정에 의해 이산화 망간(MnO2)을 형성시킴에 따라 음극의 극성을 갖을 수 있다.In addition, the solid electrolyte layer 250 may have the polarity of the cathode as the manganese nitrate-manganese solution is applied to the surface of the dielectric oxide layer 240 to form manganese dioxide (MnO 2 ) by a sintering process. have.
한편, 상기 고체 전해 콘덴서(200)는, 상기 고체 전해질층(250)의 표면에 상기 고체 전해질층(250)의 도전성을 향상시키기 위한 전도성 물질의 음극 보강층(260)이 더 형성될 수 있다.Meanwhile, the solid electrolytic capacitor 200 may further include a negative electrode reinforcement layer 260 of a conductive material for improving conductivity of the solid electrolyte layer 250 on the surface of the solid electrolyte layer 250.
여기서, 상기 음극 보강층(260)은, 상기 고체 전해질층(250)의 표면에 카본(carbon:261)과 은(Ag:262)이 순차적으로 도포되어 형성되는 것이 바람직하다.Here, the negative electrode reinforcement layer 260 is preferably formed by sequentially applying carbon (carbon: 261) and silver (Ag: 262) on the surface of the solid electrolyte layer 250.
이때, 상기 양극 와이어(220)는 상기 마스킹부(230)를 통해 상기 고체 전해질층(250) 및 상기 음극 보강층(260)과 절연된다.In this case, the positive electrode 220 is insulated from the solid electrolyte layer 250 and the negative electrode reinforcement layer 260 through the masking unit 230.
한편, 상기 양극 리드 단자(271)는 도전성 물질이 페이스트(paste) 또는 슬러리(slurry) 형태로 상기 양극 와이어(220)의 하부 끝단을 둘러싸도록 형성되어 상기 양극 와이어(220)와 전기적으로 연결됨으로써 양극의 극성을 갖게되며, 상기 음극 리드 단자(272)는 도전성 물질이 페이스트(paste) 또는 슬러리(slurry) 형태로 상기 음극 보강층(260)에 접합되도록 형성되어 상기 음극 보강층(260)과 전기적으로 연결됨으로써 음극의 극성을 갖게 된다.On the other hand, the positive electrode lead terminal 271 is formed by surrounding a lower end of the positive electrode wire 220 in the form of a paste (paste) or slurry (slurry) to be electrically connected to the positive electrode wire 220 The negative electrode lead terminal 272 is formed such that a conductive material is bonded to the negative electrode reinforcement layer 260 in the form of a paste or slurry to be electrically connected to the negative electrode reinforcement layer 260. It has the polarity of the negative electrode.
이때, 상기 양극 리드 단자(271)의 하단면과 상기 음극 리드 단자(272)의 하단면에는 주석(Sn) 또는 금(Au) 또는 은(Ag)과 같은 전도성이 높은 물질이 도금되어 도금층(281,282)을 형성함으로써, 이로 구성된 고체 전해 콘덴서(200)가 회로기판 등에 실장될 경우 접속 신뢰성을 높일 수 있다.At this time, a lower conductive surface such as tin (Sn) or gold (Au) or silver (Ag) is plated on the lower surface of the anode lead terminal 271 and the cathode lead terminal 272 to form a plating layer 281 and 282. ), The connection reliability can be increased when the solid electrolytic capacitor 200 composed of the same is mounted on a circuit board or the like.
이하, 첨부된 도 8a 내지 도 8j를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8A to 8J.
도 8a 내지 도 8j는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도로서, 도 8a는 콘덴서 소자가 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 8b는 양극 와이어가 결합된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 8c는 마스크가 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 8d는 유전체 산화피막층이 형성된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 8e는 고체 전해질층이 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 8f는 음극 보강층 중 카본이 도포된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 8g는 음극 보강층 중 은이 도포된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 8h는 몰딩부가 형성된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 8i는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자가 형성된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 8j는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자의 하면이 도금된 상태를 나타낸 단면도이다.8A to 8J are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 8A is a cross-sectional view showing a state in which a capacitor element is formed, and FIG. 8B is a state in which a positive electrode wire is coupled. 8C is a cross-sectional view showing a state in which a mask is formed, FIG. 8D is a cross-sectional view showing a state in which a dielectric oxide film layer is formed, FIG. 8E is a cross-sectional view showing a state in which a solid electrolyte layer is formed, and FIG. 8F is a negative electrode reinforcing layer. Figure 8g is a cross-sectional view showing a state in which the carbon is applied, Figure 8g is a cross-sectional view showing a state in which the silver is applied in the negative electrode reinforcement layer, Figure 8h is a cross-sectional view showing a state in which the molding portion is formed, Figure 8i is a positive lead terminal and the negative lead terminal is formed 8J is a cross-sectional view illustrating a state in which the bottom surfaces of the positive electrode lead terminal and the negative electrode lead terminal are plated. .
먼저, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서는, 도 8a에 도시된 바와 같이, 탄탈(Ta) 분말과 바인더를 일정 비율로 혼합하여 교반한 후 혼합된 분말을 규격화된 치수와 밀도로 압축하여 펠릿을 성형하고 성형된 펠릿을 고온, 고진동 하에서 소결하여 콘덴서 소자(210)를 제작한다.First, in the solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8A, tantalum (Ta) powder and a binder are mixed and stirred at a predetermined ratio, and then the mixed powder is mixed to a standardized dimension and density The pellets are compressed to form pellets, and the molded pellets are sintered under high temperature and high vibration to fabricate a condenser element 210.
그리고, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 콘덴서 소자(210)의 하측 내부에 양극 와이어(220)의 상부를 삽입하고, 상기 양극 와이어(220)의 하부를 상기 콘덴서 소자(210)의 외측으로 돌출되도록 결합한다.8B, the upper portion of the anode wire 220 is inserted into the lower side of the condenser element 210, and the lower portion of the anode wire 220 protrudes outward of the condenser element 210. Combine as much as possible.
다음, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 양극 와이어(220)의 돌출된 하부가 절연되도록 상기 마스킹부(230)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 8C, the masking part 230 is formed to insulate the protruding lower portion of the anode wire 220.
이때, 상기 마스킹부(230)는 상기 콘덴서 소자(210)의 하부에 상기 양극 와이어(220)의 돌출된 하부 외주면을 감싸도록 도팅(dotting) 또는 필름(film) 방식으로 비전도성 물질을 제공함으로써 형성될 수 있다.In this case, the masking part 230 is formed by providing a non-conductive material in a dotting or film manner to surround the protruding lower outer circumferential surface of the anode wire 220 under the condenser element 210. Can be.
그리고, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 콘덴서 소자(210)의 표면에 전기화학 반응을 이용한 화성 공정을 통해 산화피막(Ta2O5)을 성장시켜 유전체 산화피막층(240)을 형성한다.As illustrated in FIG. 8D, the oxide film Ta 2 O 5 is grown on the surface of the capacitor device 210 by an electrochemical reaction to form the dielectric oxide film layer 240.
그리고, 도 8e에 도시된 바와 같이, 상기 유전체 산화피막층(240)의 표면에 질산-망간 용액을 도포한 후 소성 공정을 통해 이산화 망간(MnO2)을 형성시킴에 따라 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층(250)을 형성한다.As shown in FIG. 8E, the solid electrolyte having the polarity of the cathode is formed by applying a nitrate-manganese solution to the surface of the dielectric oxide film layer 240 and then forming manganese dioxide (MnO 2 ) through a sintering process. Form layer 250.
다음, 도 8f와 도 8g에 도시된 바와 같이, 상기 고체 전해질층(250)의 표면에 도전성을 향상시키기 위한 음극 보강층(260)이 형성된다.Next, as shown in FIGS. 8F and 8G, a negative electrode reinforcement layer 260 is formed on the surface of the solid electrolyte layer 250 to improve conductivity.
이때, 상기 음극 보강층(260)은, 전도성 물질인 카본(carbon:261)과 은(Ag:262)을 상기 고체 전해질층(250)의 표면에 순차적으로 도포하여 형성한다.In this case, the negative electrode reinforcement layer 260 is formed by sequentially applying carbon (carbon: 261) and silver (Ag: 262), which are conductive materials, to the surface of the solid electrolyte layer 250.
그리고, 도 8h에 도시된 바와 같이, 상기 양극 와이어(220)와 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자가 형성될 상기 마스킹부(230)의 하부 공간(291) 및 상기 음극 보강층(260)과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자가 형성될 상기 음극 보강층(260)의 하부 공간(292)을 제외하고 상기 구성요소들을 에폭시 수지로 몰딩 처리하여 외관을 이루는 몰딩부(290)를 형성한다.In addition, as shown in FIG. 8H, the lower space 291 of the masking unit 230 and the cathode reinforcement layer 260 to be electrically connected to the anode wire 220 are formed. Except for the lower space 292 of the negative electrode reinforcement layer 260 to form a negative electrode lead terminal is formed by molding the components with an epoxy resin to form a molding portion 290 forming an appearance.
다음, 도 8i에 도시된 바와 같이, 상기 마스킹부(230)의 하부 공간(291)과 상기 음극 보강층(260)의 하부 공간(292)에 페이스트(paste) 또는 슬러리(slurry) 형태의 도전성 물질을 충전(filling up) 경화하여 양극 리드 단자(271) 및 음극 리드 단자(272)를 형성한다.여기서, 상기 마스킹부(230)의 하부 공간(291)과 상기 음극 보강층(260)의 하부 공간(292)에 페이스트 또는 슬러리 형태의 도전성 물질을 충전 경화하여 양극 리드 단자(271)와 음극 리드 단자(272)를 형성하는 대신, 상기 마스킹부(230)의 하부 공간(291)과 상기 음극 보강층(260)의 하부 공간(292)을 도금하여 양극 리드 단자(271)와 음극 리드 단자(272)를 형성할 수도 있다.이때, 상기 도금 재료는 니켈(Ni) 계열의 금속 물질인 것이 바람직하다.Next, as shown in FIG. 8I, a conductive material in the form of a paste or slurry is formed in the lower space 291 of the masking part 230 and the lower space 292 of the negative electrode reinforcement layer 260. Filling curing is performed to form the positive lead terminal 271 and the negative lead terminal 272. Here, the lower space 291 of the masking unit 230 and the lower space 292 of the negative electrode reinforcement layer 260 are formed. Instead of filling and curing a conductive material in the form of a paste or slurry to form the positive lead terminal 271 and the negative lead terminal 272, the lower space 291 and the negative electrode reinforcement layer 260 of the masking unit 230 are formed. The lower space 292 may be plated to form the positive lead terminal 271 and the negative lead terminal 272. In this case, the plating material is preferably a nickel (Ni) -based metal material.
마지막으로, 도 8j에 도시된 바와 같이, 상기 양극 리드 단자(271)의 하면과 상기 음극 리드 단자(272)의 하면에 주석(Sn) 또는 금(Au) 또는 은(Ag)과 같은 전도성이 높은 물질을 도금하여 도금층(281,282)을 형성하면 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조가 완료된다.Lastly, as shown in FIG. 8J, a high conductivity such as tin (Sn), gold (Au), or silver (Ag) is formed on the lower surface of the positive lead terminal 271 and the lower surface of the negative lead terminal 272. When the plating layers 281 and 282 are formed by plating a material, the manufacture of the solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention is completed.
상기에서 몇몇의 실시예가 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.Although several embodiments have been described above, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many other forms without departing from the spirit and scope thereof.
따라서, 상술된 실시예들은 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.Accordingly, the above-described embodiments are to be considered as illustrative and not restrictive, and all embodiments within the scope of the appended claims and their equivalents are included within the scope of the present invention.
Claims (18)
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2007
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| JP2007088387A (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Nichicon Corp | Solid electrolytic capacitor |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20130624 Year of fee payment: 5 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |