KR100914890B1 - 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법 - Google Patents
고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 고체 전해 콘덴서의 구조 및 공정을 단순화시켜 고체 전해 콘덴서의 제조비용을 절감하고, 소형화를 구현함과 아울러 정전용량을 극대화시키며, 낮은 ESR(Equivalent Series Resistance) 특성을 구현하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자; 상기 콘덴서 소자의 하부에 삽입 연결되는 양극 와이어; 상기 콘덴서 소자의 표면에 형성되는 음극 인출층; 상기 콘덴서 소자의 하부 일측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 절연되도록 구비되고, 상기 양극 와이어의 돌출된 하부가 삽입되는 삽입부를 갖는 양극 리드 프레임; 상기 콘덴서 소자의 하부 타측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 연결되도록 구비되는 음극 리드 프레임; 상기 콘덴서 소자를 감싸도록 형성되고, 상기 양극 와이어의 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 음극 리드 프레임의 하면을 노출시키는 몰딩부; 상기 양극 와이어의 노출된 하단면 및 상기 양극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되도록 상기 몰딩부에 제공되는 양극 리드 단자; 그리고 상기 음극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되도록 상기 몰딩부에 제공되는 음극 리드 단자;를 포함하는 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 고체 전해 콘덴서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조 및 공정을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있고, 소형화를 구현함과 아울러 정전용량을 극대화시킬 수 있으며, 낮은 ESR(Equivalent Series Resistance) 특성을 구현할 수 있는 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법에 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 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.
이때, 상기 콘덴서 소자(11)는 일측에 봉상의 양극 와이어(12)가 일정 길이로 돌출 형성되어 있다.
그리고, 상기 양극 와이어(12)에는 양극 리드프레임(13)과의 접촉율을 높이고 용접시 좌우 흔들림을 방지하기 위해 외부면이 평평한 압공면(12a)을 구비하고 있다.
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.
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.
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.
그러나, 상기와 같은 종래의 고체 전해 콘덴서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
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.
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.
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.
따라서, 본 발명은 종래 기술에 따른 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 구조 및 공정을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있고, 소형화를 구현함과 아울러 정전용량을 극대화시킬 수 있으며, 낮은 ESR(Equivalent Series Resistance) 특성을 구현할 수 있는 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 의하면, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자; 상기 콘덴서 소자의 하부에 삽입 연결되는 양극 와이어; 상기 콘덴서 소자의 표면에 형성되는 음극 인출층; 상기 콘덴서 소자의 하부 일측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 절연되도록 구비되고, 상기 양극 와이어의 돌출된 하부가 삽입되는 삽입부를 갖는 양극 리드 프레임; 상기 콘덴서 소자의 하부 타측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 연결되도록 구비되는 음극 리드 프레임; 상기 콘덴서 소자를 감싸도록 형성되고, 상기 양극 와이어의 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 음극 리드 프레임의 하면을 노출시키는 몰딩부; 상기 양극 와이어의 노출된 하단면 및 상기 양극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되도록 상기 몰딩부에 제공되는 양극 리드 단자; 그리고 상기 음극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되도록 상기 몰딩부에 제공되는 음극 리드 단자;를 포함하는 고체 전해 콘덴서가 제공된다.
상기 양극 리드 프레임은 상기 콘덴서 소자에 절연성 접착제를 통해 본딩되고, 상기 음극 리드 프레임은 상기 콘덴서 소자에 전도성 접착제를 통해 본딩되는 것이 바람직하다.
상기 양극 리드 프레임과 상기 음극 리드 프레임은, 전도성 재질로 형성될 수 있다.
상기 양극 리드 프레임의 삽입부는, 홀 형태로 형성되거나 또는 상기 음극 리드 프레임 측으로 개구된 홈 형태로 형성될 수 있다.
상기 음극 인출층은, 상기 콘덴서 소자의 표면에 순차적으로 형성되는 유전체 산화피막층, 고체 전해질층, 그리고 음극 보강층으로 이루어질 수 있다.
상기 양극 리드 단자와 상기 음극 리드 단자는, 무전해 도금 방식으로 형성된 도금층으로 이루어질 수 있다.
상기 도금층은, 무전해 니켈 인(Ni/P) 도금으로 형성된 내부 도금층과, 상기 내부 도금층에 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 도금으로 형성된 외부 도금층으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 양극 와이어는 상기 콘덴서 소자의 중앙에 위치될 수 있다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 형태에 의하면, (a) 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자를 형성하는 단계; (b) 상기 콘덴서 소자의 하부에 양극 와이어를 삽입 연결하는 단계; (c) 상기 콘덴서 소자의 표면에 음극 인출층을 형성하는 단계; (d) 상기 양극 와이어의 돌출된 하부를 양극 리드 프레임의 삽입부에 삽입함과 아울러 상기 콘덴서 소자의 하부 일측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 절연되도록 양극 리드 프레임을 구비하고, 상기 콘덴서 소자의 하부 타측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 연결되도록 음극 리드 프레임을 구비하는 단계; (e) 상기 콘덴서 소자를 감싸도록 몰딩부를 형성하는 단계; (f) 상기 양극 와이어의 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 상기 음극 리드 프레임의 하면을 노출시키는 단계; 그리고 (g) 상기 양극 와이어의 하단면 및 상기 양극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자를 형성함과 아울러, 상기 음극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자를 형성하는 단계;를 포함하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법이 제공된다.
상기 고체 전해 콘덴서의 제조방법은, 상기 (b) 단계 이후에 수행되고 상기 양극 와이어의 돌출된 하부가 상기 콘덴서 소자의 표면에 근접되도록 상기 양극 와이어의 하부를 절단하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 양극 와이어의 돌출된 하부를 절단하기 전에 상기 양극 와이어의 표면을 절연 코팅하는 단계가 더 포함될 수도 있다.
그리고, 상기 양극 와이어의 하부는 자외선(UV) 레이저에 의해 절단되는 것이 바람직하다.
상기 (c) 단계에서, 상기 음극 인출층은, 상기 콘덴서 소자의 표면에 유전체 산화피막층, 고체 전해질층, 그리고 음극 보강층을 순차적으로 형성하여 이루어질 수 있다.
상기 (d) 단계에서, 상기 양극 리드 프레임은 상기 콘덴서 소자에 절연성 접착제를 통해 본딩되고, 상기 음극 리드 프레임은 상기 콘덴서 소자에 전도성 접착제를 통해 본딩되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 양극 리드 프레임 또는 상기 음극 리드 프레임을 상기 콘덴서 소자에 압착할 경우, 상기 양극 리드 프레임 또는 상기 음극 리드 프레임에 열을 가하여 상기 절연성 접착제 또는 상기 전도성 접착제를 반경화한 상태에서 상기 콘덴서 소자와 상기 각 리드 프레임 간의 본딩 위치를 조정한 후 상기 절연성 접착제 또는 상기 전도성 접착제를 완전 경화하는 것이 보다 바람직하다.
상기 (e) 단계에서, 상기 몰딩부는 상기 양극 와이어와 상기 양극 리드 프레임 및 상기 음극 리드 프레임을 밀봉하도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 몰딩부는 에폭시 계열의 수지로 형성될 수 있다.
상기 (f) 단계는, 상기 몰딩부를 다이싱하여 상기 양극 와이어의 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 상기 음극 리드 프레임의 하면을 노출시키는 단계일 수 있다.
이때, 상기 다이싱된 부위는 그라인딩(grinding) 또는 폴리싱(polishing) 또는 샌드 블라스팅(sand blasting)되는 것이 바람직하다.
상기 (g) 단계는, 상기 양극 와이어의 노출된 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 이에 인접된 몰딩부에 무전해 도금 방식으로 도금층을 형성하여 양극 리드 단자를 형성함과 아울러, 상기 음극 리드 프레임의 하면 및 이에 인접된 몰딩부에 무전해 도금 방식으로 도금층을 형성하여 음극 리드 단자를 형성하는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 도금층은, 무전해 니켈 인(Ni/P) 도금으로 내부 도금층을 형성한 후 상기 내부 도금층에 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 도금으로 외부 도금층을 형성하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법에 의하면, 고체 전해 콘덴서의 구조 및 공정을 단순화하여 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법에 의하면, 고체 전해 콘덴서의 소형화를 구현함과 아울러 정전용량을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법에 의하면, 고체 전해 콘덴서의 낮은 ESR(Equivalent Series Resistance) 특성을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 사시도;
도 2는 종래 기술에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 단면도;
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도;
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도로서,
도 4는 양극 와이어 및 음극 인출층이 형성된 콘덴서 소자를 나타낸 단면도;
도 5는 절연성 접착제가 구비된 양극 리드 프레임과 전도성 접착제가 구비된 음극 리드 프레임을 나타낸 단면도;
도 6은 도 4의 콘덴서 소자와 도 5의 양극 리드 프레임 및 음극 리드 프레임이 본딩된 상태를 나타낸 단면도;
도 7은 몰딩부가 형성된 상태를 나타낸 단면도;
도 8은 몰딩부의 다이싱 라인을 나타낸 단면도;
도 9는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자가 형성된 상태를 나타낸 단면도;
도 10은 도 9의 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자의 다른 형태를 나타낸 단면도;
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도;
도 12는 도 11의 고체 전해 콘덴서를 양극 리드 단자와 음극 리드 단자를 제거한 상태로 나타낸 저면도;
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도;
도 14는 도 13의 고체 전해 콘덴서를 양극 리드 단자와 음극 리드 단자를 제거한 상태로 나타낸 저면도;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 고체 전해 콘덴서 110: 콘덴서 소자
120: 양극 와이어 130: 음극 인출층
140: 전도성 범프 150: 양극 리드 프레임
155: 접착제 160: 몰딩부
170: 양극 리드 단자 180: 음극 리드 단자
이하, 본 발명에 따른 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법에 대한 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
고체 전해 콘덴서의 제1
실시예
먼저, 첨부된 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(100)는, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자(110)와, 상기 콘덴서 소자(110)의 하부에 삽입 연결되는 양극 와이어(120)와, 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 형성되는 음극 인출층(130)과, 상기 콘덴서 소자(110)의 하부 일측에 상기 음극 인출층(130)과 전기적으로 절연되도록 구비되고 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부가 삽입되는 삽입부(140a)를 갖는 양극 리드 프레임(140)과, 상기 콘덴서 소자(110)의 하부 타측에 상기 음극 인출층(130)과 전기적으로 연결되도록 구비되는 음극 리드 프레임(150)과, 상기 콘덴서 소자(110)를 감싸도록 형성되고 상기 양극 와이어(120)의 하단면과 상기 양극 리드 프레임(140)의 하면 및 음극 리드 프레임(150)의 하면을 노출시키는 몰딩부(160)와, 상기 양극 와이어(120)의 노출된 하단면 및 상기 양극 리드 프레임(140)의 하면과 전기적으로 연결되도록 상기 몰딩부(160)에 제공되는 양극 리드 단자(170), 그리고 상기 음극 리드 프레임(150)의 하면과 전기적으로 연결되도록 상기 몰딩부(160)에 제공되는 음극 리드 단자(180)를 포함하여 구성된다.
상기 음극 인출층(130)은, 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 순차적으로 형성되는 유전체 산화피막층, 고체 전해질층, 그리고 음극 보강층으로 이루어짐으로써 음극의 극성을 갖도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 양극 와이어(120)와 상기 음극 인출층(130)이 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위하여, 상기 음극 인출층(130)은 상기 콘덴서 소자(110)의 표면 중 상기 양극 와이어(120)가 형성되는 면을 제외한 표면에 형성되는 것이 바람직하다.
물론, 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부 표면에 절연 코팅 등을 함으로써 상기 음극 인출층(130)과 절연되도록 구성할 수도 있다.
상기 양극 리드 프레임(140)은 상기 콘덴서 소자(110)에 절연성 접착제(145)를 통해 본딩되고, 상기 음극 리드 프레임(150)은 상기 콘덴서 소자(110)에 전도성 접착제(155)를 통해 본딩되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 양극 리드 프레임(140)과 상기 음극 리드 프레임(150)은, 전도성 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 양극 리드 프레임(140)의 삽입부(140a)는, 홀 형태로 형성되거나 또는 상기 음극 리드 프레임(150) 측으로 개구된 홈 형태로 형성(도 12 참조)될 수도 있다.
상기 양극 리드 단자(170)와 상기 음극 리드 단자(180)는, 무전해 도금 방식으로 형성된 도금층으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 도금층은, 무전해 니켈 인(Ni/P) 도금으로 형성된 내부 도금층과, 상기 내부 도금층에 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 도금으로 형성된 외부 도금층으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도로서, 도 4는 양극 와이어 및 음극 인출층이 형성된 콘덴서 소자를 나타낸 단면도이고, 도 5는 절연성 접착제가 구비된 양극 리드 프레임과 전도성 접착제가 구비된 음극 리드 프레임을 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 4의 콘덴서 소자와 도 5의 양극 리드 프레임 및 음극 리드 프레임이 본딩된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 7은 몰딩부가 형성된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 8은 몰딩부의 다이싱 라인을 나타낸 단면도이고, 도 9는 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자가 형성된 상태를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서의 제조방법은, 도 3을 참조하면, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자(110)를 형성하는 단계와, 상기 콘덴서 소자(110)의 하부에 양극 와이어(120)를 삽입 연결하는 단계와, 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 음극 인출층(130)을 형성하는 단계와, 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부를 양극 리드 프레임(140)의 삽입부(140a)에 삽입함과 아울러 상기 콘덴서 소자(110)의 하부 일측에 상기 음극 인출층(130)과 전기적으로 절연되도록 양극 리드 프레임(140)을 구비하고 상기 콘덴서 소자(110)의 하부 타측에 상기 음극 인출층(130)과 전기적으로 연결되도록 음극 리드 프레임(150)을 구비하는 단계와, 상기 콘덴서 소자(110)를 감싸도록 몰딩부(160)를 형성하는 단계와, 상기 양극 와이어(120)의 하단면과 상기 양극 리드 프레임(140)의 하면 및 상기 음극 리드 프레임(150)의 하면을 노출시키는 단계, 그리고 상기 양극 와이어(120)의 하단면 및 상기 양극 리드 프레임(140)의 하면과 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자(170)를 형성함과 아울러 상기 음극 리드 프레임(150)의 하면과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자(180)를 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자(110)의 하부에 양극 와이어(120)를 삽입 연결하고, 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 음극 인출층(130)을 형성한다.
여기서, 상기 음극 인출층(130)은, 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 순차적으로 형성되는 유전체 산화피막층, 고체 전해질층, 그리고 음극 보강층으로 이루어져 음극의 극성을 가질 수 있다.
이때, 상기 양극 와이어(120)와 상기 음극 인출층(130)이 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위하여, 상기 음극 인출층(130)은 상기 콘덴서 소자(110)의 표면 중 상기 양극 와이어(120)가 돌출되는 면을 제외한 표면에 형성되는 것이 바람직하다.
물론, 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부 표면에 절연 코팅 등을 함으로써 상기 음극 인출층(130)과 절연되도록 할 수도 있다.
한편, 상기 콘덴서 소자(110)에 상기 양극 와이어(120)가 삽입 연결된 후에는 고체 전해 콘덴서(100)의 소형화 또는 정전용량 증대를 위해 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부를 상기 콘덴서 소자(110)의 표면에 근접하도록 절단할 수 있다.
여기서, 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부는 자외선(UV) 레이저에 의해 절단될 수 있다.
이때, 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부를 절단하기 전에, 상기 양극 와이어(120)의 표면을 절연 코팅하는 것이 바람직하다.
이는, 상기 양극 와이어(120)의 절단 과정에서 발생될 수 있는 LC 불량을 방지하기 위함이다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 삽입부(140a)를 갖는 양극 리드 프레임(140)의 상면에 절연성 접착제(145)를 구비하고, 음극 리드 프레임(150)의 상면에 전도성 접착제(155)를 구비한다.
그 다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절연성 접착제(145)를 통해 상기 콘덴서 소자(110)의 하부 일측에 상기 양극 리드 프레임(140)을 본딩하고, 상기 전도성 접착제(155)를 통해 상기 콘덴서 소자(110)의 하부 타측에 상기 음극 리드 프레임(150)을 본딩한다.
즉, 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하부를 상기 양극 리드 프레임(140)의 삽입부(140a)에 삽입함과 아울러 상기 양극 리드 프레임(140)을 상기 절연성 접착제(145)를 통해 상기 콘덴서 소자(110)에 압착하여 상기 콘덴서 소자(110)에 상기 양극 리드 프레임(140)을 본딩한다.
또한, 상기 음극 리드 프레임(150)을 상기 전도성 접착제(155)를 통해 상기 콘덴서 소자(110)에 압착하여 상기 콘덴서 소자(110)에 상기 음극 리드 프레임(150)을 본딩한다.
여기서, 상기 콘덴서 소자(110)에 상기 양극 리드 프레임(140) 및 상기 음극 리드 프레임(150)을 본딩하기 위해 가해지는 압착력은 상기 절연성 접착제(145)와 상기 전도성 접착제(155)의 두께가 대략 10~70㎛의 두께를 갖도록 작용되는 것이 바람직하다.
그리고, 필요에 따라 상기 양극 리드 프레임(140) 및 상기 음극 리드 프레임(150)에 열을 가하면서 상기 절연성 접착제(145)와 상기 전도성 접착제(155)를 반경화함으로써 상기 콘덴서 소자(110)를 이동하여 콘덴서 소자(110)의 위치를 정확하게 조정할 수 있으며, 이후 밀폐된 오븐이나 리플로우 경화 공정을 통해 상기 절연성 접착제(145)와 상기 전도성 접착제(155)를 완전 경화하여 상기 콘덴서 소자(110)에 상기 양극 리드 프레임(140)과 상기 음극 리드 프레임(150)을 각각 고정할 수 있다.
이때, 상기 절연성 접착제(145)와 상기 전도성 접착제(155)는 대략 150도~170도의 온도로 40~60분 정도 경화하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 콘덴서 소자(110)를 감싸도록 몰딩부(160)를 형성하여 상기 양극 와이어(120)와 상기 양극 리드 프레임(140) 및 상기 음극 리드 프레임(150)을 밀봉하도록 한다.
여기서, 상기 몰딩부(160)는 에폭시 계열의 수지로 형성될 수 있다.
이때, 상기 몰딩부(160)는 대략 170도의 온도에서 경화하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서 160도의 온도에서 30~60분 정도 상기 몰딩부(160)를 경화하는 후경화 공정을 추가할 수도 있다.
그 다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 몰딩부(160)를 설계된 다이싱 라인(점선)을 통해 다이싱하여 상기 양극 와이어(120)의 돌출된 하단면과 상기 양극 리드 프레임(140)의 하면 및 상기 음극 리드 프레임(150)의 하면을 노출시킴과 아울러 고체 전해 콘덴서의 사이즈를 극소화한다.
이때, 상기 다이싱된 부위는 이물 제거 등을 위해 그라인딩(grinding) 또는 폴리싱(polishing) 또는 샌드 블라스팅(sand blasting)되는 것이 바람직하다.
마지막으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 양극 와이어(110)의 노출된 하단면과 상기 양극 리드 프레임(140)의 하면 및 이에 인접된 몰딩부(160)에 무전해 도금 방식으로 양극 리드 단자(170)를 형성하고, 상기 음극 리드 프레임(150)의 하면 및 이에 인접된 몰딩부(160)에 무전해 도금 방식으로 음극 리드 단자(180)를 형성한다.
이때, 상기 도금층은, 무전해 니켈 인(Ni/P) 도금으로 형성된 내부 도금층과, 상기 내부 도금층에 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 도금으로 형성된 외부 도금층으로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 내부 도금층의 두께는 0.1~20㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.3~3㎛의 두께로 형성되는 것이 좋다.
또한, 상기 외부 도금층의 두께는 0.1~10㎛이 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 10은 도 9의 양극 리드 단자 및 음극 리드 단자의 다른 형태를 나타낸 단면도로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 양극 리드 단자(170)와 음극 리드 단자(180)는 'ㄷ'자 형상으로 형성되는 대신 'ㄴ'자 형상으로 형성될 수도 있다.
고체 전해 콘덴서의 제2
실시예
다음으로, 첨부된 도 11과 도 12를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 보다 상세하게 설명한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도이고, 도 12는 도 11의 고체 전해 콘덴서를 양극 리드 단자와 음극 리드 단자를 제거한 상태로 나타낸 저면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(200) 역시 상기 제1 실시예와 마찬가지로 콘덴서 소자(210), 양극 와이어(220), 음극 인출층(230), 양극 리드 프레임(240), 음극 리드 프레임(250), 몰딩부(260), 양극 리드 단자(270), 그리고 음극 리드 단자(280)를 포함하여 구성된다.
그러나, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(200)의 양극 리드 프레임(240)에 형성된 삽입부(240a)는 상기 제1 실시예의 고체 전해 콘덴서(100:도 3 참조)의 양극 리드 프레임(140:도 3 참조)에 형성된 삽입부(140a:도 3 참조)와 다르게 형성된다.
즉, 상기 제2 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(200)의 양극 리드 프레임(240)에 형성된 삽입부(240a)는 상기 음극 리드 프레임(250) 방향으로 개구된 홈 형상으로 형성된다.
따라서, 상기 삽입부(240a)에 충진되는 몰딩부(160)의 양이 증대하여 결합력이 향상될 수 있다.
고체 전해 콘덴서의 제3
실시예
다음으로, 첨부된 도 13과 도 14를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 보다 상세하게 설명한다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서를 나타낸 정단면도이고, 도 14는 도 13의 고체 전해 콘덴서를 양극 리드 단자와 음극 리드 단자를 제거한 상태로 나타낸 저면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(300) 역시 상기 제1 실시예와 마찬가지로 콘덴서 소자(310), 양극 와이어(320), 음극 인출층(330), 양극 리드 프레임(340), 음극 리드 프레임(350), 몰딩부(360), 양극 리드 단자(370), 그리고 음극 리드 단자(380)를 포함하여 구성된다.
그러나, 도 13과 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제3 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(300)의 양극 와이어(320)는 상기 콘덴서 소자(310)의 하부에 삽입 연결되되, 상기 콘덴서 소자(310)의 중앙에 위치된다.
이에 따라, 상기 제3 실시예에 따른 고체 전해 콘덴서(300)의 양극 리드 프레임(340)은 상기 양극 와이어(320)가 상기 콘덴서 소자(310)의 중앙으로 더 들어간 만큼 상기 제1 실시예에서의 양극 리드 프레임(140:도 3 참조)에 비하여 더 길게 형성된다.
이때, 상기 제3 실시예의 양극 리드 프레임(340)에 형성되는 삽입부(340a)는 홀 형태 이외에 상기 음극 리드 프레임(350) 방향으로 개구된 홈 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 양극 리드 프레임(340)의 하면에는 홈을 형성하여 상기 홈을 통해 충진되는 몰딩부(160)의 양을 증대시켜 결합력을 향상할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할것이다.
Claims (21)
- 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자;상기 콘덴서 소자의 하부에 삽입 연결되는 양극 와이어;상기 콘덴서 소자의 표면에 형성되는 음극 인출층;상기 콘덴서 소자의 하부 일측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 절연되도록 구비되고, 상기 양극 와이어의 돌출된 하부가 삽입되는 삽입부를 갖는 양극 리드 프레임;상기 콘덴서 소자의 하부 타측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 연결되도록 구비되는 음극 리드 프레임;상기 콘덴서 소자를 감싸도록 형성되고, 상기 양극 와이어의 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 음극 리드 프레임의 하면을 노출시키는 몰딩부;상기 양극 와이어의 노출된 하단면 및 상기 양극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되도록 상기 몰딩부에 제공되는 양극 리드 단자; 그리고상기 음극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되도록 상기 몰딩부에 제공되는 음극 리드 단자;를 포함하며,상기 양극 리드 프레임은 상기 콘덴서 소자에 절연성 접착제를 통해 본딩되고, 상기 음극 리드 프레임은 상기 콘덴서 소자에 전도성 접착제를 통해 본딩되는 고체 전해 콘덴서.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 양극 리드 프레임과, 상기 음극 리드 프레임은 전도성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제1항에 있어서,상기 양극 리드 프레임의 삽입부는, 홀 형태로 형성되거나 또는 상기 음극 리드 프레임 측으로 개구된 홈 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제1항에 있어서,상기 음극 인출층은, 상기 콘덴서 소자의 표면에 순차적으로 형성되는 유전체 산화피막층, 고체 전해질층, 그리고 음극 보강층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제1항에 있어서,상기 양극 리드 단자와 상기 음극 리드 단자는, 무전해 도금 방식으로 형성된 도금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제6항에 있어서,상기 도금층은, 무전해 니켈 인(Ni/P) 도금으로 형성된 내부 도금층과, 상기 내부 도금층에 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 도금으로 형성된 외부 도금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제1항에 있어서,상기 양극 와이어는 상기 콘덴서 소자의 중앙에 위치되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- (a) 양극의 극성을 갖는 콘덴서 소자를 형성하는 단계;(b) 상기 콘덴서 소자의 하부에 양극 와이어를 삽입 연결하는 단계;상기 양극 와이어의 돌출된 하부가 상기 콘덴서 소자의 표면에 근접되도록 상기 양극 와이어의 하부를 절단하는 단계;(c) 상기 콘덴서 소자의 표면에 음극 인출층을 형성하는 단계;(d) 상기 양극 와이어의 돌출된 하부를 양극 리드 프레임의 삽입부에 삽입함과 아울러 상기 콘덴서 소자의 하부 일측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 절연되도록 양극 리드 프레임을 구비하고, 상기 콘덴서 소자의 하부 타측에 상기 음극 인출층과 전기적으로 연결되도록 음극 리드 프레임을 구비하는 단계;(e) 상기 콘덴서 소자를 감싸도록 몰딩부를 형성하는 단계;(f) 상기 양극 와이어의 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 상기 음극 리드 프레임의 하면을 노출시키는 단계; 그리고(g) 상기 양극 와이어의 하단면 및 상기 양극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되는 양극 리드 단자를 형성함과 아울러, 상기 음극 리드 프레임의 하면과 전기적으로 연결되는 음극 리드 단자를 형성하는 단계;를 포함하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 삭제
- 제9항에 있어서,상기 양극 와이어의 돌출된 하부를 절단하기 전에 수행되고, 상기 양극 와이어의 표면을 절연 코팅하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 양극 와이어의 하부는 자외선(UV) 레이저에 의해 절단되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 (c) 단계에서,상기 음극 인출층은, 상기 콘덴서 소자의 표면에 유전체 산화피막층, 고체 전해질층, 그리고 음극 보강층을 순차적으로 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 (d) 단계에서,상기 양극 리드 프레임은 상기 콘덴서 소자에 절연성 접착제를 통해 본딩되고, 상기 음극 리드 프레임은 상기 콘덴서 소자에 전도성 접착제를 통해 본딩되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제14항에 있어서,상기 양극 리드 프레임 또는 상기 음극 리드 프레임을 상기 콘덴서 소자에 압착할 경우, 상기 양극 리드 프레임 또는 상기 음극 리드 프레임에 열을 가하여 상기 절연성 접착제 또는 상기 전도성 접착제를 반경화한 상태에서 상기 콘덴서 소자와 상기 각 리드 프레임 간의 본딩 위치를 조정한 후 상기 절연성 접착제 또는 상기 전도성 접착제를 완전 경화하는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 (e) 단계에서,상기 몰딩부는 상기 양극 와이어와 상기 양극 리드 프레임 및 상기 음극 리드 프레임을 밀봉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제16항에 있어서,상기 몰딩부는 에폭시 계열의 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 (f) 단계는, 상기 몰딩부를 다이싱하여 상기 양극 와이어의 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 상기 음극 리드 프레임의 하면을 노출시키는 단계인 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제18항에 있어서,상기 다이싱된 부위는 그라인딩(grinding) 또는 폴리싱(polishing) 또는 샌드 블라스팅(sand blasting)되는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 (g) 단계는, 상기 양극 와이어의 노출된 하단면과 상기 양극 리드 프레임의 하면 및 이에 인접된 몰딩부에 무전해 도금 방식으로 도금층을 형성하여 양극 리드 단자를 형성함과 아울러, 상기 음극 리드 프레임의 하면 및 이에 인접된 몰딩부에 무전해 도금 방식으로 도금층을 형성하여 음극 리드 단자를 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
- 제20항에 있어서,상기 도금층은, 무전해 니켈 인(Ni/P) 도금으로 내부 도금층을 형성한 후 상기 내부 도금층에 구리(Cu) 또는 주석(Sn) 도금으로 외부 도금층을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서의 제조방법.
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