KR100917645B1 - Ｓｍｄ형 세라믹 디스크 커패시터 - Google Patents
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Abstract
SMD형 세라믹 디스크 커패시터가 개시되어 있다. 스위칭 회로, 스위칭 회로로 부터 출력되는 신호를 증폭시키는 변압기, 변압기로부터 출력되는 전압에 의해서 점등되는 형광 램프 및 형광 램프에 직렬 연결되는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터를 포함하는 인버터에 있어서, SMD형 세라믹 디스크 커패시터는 육면체로 이루어진 세라믹 디스크, 세라믹 디스크의 제 1 면에 형성되는 제 1 전극, 세라믹 디스크의 제 2 면에 형성되는 제 2 전극, 제 1 전극과 이격되며, 상기 제 1 전극의 주위를 둘러싸며, 폐루프 형상을 가지고, 도전재질로 이루어진 가이드 링, 제 1 전극과 전기적으로 접속되는 제 1 리드단자, 제 2 전극과 전기적으로 접속된 제 2 리드단자 및 세라믹 디스크, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 1 리드단자의 일부 및 제 2 리드 단자의 일부를 감싸며, 절연하는 몰딩부를 포함한다. SMD형 세라믹 디스크 커패시터는 가이드 링에 의해서 연면 방전을 최소화 할 수 있다.
커패시터(capacitor), 세라믹(ceramic), 디스크(disc), SMD, 가이드 링, 몰딩부
Description
도 1 은 냉음극선관 램프를 구동하기 위한 인버터를 도시한 회로도이다.
도 2 는 본 발명의 SMD형 세라믹 디스크 커패시터의 사시도이다.
도 3a 내지 도 3d 는 세라믹 디스크의 평면도이다.
도 4 는 도 3a 에서 I-I` 선을 따라 절단한 단면도이다.
본 발명은 SMD형 세라믹 디스크 커패시터에 관한 것으로, 특히 전극들 사이의 간격이 작음으로 인해 발생하는 연면방전(flash over) 현상을 방지 할수 있고, 냉음극선관 램프(cold cthode flurescent lamp;CCFL)의 인버터 회로에 사용될 수 있도록, 고전압 및 고열에 대해서 높은 내구성을 가지는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터에 관한 것이다.
종래의 세라믹 디스크 커패시터(ceramic disk capacitor)는 세라믹 디스크, 두 개의 전극들, 리드 단자들 및 몰딩으로 구성된다.
세라믹 디스크는 원반형으로 소정의 유전율을 가진다. 두 개의 전극들은 디스크의 일면과 맞은편의 면에 실장되고, 리드 단자들과 각각 전기적으로 연결된다. 몰딩은 세라믹 디스크, 전극들 및 리드단자들의 일부를 감싼다.
이러한 구조를 가진 세라믹 디스크 커패시터가 냉음극선관 램프의 인버터에 사용되는 세라믹 디스크 커패시터는 경박 소형화 되어야 한다. 세라믹 디스크가 소형화 되려면 세라믹 디스크의 두께가 작아져야 한다.
하지만 세라믹 디스크의 두께가 작으면, 두 개의 전극들 사이의 간격이 좁아지게 되고, 두 개의 전극들 사에에 연면방전이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 냉음극선관 램프를 점등하기 위해서는 고전압이 필요하고, 냉음극선관 램프에 직렬로 연결되는 세라믹 디스크 커패시터의 전극들 사이에 고전압이 형성되고, 두 개의 전극들 사이에 연면방전이 발생하게 된다.
본 발명은 전극 주위에 가이드 링을 형성하여 SMD형 세라믹 디스크 커패시터에서 발생하는 연면방전을 방지하고, 냉음극선관 램프의 인버터 회로에 사용되는 고전압 및 고열에 대해서 높은 내구성을 가지는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터를 제공한다.
직류 전압을 교류 전압으로 변환시켜 출력하는 스위칭 회로, 상기 스위칭 회로로 부터 출력되는 신호를 증폭시키는 변압기, 상기 변압기로부터 출력되는 전압에 의해서 점등되도록 상기 변압기의 부측에 병렬 연결되는 복수 개의 형광 램프들 및 각각의 상기 형광 램프 직렬 연결되는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터를 포함하는 인버터에 있어서, 본 발명에 따른 SMD형 세라믹 디스크 커패시터는 각 모서리가 라운드 처리된 육면체로 이루어진 세라믹 디스크, 상기 세라믹 디스크의 제 1 면에 도전재질로 형성되는 제 1 도전층 및 상기 제 1 도전층 상에 적층되어 형성되는 제 2 도전층을 포함하는 제 1 전극, 상기 세라믹 디스크의 제 2 면에 도전재질로 형성되는 제 3 도전층 및 상기 제 3 도전층 상에 적층되어 형성되는 제 4 도전층을 포함하는 제 2 전극, 상기 제 1 전극과 이격되며, 상기 제 1 전극의 주위를 둘러싸며, 폐루프 형상을 가지고, 도전재질로 이루어진 가이드 링, 상기 제 1 전극과 전기적으로 접속되는 제 1 접속부, 상기 제 1 접속부와 수직으로 연결되는 제 1 연장부, 상기 제 1 연장부와 수직으로 연결되는 제 2 연장부, 상기 제 2 연장부와 수직으로 연결되는 제 3 연장부 및 상기 제 3 연장부와 수직으로 연결되는 제 4 연장부가 일체로 형성된 제 1 리드단자, 상기 제 2 전극과 전기적으로 접속되는 제 2 접속부, 상기 제 2 접속부와 수직으로 연결되는 제 5 연장부, 상기 제 5 연장부와 수직으로 연결되는 제 6 연장부, 상기 제 6 연장부와 수직으로 연결되는 제 7 연장부 및 상기 제 7 연장부와 수직으로 연결되는 제 8 연장부가 일체로 형성된 제 2 리드단자 및 상기 세라믹 디스크, 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극, 상기 제 1 리드단자의 일부 및 상기 제 2 리드 단자의 일부를 감싸며, 절연하는 몰딩부를 포함한다.
실시예
도 1 은 냉음극선관 램프를 구동하기 위한 인버터를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 인버터는 스위칭 회로(210), 변압기(220), SMD형 세라믹 디스크 커패시터(100), 냉음극선관 램프(300), 전류센싱회로(230) 및 제어 회로(240)를 포함한다.
스위칭 회로(210)는 후술될 제어회로(240)의 제어에 따라 직류 전압을 교류 전압으로 변환시켜 출력한다. 변압기(220)는 스위칭 회로(210)로 부터 출력되는 신호를 증폭시킨다. 다수 개의 냉음극선관 램프(300)들은 변압기의 부측에 병렬로 연결되어, 변압기(220)로 부터 출력되는 전압에 의해 점등된다. 전류 센싱 회로(230)는 각각의 냉음극선관 램프(300)들로부터 출력되는 전류를 센싱(sensing)한다. 제어 회로(240)는 전류 센싱 회로(230)로부터 출력되는 신호에 따라 스위칭 회로(210)를 제어한다.
SMD형 세라믹 디스크 커패시터(100)는 냉음극선관 램프(300)의 고 전압단에 직렬로 연결된다. 이와는 다르게, SMD형 세라믹 디스크 커패시터(100)는 냉음극선관 램프(300)의 저 전압단에 직렬로 연결될 수 있다.
도 2 는 본 발명의 SMD형 세라믹 디스크 커패시터의 사시도이고, 도 3a 내지 도3d 는 세라믹 디스크의 평면도이고, 도 4 는 도 3a 에서 I-I` 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3a에서는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터의 구성 요소를 모두 표시하지 않았지만, 도 4 에서는 단면에 나타타는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터의 구성 요소를 모두 표시한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, SMD형 세라믹 디스크 커패시터는 세라믹 디스크(110), 제 1 전극(120), 제 2 전극(130), 가이드 링(140), 절연막(150), 제 1 리드 단자(160), 제 2 리드 단자(170) 및 몰딩부(180)를 포함한다.
세라믹 디스크(110)는 도 2 및 도 3a 에 도시된 바와 같이, 평면에서 보았을 때, 각 모서리가 라운드(r) 처리된 육면체 형상을 가진다. 세라믹 디스크(110)는 제 1 면(111)과 제 1 면(111)에 대향하는 제 2 면(112) 및 4 개의 측면(113)들을 포함한다. 이와는 다르게, 도 3b 내지 도 3c에 도시된 세라믹 디스크들(110b, 110c)은 평면에서 보았을 때, 원형 또는 타원형인 원통형 형상을 가질 수 있다. 이와는 다르게, 도 3d에 도시된 세라믹 디스크(110d)는 평면에서 보았을 때, 각 모서리가 라운드(r) 처리되고, 4개의 측면들이 함몰된 형상을 가질 수 있다.
각 모서리가 라운드(r) 처리된 육면체 형상을 가진 세라믹 디스크(110) 및 각 모서리가 라운드(r) 처리되고, 4개의 측면이 함몰된 형상을 가진 세라믹 디스크(110d)는 원통형 형상을 가진 세라믹 디스크(110b) 보다 표면적이 넓다. 따라서, 각 모서리가 라운드(r) 처리된 형상을 가진 세라믹 디스크(110) 및 4개의 측면이 함몰된 형상을 가진 세라믹 디스크(110d)로 이루어진 커패시터(100)는 원통형 형상을 가진 세라믹 디스크(110b)를 가진 커패시터(100) 보다 정전 용량이 크고, 고전압 및 고열에 대한 내구성이 크다.
세라믹 디스크(110)의 제 1 면(111) 및 제 2 면(112)은 평탄하게 형성된다. 이와는 다르게, 제 1 면(111) 및 제 2 면(112)에 홈이 형성될 수 있다. 이와는 다르게, 제 1 면(111)에 후술될 제 1 전극(120)의 주위를 둘러싸는 요철이 형성될 수 있다.
세라믹 디스크(110)으로 사용되는 물질은 예를 들어, 티탄산칼슘(CaTiO3)-티탄산스트론튬(SrTiO3)-산화네오디늄(Nd2O3)계 유전체 세라믹이다. 세라믹 디스크는 티탄산칼슘, 티탄산스트론튬 및 산화네오디늄을 포함할 수 있다. 세라믹 디스크(110)는 티탄산칼슘, 티탄산스트론튬 및 산화네오디늄을 혼합한 후, 소정의 모양을 성형하고, 소결하여 형성할 수 있다. 세라믹 디스크(110)는 주조성을 증가시키는 이산화 망간(MnO2) 및 이산화 규소(SiO2)를 더 포함할 수 있다.
이와는 다르게, 세라믹 디스크(110)으로 사용되는 물질은 예를 들어, 티탄산바륨(BaTiO3)-티탄산네오디늄(Nd2TiO7)-산화비소(Bi2O3)계 유전체 세라믹일 수 있다. 세라믹 디스크(110)는 질량 비율로, 약 20% 내지 약 30% 의 티탄산바륨, 약 5% 내지 약 10%의 이산화 티탄(TiO2), 약 40% 내지 약 60%의 티탄산네오디늄(Nd2Ti2O7) 및 약 13% 내지 약 20%의 산화 비소(Bi2O3)를 포함할 수 있다. 세라믹 디스크(110)는 티탄산바륨, 이산화 티탄, 티탄산네오디늄 및 산화 비소를 혼합한 후, 소정의 모양을 성형하고, 소결하여 형성할 수 있다. 세라믹 디스크(110)는 주조성을 증가시키는 산화 란탄늄(La2O3), 이산화 주석(SnO2), 이산화 망간 및 이산화 규소를 더 포함할 수 있다.
제 1 전극(120)은 세라믹 디스크(110)의 제 1 면(111)에 형성된다. 제 1 전극(120)은 세라믹 디스크(110)의 제 1 면(111)에 접촉하는 제 1 도전층(121) 및 제 1 도전층(121) 상에 형성되는 제 2 도전층(122)을 포함한다.
제 1 도전층(121)은 평면에서 보았을 때 제 1 면(111)보다 면적이 작으며, 제 1 면(111)의 중앙에 배치된다. 제 1 도전층(121)을 이루는 물질은 질량 비율로 약 60% 내지 90%의 은(Ag)을 포함하는 합금이다. 은의 함량이 약 60% 내지 90% 이기 때문에 세라믹 디스크(110)로의 은의 침식을 방지할 수 있다.
제 2 도전층(122)은 제 1 도전층(121) 상에 배치되며, 제 2 도전층(122)을 이루는 물질의 예로서는 은, 은 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 아연(Zn), 아연 합금, 구리(Cu) 및 구리 합금 등을 들 수 있다.
제 2 전극(130)은 세라믹 디스크(110)의 제 2 면(112)에 형성된다. 제 2 전극(130)은 세라믹 디스크(110)의 제 2 면(112)과 접촉하는 제 3 도전층(131) 및 제 3 도전층(131) 상에 형성되는 제 4 도전층(132)을 포함한다.
제 3 도전층(131)은 제 2 면(112)을 덮는다. 이와는 다르게, 평면에서 보았을 때, 제 2 면(112)보다 면적이 작으며, 제 2 면(112)의 중앙에 배치될 수 있다. 제 3 도전층(131)을 이루는 물질은 질량 비율로 약 60% 내지 약 90%의 은을 포함하는 합금이다. 은의 함량은 약 60%내지 약 90% 이기 때문에 세라믹 디스크(110)로의 은의 침식을 방지할 수 있다.
제 4 도전층(132)은 제 3 도전층(131) 상에 배치되며, 제 4 도전층(132)을 이루는 물질의 예로서는 은, 은 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 아연, 아연 합금, 구리 및 구리 합금 등을 들 수 있다.
가이드 링(140)은 제 1 전극(120)과 이격되고, 제 1 전극(120)을 둘러싸며, 형성된다. 가이드 링(140)은 평면에서 보았을 때, 폐루프(closed loop) 형상을 가진다. 가이드 링(140)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 은, 은 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 아연, 아연 합금, 구리 및 구리 합금 등을 들 수 있다.
가이드 링(140)은 제 1 전극(120)에서 세라믹 디스크(110)의 측면(113)을 통하여 제 2 전극(130)으로 흐르는 전류를 차단한다. 또한, 제 1 전극(120)에서 제 2 리드 단자(170)로 흐르는 전류를 차단한다. 따라서, 제 1 전극(120)에 인가된 전류는 세라믹 디스크(110)를 통해서만 제 2 전극(130)으로 흐르기 때문에, SMD형 세라믹 디스크 커패시터(100)의 성능을 향상시킬 수 있다. 특히, 가이드 링(140)은 제 1 전극(120) 및 제 2 전극(130) 사이에 전위차가 클 때, 연면방전(flash over)에 의한 SMD형 세라믹 디스크 커패시터(100)의 손상을 방지할 수 있다.
절연체(150)는 세라믹 디스크(110)의 측면(113)에 형성된다. 절연체(150)는 제 1 전극(120)에서 세라믹 디스크(110)의 측면(113)을 통하여 제 2 전극(130)으로 흐르는 전류를 차단한다. 절연체(150)를 이루는 물질의 예로서는 실리콘(silicon) 및 폴리이미드(ploy imide)계 고분자 등을 들 수 있다.
제 1 리드 단자(160)는 제 1 접속부(161), 제 1 연장부(162), 제 2 연장부(163), 제 3 연장부(164) 및 제 4 연장부(165)가 일체로 형성된다. 제 1 접속부(161), 제 1 연장부(162), 제 2 연장부(163), 제 3 연장부(164) 및 제 4 연장부(165)는 판 형상을 가진다. 제 1 접속부(161)는 제 1 전극(120)과 전기적으로 접속된다. 제 1 연장부(162)는 제 1 접속부(161)와 연결된다. 제 2 연장부(163)는 제 1 연장부(162)와 연결된다. 제 3 연장부(164)는 제 2 연장부(163)와 연결된다. 제 4 연장부(165)는 제 3 연장부(164)와 연결된다. 제 1 접속부(161), 제 2 연장부(163) 및 제 4 연장부(165)는 각각 수평 방향으로 연장되도록 형성되고, 제 1 연장부(162) 및 제 3 연장부(164)는 각각 수직 방향으로 연장되도록 형성된다. 제 2 연장부(163)는 제 1 접속부(161) 보다 높게 형성되고, 제 4 연장부(165)는 제 1 접속부(161) 보다 낮게 형성된다. 제 1 리드 단자(160)로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 은, 은 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 아연 및 아연 합금 등을 들 수 있다.
제 2 리드 단자(170)는 제 2 접속부(171), 제 5 연장부(172), 제 6 연장부(173), 제 7 연장부(174) 및 제 8 연장부(175)가 일체로 형성된다. 제 2 접속부(171), 제 5 연장부(172), 제 6 연장부(173), 제 7 연장부(174) 및 제 8 연장부(175)는 판형상을 가진다. 제 2 접속부(171)는 제 2 전극(130)과 전기적으로 접속된다. 제 5 연장부(172)는 제 2 접속부(171)와 연결된다. 제 6 연장부(173)는 제 5 연장부(172)와 연결되며, 제 7 연장부(174)는 제 6 연장부(173)와 연결된다. 제 8 연장부(175)는 제 7 연장부(174)와 연결된다. 제 2 접속부(171), 제 6 연장부(173) 및 제 8 연장부(175)는 각각 수평 방향으로 연장되도록 형성되고, 제 5 연장부(172) 및 제 7 연장부(174)는 수직방향으로 연장되도록 형성된다. 제 2 접속부(171)는 제 6 연장부(173) 보다 높게 형성되고, 제 8 연장부(175)는 제 6 연장부(173)보다 낮게 형성된다. 제 2 리드 단자(170)로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 은, 은 합금, 알루미늄, 알루미늄 하금, 구리, 구리합금, 아연 및 아연 합금 등을 들 수 있다.
몰딩부(180)는 세라믹 디스크(110), 제 1 전극(120), 제 2 전극(130), 가이드링(140), 절연막(150), 제 1 접속부(161), 제 1 연장부(162), 제 2 연장부(163), 제 3 연장부(164)의 일부, 제 2 접속부(171), 제 5 연장부(172) 및 제 6 연장부(173)의 일부를 몰딩한다. 몰딩부(180)는 외부로부터의 충격 및 습기로 부터 세라믹 디스크(110), 제 1 전극(120), 제 2 전극(130) 및 가이드 링(140)을 보호한다. 몰딩부(180)는 실리카(silica), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenol resin) 및 금속 수산화물(metal hydride)를 포함한다. 상기 에폭시 수지는 몰딩부(180)의 접착성 및 내열성을 높인다. 상기 페놀 수지는 경화제이다. 상기 금속 수산화물은 몰딩부(180)의 내열성을 높인다.
이상 설명한 바에 의하면, 본 발명의 의한 SMD형 세라믹 디스크 커패시터는 제 1 전극의 주위를 둘러싸면 형성된 가이드 링에 의하여 연면방전을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 SMD형 세라믹 디스크 커패시터는 고전압 및 고열에 대하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
Claims (3)
- 직류 전압을 교류 전압으로 변환시켜 출력하는 스위칭 회로, 상기 스위칭 회로로 부터 출력되는 신호를 증폭시키는 변압기, 상기 변압기로부터 출력되는 전압에 의해서 점등되도록 상기 변압기의 부측에 병렬 연결되는 복수 개의 형광 램프들 및 각각의 상기 형광 램프에 직렬 연결되는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터를 포함하는 인버터에 사용되며,각 모서리가 라운드 처리된 육면체로 이루어진 세라믹 디스크;상기 세라믹 디스크의 제 1 면에 도전재질로 형성되는 제 1 도전층 및 상기 제 1 도전층 상에 적층되어 형성되는 제 2 도전층을 포함하는 제 1 전극;상기 세라믹 디스크의 제 2 면에 도전재질로 형성되는 제 3 도전층 및 상기 제 3 도전층 상에 적층되어 형성되는 제 4 도전층을 포함하는 제 2 전극;상기 제 1 전극과 이격되며, 상기 제 1 전극의 주위를 둘러싸며, 폐루프 형상을 가지고, 도전재질로 이루어진 가이드 링;상기 제 1 전극과 전기적으로 접속되는 제 1 접속부, 상기 제 1 접속부에 수직으로 연결되는 제 1 연장부, 상기 제 1 연장부와 수직으로 연결되는 제 2 연장부, 상기 제 2 연장부와 수직으로 연결되는 제 3 연장부 및 상기 제 3 연장부와 수직으로 연결되는 제 4 연장부가 일체로 형성된 제 1 리드단자;상기 제 2 전극과 전기적으로 접속되는 제 2 접속부, 상기 제 2 접속부와 수직으로 연결되는 제 5 연장부, 상기 제 5 연장부와 수직으로 연결되는 제 6 연장부, 상기 제 6 연장부와 수직으로 연결되는 제 7 연장부 및 상기 제 7 연장부와 수직으로 연결되는 제 8 연장부가 일체로 형성된 제 2 리드단자; 및상기 세라믹 디스크, 상기 제 1 전극, 상기 제 2 전극, 상기 제 1 리드단자의 일부 및 상기 제 2 리드 단자의 일부를 감싸며, 절연하는 몰딩부를 포함하며,상기 세라믹 디스크는 티탄산 칼슘, 티탄산 스트론튬 및 산화네오디늄을 포함하는 것을 특징으로 하고,상기 몰딩부는 실리카, 에폭시 수지, 금속 수산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹 디스크는 함몰된 형상을 가지는 4 개의 측면을 가지는 것을 특징으로 하는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹 디스크는 상기 제 1 면에 형성되며, 상기 제 1 전극의 주위를 둘러싸는 요철을 포함하는 것을 특징으로 하는 SMD형 세라믹 디스크 커패시터.
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