KR101635280B1 - 커패시터 모듈 기구 - Google Patents

커패시터 모듈 기구 Download PDF

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KR101635280B1
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심상무
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상-무 메카트로닉스 테크놀로지 (상하이) 씨오., 엘티디 광저우 브랜치
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Abstract

본 발명의 실시예는 커패시터 모듈 기구에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 제1 커패시터 유닛과 제2 커패시터 유닛을 서로 엇갈리게 배치시키거나 또는 반대 방향으로 일렬로 배치시켜 제1 리드선과 제2 리드선을 반대편에 위치시킬 수 있으며, 그 상태에서 제1 커패시터 본체와 제2 커패시터 본체의 외측부에 유닛 연결 부재를 장착시켜 하나의 단일 모듈로 형성할 수 있다.

Description

커패시터 모듈 기구 {CAPACITOR MODULE APPARATUS}
본 발명은 커패시터 모듈 기구에 관한 것으로서, 더 상세하게는 복수개의 커패시터 유닛을 회로 기판에 안정적으로 견고하게 설치할 수 있는 커패시터 모듈 기구에 관한 것이다.
일반적으로, 전자회로 설계시 일정 정격전압과 정격용량의 요구를 위해서 커패시터를 사용하고 있다. 커패시터의 종류로는 전해 커패시터, 탄탈 커패시터, 또는 적층세라믹 커패시터 등이 있다. 상기와 같은 커패시터는 회로 기판(PCB)에 설치하여 사용되고 있다. 최근에는 제품의 경박 및 단소화 추세에 따라 회로 기판의 설치 공간도 작아지고 있으며, 그에 따라 커패시터가 회로 기판에 설치되는 높이에도 제약이 따르고 있다.
한편, 알루미늄 전해 커패시터의 경우에는 복수의 전해 커패시터를 사용할 수 있다. 즉, 알루미늄 전해 커패시터가 갖고 있는 높은 임피던스 특성은 회로기판의 경박 단소화하는 추세에 대응하는데 한계가 있으며, 이는 알루미늄 전해 커패시터의 제조 공정에 있어서 전해액을 사용하기 때문에 높은 임피던스 특성으로 인해 사용에 많은 제약을 받아왔다. 상기와 같은 일련의 문제점을 해결하기 위한 방법으로 복수개의 전해 커패시터를 병렬 연결하는 방법이 있다. 구체적으로 설명하면, 회로 설계시 필요한 용량값을 여러 개의 용량으로 분할시켜 병렬 연결함으로써, 제품 합성 용량은 유지시키면서 전체 회로 상에서의 임피던스 특성은 증대시키는 방법을 사용하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 전해 커패시터(1, 2)는 회로 기판(3) 상에 실장하기 위하여 리드선(4, 5)을 필요한 길이만큼 절단하고, 그 다음에 전해 커패시터(1, 2)들의 리드선(4, 5)을 솔더링(soldering) 공정으로 회로 기판(3)에 설치한다. 상기와 같은 전해 커패시터(1, 2)들의 실장 방법은 리드선(4, 5)을 절단한 후 회로 기판(3)에 실장하는 방법이다. 또한, 복수개의 전해 커패시터(1, 2)를 실장하는 다른 방법으로는 리드선(4, 5)을 90도 절곡시켜 절단한 후 회로 기판(3)에 실장하는 와식 실장 방법이 있다. 따라서, 복수개의 전해 커패시터(1, 2)를 회로 기판(3)에 실장하기 위해서는 전해 커패시터(1, 2)의 수량만큼 상기의 설치 공정이 반복적으로 수행될 수밖에 없다.
상기와 같은 전해 커패시터(1, 2)의 실장 방법은 수동 실장 방법과 자동 실장 방법이 모두 사용되고 있으나, 복수개의 전해 커패시터(1, 2)를 실장하기 위하여 복수의 반복 공정은 필수적으로 소요될 수밖에 없었다. 그러므로, 상기의 실장 방법으로는 소형 제품 및 복잡한 회로 구성에서 생산성 향상과 삽입 정확성을 확보하는데 어려움이 있었으며, 전해 커패시터들을 개별적으로 반복 실장함으로 인하여 생산성 및 품질 안정성의 저하를 초래한다.
구체적으로 설명하면, 개별 실장된 전해 커패시터(1, 2)들의 경우에는 구조적으로 실장 안정성이 낮은 결과를 나타낸다. 즉, 전해 커패시터(1, 2)들은 회로 기판(3)에 리드선(4, 5) 만으로 지지되는 구조이므로, 리드선(4, 5)의 납땜 구조만으로 충분한 지지 강도를 확보하기에 한계가 있다. 따라서, 종래에는 전해 커패시터(1, 2)의 내진동성을 확보하기 위하여 실리콘제(6)와 같은 접착력 있는 고정제를 전해 커패시터(1, 2)의 몸체와 회로 기판(3)에 도포하고 있다. 실리콘제(6)는 전해 커패시터(1, 2)의 진동에 의한 파손과 손상을 방지할 수 있다.
또는, 일본공개특허 제2013-235968호(발명의 명칭: 콘덴서 실장 구조, 공개일: 2013.11.21)의 경우와 같이, 별도의 커패시터 고정용 부재를 회로 기판에 설치하여 전해 커패시터의 내진동성을 확보하기도 한다.
상기와 같은 전해 커패시터의 실장 방법은 조립 공정의 복잡성 및 작업 시간의 증가 등과 같은 문제점을 구비하고 있으며, 일관성 있는 작업 공정을 수행하기 어려워 실장 방법을 자동화하기에도 어려움이 있다. 특히, 실리콘제와 같은 고정제를 도포하는 방식은 실리콘에 함유되어 있는 초산 등의 기화성 화학 물질에 의해 작업자의 건강에 악역향을 주어 작업자의 업무 능력 저하 및 업무기피의 원인을 초래하고 있다. 뿐만 아니라, 커패시터 고정용 부재를 이용하여 고정하는 방식은 커패시터 고정용 부재를 회로 기판에 별도로 설치하는 추가 작업이 필요하고, 커패시터 고정용 부재를 구매하는 비용의 증가도 초래하고 있다.
전술한 바와 같이, 기존의 전해 커패시터(1, 2)들의 실장 방법은 전해 커패시터(1, 2)들을 개별적으로 반복 설치하여 공정 시간이 길어지고, 전해 커패시터(1, 2)의 몸체의 원통형 형상으로 인해서 공정 자동화에도 한계가 있다. 또한, 전해 커패시터(1, 2)들이 개별적으로 각각 실장되는 구조이므로, 솔더링 고정된 리드선(4, 5)을 통해서 진동과 외부 충격 등이 제품의 내부에 전달될 가능성이 높고, 그로 인해서 성능의 저하가 초래될 가능성이 높다. 이를 방지하기 위하여, 실리콘제(6)를 사용하여 각각의 전해 커패시터(1, 2)를 회로 기판(3)에 고정하는 작업이 추가적으로 필요하였다.
본 발명의 실시예는 복수개의 커패시터를 하나의 모듈로 형성하여 회로 기판에 간편하게 실장할 수 있는 커패시터 모듈 기구를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 복수개의 커패시터를 별도의 고정제 또는 고정용 부재를 사용하지 않으면서 회로 기판에 견고하고 안정적으로 실장할 수 있는 커패시터 모듈 기구를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 회로 기판에 병렬 연결하는 구조로 복수개의 전해 커패시터를 모듈화시켜 전해 커패시터의 성능을 안정적으로 확보시킬 수 있는 커패시터 모듈 기구를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제1 커패시터 본체 및 상기 제1 커패시터 본체의 일단부에 연결된 제1 리드선을 구비한 제1 커패시터 유닛, 제2 커패시터 본체 및 상기 제2 커패시터 본체의 일단부에 연결된 제2 리드선을 구비하고 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선이 동일 평면 상에 서로 반대 방향으로 평행하게 위치되도록 상기 제1 커패시터 유닛의 옆에 엇갈리게 배치된 제2 커패시터 유닛, 및 상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛이 하나의 단일 모듈을 형성하도록 상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 외측부를 감싸는 형상으로 장착된 유닛 연결 부재를 포함하는 커패시터 모듈 기구를 제공한다.
여기서, 상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛은 서로 엇갈리도록 복수개가 서로 이웃하게 연속적으로 배치될 수 있으며, 상기 유닛 연결 부재는 상기 제1 커패시터 본체들과 상기 제2 커패시터 본체들의 외측부를 감싸는 형상으로 장착될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 커패시터 본체 및 상기 제1 커패시터 본체의 일단부에 연결된 제1 리드선을 구비한 제1 커패시터 유닛, 제2 커패시터 본체 및 상기 제2 커패시터 본체의 일단부에 연결된 제2 리드선을 구비하고 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선이 동일 직선 상에 서로 반대 방향으로 위치되도록 상기 제1 커패시터 유닛의 타단부에 일렬로 배치된 제2 커패시터 유닛, 및 상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛이 하나의 단일 모듈을 형성하도록 상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 외측부에 감싸는 형상으로 장착된 유닛 연결 부재를 포함하는 커패시터 모듈 기구를 제공한다.
여기서, 상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛은 상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 타단부를 서로 밀착시킨 상태로 일렬 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 타단부 이외의 부위에 방폭변이 구비될 수 있다.
위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구는, 상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛을 서로 반대 방향으로 배치시킨 구조로 모듈화를 구현함으로서, 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선을 이용하여 견고하고 안정적으로 설치할 수 있으며, 그에 따라 별도의 고정제 및 고정용 부재를 생략할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 커패시터 모듈 기구의 내진동성을 향상시킬 수 있으며, 진동 또는 충격에 의한 커패시터 모듈 기구의 성능 저하 및 손상도 방지할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛은, 동일한 정전 용량을 가지는 전해 커패시터로 형성되고, 회로 기판에 병렬 구조로 연결될 수 있다.
상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛은 상기 회로 기판 상에 수평하게 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선은 상기 회로 기판에 형성된 리드선 홀부에 삽입되도록 절곡될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 유닛 연결 부재는 상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 외측부에 가열된 상태에서 둘러싼 후 냉각 과정에서 상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛을 연결하도록 열수축성 재질의 시트 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구는, 유닛 연결 부재를 이용하여 제1 커패시터 유닛과 제2 커패시터 유닛의 모듈화를 구현하므로, 제1 커패시터 유닛과 제2 커패시터 유닛을 회로 기판에 개별적으로 실장할 필요가 없으며, 한번의 작업 만으로 회로 기판에 간편하게 실장할 수 있다. 따라서, 커패시터 모듈 기구의 실장 방법을 단순화시킬 수 있으며, 실장 공정의 자동화도 간편하게 구현할 수 있다.
특히, 제1 커패시터 유닛과 제2 커패시터 유닛이 옆으로 서로 평행하게 배치되면, 제1 커패시터 유닛과 제2 커패시터 유닛이 원통형의 전해 커패시터로 형성된 경우라도 커패시터 모듈 기구의 일면이 회로 기판에 용이하게 안착되는 형상으로 형성되므로, 커패시터 모듈 기구를 회로 기판에 안정적인 구조로 간편하게 실장시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 커패시터 모듈 기구의 생산성 향상, 조립 작업성의 개선, 공정의 단순화를 실현시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구가 단일 모듈로 형성되면, 회로 기판에 실장하는 작업 공정을 단순화시킬 수 있으며, 그에 따라 커패시터를 개별 조립하는 방식에 비해서 오조립에 따른 불량율을 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구는, 제1 커패시터 유닛과 제2 커패시터 유닛을 서로 반대 방향으로 배치된 상태로 모듈화시킨 구조이므로, 커패시터 모듈 기구의 서로 반대편에 구비된 제1 리드선과 제2 리드선을 회로 기판에 솔더링 고정시켜 커패시터 모듈 기구를 견고하고 안정적으로 실장할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 커패시터 모듈 기구의 내진동 특성을 현저하게 향상시킬 수 있으며, 실리콘제와 같은 고정제 또는 특정 형상의 고정 부재를 추가로 사용할 필요성이 없고, 그에 따라 비용 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 종래와 달리 별도의 고정제 및 고정 부재를 추가로 사용하지 않으므로, 종래의 방법과 비교하여 작업 공정의 소요시간을 절감할 수 있고, 작업 효율성도 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구는, 전해 커패시터를 회로 기판에 병렬로 연결하는 구조로 복수개의 전해 커패시터를 모듈화시킬 수 있으며, 그에 따라 전해 커패시터들의 등가 직렬 저항을 감소시켜 안정적으로 성능을 확보할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 전해 커패시터의 실장 구조가 도시된 도면이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 모듈 기구의 실장 구조가 도시된 평면도 및 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 모듈 기구의 제조 방법이 도시된 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구의 실장 구조가 도시된 평면도 및 측면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구의 제조 방법이 도시된 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2와 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)의 실장 구조가 도시된 평면도 및 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)의 제조 방법이 도시된 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)는 제1 커패시터 유닛(110), 제2 커패시터 유닛(120), 및 유닛 연결 부재(130)를 포함한다.
제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)은 전자 회로의 정전 용량을 얻기 위해 사용되는 전자 부품이다. 상기와 같은 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)은 회로 기판(140) 상에 수평하게 설치되는 와식 실장 방식으로 배치될 수 있다. 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)은 다양한 종류의 커패시터를 포함할 수 있지만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 알루미늄 전해 커패시터로 한정하여 설명하기로 한다. 뿐만 아니라, 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)이 동일 타입과 동일 용량의 커패시터로 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1 커패시터 유닛(110)은 제1 커패시터 본체(112) 및 제1 리드선(114)을 구비할 수 있으며, 제2 커패시터 유닛(120)은 제2 커패시터 본체(122) 및 제2 리드선(124)을 구비할 수 있다.
여기서, 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)는 원통 형상으로 형성될 수 있지만, 이에 한정된 것은 아니며 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 상기와 같은 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)는 회로 기판(140)과 평행하도록 회로 기판(140) 상에 와식 실장 방식으로 배치될 수 있다.
제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 외주부에는 슬리브(sleeve)(116, 126)가 밀착되게 장착될 수 있다. 슬리브(116, 126)는 제1 커패시터 본체(112)의 외주부 또는 제2 커패시터 본체(122)의 외주부를 감싸는 필름 형상의 피복재로서, 절연성과 열수축성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 슬리브(116, 126)에는 커패시터의 종류, 성능 및 사용 방법에 관한 정보가 표시될 수도 있다.
그리고, 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)은 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)를 출입하는 전기의 통로 역할을 수행하는 부재이다. 즉, 제1 리드선(114)은 제1 커패시터 본체(112)의 단자 역할을 수행할 수 있으며, 제2 리드선(124)은 제2 커패시터 본체(122)의 단자 역할을 수행할 수 있다. 상기와 같은 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)은 양극 전류의 통로 역할을 수행하는 양극 리드선 및 음극 전류의 통로 역할을 수행하는 음극 리드선을 각각 구비할 수 있다.
제1 리드선(114)은 제1 커패시터 본체(112)의 하면부(112a)에 구비될 수 있다. 즉, 제1 리드선(114)의 일단부는 제1 커패시터 본체(112)의 하면부(112a)에 연결될 수 있고, 제1 리드선(114)의 타단부는 회로 기판(140)에 솔더링 방식으로 고정될 수 있다. 제2 리드선(124)은 제2 커패시터 본체(122)의 하면부(122a)에 구비될 수 있다. 즉, 제2 리드선(124)의 일단부는 제2 커패시터 본체(122)의 하면부(122a)에 연결될 수 있고, 제1 리드선(114)의 타단부는 회로 기판(140)에 솔더링 방식으로 고정될 수 있다.
한편, 회로 기판(140)의 일측에는 제1 리드선 홀부(142) 및 제2 리드선 홀부(144)가 형성될 수 있다. 제1 리드선(114)의 타단부는 제1 리드선 홀부(142)에 관통되게 삽입된 후 솔더링 방식으로 고정될 수 있으며, 제2 리드선(124)의 타단부는 제2 리드선 홀부(144)에 관통되게 삽입된 후 솔더링 방식으로 고정될 수 있다. 이때, 제1 리드선 홀부(142)와 제2 리드선 홀부(144)는 회로 기판(140)에 형성된 회로에 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)을 통전 가능하게 연결시키도록 회로 기판(140)의 회로에 형성될 수 있다. 따라서, 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)은 커패시터 모듈 기구(100)를 회로 기판(140)의 회로에 연결하는 역할을 수행할 수 있으며, 뿐만 아니라 커패시터 모듈 기구(100)를 회로 기판(140)에 견고하고 안정적으로 실장시키는 역할을 수행할 수 있다.
유닛 연결 부재(130)는 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)을 연결시켜 하나의 단일 모듈로 형성하는 부재이다. 즉, 본 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)는 유닛 연결 부재(130)를 이용하여 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)을 단일 제품으로 모듈화시킬 수 있다. 따라서, 복수개의 커패시터 유닛을 단일 제품으로 모듈화시킬 수 있으므로, 취급이 간편하고, 조립 공정이 간단하며, 유지 보수가 용이하다.
상기와 같은 유닛 연결 부재(130)는 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 외측부 전체를 동시에 감싸도록 형상될 수 있다. 유닛 연결 부재(130)는 열수축성 재질의 시트 형상으로 형성될 수 있다. 일례로, 유닛 연결 부재(130)는 슬리브(116, 126)와 동일한 소재로 형성될 수 있으며, 슬리브(116, 126)의 슬리빙(sleeving) 공정과 동일한 방식으로 장착될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 유닛 연결 부재(130)가 절연성과 열수축성이 우수한 PVC, PET, PC 등의 플라스틱 소재 또는 고무 소재로 형성되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 열수축성과 절연성이 우수한 다양한 소재를 적용시킬 수 있다.
그러므로, 유닛 연결 부재(130)는 설정 온도로 가열된 후 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 외측부에 장착될 수 있으며, 그 상태에서 열수축이 발생되도록 냉각될 수 있다. 유닛 연결 부재(130)는 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 외주부를 한꺼번에 감싸도록 장착될 수 있다. 따라서, 제1 커패시터 본체(112)과 제2 커패시터 본체(122)는 유닛 연결 부재(130)의 열수축력에 의해 높은 강도로 견고하게 결속될 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 도면을 참조하여 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)의 배치 구조를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에서는, 제1 커패시터 본체(112)과 제2 커패시터 본체(122)가 서로 엇갈리는 방향으로 서로 이웃하게 배치될 수 있으며, 그에 따라 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)은 서로 반대 위치에 반대 방향으로 돌출되게 배치될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)은 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 외주부를 서로 접촉시키도록 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 측 방향으로 서로 이웃하게 배치될 수 있다. 또한, 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)은 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)를 동일 평면 상에서 서로 반대 방향으로 평행하게 돌출시키도록 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 측 방향으로 상하가 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 상하 방향이 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 원통 중심축의 길이 방향으로 설정될 수 있으며, 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 측 방향은 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 원통 중심축에서 외주부가 상호 접촉된 부위를 향하는 방향으로 설정될 수 있다.
제1 커패시터 본체(112)의 하면부(112a)와 제2 커패시터 본체(122)의 상면부(122b)는 커패시터 모듈 기구(100)의 제1 측면부(102)를 형성하도록 일방향으로 동일하게 배치될 수 있으며, 제1 커패시터 본체(112)의 상면부(112b)와 제2 커패시터 본체(122)의 하면부(122a)는 커패시터 모듈 기구(100)의 제2 측면부(104)를 형성하도록 타방향으로 동일하게 배치될 수 있다. 이때, 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)는 유닛 연결 부재(130)에 의해 연결되어 단일 제품으로 모듈화될 수 있다. 한편, 본 발명의 일실시예서는 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)이 각각 단수개인 것으로 설명하지만, 이에 한정된 것은 아니며 커패시터 모듈 기구(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 복수개가 각각 사용될 수도 있다. 이 경우에도, 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)이 서로 반대 방향으로 엇갈리게 배치되도록 복수개가 서로 이웃하게 연속적으로 배치될 수 있다.
제1 커패시터 본체(112)의 하면부(112a)에는 제1 리드선(114)이 구비될 수 있으며, 제2 커패시터 본체(122)의 하면부(122a)에는 제2 리드선(124)이 구비될 수 있다. 따라서, 커패시터 모듈 기구(100)의 양측면부(102, 104)에는 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)이 배치되어 회로 기판(140)에 솔더링 고정될 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122) 및 유닛 연결 부재(130)의 외측부에는 회로 기판(140) 상에 용이하게 안착되기 위한 평면 형상의 안착면(106)이 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)는 회로 기판(140)에 견고한 구조로 실장될 수 있으며, 그 실장 구조가 매우 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)는 회로 기판(140)의 회로에 병렬 구조로 연결될 수 있다. 또한, 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)는 동일한 정전 용량을 가지는 전해 커패시터로 형성되거나, 또는 다양한 크기의 정전 용량을 가지는 전해 커패시터로 형성될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해서 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)가 동일 정전 용량을 갖는 것으로 설명한다.
상기와 같은 병렬 연결 구조를 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. 알루미늄 전해 커패시터는 저렴한 가격, 고전압, 고용량 실현 등 상대적으로 많은 장점을 갖고 있으나, 필수불 가결하게 전해액을 사용할 수 밖에 없는 구조적인 문제점을 안고 있다. 특히, 알루미늄 전해 커패시터가 갖고 있는 높은 임피던스 특성은 회로기판의 경박 단소화하는 추세에 대응하는데 한계가 있다. 이는 알루미늄 전해 커패시터의 제조 공정에 있어서 전해액을 사용하기 때문에 높은 임피던스 특성으로 인해 사용에 많은 제약을 받기 때문이다. 이러한 전해액 사용은 제품의 등가직렬저항(ECR)이 큰 단점을 초래하고 전해 커패시터의 성능 저하를 유발하게 된다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 제품 정전용량을 분할하기 위하여 복수개의 전해 커패시터를 병렬 연결하는 방법이 있다. 상기의 병열 연결 방법은 회로 설계시 필요한 용량값을 여러 개의 용량으로 분할시켜 병렬 연결함으로써, 제품의 전체 합성 용량은 유지시키면서 전체 회로 상에서의 임피던스 특성은 증대시키는 방법이다. 즉, 병열 연결 방법은 합성 용량의 변화 없이 등가직렬저항을 저하시키는 효과를 얻을 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)의 제조 방법 및 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)을 개별적으로 제조한다. 이때, 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)은 서로 다른 용량의 제품일 수도 있지만, 본 실시예에서는 동일한 제품인 것으로 설명한다. (도 4의 도면부호 10 참조)
상기와 같이 완성된 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)을 서로 엇갈리도록 측 방향으로 배치시킨다. 이때, 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 외주부는 서로 접촉될 수 있으며, 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)은 서로 반대 방향을 향해 배치될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 제1 리드선(114)이 연결된 제1 커패시터 본체(112)의 하면부(112a)는 제2 커패시터 본체(122)의 상면부(122b)와 동일 방향으로 배치되며, 제2 리드선(124)이 연결된 제2 커패시터 본체(122)의 하면부(122a)는 제1 커패시터 유닛(112)의 상면부(112b)와 동일 방향으로 배치된다. (도 4의 도면부호 11 참조)
제1 커패시터 본체(112)과 제2 커패시터 본체(122)가 서로 접촉된 상태에서 제1 커패시터 본체(112)과 제2 커패시터 본체(122)의 외측부에 유닛 연결 부재(130)를 장착한다. 유닛 연결 부재(130)는 제1 커패시터 본체(112)과 제2 커패시터 본체(122)의 외주부 전체를 감싸도록 장착되며, 그로 인해서 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)은 단일 모듈로 일체화된다. (도 4의 도면부호 12 참조)
예를 들면, 열수축성 재질의 유닛 연결 부재(130)를 설정 온도로 가열하여 연성으로 만든 후 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 외주부를 감싸는 구조로 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)에 장착한다. 그 상태에서, 유닛 연결 부재(130)를 냉각시켜 열수축시키고, 그에 따라 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)를 유닛 연결 부재(130)의 열수축력에 의해 매우 견고하고 안정적으로 고정한다. 상기와 같은 커패시터 모듈 기구(100)는 유닛 연결 부재(130)에 의해 몸체 부분이 서로 합체되는 구조이므로, 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)은 서로 지지하는 역할을 수행한다.
상기와 같이 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)이 유닛 연결 부재(130)에 의해 연결되면, 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)을 적정 길이로 절단하고, 회로 기판(140) 상에 와식 실장 방식으로 실장하기 위해 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)을 절곡한다. 즉, 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)은 커패시터 모듈 기구(100)의 실장시 회로 기판(140)의 제1 리드선 홀부(142)와 제2 리드선 홀부(144)에 삽입 가능하도록 90도 각도로 절곡시킨다. (도 4의 도면번호 13 참조)
그런 다음에, 커패시터 모듈 기구(100)를 회로 기판(140)에 실장한다. 이때, 제1 리드선(114)은 제1 리드선 홀부(142)에 관통되게 삽입한 후 회로 기판(140)에 솔더링 방법으로 고정시키며, 제2 리드선(124)은 제2 리드선 홀부(144)에 관통되게 삽입한 후 회로 기판(140)에 솔더링 방법으로 고정시킨다. 따라서, 커패시터 모듈 기구(100)의 양측면부(102, 106)에 배치된 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)에 의해서 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)가 회로 기판(140)에 안정적으로 배치 및 지지된다. 뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)는 단일 모듈로 형성되므로, 회로 기판(140)에 실장하는 작업 공정이 간소화되고, 회로 기판(140)에 오조립될 가능성도 감소된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)는 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)을 서로 반대 방향으로 엇갈리게 배열시킨 구조로 모듈화를 구현한다. 따라서, 커패시터 모듈 기구(100)는 제1 리드선(114)과 제2 리드선(124)에 의해서 회로 기판(140)에 견고하고 안정적으로 고정되며, 기존에 사용되었던 고정제 또는 고정용 부품도 생략된다. 그러므로, 본 실시예는 기존의 커패시터 실장 방법과 비교하여 내진동성과 조립성을 향상시키고, 진동 또는 충격에 의한 성능 저하, 생산성의 저하, 품질 안정성의 감소, 및 고정제와 고정용 부품의 사용 등을 방지한다.
도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(200)의 실장 구조가 도시된 평면도 및 측면도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(200)의 제조 방법이 도시된 도면이다.
도 5 내지 도 7에서 도 2 내지 도 4에 도시된 참조부호와 동일 유사한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 이하에서는 도 2 내지 도 4에 도시된 커패시터 모듈 기구(100)와 상이한 점을 중심으로 서술하도록 한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(200)가 도 2 내지 도 4에 도시된 커패시터 모듈 기구(100)와 상이한 점은, 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)의 배치 구조가 서로 상이하다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에서는 제1 커패시터 본체(212)과 제2 커패시터 본체(222)가 서로 반대 방향으로 동일 축선 상에 일렬 배치될 수 있으며, 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)이 동일 축선 상에 서로 반대 방향으로 배치될 수 있다. 여기서, 유닛 연결 부재는 제1 커패시터 본체(212)과 제2 커패시터 본체(222)의 외주부 전체를 감싸는 형상으로 장착될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)은 제1 커패시터 본체(212)의 상면부(212b)와 제2 커패시터 본체(222)의 상면부(222b)를 서로 밀착시킨 상태로 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 원통 형상의 제1 커패시터 본체(212)과 제2 커패시터 본체(222)의 중심축은 서로 일치될 수 있다. 또한, 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)은 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)를 제1 커패시터 본체(212)과 제2 커패시터 본체(222)의 중심축 상에서 서로 반대 방향으로 돌출될 수 있다.
제1 커패시터 본체(212)의 하면부(212a)가 커패시터 모듈 기구(200)의 제1 측면부(202)를 형성하도록 배치될 수 있으며, 제2 커패시터 본체(222)의 하면부(222a)가 커패시터 모듈 기구(200)의 제2 측면부(204)를 형성하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 커패시터 본체(212)와 제2 커패시터 본체(222)는 유닛 연결 부재(230)에 의해 연결되어 단일 제품으로 모듈화될 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(100)는 복수개의 제1 커패시터 유닛(110)과 제2 커패시터 유닛(120)을 모듈화시킬 수 있지만, 도 5 내지 도 7에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(200)는 그 배치 구조상 단수개의 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)만을 모듈화시킬 수 있다.
제1 커패시터 본체(212)의 하면부(212a)에는 제1 리드선(214)이 구비될 수 있으며, 제2 커패시터 본체(222)의 하면부(222a)에는 제2 리드선(224)이 구비될 수 있다. 따라서, 제1 커패시터 본체(212)의 상면부(212b)와 제2 커패시터 본체(222)의 상면부(222b)는 서로 밀착되게 배치될 수 있다. 또한, 커패시터 모듈 기구(200)의 양측면부(202, 204)에는 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)이 배치되어 회로 기판(140)에 솔더링 고정될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(200)는 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)에 의해 회로 기판(140)에 견고한 구조로 실장될 수 있으며, 그 실장 구조가 매우 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 본 실시예에서도 제1 커패시터 본체(212)와 제2 커패시터 본체(222)가 회로 기판(140)의 회로에 병렬 구조로 연결될 수 있다. 또한, 제1 커패시터 본체(212)와 제2 커패시터 본체(222)는 동일한 정전 용량을 가지는 전해 커패시터로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(200)는 서로 밀착된 제1 커패시터 본체(212)의 상면부(212b) 및 제2 커패시터 본체(222)의 상면부(222b) 이외의 부위에 방폭변(216, 226)이 구비될 수 있다. 일반적으로, 방폭변(216, 226)은 전해 커패시터의 내부에서 과열 또는 내압 증가와 같은 이상 발생시 터지는 역할을 수행할 수 있다. 방폭변(216, 226)은 커패시터 모듈 기구(200)의 과열 또는 내압 증가 등에 따른 피해를 최소화시킬 수 있다. 기존의 방폭변은 제1 커패시터 본체(112)와 제2 커패시터 본체(122)의 상면부(112b, 122b)에 각각 형성되어 있지만, 본 실시예에서는 제1 커패시터 본체(212)와 제2 커패시터 본체(222)의 상면부(212b, 222b)가 서로 밀착된 상태이므로, 제1 커패시터 본체(212)와 제2 커패시터 본체(222)의 외주부 중에서 제1 커패시터 본체(212)와 제2 커패시터 본체(222)의 상면부(212b, 222b)와 근접한 위치에 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(200)의 제조 방법 및 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)을 개별적으로 제조한다. 이때, 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)은 서로 다른 용량의 제품일 수도 있지만, 본 실시예에서는 동일한 제품인 것으로 설명한다. (도 7의 도면부호 20 참조)
상기와 같이 완성된 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)을 서로 반대 방향으로 일렬로 배치시킨다. 이때, 제1 커패시터 본체(212)와 제2 커패시터 본체(222)의 상면부(212b, 222b)는 서로 접촉될 수 있으며, 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)은 서로 반대 방향을 향해 동일선 상에 배치될 수 있다. (도 4의 도면부호 21 참조)
제1 커패시터 본체(212)과 제2 커패시터 본체(222)의 상면부(212b, 222b)가 서로 접촉된 상태에서 제1 커패시터 본체(212)과 제2 커패시터 본체(222)의 외측부에 유닛 연결 부재(230)를 장착한다. 유닛 연결 부재(230)는 제1 커패시터 본체(212)과 제2 커패시터 본체(222)의 외주부 전체를 감싸도록 장착되며, 그로 인해서 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)은 단일 모듈로 일체화된다. (도 4의 도면부호 22 참조)
상기와 같이 제1 커패시터 유닛(210)과 제2 커패시터 유닛(220)이 유닛 연결 부재(230)에 의해 연결되면, 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)을 적정 길이로 절단하고, 회로 기판(140) 상에 와식 실장 방식으로 실장하기 위해 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)을 절곡한다. 즉, 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)은 커패시터 모듈 기구(200)의 실장시 회로 기판(140)의 제1 리드선 홀부(142)와 제2 리드선 홀부(144)에 삽입 가능하도록 90도 각도로 절곡시킨다. (도 4의 도면번호 23 참조)
그런 다음에, 커패시터 모듈 기구(200)를 회로 기판(140)에 실장한다. 이때, 제1 리드선(214)은 제1 리드선 홀부(142)에 관통되게 삽입한 후 회로 기판(140)에 솔더링 방법으로 고정시키며, 제2 리드선(224)은 제2 리드선 홀부(144)에 관통되게 삽입한 후 회로 기판(140)에 솔더링 방법으로 고정시킨다. 따라서, 커패시터 모듈 기구(200)의 양측면부(202, 204)에 배치된 제1 리드선(214)과 제2 리드선(224)에 의해서 제1 커패시터 본체(212)와 제2 커패시터 본체(222)가 회로 기판(140)에 안정적으로 배치된다. 뿐만 아니라, 본 실시예에 따른 커패시터 모듈 기구(200)는 단일 모듈로 형성되므로, 회로 기판(140)에 실장하는 작업 공정이 간소화되고, 회로 기판(140)에 오조립될 가능성이 감소된다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 200: 커패시터 모듈 기구
110, 210: 제1 커패시터 유닛
112, 212: 제1 커패시터 본체
114, 214: 제1 리드선
120, 220: 제2 커패시터 유닛
122, 222: 제2 커패시터 본체
124, 224: 제2 리드선
130, 230: 유닛 연결 부재
140: 회로 기판
216, 226: 방폭변

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 제1 커패시터 본체 및 상기 제1 커패시터 본체의 일단부에 연결된 제1 리드선을 구비한 제1 커패시터 유닛;
    제2 커패시터 본체 및 상기 제2 커패시터 본체의 일단부에 연결된 제2 리드선을 구비하고, 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선이 동일 직선 상에 서로 반대 방향으로 위치되도록 상기 제1 커패시터 유닛의 타단부에 일렬로 배치된 제2 커패시터 유닛; 및
    상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛이 하나의 단일 모듈을 형성하도록 상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 외측부에 감싸는 형상으로 장착된 유닛 연결 부재;
    를 포함하고,
    상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛은 상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 타단부를 서로 밀착시킨 상태로 일렬 배치된 커패시터 모듈 기구.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 타단부 이외의 부위에 방폭변이 구비된 커패시터 모듈 기구.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛은, 동일한 정전 용량을 가지는 전해 커패시터로 형성되고, 회로 기판에 병렬 구조로 연결된 커패시터 모듈 기구.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛은 상기 회로 기판 상에 수평하게 배치되고,
    상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선은 상기 회로 기판에 형성된 리드선 홀부에 삽입되도록 절곡된 커패시터 모듈 기구.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 유닛 연결 부재는 상기 제1 커패시터 본체와 상기 제2 커패시터 본체의 외측부에 가열된 상태에서 둘러싼 후 냉각 과정에서 상기 제1 커패시터 유닛과 상기 제2 커패시터 유닛을 연결하도록 열수축성 재질의 시트 형상으로 형성된 커패시터 모듈 기구.
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