KR102561929B1 - 탄탈 커패시터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 탄탈 커패시터는 탄탈 분말을 포함하며, 일 단면으로 노출되는 탄탈 와이어를 갖는 탄탈 바디; 제1 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면, 제2 방향으로 대향하는 제3 및 제4 면, 제3 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면을 포함하고, 상기 탄탈 바디를 둘러싸도록 형성된 몰딩부; 상기 몰딩부의 제2 면으로 노출되고 상기 탄탈 와이어와 전기적으로 연결되는 양극 리드 프레임; 및 상기 양극 리드 프레임과 이격되고, 상기 몰딩부의 제2 면으로 노출되는 음극 리드 프레임;을 포함하고, 상기 양극 리드 프레임은 제1 접속부 및 제1 절곡부를 포함하고, 상기 제1 절곡부는 상기 제1 접속부를 기준으로 상기 탄탈 바디 측으로 70° 미만의 범위 내의 경사각을 이루고 있을 수 있다.

Description

탄탈 커패시터 {TANTALUM CAPACITOR}
본 발명은 탄탈 커패시터에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 정전 용량이 향상된 탄탈 커패시터에 관한 것이다.
탄탈륨(tantalum: Ta) 소재는 융점이 높고 연성 및 내부식성 등이 우수한 기계적 또는 물리적 특징으로 인해 전기, 전자, 기계 및 화공을 비롯하여 우주 및 군사 분야 등 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되는 금속이다. 이러한 탄탈륨 소재는 안정된 양극 산화 피막을 형성시킬 수 있는 특성으로 인해 소형 캐패시터의 양극 소재로 널리 이용되고 있으며, 최근 들어 전자 및 정보 통신과 같은 IT 산업의 급격한 발달로 인해 매년 그 사용량이 급격히 증가하는 실정이다.
종래의 탄탈륨 캐패시터는 탄탈륨 소재와 전극을 연결하기 위하여, 내부 리드 프레임이나 프레임 없이 단자를 외부로 추출하는 구조를 사용한다.
이때, 내부 리드 프레임을 사용하는 구조의 경우, 양극과 음극을 구성하는 리드 프레임에 의해 몰딩부 내 탄탈륨 소재가 차지하는 공간이 줄어들며, 정전 용량은 탄탈륨 소재의 체적에 비례하므로 이 경우 정전 용량 제한의 문제점이 있을 수 있으며, 프레임 없이 단자를 외부로 추출하는 구조의 경우 접촉하는 재료가 다수 존재함에 따라 다수의 접촉 재료에 의한 접촉 저항이 상승하므로 캐패시터의 ESR이 높아지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 프레임 없이 단자를 외부로 추출하는 구조의 경우, 음극 리드 프레임은 제품의 측면에 위치하므로, 탄탈륨 소재와 음극 리드 프레임 사이에 솔더가 형성되는 용접 거리를 확보해야 하는 등의 이유로 인해 탄탈륨 소재의 내부 용적률이 작아지므로 정전 용량이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 고용량의 구현이 가능한 탄탈 커패시터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기계적 강도를 향상시켜 신뢰성이 우수한 탄탈 커패시터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내전압을 높여 파괴전압(BDV, Breakdown Voltage)을 향상시킨 탄탈 커패시터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 ESR을 저감시킬 수 있는 탄탈 커패시터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄탈 커패시터는 탄탈 분말을 포함하며, 일 단면으로 노출되는 탄탈 와이어를 갖는 탄탈 바디; 제1 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면, 제2 방향으로 대향하는 제3 및 제4 면, 제3 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면을 포함하고, 상기 탄탈 바디를 둘러싸도록 형성된 몰딩부; 상기 몰딩부의 제2 면으로 노출되고 상기 탄탈 와이어와 전기적으로 연결되는 양극 리드 프레임; 및 상기 양극 리드 프레임과 이격되고, 상기 몰딩부의 제2 면으로 노출되는 음극 리드 프레임;을 포함하고, 상기 양극 리드 프레임은 제1 접속부 및 제1 절곡부를 포함하고, 상기 제1 절곡부는 상기 제1 접속부를 기준으로 상기 탄탈 바디 측으로 70° 미만의 범위 내의 경사각을 이루고 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 탄탈 바디의 유효 체적을 증가시켜 고용량의 탄탈 커패시터를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 양극 및 음극 리드 프레임의 접착성을 증대시켜 기계적 신뢰성이 우수한 탄탈 커패시터를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 탄탈 바디의 체적을 증가시켜 탄탈 커패시터의 내전압 및 파괴 전압을 상승시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전기적 신호 길이를 축소하여 탄탈 커패시터의 ESR을 저감시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄탈 커패시터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1a를 I 방향에서 바라본 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄탈 커패시터의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 탄탈 커패시터의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 탄탈 커패시터의 측면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 제1 절곡부와 제1 리드부를 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 탄탈 커패시터의 측면도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 제2 절곡부와 제2 리드부를 나타내는 모식도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 및 비교예의 차이를 나타내는 모식도이다.
이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미할 수 있다.
도면에서, X 방향은 제1 방향, L 방향 또는 길이 방향, Y 방향은 제2 방향, W 방향 또는 폭 방향, Z 방향은 제3 방향, T 방향 또는 두께 방향으로 정의될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄탈 커패시터의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 개략적인 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 탄탈 커패시터(100)는, 탄탈 분말을 포함하며, 일 단면으로 노출되는 탄탈 와이어(111)를 갖는 탄탈 바디(110); 제1 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면(5, 6), 제2 방향으로 대향하는 제3 및 제4 면(3, 4), 제3 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면(1, 2)을 포함하고, 상기 탄탈 바디(110)를 둘러싸도록 형성된 몰딩부(120); 상기 몰딩부(120)의 제2 면(2)으로 노출되고 상기 탄탈 와이어(111)와 전기적으로 연결되는 양극 리드 프레임(130); 및 상기 양극 리드 프레임(130)과 이격되고, 상기 몰딩부(120)의 제2 면(2)으로 노출되는 음극 리드 프레임(140);을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 양극 리드 프레임(130)은 제1 접속부(132) 및 제1 절곡부(131)를 포함하고, 상기 제1 절곡부(131)는 상기 제1 접속부(132)를 기준으로 상기 탄탈 바디(110) 측으로 70° 미만의 범위 내의 경사각을 이루고 있을 수 있다. 도 13은 종래의 탄탈 커패시터와 본 발명에 따른 탄탈 커패시터를 개략적으로 나타내는 모식도이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 탄탈 커패시터는 양극 리드 프레임과 탄탈 바디 사이의 거리(B)를 종래의 구조의 거리(A) 보다 크게 배치할 수 있다. 즉, 몰딩부 내부에 배치되는 탄탈 바디의 용적을 높임으로써 본 발명에 따른 탄탈 커패시터는 그 용량을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 절곡부가 상기 제1 접속부(132)를 기준으로 상기 탄탈 바디(110) 측으로 70° 미만의 범위 내의 경사각을 이룸으로써, 본 발명에 따른 탄탈 커패시터의 용량을 극대화할 수 있다.
탄탈 바디(110)는 탄탈 재질을 이용하여 형성되고, 일 예로서 탄탈(Ta) 분말과 바인더를 일정 비율로 혼합하여 교반시키고, 이 혼합된 분말을 압축하여 대체로 직육면체로 성형한 후 이를 고온 및 고진동 하에서 소결시켜 제작할 수 있다.
또한, 탄탈 바디(110)는 바디의 X 방향으로 노출되는 탄탈 와이어(111)를 가질 수 있다. 탄탈 와이어(111)는 상기 탄탈 분말과 바인더가 혼합된 분말을 압축하기 전에, 그 중심으로부터 편심되도록 상기 탄탈 분말과 바인더의 혼합물에 삽입하여 장착할 수 있다. 즉, 탄탈 바디(110)는 바인더를 혼합한 탄탈 분말에 탄탈 와이어(111)를 삽입 장착하여 원하는 크기의 탄탈 소자를 성형한 다음, 상기 탄탈 소자를 고온 및 고진공(10-5 torr 이하) 분위기에서 30 분 정도 소결시켜 제작할 수 있다.
양극 리드 프레임(130)은 니켈/철 합금 등의 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 일체형으로 이루어진 제1 접속부(132) 및 제1 리드부(133)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 양극 리드 프레임(130)의 제1 접속부(132)는 몰딩부(120)의 제2면(2)으로 노출될 수 있다. 상기 제1 접속부(132)는 몰딩부(120)의 하면으로 노출되어 기판 실장시 단자의 역할을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제1 접속부(132)는 탄탈 바디(110)와 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 제1 접속부(132)와 탄탈 바디(110)의 이격된 공간에는 후술하는 몰딩부(120)를 구성하는 수지 성분 등이 채워져 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 양극 리드 프레임(130)은 제1 리드부(133) 및 절단면을 포함할 수 있다. 제1 리드부(133)는 양극 리드 프레임(130)에서 제1 접속부(132) 및 제1 절곡부(131)를 제외한 부분을 의미할 수 있다. 이 때, 상기 양극 리드 프레임(130)은 절단면을 포함할 수 있으며, 상기 절단면을 기준으로 절곡되는 부위가 제1 절곡부를, 절곡되지 않은 부분이 제1 리드부를 각각 의미할 수 있다. 상기 절단면은 상기 양극 리드 프레임(130)의 제1 방향, 제2 방향 및/또는 제3 방향으로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 양극 리드 프레임은 절단면을 가지고, 제1 리드부가 존재하는 구조를 기준으로 도면을 작성하였으나, 양극 리드 프레임이 상기 절단면을 가지지 않는 구조 또한 가능하며, 상기 절단면을 가지지 않는 구조의 경우 제1 절곡부 만이 존재하고 제1 리드부가 존재하지 않는 구조를 의미할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제1 절곡부(131)는 제1 접속부(132)를 기준으로 탄탈 바디 측으로 70° 미만의 범위 내의 경사각(θ)을 이루고 있을 수 있다. 상기 제1 절곡부(131)가 탄탈 바디 측으로 경사각(θ)을 이룬다는 것은, 제1 절곡부(131)에서 절곡 부위 타측의 말단이 탄탈 바디 방향을 향하는 구조를 의미할 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 경사각(θ)은 제1 절곡부(231)와 제1 접속부(232) 사이의 각도를 의미할 수 있다. 상기 경사각(θ)은 70° 미만, 69° 이하, 68° 이하, 67° 이하, 66° 이하 또는 65° 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 절곡부(231)와 제1 접속부(232) 사이의 경사각(θ)이 상기 범위를 만족하는 경우 기계적 응력을 완화하여 기계적 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 반면 상기 범위를 벗어나는 경우, 탄탈 바디 및 탄탈 와이어의 위치 변화로 인하여 쇼트 발생의 가능성이 높아질 수 있다.
하나의 예시에서, 제1 절곡부(231)와 제1 접속부(232) 사이의 경사각(θ)은 50° 초과의 범위 내일 수 있다. 상기 경사각(θ)은, 51° 이상, 52° 이상, 53° 이상, 54° 이상 또는 55° 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제1 절곡부와 제1 접속부의 경사각이 전술한 범위를 만족하는 경우 제품의 용량을 증가시키면서도 기계적 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 반면, 상기 범위를 벗어나는 경우, 탄탈 바디가 몰딩부 밖으로 노출되거나 몰딩부가 너무 얇게 형성되어 노출 불량이 발생할 가능성이 높아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 양극 리드 프레임은 제1 절곡부의 단부에 상기 탄탈 와이어가 끼움 결합되는 홈이 배치되어 있을 수 있다. 도 3은 본 실시예에 따른 탄탈 커패시터를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 양극 리드 프레임(231)의 제1 절곡부(231)의 단부에 홈이 배치되어 있을 수 있으며, 탄탈 와이어(211)은 상기 제1 절곡부(231)의 단부의 홈에 끼움 결합되어 있을 수 있다. 이 때, 상기 탄탈 와이어(211)와 제1 절곡부(231)의 단부가 접하는 면은 U자 형상인 것으로 설명하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요시 반원형, V자 형상 또는 사각 형상일 수도 있다.
본 실시예에 따른 탄탈 커패시터는 제1 절곡부(231)의 단부에 상기 탄탈 와이어(211)가 끼움 결합되는 홈이 배치됨으로써 제1 절곡부(231)와 탄탈 와이어(21)의 접촉 면적을 증가시켜 용접시 안정된 작업이 이루어지도록 하여 전기적 연결성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다. 이러한 홈을 형성하는 방법을 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 절곡부(231)의 일부를 펀칭 또는 절개하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 양극 리드 프레임은 제1 절곡부의 말단에 벤딩부를 포함하고, 상기 벤딩부가 탄탈 와이어가 접속되어 있을 수 있다. 도 3 내지 도 5는 제1 절곡부의 말단에 벤딩부가 배치된 탄탈 커패시터를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 실시형태의 일 예시를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제1 절곡부(331)의 말단에 벤딩부(334)가 배치될 수 있으며, 탄탈 와이어(311)가 상기 벤딩부(334)와 접하여 있을 수 있다. 이 때, 벤딩부(334)는 탄탈 와이어(311)의 하단으로 절곡되어 있을 수 있으며, 벤딩부(334)의 상면(334a)이 탄탈 와이어(311)와 접속되어 있을 수 있다.
도 5는 상기 실시형태의 다른 예시를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제1 절곡부(431)의 말단에 벤딩부(434)가 배치될 수 있으며, 탄탈 와이어(411)가 상기 벤딩부(434)와 접하여 있을 수 있다. 이 때, 벤딩부(434)는 탄탈 와이어(411)의 측면으로 절곡되어 있을 수 있으며, 벤딩부(434)의 측면(434a)이 탄탈 와이어(411)와 접속되어 있을 수 있다.
상기 실시형태의 또다른 예시인, 전술한 도 3의 경우에도 제1 절곡부의 말단에 벤딩부가 배치될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 절곡부(231)의 말단에 벤딩부(234)가 배치될 수 있으며, 상기 벤딩부(234)에 홈이 배치되어 있을 수 있다. 또한, 상기 벤딩부(234)의 홈을 통해 탄탈 와이어(211)가 상기 벤딩부(234)와 접하여 있을 수 있다. 이 때, 벤딩부(234)는 탄탈 와이어(211)를 향하여 절곡되어 있을 수 있으며, 벤딩부(234)의 홈부(234a)가 탄탈 와이어(211)와 접속되어 있을 수 있다.
전술한 실시형태와 같이, 제1 절곡부의 말단에 벤딩부를 배치하고, 상기 벤딩부를 통해 탄탈 와이어가 접속하도록 하여, 탄탈 와이어의 길이를 줄일 수 있고, 이에 탄탈 와이어의 줄어든 길이만큼 탄탈 바디의 길이를 더 늘려 용량을 더 확보할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서 탄탈 와이어가 벤딩부를 통해 제1 절곡부와 경사지게 접촉한 상태로 접합되는바 제1 절곡부의 경사진 방향을 따라 힘을 인가하면서 용접이 이루어지므로, 이에 탄탈 바디의 들뜸 현상을 방지할 수 있고, 용접 스트레스의 잔류를 방지하여 탄탈 커패시터의 LC 특성 저하 등의 문제를 방지할 수 있다.
이때, 상기 용접은 전기 스폿 용접 방식을 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 제1 절곡부는 양극 리드 프레임의 중앙 부위에 형성되거나(도 6), 양극 리드 프레임의 외측에 형성되거나(도 7) 또는 양극 리드 프레임의 일측에 형성될 수 있으나(도 8), 이에 제한되는 것은 아니며, 양극 리드 프레임에서 절곡되어 전술한 경사각을 만족하는 구조로 탄탈 와이어와 접속하는 다양한 형태로의 변형이 가능할 것이다.
하나의 예시에서, 양극 리드 프레임(130)은 제1 리드부(133)를 포함하고, 상기 제1 리드부(133)는 몰딩부(120)의 외측으로 돌출되어 배치될 수 있다. 상기 제1 리드부(133)는 양극 리드 프레임(130)에서 제1 절곡부(131)의 절곡 부위를 경계로 전술한 제1 접속부(132)와 나누어지는 영역을 의미할 수 있다. 도 1a를 참조하면, 양극 리드 프레임(130)은 제1 절곡부(131), 제1 접속부(132) 및 제1 리드부(133)을 포함할 수 있으며, 이 중 제1 리드부(133)는 몰딩부(120)의 외부로 돌출될 수 있다. 본 예시와 같이 제1 리드부(133)가 몰딩부(120)의 외부로 돌출되어 배치되는 경우 본 발명에 따른 탄탈 커패시터의 기판 실장시 솔더의 접합 면적을 증가시켜 기판 고착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 9에 나타나듯이, 양극 리드 프레임(830)이 별도의 절단면을 가지지 않는 경우, 상기 양극 리드 프레임(830)은 제1 절곡부(831)와 제1 접속부(832)를 포함할 수 있으며, 제1 리드부를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우 양극 리드 프레임(830)은 제1 접속부(832)를 통해서만 몰딩부(820)의 외부로 노출될 수 있다. 이러한 구조는 몰딩부(830)의 제2면(2)으로만 접속부가 노출되는 구조로, 다른 부품 과의 쇼트를 방지할 수 있으며, 기판의 실장 밀도를 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 탄탈 커패시터의 음극 리드 프레임(140)은 니켈/철 합금 등의 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 일체형으로 이루어진 제2 절곡부(141) 및 제2 접속부(143)를 포함할 수 있다.
상기 제2 접속부(143)는 양극 리드 프레임(130)의 제1 접속부(132)와 X방향으로 서로 평행하게 이격되어 배치될 수 있다. 상기 음극 리드 프레임(140)의 제2 접속부(142)는 몰딩부(120)의 제2면(2)으로 노출될 수 있다. 상기 제2 접속부(142)는 몰딩부(120)의 하면으로 노출되어 기판 실장시 단자의 역할을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제2 접속부(142)는 탄탈 바디(110)와 접하여 있을 수 있으며, 본 발명에 따른 탄탈 커패시터의 음극으로 기능할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제2 절곡부(141)는 탄탈 바디(110) 측으로 수직 절곡되어 있을 수 있다. 도 1b를 참조하면, 음극 리드 프레임(140)은 제2 절곡부(141) 및 제2 접속부(143)를 포함하고, 상기 제2 절곡부(141)는 탄탈 바디(110)쪽으로 절곡되어 있을 수 있다. 이를 통해 본 실시형태의 탄탈 커패시터의 기계적 강도를 극대화 할 수 있다.
상기 제2 절곡부는 음극 리드 프레임의 중앙 부위에 형성되거나(도 10), 음극 리드 프레임의 외측에 형성되거나(도 11) 또는 음극 리드 프레임의 일측에 형성될 수 있으나(도 12), 이에 제한되는 것은 아니며, 음극 리드 프레임에서 절곡된 구조로 탄탈 바디와 접속하는 다양한 형태로의 변형이 가능할 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 음극 리드 프레임(140)은 제2 리드부(143) 및 절단면을 포함할 수 있다. 상기 제2 리드부(143)는 음극 리드 프레임(140)에서 제2 접속부(142) 및 제2 절곡부(141)를 제외한 부분을 의미할 수 있다. 이 때, 상기 음극 리드 프레임(140)은 절단면을 포함할 수 있으며, 상기 절단면을 기준으로 절곡되는 부위가 제2 절곡부를, 절곡되지 않은 부분이 제2 리드부를 각각 의미할 수 있다. 상기 절단면은 상기 음극 리드 프레임(140)의 제1 방향, 제2 방향 및/또는 제3 방향으로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 음극 리드 프레임은 절단면을 가지고, 제2 리드부가 존재하는 구조를 기준으로 도면을 작성하였으나, 양극 리드 프레임이 상기 절단면을 가지지 않는 구조 또한 가능하며, 상기 절단면을 가지지 않는 구조의 경우 제2 절곡부 만이 존재하고 제2 리드부가 존재하지 않는 구조를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 음극 리드 프레임(140)의 제2 리드부(143)는 몰딩부(120)의 외측으로 돌출되어 배치될 수 있다. 상기 제2 리드부(143)는 음극 리드 프레임(140)에서 제2 절곡부(141)의 절곡 부위를 경계로 전술한 제2 접속부(142)와 나누어지는 영역을 의미할 수 있다. 도 1b를 참조하면, 음극 리드 프레임(140)은 제2 절곡부(141), 제2 접속부(142) 및 제2 리드부(143)을 포함할 수 있으며, 이 중 제2 리드부(143)는 몰딩부(120)의 외부로 돌출될 수 있다. 본 예시와 같이 제2 리드부(143)가 몰딩부(120)의 외부로 돌출되어 배치되는 경우 본 발명에 따른 탄탈 커패시터의 기판 실장시 솔더의 접합 면적을 증가시켜 기판 고착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 음극 리드 프레임이 별도의 절단면을 가지지 않는 경우, 상기 음극 리드 프레임은 제2 절곡부와 제2 접속부를 포함할 수 있으며, 제2 리드부를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우 음극 리드 프레임은 제2 접속부를 통해서만 몰딩부의 외부로 노출될 수 있다. 이러한 구조는 몰딩부의 제2면(2)으로만 접속부가 노출되는 구조로, 다른 부품 과의 쇼트를 방지할 수 있으며, 기판의 실장 밀도를 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 음극 리드 프레임의 제2 절곡부와 탄탈 바디 사이에는 도전성 접착층이 배치될 수 있다. 또한, 음극 리드 프레임의 제2 접속부와 탄탈 바디 사이에 도전성 접착층이 배치될 수 있다. 이러한 도전성 접착층은 예를 들어 에폭시 계열의 열경화성 수지 및 은(Ag) 등의 도전성 금속 분말을 포함하는 도전성 접착제를 일정량 도포하고 경화하여 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 탄탈 커패시터에 도전성 접착층이 적용되는 경우 음극 리드 프레임의 고착 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 탄탈 커패시터의 몰딩부(120)는 탄탈 바디(110)를 둘러싸도록 EMC(에폭시 몰딩 컴파운드; epoxy molding compound) 등의 수지를 트랜스퍼 몰딩(transfer molding)하여 형성될 수 있다. 이러한 몰딩부(120)는 외부로부터 탄탈 와이어(111) 및 탄탈 바디(110)를 보호하는 역할을 수행한다.
또한, 몰딩부(120)는 양극 리드 프레임(130)의 제1 접속부(132)의 일면과 음극 리드 프레임(140)의 제2 접속부(142)의 일면이 노출되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 탄탈 커패시터는 전술한 제1 접속부 상에 양극 단자가 형성되고, 제2 접속부 상에 음극 단자가 형성될 수 있다, 상기 양극 단자 및/또는 음극 단자는 전도성 재질, 예컨대 크롬 티타늄 금속간 화합물(Cr(Ti)), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 금(Au) 또는 이들의 조합 중 하나를 포함할 수 있고, 스퍼터(sputter) 증착 방식 또는 도금(plating) 방식에 의해 형성될 수 있다.
하기 표 1은 양극 리드 프레임과 탄탈 바디 사이의 최단 거리가 0.4 mm인 탄탈 커패시터에 대하여 제1 절곡부의 각도를 달리한 경우의 실험예를 나타낸다.
벤딩각도(˚) 벤딩높이(mm) Short(High LC) 노출불량(제6면) 노출불량(제1면) 노출불량(제2면)
40 0.303 OK NG OK NG
45 0.331 OK NG OK NG
50 0.352 OK NG OK NG
55 0.37 OK OK OK OK
60 0.387 OK OK OK OK
65 0.403 OK OK OK OK
70 0.413 NG OK OK OK
75 0.42 NG OK NG OK
80 0.424 NG OK NG OK
상기 표 1을 참조하면, 제1 절곡부의 각도가 50° 이하로 낮아지는 경우 탄탈 와이어와 제1 절곡부의 용접 시 탄탈 바디의 위치가 몰딩부의 제2면 및/또는 제3면에 근접하게 되어, 탄탈 바디가 몰딩부의 외부로 노출되는 불량이 발생하게 된다.
반면, 제1 절곡부의 각도가 70° 이상으로 높아지는 경우 탄탈 와이어와 제1 절곡부의 용접 시 탄탈 바디와 양극 리드 프레임 사이의 간격이 크게 감소함에 따라 쇼트가 발생하게 되며, 탄탈 바디가 몰딩부의 제1면으로 노출되는 불량이 발생하게 된다.
따라서, 표 1을 통해 탄탈 커패시터의 제1 절곡부의 경사각(θ)을 소정의 범위로 조절하여 동일한 규격에서도 최대화된 용량의 탄탈 커패시터를 제공할 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서 같은 크기에서도 소체의 체적 증가에 따라 내전압이 향상되는 탄탈 커패시터의 특성을 극대화 할 수 있으며, 부품의 BDV를 향상시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 표 1을 통해 제1 절곡부의 경사각(θ)을 소정의 범위로 조절함으로 인하여 제1 절곡부의 벤딩 높이를 일정한 높이로 조절할 수 있음을 확인할 수 있다. 상기 벤딩 높이를 가지는 제1 절곡부는 절곡된 구조로 인하여 용접시 발생하는 기계적 충격을 효과적으로 완화할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1010, 1110: 탄탈 바디
111, 211, 311, 411, 511, 611, 711, 811, 911, 1011, 1111: 탄탈 와이어
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920, 1020, 1120: 몰딩부
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930, 1030, 1130: 양극 리드 프레임
131, 231, 331, 431, 531, 631, 731, 831, 931, 1031, 1131: 제1 절곡부
132, 232, 332, 432, 532, 632, 732, 832, 932, 1032, 1132: 제1 접속부
133. 233. 333. 433. 533. 633. 733. 833. 933. 1033. 1133: 제1 리드부
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740, 840, 940, 1040, 1140: 음극 리드 프레임
141, 241, 341, 441, 541, 641, 741, 841, 941, 1041, 1141: 제2 절곡부
142, 242, 342, 442, 542, 642, 742, 842, 942, 1042, 1142: 제2 접속부
143, 243, 343, 443, 543, 643, 743, 843, 943, 1043, 1143: 제2 리드부

Claims (12)

  1. 탄탈 분말을 포함하며, 일 단면으로 노출되는 탄탈 와이어를 갖는 탄탈 바디;
    제1 방향으로 대향하는 제5 및 제6 면, 제2 방향으로 대향하는 제3 및 제4 면, 제3 방향으로 대향하는 제1 및 제2 면을 포함하고, 상기 탄탈 바디를 둘러싸도록 형성된 몰딩부;
    상기 몰딩부의 제2 면으로 노출되고 상기 탄탈 와이어와 전기적으로 연결되는 양극 리드 프레임; 및
    상기 양극 리드 프레임과 이격되고, 상기 몰딩부의 제2 면으로 노출되는 음극 리드 프레임;을 포함하고,
    상기 양극 리드 프레임은 제1 접속부, 제1 절곡부 및 상기 제1 절곡부의 말단에 벤딩부를 포함하고, 상기 제1 절곡부는 상기 제1 접속부를 기준으로 상기 탄탈 바디 측으로 70° 미만의 범위 내의 경사각을 이루고 있으며,
    상기 벤딩부와 상기 탄탈 와이어가 접속되며,
    상기 벤딩부는 상기 탄탈와이어가 연장되는 방향과 실질적으로 평행하도록 상기 제1 절곡부의 말단으로부터 연장되는,
    탄탈 커패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경사각은 50° 초과의 범위 내인 탄탈 커패시터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양극 리드 프레임은 절단면 및 제1 리드부를 포함하고,
    상기 제1 리드부와 제1 절곡부는 상기 절단면을 기준으로 나누어지는 탄탈 커패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양극 리드 프레임은 상기 벤딩부에 상기 탄탈 와이어가 끼움 결합되는 홈이 배치되며,
    상기 홈을 통해 상기 탄탈 와이어가 상기 벤딩부와 접속되는, 탄탈 커패시터.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접속부는 탄탈 바디와 이격되어 배치되는 탄탈 커패시터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 양극 리드 프레임은 제1 리드부를 포함하고,
    상기 제1 리드부가 몰딩부의 외측으로 돌출되는 탄탈 커패시터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 음극 리드 프레임은 제2 접속부 및 탄탈 바디 측으로 수직 절곡되는 제2 절곡부를 포함하는 탄탈 커패시터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 음극 리드 프레임은 탄탈 바디 방향으로 절단면 및 제2 리드부를 포함하고,
    상기 제2 리드부와 제2 절곡부는 상기 절단면을 기준으로 나누어지는 탄탈 커패시터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 리드부가 몰딩부의 외측으로 돌출되는 탄탈 커패시터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 절곡부와 탄탈 바디 사이에 도전성 접착층이 배치되는 탄탈 커패시터.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 음극 리드 프레임과 탄탈 바디 사이에 도전성 접착층이 배치되는 탄탈 커패시터.
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