KR102638216B1 - Electric element assembly - Google Patents
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Abstract
외력에 의해 세라믹 칩이 금속 프레임으로부터 분리되거나 내부전극이 외부전극으로부터 끊어지는 것을 최소화할 수 있는 전기 소자 어셈블리가 개시된다. 전기 소자 어셈블리는, 전기 소자와 금속 프레임을 포함하고, 각 금속 프레임은 외부전극에 대응하여 형성된 개구, 및 개구의 가장자리로부터 내측 또는 외측으로 일체로 연장하여 형성되는 플랜지를 구비하고, 외부전극이 플랜지 위에 얹혀진 상태에서 외부전극은 전기전도성 접합제에 의해 플랜지에 접합된다.An electrical device assembly is disclosed that can minimize the separation of a ceramic chip from a metal frame or the disconnection of internal electrodes from external electrodes due to external force. The electric element assembly includes an electric element and a metal frame, each metal frame having an opening formed corresponding to an external electrode, and a flange integrally extending inward or outward from an edge of the opening, and the external electrode is the flange. When placed on top, the external electrode is bonded to the flange with an electrically conductive bonding agent.
Description
본 발명은 전기 소자 어셈블리에 관한 것으로, 특히 회로기판의 변형이나 충격 또는 열 등의 내부적 또는 외부적 요인에 의해 전기 소자의 내부전극이 외부전극과 분리되는 것을 최소화하고 내부전극의 파괴를 최소화할 수 있도록 하는 기술에 관련한다.The present invention relates to an electrical device assembly. In particular, it is possible to minimize the separation of the internal electrodes of an electrical device from the external electrodes and minimize the destruction of the internal electrodes due to internal or external factors such as deformation of the circuit board, shock, or heat. It is related to technology that enables
전기 소자 어셈블리 중 적층 세라믹 커패시터(MLCC), 칩 저항 또는 칩 인덕터 등의 세라믹 칩 어셈블리는 단일 또는 다수의 세라믹 칩이 방열이나 전기적 및 기계적인 성능을 다양하게 갖는 구조를 구비하는데, 단일 또는 다수의 세라믹 칩을 수직 또는 수평으로 배열하고 이들 양단에 위치한 외부전극을 솔더로 개재하여 금속 프레임에 솔더링하여 제조한다.Among electrical device assemblies, ceramic chip assemblies such as multilayer ceramic capacitors (MLCC), chip resistors, or chip inductors have a structure in which single or multiple ceramic chips have various heat dissipation or electrical and mechanical performances. It is manufactured by arranging the chips vertically or horizontally, interposing external electrodes at both ends with solder, and soldering them to a metal frame.
도 1은 미국특허 8,988,857의 세라믹 칩 어셈블리를 보여준다.1 shows the ceramic chip assembly of U.S. Patent 8,988,857.
서로 대향하여 배치된 금속 프레임(110) 사이에 3개의 세라믹 칩(10)이 수직으로 적층된 상태에서 각 세라믹 칩(10) 양단의 외부전극(12)이 솔더(20)를 개재하여 금속 프레임(110)의 내측면에 각각 솔더링 된다.In a state in which three ceramic chips 10 are vertically stacked between metal frames 110 arranged opposite to each other, external electrodes 12 on both ends of each ceramic chip 10 are connected to the metal frame (20) through solder 20. 110) are each soldered on the inner side.
세라믹 칩(10)은, 잘 알려진 것처럼, 세라믹 바디(11)와 세라믹 바디(11) 양단에 형성된 한 쌍의 외부전극(12) 및 세라믹 바디(11)의 내부에 적층 매립되어 일단이 외부전극(12)에 전기적으로 연결되는 다수의 내부전극(13)으로 구성된다.As is well known, the ceramic chip 10 includes a ceramic body 11 and a pair of external electrodes 12 formed on both ends of the ceramic body 11, and is laminated and embedded inside the ceramic body 11, with one end having an external electrode ( It consists of a plurality of internal electrodes 13 that are electrically connected to 12).
금속 프레임(110)은 단일체로 이루어지고 수직부(111)에 세라믹 칩(10)의 외부전극(12)이 솔더링 되고, 수직부(111)의 단부는 회로기판(30)의 비아 홀에 끼워져 솔더링 된다.The metal frame 110 is made of a single body, and the external electrode 12 of the ceramic chip 10 is soldered to the vertical portion 111, and the end of the vertical portion 111 is inserted into the via hole of the circuit board 30 and soldered. do.
그런데 이러한 구조를 갖는 종래의 세라믹 칩 어셈블리는 외부전극의 양단이 금속 프레임의 내측면에 솔더로만 고정되기 때문에, 금속 프레임을 회로기판에 솔더링하여 실장한 후 회로기판이 외력에 의해 휘거나 변형되는 경우, 외력이 금속 프레임과 솔더를 통하여 외부전극에 직접적으로 전달되어 솔더에 크랙이 발생하여 외부전극이 금속 프레임에서 분리될 수 있다.However, in a conventional ceramic chip assembly with this structure, both ends of the external electrodes are fixed only with solder to the inner side of the metal frame, so after soldering and mounting the metal frame on the circuit board, there is a case where the circuit board is bent or deformed by external force. , external force is directly transmitted to the external electrode through the metal frame and solder, causing cracks in the solder and causing the external electrode to separate from the metal frame.
이에 더하여, 외부전극에 전달된 외력에 의해 내부전극이 외부전극에 결합되는 연결 부위에 손상을 주거나 외력에 의해 내부전극 자체가 파괴될 수 있다.In addition, the connection portion where the internal electrode is connected to the external electrode may be damaged due to external force transmitted to the external electrode, or the internal electrode itself may be destroyed by the external force.
도 1a는 종래 회로기판의 변형으로 세라믹 칩이 변형되는 상태를 보여준다.Figure 1a shows a state in which a ceramic chip is deformed due to deformation of a conventional circuit board.
회로기판(30)에 상방으로 외력이 가해지면 세라믹 칩(10)이 상방으로 휘어지면서, 양측의 금속 프레임(110)은 외측으로 벌어지는 힘을 받게 된다.When an external force is applied upward to the circuit board 30, the ceramic chip 10 bends upward, and the metal frames 110 on both sides receive a force that spreads outward.
그 결과, 외력에 의해 솔더(20) 상단으로부터 균열(21)이 발생할 수 있고, 균열(21)이 발생하지 않으면 외부전극(12)을 통하여 외력이 세라믹 바디(11)에 전달되고, 이 과정에서 내부전극(13)과 외부전극(12)이 연결되는 지점(15)이 끊어질 수 있다.As a result, a crack 21 may occur from the top of the solder 20 due to external force, and if the crack 21 does not occur, the external force is transmitted to the ceramic body 11 through the external electrode 12, and in this process, the crack 21 may occur from the top of the solder 20. The point 15 where the internal electrode 13 and the external electrode 12 are connected may be broken.
물론, 세라믹 바디(11)에 전달된 외력에 의해 내부전극(13) 자체가 파괴될 수도 있다.Of course, the internal electrode 13 itself may be destroyed by external force transmitted to the ceramic body 11.
외부전극이 금속 프레임에서 분리되는 것을 방지하기 위한 구조가 일본공개특허 2004-172562에 제안되었는데, 세라믹 전자부품의 단자 전극의 단면 중앙부를 바깥쪽으로 돌출시켜 횡방향으로 팽출하는 팽출부를 형성함과 동시에 팽출부를 띠모양 금속 프레임의 가운데 부분에 1개 또는 복수개 설치한 관통구멍 또는 노치의 안으로 향하게 하고 팽출부와 띠모양 금속 프레임을 납땜한 것을 특징으로 하는 복합 전자 부품을 개시한다.A structure to prevent the external electrode from being separated from the metal frame was proposed in Japanese Patent Publication No. 2004-172562, in which the central portion of the cross section of the terminal electrode of the ceramic electronic component protrudes outward to form a bulge that bulges in the transverse direction. Disclosed is a composite electronic component characterized in that the bulge is directed into one or more through holes or notches provided in the center of a strip-shaped metal frame, and the bulge is soldered to the strip-shaped metal frame.
이러한 구조에 의하면, 팽출부에 의해 솔더링 면적이 증가하여 단자 전극과 금속 프레임과의 밀착성이 향상되어 단자 전극이 금속 프레임으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.According to this structure, the soldering area is increased by the bulge, thereby improving adhesion between the terminal electrode and the metal frame, thereby preventing the terminal electrode from being separated from the metal frame.
또한, 금속 프레임을 수직방향으로 3군데 절개하여 가운데 부분의 절개 부분(인열편)이 복합체의 하면을 받치도록 하고 있다. Additionally, the metal frame is cut in three places in the vertical direction so that the cut portion (tear piece) in the center supports the lower surface of the composite.
그러나 해당 인열편이 복합체와 솔더링되어 있지 않기 때문에 실질적으로 복합체는 외부전극의 단부면과 금속 프레임이 솔더를 개재하여 결합된 구조를 구비하며, 결과적으로 '857 특허에서 제시된 문제점을 그대로 갖고 있다.However, since the tear piece is not soldered to the composite, the composite actually has a structure in which the end surface of the external electrode and the metal frame are joined via solder, and as a result, the problem presented in the '857 patent remains.
한편, 외부전극과 금속 프레임 사이에 최소한의 솔더를 개재하는 구조도 제안되었는데, 가령 일본공개특허 2019-179867이 있다.Meanwhile, a structure that interposes a minimum amount of solder between the external electrode and the metal frame has also been proposed, for example, in Japanese Patent Publication 2019-179867.
'867 특허에서는, 콘덴서 칩의 한 쌍의 단자 전극이 한 쌍의 금속 단자와 접속되고, 금속 단자는 단자 본체부의 개구부의 하면에 하부 암부가 구비되어 콘덴서 칩을 지지하는 적층형 전자부품을 개시하고 있다.The '867 patent discloses a multilayer electronic component in which a pair of terminal electrodes of a condenser chip is connected to a pair of metal terminals, and the metal terminal is provided with a lower arm on the lower surface of the opening of the terminal body to support the condenser chip. .
그러나 이 특허에서도 하부 암부와 단자 전극은 솔더에 의한 솔더링이 되지 않고, 상부 암부와 함께 단자 전극을 탄성적으로 가압하고, 일부 영역에서만 솔더에 의해 단자 전극과 금속 단자와 접합하는 구조를 갖기 때문에 외력에 의해 콘덴서 칩이 분리될 수 있다.However, even in this patent, the lower arm and the terminal electrode are not soldered with solder, but have a structure in which the terminal electrode is elastically pressed together with the upper arm, and the terminal electrode and the metal terminal are joined by solder only in some areas, so external force is not affected. The condenser chip can be separated by .
또한, 상기의 특허 모두는, 칩 저항이나 칩 인덕터와 같이 외부전극이 세라믹 칩의 하면에만 형성된 경우 적용하기 어렵다는 단점이 있다.Additionally, all of the above patents have the disadvantage of being difficult to apply when external electrodes, such as chip resistors or chip inductors, are formed only on the bottom of a ceramic chip.
다시 말해, 금속 프레임과 세라믹 칩이 솔더에 의해서만 결합을 유지하기 때문에 세라믹 칩이 파워 세라믹 칩 저항 또는 RF 파워에 적용되는 High-Q 값을 갖는 MLCC 이어서 동작중 열이 많이 나는 경우, 열에 의해 금속 프레임의 내측면과 외부전극 사이에 게재된 솔더가 녹거나 물러질 수 있는데, 이때 회로기판의 변형에 따라 세라믹 칩이 금속 프레임으로부터 쉽게 분리될 수 있다.In other words, since the metal frame and the ceramic chip are maintained only by solder, the ceramic chip is an MLCC with a high-Q value applied to the power ceramic chip resistance or RF power, and if a lot of heat is generated during operation, the metal frame is damaged by heat. The solder placed between the inner surface and the external electrode may melt or soften, and in this case, the ceramic chip may be easily separated from the metal frame depending on the deformation of the circuit board.
한편, 종래의 세라믹 칩 어셈블리는 세라믹 칩 간의 간격을 다양하고 균일하게 제공하기 어렵다. 예를 들어, 세라믹 칩 간의 간격을 넓게 제공하기 어려워 세라믹 칩 간의 방열을 극대화하기 어렵고, 세라믹 칩 간의 간격을 신뢰성 있고 균일하게 제공하기 어려워 신뢰성 있는 성능을 갖는 세라믹 칩 어셈블리를 제공하기 어렵다.Meanwhile, in the conventional ceramic chip assembly, it is difficult to provide diverse and uniform spacing between ceramic chips. For example, it is difficult to provide a wide gap between ceramic chips, making it difficult to maximize heat dissipation between ceramic chips, and it is difficult to provide a reliable and uniform gap between ceramic chips, making it difficult to provide a ceramic chip assembly with reliable performance.
특히, 상기의 특허에서, 세라믹 전자부품으로 단일의 세라믹 전자부품을 복수개 적층하여 접합한 복합체를 적용하기 때문에 각 세라믹 전자부품 간의 간격을 충분히 확보하지 못해 방열에 문제가 있다. 다시 말해, 각 세라믹 전자부품의 외부전극끼리 접합하여 복합체를 형성하는 구조에서 외부전극과 세라믹 바디 간의 단차에 의해 세라믹 전자부품 간의 간격이 형성되기 때문에 충분한 간격을 확보할 수 없고, 그나마 외부전극 사이에 개재되는 솔더의 두께에 의해 세라믹 전자부품 간의 간격이 균일하지 않다.In particular, in the above patent, since a composite made by stacking and bonding a plurality of single ceramic electronic components is used as a ceramic electronic component, there is a problem in heat dissipation because a sufficient gap between each ceramic electronic component is not secured. In other words, in a structure where the external electrodes of each ceramic electronic component are joined to form a composite, a gap between the ceramic electronic components is formed by the step between the external electrode and the ceramic body, so a sufficient gap cannot be secured, and at least there is a gap between the external electrodes. The spacing between ceramic electronic components is not uniform due to the thickness of the intervening solder.
따라서, 본 발명의 목적은 전기 소자와 금속 프레임의 결합이 솔더에 의한 접합과 기구적인 지지 또는 결합이 함께 제공되는 전기 소자 어셈블리를 제공하는 것이다.Accordingly, the purpose of the present invention is to provide an electric device assembly in which the electric device and the metal frame are joined together by solder and mechanical support or coupling is provided.
본 발명의 다른 목적은 외력이나 열에 의해 전기 소자가 금속 프레임으로부터 분리되거나 변형되는 것을 최소화할 수 있는 전기 소자 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electric element assembly that can minimize the separation or deformation of the electric element from the metal frame due to external force or heat.
본 발명의 다른 목적은 외력이나 열에 의한 외부전극이 변형되거나 내부전극이 외부전극과 전기적으로 끊어지거나 또는 내부전극이 손상되는 것을 최소화할 수 있는 전기 소자 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrical element assembly that can minimize the possibility that the external electrode is deformed, the internal electrode is electrically disconnected from the external electrode, or the internal electrode is damaged due to external force or heat.
본 발명의 다른 목적은 금속 프레임과 외부전극의 솔더링되는 부위가 최대화되거나 부분적으로 균일하게 제공하기 용이한 전기 소자 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrical element assembly in which the soldered area between the metal frame and the external electrode can be maximized or made partially uniform.
본 발명의 다른 목적은 다양한 종류와 치수의 외부전극을 갖는 전기 소자에 대응하기 용이한 구조를 갖는 전기 소자 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electric device assembly having a structure that can easily accommodate electric devices having external electrodes of various types and sizes.
본 발명의 다른 목적은 전기 소자의 간극을 다양하고 균일하게 제공하기 용이하며 솔더의 형상이 신뢰성 있는 품질을 갖도록 제조하기 용이한 전기 소자 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrical device assembly that is easy to manufacture so that the gaps between the electrical devices are diverse and uniform and the shape of the solder has reliable quality.
상기의 목적은, 회로기판에 실장되는 전기 소자 어셈블리로서, 상기 전기 소자 어셈블리는, 세라믹 바디와 상기 세라믹 바디의 양측에 서로 대향하도록 형성된 한 쌍의 외부전극으로 구성된 전기 소자; 및 상기 외부전극 각각에 대향하여 결합하는 한 쌍의 금속 프레임을 포함하며, 각 금속 프레임은 상기 외부전극에 대응하여 형성된 하나 이상의 개구, 및 상기 개구의 가장자리로부터 내측 또는 외측으로 일체로 연장하여 형성되는 하나 이상의 플랜지를 구비하고, 상기 각 금속 프레임에 대해 상기 개구는 서로 대향하여 쌍을 이루어 상기 플랜지가 서로 대향하여 쌍을 이루고, 상기 플랜지는 상기 개구를 형성하기 위해 절개한 부분이 벤딩되어 형성되고, 상기 외부전극이 상기 플랜지 위에 안착된 상태에서, 상기 외부전극은 전기전도성 접합제에 의해 상기 플랜지에 접합되는 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리에 의해 달성된다.The above object is to provide an electric element assembly mounted on a circuit board, wherein the electric element assembly includes: an electric element consisting of a ceramic body and a pair of external electrodes formed to face each other on both sides of the ceramic body; and a pair of metal frames coupled to each of the external electrodes to face each other, each metal frame having one or more openings formed to correspond to the external electrodes, and integrally extending inward or outward from an edge of the openings. It is provided with one or more flanges, and for each metal frame, the openings are in pairs facing each other, and the flanges are in pairs facing each other, and the flanges are formed by bending a portion cut to form the openings, This is achieved by an electric element assembly, wherein in a state where the external electrode is seated on the flange, the external electrode is joined to the flange by an electrically conductive bonding agent.
바람직하게, 상기 전기전도성 접합제는 솔더, 금속 파우더/에폭시, 또는 금속 파우더/글라스 중 어느 하나일 수 있다.Preferably, the electrically conductive binder may be any one of solder, metal powder/epoxy, or metal powder/glass.
바람직하게, 상기 외부전극은 상기 개구에 끼워지지 않고, 상기 플랜지의 폭은 상기 외부전극의 폭보다 작고, 상기 플랜지의 길이는 상기 외부전극의 길이보다 길 수 있다.Preferably, the external electrode is not inserted into the opening, the width of the flange is smaller than the width of the external electrode, and the length of the flange may be longer than the length of the external electrode.
바람직하게, 상기 외부전극의 단부면 부분은 상기 개구의 가장자리 내측면에 위치한 금속 프레임 부분에 상기 전기전도성 접합제에 의해 접합될 수 있다.Preferably, the end surface portion of the external electrode may be bonded to the metal frame portion located on the inner side of the edge of the opening using the electrically conductive bonding agent.
바람직하게, 상기 전기 소자는 다수 개로 치수와 형상이 같고, 상기 플랜지는 각 전기 소자에 대응하여 형성되고, 상기 플랜지에 의해 상기 각 전기 소자의 세라믹 바디는 균일한 간극을 갖고 이격된다.Preferably, the electric elements are plural in size and shape, the flange is formed to correspond to each electric element, and the ceramic body of each electric element is spaced apart with a uniform gap by the flange.
바람직하게, 상기 외부전극의 단부면 부분은 상기 개구의 가장자리 내측면에 위치한 금속 프레임 부분에 전기전도성 접합제에 의해 접합된다.Preferably, the end surface portion of the external electrode is bonded to the metal frame portion located on the inner edge of the opening using an electrically conductive bonding agent.
바람직하게, 상기 금속 프레임의 폭은 상기 외부전극의 폭과 동일하거나 유사할 수 있다.Preferably, the width of the metal frame may be the same or similar to the width of the external electrode.
바람직하게, 상기 개구와 상기 개구의 가장자리에 인접한 금속 프레임 부분 각각은 상기 전기전도성 접착제에 의해 개별적으로 덮일 수 있다.Preferably, the opening and each of the metal frame portions adjacent to the edges of the opening may be individually covered with the electrically conductive adhesive.
바람직하게, 상기 외부전극의 단부면은 상기 금속 프레임의 내측면에 접촉하되 이들 사이에 틈새가 형성되고, 상기 전기전도성 접착제에 대응하는 액상의 전기전도성 접착제는, 상기 외부전극의 외면과 상기 플랜지의 상면 사이의 틈새와, 상기 외부전극의 단부면과 상기 금속 프레임의 내측면 사이의 틈새로 유입되어 접합될 수 있다.Preferably, the end surface of the external electrode is in contact with the inner surface of the metal frame, but a gap is formed between them, and the liquid electrically conductive adhesive corresponding to the electrically conductive adhesive is applied to the outer surface of the external electrode and the flange. It may flow into the gap between the upper surfaces and the gap between the end surface of the external electrode and the inner surface of the metal frame to be joined.
바람직하게, 상기 플랜지는 상기 개구의 내면 중 적어도 어느 한 면으로부터 연장하여 형성되고, 더 바람직하게, 상기 플랜지는 상기 개구의 하부면으로부터 연장하여 형성되어 상기 외부전극을 기구적으로 지지할 수 있다.Preferably, the flange is formed to extend from at least one inner surface of the opening, and more preferably, the flange is formed to extend from a lower surface of the opening to mechanically support the external electrode.
바람직하게, 상기 금속 프레임의 상단의 높이는 가장 위에 위치한 세라믹 칩의 상면의 높이와 같거나 유사할 수 있다.Preferably, the height of the top of the metal frame may be equal to or similar to the height of the top surface of the ceramic chip located at the top.
바람직하게, 상기 금속 프레임의 상단은 내측으로 연장하여 절곡된 보호부를 갖거나, 상기 금속 프레임의 상단의 모서리는 곡선으로 이루어질 수 있다.Preferably, the top of the metal frame may have a protective portion that extends inward and is bent, or the edge of the top of the metal frame may be curved.
바람직하게, 상기 세라믹 칩은 다수의 단일 세라믹 칩을 적층하여 형성하되, 상기 단일 세라믹 칩의 외부전극끼리 다른 솔더에 의해 전기적 및 기계적으로 접합하여 하나의 블록체를 이룰 수 있다.Preferably, the ceramic chip is formed by stacking a plurality of single ceramic chips, and the external electrodes of the single ceramic chip can be electrically and mechanically joined to each other using different solders to form a single block body.
본 발명에 의하면, 구조적으로 외력에 의한 외부전극의 변형을 최소화하기 용이하여 내부전극이 외부전극에서 끊어지는 것을 최소화할 수 있다.According to the present invention, it is structurally easy to minimize deformation of the external electrode due to external force, thereby minimizing the internal electrode being broken from the external electrode.
또한, 외부전극이 솔더링 되는 면적의 증가로 솔더링 강도가 증가하여 금속 프레임을 회로기판에 실장한 후 외력에 의해 금속 프레임에서 전기 소자가 분리되는 것을 최소화할 수 있다.In addition, the soldering strength increases due to an increase in the area where the external electrode is soldered, thereby minimizing separation of the electrical elements from the metal frame due to external force after mounting the metal frame on the circuit board.
또한, 외력이 외부전극에 가해지더라도 외부전극에 솔더링에 의해 접합된 플랜지가 외력의 일부를 흡수함으로써 외부전극이나 세라믹 바디에 가해지는 외력을 줄일 수 있고, 그 결과 외부전극이 변형되거나 내부전극이 외부전극으로부터 끊어지는 것을 방지하고, 내부전극 자체가 손상되는 것을 최소화 할 수 있다.In addition, even if an external force is applied to the external electrode, the flange joined to the external electrode by soldering absorbs part of the external force, thereby reducing the external force applied to the external electrode or the ceramic body. As a result, the external electrode is deformed or the internal electrode is externally damaged. It can prevent breakage from the electrode and minimize damage to the internal electrode itself.
또한, 전기 소자의 외부전극이 넓은 면적을 갖는 플랜지 위에 안착되고 솔더링 되어 솔더링 면적이 증가하고 기구적으로 안정적으로 지지되기 때문에 외부전극과 금속 프레임과의 결합이 보다 안정적이다.In addition, the external electrode of the electric device is seated and soldered on a flange with a large area, increasing the soldering area and stably supporting the external electrode, making the connection between the external electrode and the metal frame more stable.
또한, 플랜지를 적용하여 전기 소자의 간격을 충분히 확보하면서 균일하게 제공하기 용이하며 신뢰성 있는 품질을 갖게 제조하기 용이하다.In addition, by applying a flange, it is easy to provide uniformity while securing sufficient spacing between electrical elements, and it is easy to manufacture with reliable quality.
또한, 적층되는 전기 소자의 개수 및 형상에 적합한 플랜지를 제공하기 용이하다.Additionally, it is easy to provide a flange suitable for the number and shape of the electrical elements to be stacked.
도 1은 종래의 세라믹 칩 어셈블리의 일 예를 보여준다.
도 1a는 종래 회로기판의 변형으로 세라믹 칩이 변형되는 상태를 보여준다.
도 2(a)와 2(b)는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리의 사시도와 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에서 회로기판의 변형으로 세라믹 칩이 변형되는 상태를 보여준다.
도 4는 도 2의 변형 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리를 나타낸다.
도 5(a)와 5(b)는 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리의 사시도와 단면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리를 보여준다.
도 7(a)과 7(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리를 보여준다.
도 8(a) 내지 8(c)은 각각 금속 프레임의 변형 예를 보여준다.
도 9(a)와 9(b)는 각각 전기 소자가 수평 배열된 세라믹 칩 어셈블리를 보여준다.Figure 1 shows an example of a conventional ceramic chip assembly.
Figure 1a shows a state in which a ceramic chip is deformed due to deformation of a conventional circuit board.
Figures 2(a) and 2(b) respectively show a perspective view and a cross-sectional view of a ceramic chip assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a state in which a ceramic chip is deformed due to deformation of the circuit board in the present invention.
FIG. 4 shows a ceramic chip assembly according to a modified example of FIG. 2 .
Figures 5(a) and 5(b) respectively show a perspective view and a cross-sectional view of a ceramic chip assembly according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 shows a ceramic chip assembly according to a modified example of the present invention.
Figures 7(a) and 7(b) each show a ceramic chip assembly according to another embodiment of the present invention.
Figures 8(a) to 8(c) each show a modified example of a metal frame.
Figures 9(a) and 9(b) each show a ceramic chip assembly with electrical elements arranged horizontally.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention, unless specifically defined in a different sense in the present invention, should be interpreted as meanings generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains, and are not overly comprehensive. It should not be construed in a literal or excessively reduced sense.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 세라믹 칩 어셈블리에 대해 상세하게 설명한다. 여기서, 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 설명의 편의를 위하여 일부 구성은 치수 등이 무시되고 다소 과장되게 도시될 수 있다.Hereinafter, a ceramic chip assembly according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Here, the attached drawings are intended to aid understanding of the present invention, and for convenience of explanation, the dimensions of some components may be ignored and may be shown somewhat exaggeratedly.
설명의 편의상, 각 실시 예에서 전기 소자로 세라믹 칩을 예로 들어 설명하지만, 다른 구조와 기능을 구비한 전기 부품도 당여히 포함될 수 있다.For convenience of explanation, a ceramic chip is used as an example of an electrical element in each embodiment, but electrical components with other structures and functions may also be included.
도 2(a)와 2(b)는 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리를 보여준다.Figures 2(a) and 2(b) each show a ceramic chip assembly according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 세라믹 칩 어셈블리(100)는 양단에 외부전극(12)이 형성된 하나 이상의 세라믹 칩(10), 및 외부전극(12) 각각에 대향하여 결합하는 한 쌍의 금속 프레임(210)을 포함하고, 금속 프레임(210) 각각은 하나 이상의 개구(215)와 개구(215)의 가장자리 중 어느 하나로부터 내측으로 수평으로 연장하여 플랜지(214)를 구비한다.The ceramic chip assembly 100 of the present invention includes one or more ceramic chips 10 with external electrodes 12 formed at both ends, and a pair of metal frames 210 coupled to each of the external electrodes 12 to face each other. , each of the metal frames 210 has one or more openings 215 and a flange 214 extending horizontally inward from one of the edges of the openings 215.
세라믹 칩 어셈블리(100)는 릴 테이핑 되어 진공 픽업과 솔더크림에 의한 리플로우 솔더링이 가능하지만, 세라믹 칩 어셈블리(100)의 전체적인 치수 또는 중량 및 대상물과의 장착 방법에 따라 이에 한정되지는 않는다.The ceramic chip assembly 100 is reel taped to enable vacuum pickup and reflow soldering using solder cream, but is not limited thereto depending on the overall size or weight of the ceramic chip assembly 100 and the mounting method to the object.
세라믹 칩 어셈블리(100)의 금속 프레임(210)의 수평부(212)는 회로기판(30)의 회로패턴에 솔더에 의해 솔더링 되는데, 회로패턴의 크기와 위치는 외부전극(12)의 크기와 위치에 대응하여 미리 설계된다.The horizontal portion 212 of the metal frame 210 of the ceramic chip assembly 100 is soldered to the circuit pattern of the circuit board 30, and the size and position of the circuit pattern are determined by the size and position of the external electrode 12. It is designed in advance in response to.
이하, 각 구성 부분에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, each component will be described in detail.
<세라믹 칩(10)><Ceramic chip (10)>
세라믹 칩(10)은, 도 1과 같은 구성을 구비하는바, 세라믹 바디(11)와 세라믹 바디(11)의 양단에 형성된 한 쌍의 외부전극(12)으로 구성되고, 가령, 세라믹 바디(11)의 내부에는 양단의 외부전극(12)과 전기적으로 연결된 내부전극(13)이 형성된다.The ceramic chip 10 has the same configuration as that shown in FIG. 1 and consists of a ceramic body 11 and a pair of external electrodes 12 formed on both ends of the ceramic body 11. For example, the ceramic body 11 ), an internal electrode 13 is formed that is electrically connected to the external electrodes 12 at both ends.
이 실시 예에서, 외부전극(12)이 세라믹 바디(11)의 양단에 형성된 세라믹 칩(10)을 예로 들었지만, 이에 한정되지 않고 외부전극(12)이 세라믹 칩(10)의 하면 양단에 형성된 칩 저항이나 칩 인덕터일 수 있다.In this embodiment, the ceramic chip 10 in which the external electrodes 12 are formed on both ends of the ceramic body 11 is used as an example, but the present invention is not limited to this and the external electrodes 12 are formed in the ceramic chip 10 on both ends of the lower surface of the ceramic body 11. It can be a resistor or a chip inductor.
세라믹 칩(10)은 하나 이상이고 다수 개인 경우 동일한 치수를 갖는 것이 바람직하지만 이에 한정되지 않는다.There is more than one ceramic chip 10, and if there are multiple ceramic chips 10, it is preferable that they have the same size, but the present invention is not limited thereto.
이 실시 예에서, 세라믹 칩(10)은 동일한 성능을 갖는 네 개의 커패시터가 일정 간격으로 적층되어 병렬로 연결되어 구성되는데, 하나의 커패시터로 구성된 경우보다 전류가 1/4로 각각 분산된다.In this embodiment, the ceramic chip 10 is composed of four capacitors with the same performance stacked at regular intervals and connected in parallel, and the current is each distributed by 1/4 compared to the case of one capacitor.
세라믹 칩(10)은 세라믹 커패시터, 칩 저항, 칩 인덕터이거나 이들의 조합일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.The ceramic chip 10 may be a ceramic capacitor, a chip resistor, a chip inductor, or a combination thereof, but is not limited thereto.
세라믹 칩(10)의 치수와 형상은, 특히 한정되지 않지만, 가령 폭×길이×높이가 0.8㎜×1.6㎜×0.3㎜부터 10㎜×10㎜×3㎜의 범위의 육면체 형상이고, 바람직하게, 세라믹 바디의 양단에 대향하여 형성된 한 쌍의 외부전극(12)의 치수는 동일하고 외부전극(12)의 폭은 세라믹 칩(10)의 치수에 따라 0.2㎜ 내지 3㎜일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The dimensions and shape of the ceramic chip 10 are not particularly limited, but are preferably hexahedron-shaped with a width x length x height ranging from 0.8 mm x 1.6 mm x 0.3 mm to 10 mm x 10 mm x 3 mm. The dimensions of a pair of external electrodes 12 formed opposing both ends of the ceramic body are the same, and the width of the external electrodes 12 may be 0.2 mm to 3 mm depending on the size of the ceramic chip 10, but is not limited thereto. .
<금속 프레임(210)><Metal frame (210)>
한 쌍의 금속 프레임(210)은 회로기판 등에 실장되는 수평부(212)와 세라믹 칩(10)을 고정하는 수직부(211)로 이루어지는데, 도 2(a)와 같이, 수직부(211)에는 가령 사각 형상의 개구(215)가 적어도 하나 이상 형성되고 각 개구(215)의 하부면으로부터 내측으로 수평하게 연장된 플랜지(214)가 금속 프레임(210)과 일체로 형성된다. A pair of metal frames 210 consists of a horizontal portion 212 mounted on a circuit board, etc., and a vertical portion 211 that secures the ceramic chip 10. As shown in FIG. 2(a), the vertical portion 211 At least one square-shaped opening 215 is formed, and a flange 214 extending horizontally inward from the lower surface of each opening 215 is formed integrally with the metal frame 210.
각 금속 프레임(210)에 대해 개구(215)는 서로 대향하여 쌍을 이루고, 따라서 플랜지(214)가 서로 대향하여 쌍을 이룬다.For each metal frame 210, openings 215 form opposing pairs, and thus flanges 214 form opposing pairs.
플랜지(214)는, 가령 개구(215)를 형성하기 위해 절개한 부분이 절곡 또는 벤딩되어 구성되는데, 평면으로 형성된 플랜지(214)는 세라믹 칩(10)의 외부전극(12)의 하면을 지지한다.The flange 214 is formed by bending or bending a portion cut to form the opening 215. The flange 214, which is formed as a plane, supports the lower surface of the external electrode 12 of the ceramic chip 10. .
수평부(212)는, 금속 프레임(210)의 하단을 금속 프레임의 내측이나 외측으로 벤딩하여 형성되는데, 수평부(212)가 실장되는 회로기판에 세라믹 칩(10)의 바디가 접촉하지 않도록 일정 간격을 두고 벤딩된다.The horizontal portion 212 is formed by bending the lower end of the metal frame 210 to the inside or outside of the metal frame, and is formed by bending the body of the ceramic chip 10 at a certain level to prevent the body of the ceramic chip 10 from contacting the circuit board on which the horizontal portion 212 is mounted. It is bent at intervals.
수평부(212)는 솔더(22)를 개재하여 회로기판(30)에 실장되는데, 수평부(212)의 형상은 회로기판(30)의 회로패턴에 솔더링 될 수 있는 형상에 대응한다.The horizontal portion 212 is mounted on the circuit board 30 via solder 22, and the shape of the horizontal portion 212 corresponds to a shape that can be soldered to the circuit pattern of the circuit board 30.
금속 프레임(210)의 재질은 구리, 구리합금 또는 스테인리스 금속이 적용될 수 있고, 이들 재질의 최외각층은 부식을 방지하고 솔더링이 용이하도록 도금에 의한 주석층이 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The material of the metal frame 210 may be copper, copper alloy, or stainless steel, and the outermost layer of these materials may be a tin layer formed by plating to prevent corrosion and facilitate soldering, but is not limited thereto.
금속 프레임(210)의 두께는 세라믹 칩(10)의 치수 및 개수를 고려하여 바람직하게 0.05㎜ 내지 0.20㎜일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The thickness of the metal frame 210 may preferably be 0.05 mm to 0.20 mm in consideration of the size and number of ceramic chips 10, but is not limited thereto.
이 실시 예에서, 개구(215)가 형성되는 부분을 ∩ 형상으로 절개하여 하나의 플랜지(214)를 구성하였는데, 변형된 형태로, 개구(215)가 형성되는 부분을 Ｈ 형상으로 절개하여 개구(215) 하나에 서로 대향하는 한 쌍의 플랜지를 구성할 수 있다.In this embodiment, one flange 214 was formed by cutting the part where the opening 215 was formed in a ∩ shape. In a modified form, the part where the opening 215 was formed was cut in an H shape to form an opening ( 215) A pair of flanges facing each other can be constructed in one piece.
개구(215)는 금속 프레임(210)을 프레스 타발과 절곡, 또는 에칭과 프레스 절곡에 의해 형성할 수 있다.The opening 215 may be formed by press punching and bending the metal frame 210, or etching and press bending.
플랜지(214)는 솔더링 면적을 증가시키는 역할 이외에 외부전극(12) 및 세라믹 칩(10)을 기구적으로 넓은 면적에서 안정적으로 지지하는 역할을 한다.In addition to increasing the soldering area, the flange 214 mechanically and stably supports the external electrode 12 and the ceramic chip 10 over a large area.
선택적으로, 솔더링 면적을 증가할 목적으로, 개구(215)의 가장자리 중 하부면 이외의 다른 내면으로부터 수평하게 연장하여 플랜지(214)를 구성할 수 있다.Optionally, for the purpose of increasing the soldering area, the flange 214 may be configured to extend horizontally from an inner surface other than the lower surface of the edge of the opening 215.
개구(215)에 의해 형성되는 플랜지(214)의 폭과 길이의 치수는 여기에 안착되는 외부전극(12)의 폭과 높이의 치수에 따라 다양하게 정해질 수 있다.The width and length of the flange 214 formed by the opening 215 may be determined in various ways depending on the width and height of the external electrode 12 seated there.
도 2(a)를 보면, 금속 프레임(210)의 폭 W2은 외부전극(12)의 폭 W3과 동일하거나 유사하고, 바람직하게 플랜지(214)의 폭 W1은 세라믹 칩(10)의 외부전극(12)의 폭 W3보다 작을 수 있다.2(a), the width W2 of the metal frame 210 is the same as or similar to the width W3 of the external electrode 12, and preferably the width W1 of the flange 214 is the external electrode ( 12) may be smaller than the width W3.
이를 구체적으로 설명하면, 회로기판(30)에 미리 형성된 회로패턴은 통상의 세라믹 칩의 크기에 대응하여 설계되어 있어 회로패턴의 크기는 세라믹 칩(10)의 외부전극(12)의 크기와 대략 유사하다. 따라서, 금속 프레임(210)의 폭 W2을 외부전극(12)의 폭 W3과 동일하거나 유사하게 함으로써 종래 세라믹 칩(10)만 실장되는 회로패턴에 금속 프레임(210)을 쉽게 장착할 수 있고, 이에 더하여 금속 프레임(210)이 좌우 대칭을 이루기 때문에 세라믹 칩 어셈블리의 생산이 용이하다.To explain this in detail, the circuit pattern pre-formed on the circuit board 30 is designed to correspond to the size of a typical ceramic chip, so the size of the circuit pattern is approximately similar to the size of the external electrode 12 of the ceramic chip 10. do. Therefore, by making the width W2 of the metal frame 210 the same as or similar to the width W3 of the external electrode 12, the metal frame 210 can be easily mounted on a circuit pattern in which only the conventional ceramic chip 10 is mounted. In addition, since the metal frame 210 is left and right symmetrical, it is easy to produce a ceramic chip assembly.
또한, 금속 프레임(210)의 폭 W2을 외부전극(12)의 폭 W3과 동일하거나 유사한 상태에서, 개구(215)에 의해 형성되는 플랜지(214)의 폭 W1은 외부전극(12)의 폭 W3보다 작을 수밖에 없다.In addition, in a state where the width W2 of the metal frame 210 is the same as or similar to the width W3 of the external electrode 12, the width W1 of the flange 214 formed by the opening 215 is the width W3 of the external electrode 12. It has to be smaller than that.
도 2(b)를 보면, 확대된 원안에 도시된 것처럼, 외부전극(12)의 단부면은 대략 금속 프레임(210)의 내측면에 접촉되고, 외부전극(12)의 하면은 솔더(23)를 개재하여 플랜지(214) 위에 접합된다.2(b), as shown in the enlarged circle, the end surface of the external electrode 12 is approximately in contact with the inner surface of the metal frame 210, and the lower surface of the external electrode 12 is covered with solder 23. It is joined on the flange 214 via.
한편, 도 2(b)의 세라믹 칩(10a)과 같이 외부전극(12)의 길이가 아주 짧은 경우, 플랜지(214)의 길이를 외부전극(12)의 길이보다 길게 함으로써 외부전극(12)이 플랜지(214) 위에 완전하게 얹혀지고 외부전극(12)과 플랜지(214) 사이에 솔더(23)가 넓게 퍼지면서 개재되어 솔더링 강도가 증가된다.On the other hand, when the length of the external electrode 12 is very short, such as the ceramic chip 10a of FIG. 2(b), the length of the flange 214 is made longer than the length of the external electrode 12, so that the external electrode 12 It is completely placed on the flange 214 and the solder 23 is widely spread and interposed between the external electrode 12 and the flange 214, thereby increasing soldering strength.
이 실시 예에서, 외부전극(12)과 플랜지(214)를 접합하는데 솔더(23)가 사용되는 것을 예로 들었지만, 300℃ 이상에서는 금속 파우더와 에폭시, 또는 금속 파우더와 글라스의 금속 전기전도성 접합제가 적용될 수 있다.In this embodiment, the solder 23 is used to join the external electrode 12 and the flange 214 as an example, but above 300°C, a metal electrically conductive bonding agent of metal powder and epoxy or metal powder and glass may be applied. You can.
또한, 바람직하게, 도 2(b) 나타낸 것처럼, 금속 프레임(210)의 상단의 높이가 가장 위에 위치한 세라믹 칩(10c)의 상면의 높이와 같거나 유사하도록 할 수 있다.Also, preferably, as shown in FIG. 2(b), the height of the top of the metal frame 210 may be the same as or similar to the height of the top surface of the ceramic chip 10c located at the top.
이러한 구조에 의하면 다음과 같은 이점을 갖는다.This structure has the following advantages.
세라믹 칩의 외부전극이 넓은 면적을 갖는 플랜지 위에 안착되고 솔더링 되어 솔더 접합에 의한 결합과 기구적 결합을 병행함으로써 외부전극과 금속 프레임의 결합이 보다 안정적이다.The external electrode of the ceramic chip is seated on a flange with a large area and soldered, so that the connection between the external electrode and the metal frame is more stable by combining solder joint and mechanical connection in parallel.
또한, 칩 저항이나 칩 인덕터와 같이 외부전극이 세라믹 칩의 하면에만 형성된 경우에도 안정적으로 금속 프레임이 장착할 수 있다.Additionally, even in cases where external electrodes, such as chip resistors or chip inductors, are formed only on the bottom surface of a ceramic chip, the metal frame can be stably mounted.
또한, 세라믹 칩이 파워 세라믹 칩 저항 또는 RF 파워에 적용되는 High-Q 값을 갖는 MLCC 이어서 동작중 열이 많이 나는 경우, 열에 의해 솔더가 녹거나 물러지더라도 기구적 결합에 의해 세라믹 칩을 지지하기 때문에 세라믹 칩이 금속 프레임으로부터 쉽게 분리되지 않는다.In addition, if the ceramic chip is a power ceramic chip resistance or MLCC with a high-Q value applied to RF power and generates a lot of heat during operation, the ceramic chip must be supported by mechanical bonding even if the solder melts or softens due to the heat. Therefore, the ceramic chip is not easily separated from the metal frame.
한편, 단일 세라믹 칩 간의 간격을 플랜지를 이용하여 충분히 넓게 확보할 수 있고 모든 간격이 균일하도록 할 수 있어 세라믹 칩 간의 간격을 통한 공기 흐름으로 방열 효과를 얻을 수 있고 각 세라믹 칩이 균일한 성능을 갖기 용이하다.Meanwhile, the gap between single ceramic chips can be secured sufficiently wide by using a flange, and all gaps can be made uniform, so a heat dissipation effect can be obtained through air flow through the gap between ceramic chips, and each ceramic chip has uniform performance. It's easy.
또한, 구조적으로 외력에 의한 외부전극의 변형을 최소화하기 용이하여 내부전극이 외부전극에서 끊어지는 것을 최소화할 수 있다.In addition, structurally, it is easy to minimize deformation of the external electrode due to external force, thereby minimizing the internal electrode being disconnected from the external electrode.
도 3은 본 발명에서 회로기판의 변형으로 세라믹 칩이 변형되는 상태를 보여준다.Figure 3 shows a state in which a ceramic chip is deformed due to deformation of the circuit board in the present invention.
화살표로 나타낸 것처럼, 회로기판(30)에 상방으로 외력이 가해지면 세라믹 칩(10)이 상방으로 휘어지면서, 양측의 금속 프레임(210)은 화살표 a로 나타낸 것처럼 외측으로 벌어지는 힘을 받게 된다.As indicated by the arrow, when an external force is applied upward to the circuit board 30, the ceramic chip 10 bends upward, and the metal frames 210 on both sides receive a force that spreads outward as indicated by arrow a.
그런데 외부전극의 단부면은 금속 프레임(210)에 솔더에 의해 접합되어 있지 않기 때문에 금속 프레임(210)이 외측으로 벌어져도 외부전극(12)을 직접적으로 끌어당기지 않는다.However, since the end surface of the external electrode is not bonded to the metal frame 210 by solder, the external electrode 12 is not directly pulled in even if the metal frame 210 opens outward.
더욱이 플랜지(214)가, 화살표 b로 나타낸 것처럼, 상방으로 힘을 받기 때문에 결과적으로 외부전극(12)이 외측으로 벌어지는 금속 프레임(210)을 따라 이동하며, 그 결과 내부전극(13)과 외부전극(12)이 연결되는 지점(15)에 힘이 가해지지 않아 해당 지점(15)에서 내부전극(13)이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.Moreover, because the flange 214 receives an upward force, as indicated by arrow b, the external electrode 12 moves along the metal frame 210 that spreads outward, and as a result, the internal electrode 13 and the external electrode Since no force is applied to the point (15) where (12) is connected, the internal electrode (13) can be prevented from breaking at that point (15).
다시 말해, 외부전극(12) 자체에 외력이 전달되는 것을 구조적으로 방지함으로써 내부전극(13)이 끊어지는 것을 최소화하고, 내부전극(13)이 자체가 파손되는 것도 막을 수 있다.In other words, by structurally preventing external force from being transmitted to the external electrode 12 itself, breakage of the internal electrode 13 can be minimized and the internal electrode 13 itself can be prevented from being damaged.
도 4는 도 2의 변형 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리를 나타낸다.FIG. 4 shows a ceramic chip assembly according to a modified example of FIG. 2 .
이 예에서, 외부전극(12)의 하면은 솔더(23)를 개재하여 플랜지(214) 위에 접합되고, 이와 동시에 외부전극(12)의 단부면 부분은 개구(215)의 가장자리 내측면의 금속 프레임 부분에 솔더(24)를 개재하여 접합된다.In this example, the lower surface of the external electrode 12 is joined to the flange 214 via the solder 23, and at the same time, the end surface portion of the external electrode 12 is formed on a metal frame on the inner side of the edge of the opening 215. The parts are joined via solder 24.
이러한 구조에 의하면, 외부전극(12)의 단부면 부분과 금속 프레임 부분이 솔더(24)에 의해 추가로 접합되기 때문에 전체적으로 솔더링 강도가 증가한다.According to this structure, the end surface portion of the external electrode 12 and the metal frame portion are additionally joined by solder 24, thereby increasing overall soldering strength.
또한, 외부전극(12)의 단부면 부분과 하면이 각각 금속 프레임 부분과 플랜지(214)에 접합되기 때문에 외부의 진동이나 충격을 분산하여 흡수하기 때문에 응력의 집중을 방지하여 외부전극(12)이 금속 프레임(210)으로부터 분리되거나 변형되는 것을 최소화 할 수 있다.In addition, since the end surface and the bottom surface of the external electrode 12 are respectively joined to the metal frame part and the flange 214, external vibration or shock is dispersed and absorbed, preventing concentration of stress, and the external electrode 12 is Separation from or deformation of the metal frame 210 can be minimized.
도 5(a)와 5(b)는 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리의 사시도와 단면도를 나타낸다.Figures 5(a) and 5(b) respectively show a perspective view and a cross-sectional view of a ceramic chip assembly according to another embodiment of the present invention.
도 5(a)와 같이, 외부전극(12)의 하면이 금속 프레임(210)의 플랜지(214) 위에 놓이고 외부전극(12)의 단부면이 금속 프레임(210)의 내측면에 접촉된 상태에서 네 개의 개구(215) 각각을 포함하는 금속 프레임 부분마다 개별적으로 솔더(22)가 덮도록 도포된다.As shown in Figure 5(a), the lower surface of the external electrode 12 is placed on the flange 214 of the metal frame 210 and the end surface of the external electrode 12 is in contact with the inner surface of the metal frame 210. Solder 22 is applied to individually cover each metal frame portion including each of the four openings 215.
이와 같이, 각 개구(215)마다 개별적으로 솔더(22)를 도포함으로써 솔더의 양을 줄일 수 있고 솔더 작업도 용이하다.In this way, by individually applying solder 22 to each opening 215, the amount of solder can be reduced and soldering work is easy.
이 실시 예와 달리, 솔더(22)가 네 개의 개구(215)를 포함하는 금속 프레임 부분 전체를 덮도록 도포될 수 있다.Unlike this embodiment, solder 22 may be applied to cover the entire metal frame portion including the four openings 215.
솔더(22)는 솔더크림이나 솔더 와이어에 열을 가하여 형성할 수 있고 솔더크림은 액상으로 되어 솔더 와이어에 비해 개구(215)에 솔더(22)를 형성하기 용이하다는 이점이 있다.Solder 22 can be formed by applying heat to solder cream or solder wire, and solder cream has the advantage of being in a liquid state, making it easier to form solder 22 in the opening 215 than solder wire.
예를 들어, 솔더크림을 도포한 경우, 외부전극(12)과 금속 프레임(210) 사이에 형성된 미세 간극이나 빈 공간에 액상의 솔더크림이 밀려 들어가 솔더를 형성할 수 있고 솔더크림은 리플로우 솔더링이 용이하다.For example, when solder cream is applied, the liquid solder cream may be pushed into the fine gap or empty space formed between the external electrode 12 and the metal frame 210 to form solder, and the solder cream may be used for reflow soldering. This is easy.
도 5(b)의 확대된 원안을 보면, 솔더(22)를 형성하는 액상의 솔더크림은, 외부전극(12)의 하면과 플랜지(214)의 상면 사이의 틈새로 유입되어 솔더(22a)를 형성하고, 외부전극(12)의 단부면과 금속 프레임(210)의 내측면 사이의 틈새로 유입되어 솔더(22b)를 형성한다.Looking at the enlarged circle in FIG. 5(b), the liquid solder cream forming the solder 22 flows into the gap between the lower surface of the external electrode 12 and the upper surface of the flange 214, forming the solder 22a. and flows into the gap between the end surface of the external electrode 12 and the inner surface of the metal frame 210 to form the solder 22b.
특히, 플랜지(214)의 상면에 놓인 세라믹 칩(10)의 자중에 의해 외부전극(12)의 하면과의 틈새가 미세하지만, 열에 의해 용융되어 점도가 낮아진 솔더크림이 미세한 틈새를 파고 들어 솔더(22a)를 형성할 수 있다.In particular, the gap between the lower surface of the external electrode 12 is small due to the weight of the ceramic chip 10 placed on the upper surface of the flange 214, but the solder cream, which is melted by heat and has a lower viscosity, penetrates the small gap and solder ( 22a) can be formed.
이러한 솔더링 과정을 통하여 솔더(22)는 개구(215)의 가장자리에 인접한 금속 프레임 부분(211a)를 덮고, 외부전극(12)의 하면과 플랜지(214)의 상면 사이의 틈새 및 외부전극(12)의 단부면과 금속 프레임(210)의 내측면 사이의 틈새에 각각 솔더(22a, 22b)를 형성함으로써 전체적으로 솔더링 면적이 증가하고, 외부의 진동이나 충격을 금속 프레임 부분과 플랜지(214)에서 분산하여 흡수하기 때문에 응력의 집중을 방지하여 외부전극(12)이 금속 프레임(210)으로부터 분리되거나 변형되는 것을 최소화 할 수 있다.Through this soldering process, the solder 22 covers the metal frame portion 211a adjacent to the edge of the opening 215, the gap between the lower surface of the external electrode 12 and the upper surface of the flange 214, and the external electrode 12. By forming solders 22a and 22b in the gap between the end surface of the metal frame 210 and the inner surface of the metal frame 210, the overall soldering area increases, and external vibration or shock is dispersed from the metal frame portion and the flange 214. Because it absorbs stress, it is possible to prevent stress concentration and minimize separation or deformation of the external electrode 12 from the metal frame 210.
또한, 금속 프레임(210)을 회로기판(30)에 솔더링 하여 실장한 후 회로기판(30)이 휘거나 변형되는 경우 또는 외부의 진동이나 충격이 가해지는 경우, 이에 대응하여 플랜지(214)가 탄성적으로 동작하여 인가되는 힘을 흡수하거나 분산시킴으로써 세라믹 칩의 외부전극(12)이 금속 프레임(210)으로부터 분리되거나 변형되는 것을 최소화 할 수 있다.In addition, after soldering and mounting the metal frame 210 on the circuit board 30, if the circuit board 30 is bent or deformed, or if external vibration or impact is applied, the flange 214 may burn in response. By operating sexually to absorb or disperse the applied force, separation or deformation of the external electrode 12 of the ceramic chip from the metal frame 210 can be minimized.
한편, 도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리를 보여준다.Meanwhile, Figure 6 shows a ceramic chip assembly according to a modified example of the present invention.
이 예에서, 금속 프레임(410)은 구조적으로 개별 프레임(311, 312, 313, 314)으로 구획되는데, 각 개별 프레임(311, 312, 313, 314)은 서로 기구적 및 전기적으로 연결된다.In this example, the metal frame 410 is structurally divided into individual frames 311, 312, 313, and 314, each of which is mechanically and electrically connected to each other.
즉, 개별 프레임(311, 312, 313, 314)에 적층되고 배열된 다수의 세라믹 칩은 병렬과 직렬 연결의 구조를 함께 갖는다.That is, the plurality of ceramic chips stacked and arranged in the individual frames 311, 312, 313, and 314 have both parallel and series connection structures.
이러한 구조는, 회로기판에서의 실장 집적도와 전체적인 세라믹 칩의 용량 등을 고려하여 제공될 수 있다.This structure can be provided by taking into consideration the packaging integration on the circuit board and the overall capacity of the ceramic chip.
또한, 구조적으로 각 개별 프레임을 구획할 수 있도록 하여 개별 프레임별로 용도에 적합한 다수의 세라믹 칩을 분리하여 탑재할 수 있다.In addition, by structurally dividing each individual frame, a number of ceramic chips suitable for the purpose can be separated and mounted on each individual frame.
도 7(a)과 7(b)은 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 칩 어셈블리를 보여준다.Figures 7(a) and 7(b) each show a ceramic chip assembly according to another embodiment of the present invention.
이 실시 예에서, 금속 프레임(410)에 형성된 개구(415, 416)는 각각 다른 크기로 형성되는데, 개구(415)는 하나의 세라믹 칩(10)에 대응하는 크기로 형성되고, 개구(416)는 적층 세라믹 칩(15)에 대응하는 크기로 형성된다.In this embodiment, the openings 415 and 416 formed in the metal frame 410 are each formed in different sizes. The opening 415 is formed in a size corresponding to one ceramic chip 10, and the opening 416 is formed in a size corresponding to one ceramic chip 10. is formed in a size corresponding to the multilayer ceramic chip 15.
도 7(b)을 보면, 적층 세라믹 칩(15)은 단일 세라믹 칩(10)을 3개 적층하여 구성하는데, 각 단일 세라믹 칩(10)의 외부전극(12) 사이를 솔더크림에 의한 솔더링으로 솔더(25)를 형성하여 하나의 블록체로 적층 세라믹 칩(15)을 미리 구성한다.Referring to FIG. 7(b), the multilayer ceramic chip 15 is constructed by stacking three single ceramic chips 10, and the external electrodes 12 of each single ceramic chip 10 are soldered using solder cream. By forming the solder 25, the multilayer ceramic chip 15 is formed in advance as one block.
이때, 통상 외부전극(12)의 두께가 세라믹 바디(11)의 두께보다 두껍기 때문에 외부전극(12)끼리 솔더(25)가 형성되고 세라믹 바디(11)끼리는 이격된다.At this time, since the thickness of the external electrodes 12 is generally thicker than the thickness of the ceramic body 11, solder 25 is formed between the external electrodes 12 and the ceramic bodies 11 are spaced apart from each other.
이러한 구성에 의하면, 가령 개구(415)에는 칩 저항을 끼워 안착하고, 개구(416)에는 3개의 커패시터가 병렬 연결된 적층 세라믹 칩(15)을 끼워 안착함으로써 전자부품별로 구획하여 설치할 수 있다.According to this configuration, for example, a chip resistor is inserted into the opening 415 and a multilayer ceramic chip 15 with three capacitors connected in parallel is inserted into the opening 416, thereby allowing the electronic components to be partitioned and installed.
특히, 적층 세라믹 칩(15)을 구성하는 단일 세라믹 칩(10)의 개수 및 용량을 임의로 조정하기 용이하여 완제품 세트에 대응하기 쉽다.In particular, it is easy to arbitrarily adjust the number and capacity of the single ceramic chips 10 constituting the multilayer ceramic chip 15, making it easy to respond to a set of finished products.
도시되지 않았지만, 금속 프레임(410)은 적층 세라믹 칩(15)을 위한 개구(416)로만 구성될 수 있음은 물론이다.Although not shown, it goes without saying that the metal frame 410 may only consist of openings 416 for the multilayer ceramic chip 15.
도 8(a) 내지 8(c)은 각각 금속 프레임의 변형 예를 보여준다.Figures 8(a) to 8(c) each show a modified example of a metal frame.
도 8(a)을 보면, 플랜지(514)가 개구(515)의 하부면으로부터 외측으로 일체로 연장하여 형성되는데, 플랜지(514)의 길이를 다소 짧게 하고, 플랜지(514)의 단부를 상방으로 절곡하여 세라믹 칩(10)의 외부전극(12)의 단부면이 접촉되어 지지되도록 할 수 있다.Referring to FIG. 8(a), the flange 514 is formed by integrally extending outward from the lower surface of the opening 515. The length of the flange 514 is somewhat shortened, and the end of the flange 514 is tilted upward. By bending, the end surface of the external electrode 12 of the ceramic chip 10 can be contacted and supported.
상기한 것처럼, 플랜지(514)는 개구(515)의 하부면, 상부면, 및 양측면으로부터 연장될 수 있으므로, 플랜지(514)는 하나 이상일 수 있다.As mentioned above, flanges 514 may extend from the bottom, top, and both sides of opening 515, so there may be more than one flange 514.
또한, 도 8(b)을 보면, 금속 프레임(610)에서 세라믹 칩(10)의 외부전극(12)의 폭방향 양단에 대응하는 부분이 절개된 상태에서 딥 드로잉되어 개구(615)가 형성되면서 개구(615)의 외부에 단면이 ⊃자 형상의 브래킷(614)이 일체로 형성된다.In addition, looking at FIG. 8(b), portions of the metal frame 610 corresponding to both ends in the width direction of the external electrode 12 of the ceramic chip 10 are cut and deep drawn to form an opening 615. A bracket 614 having a ⊃-shaped cross section is formed integrally with the outside of the opening 615.
이 구조에 의하면, 브래킷(614)이 형성하는 내부 공간에 세라믹 칩(10)의 외부전극(12)이 끼워져 더욱 안정적으로 세라믹 칩(10)을 지지할 수 있다.According to this structure, the external electrode 12 of the ceramic chip 10 is inserted into the internal space formed by the bracket 614, thereby supporting the ceramic chip 10 more stably.
도 8(c)을 보면, 각 금속 프레임(710)의 상단이 내측으로 연장하여 벤딩되어 보호부(713)를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 8(c), the top of each metal frame 710 may extend inward and be bent to form a protection portion 713.
보호부(713)에 의해 기계적 강도가 커져 세라믹 칩 어셈블리를 취급할 때 금속 프레임(710)의 변형이 작게 할 수 있고, 세라믹 칩(10)을 손이나 도구가 접촉하지 않도록 하여 세라믹 칩(10)이 깨지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. The mechanical strength is increased by the protection portion 713, so that the deformation of the metal frame 710 can be reduced when handling the ceramic chip assembly, and the ceramic chip 10 is prevented from being touched by hands or tools. This can prevent it from breaking or being damaged.
바람직하게, 금속 프레임(71)의 상단 양측 모서리가 곡선을 이루게 하여 같은 효과를 얻을 수 있다.Preferably, the same effect can be obtained by forming both upper edges of the metal frame 71 curved.
도 9(a)와 9(b)는 각각 세라믹 칩이 수평 배열된 세라믹 칩 어셈블리를 보여준다.Figures 9(a) and 9(b) each show a ceramic chip assembly in which ceramic chips are arranged horizontally.
도시된 것처럼, 세라믹 칩이 수평으로만 배열되는 경우에도 수평으로만 된 금속 프레임에 개구나 플랜지를 상기에서 설명한 것과 동일하거나 유사하게 형성한 후 세라믹 칩을 수평으로만 배열하고 솔더링하여 적용할 수 있음은 물론이다.As shown, even when the ceramic chips are arranged only horizontally, it can be applied by forming an opening or flange in a horizontal metal frame identical or similar to that described above, then arranging the ceramic chips only horizontally and soldering. Of course.
바람직하게, 이러한 세라믹 어셈블리의 세라믹 칩의 하부는 회로기판에서 이격된다.Preferably, the lower portion of the ceramic chip of this ceramic assembly is spaced apart from the circuit board.
이 경우에 기구적으로 세라믹 칩 어셈블리를 장착하는 회로기판의 면적이 넓게 필요하다는 단점이 있으나 세라믹 칩 어셈블리의 높이가 낮아진다는 이점이 있다. In this case, there is a disadvantage in that a large area of the circuit board on which the ceramic chip assembly is mechanically mounted is required, but there is an advantage in that the height of the ceramic chip assembly is lowered.
또한, 다양한 특성을 갖는 세라믹 칩 어셈블리를 제공하기 용이하다는 이점이 있다.Additionally, there is an advantage in that it is easy to provide ceramic chip assemblies with various characteristics.
상기의 실시 예에서는 세라믹 바디의 양단부에 외부전극이 형성된 세라믹 칩을 예를 들어 설명하였으나 본 발명에 이에 한정되지 않는다.In the above embodiment, a ceramic chip with external electrodes formed on both ends of a ceramic body was described as an example, but the present invention is not limited to this.
예를 들어, 세라믹으로 된 바디 대신에 폴리머 수지 등으로 된 기능성 바디와 폴리머 바디에서 외부로 노출된 금속 판으로 이루어진 전극으로 이루어진 구성을 갖는 전기 소자도 동일하게 적용될 수 있으며, 가령, 폴리머나 페라이트로 된 칩 코일 인덕터(chip coil inductor)와 같은 전기 소자를 본 발명의 금속 프레임의 개구나 플랜지 위에 안착하여 적용할 수 있다.For example, instead of a body made of ceramics, an electrical device having a configuration consisting of a functional body made of polymer resin, etc. and an electrode made of a metal plate exposed to the outside from the polymer body can be equally applied, for example, made of polymer or ferrite. An electrical element such as a chip coil inductor can be applied by seating it on the opening or flange of the metal frame of the present invention.
또한, 외부전극이 몸체의 양단으로부터 몸체의 하면으로 연장되는 구조를 갖는 칩 저항이나 몸체의 하면에 돌출되게 형성된 칩 인덕터인 경우도 동일하게 적용할 수 있으며, 이 경우에 개구나 플랜지의 치수와 형상을 조정하여 칩 저항의 외부전극이 개구의 하부면이나 플랜지 윗면에 안착되도록 할 수 있다.In addition, the same can be applied when the external electrode is a chip resistor with a structure extending from both ends of the body to the bottom of the body or a chip inductor formed to protrude from the bottom of the body. In this case, the size and shape of the opening or flange can be applied. can be adjusted so that the external electrode of the chip resistor is seated on the lower surface of the opening or the upper surface of the flange.
본 발명은 상기의 실시 예에서 설명하지 않은 외부전극의 크기, 개구의 크기 및 개수, 플랜지의 크기 및 개수, 금속 프레임의 크기 및 형상, 그리고 회로기판의 회로패턴은 본 발명의 목적에 맞게 선택하여 본 발명의 세라믹 칩 어셈블리를 제공할 수 있다.In the present invention, the size of the external electrode, the size and number of openings, the size and number of flanges, the size and shape of the metal frame, and the circuit pattern of the circuit board, which are not described in the above embodiments, are selected to suit the purpose of the present invention. A ceramic chip assembly of the present invention can be provided.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the above description focuses on embodiments of the present invention, various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. These changes and modifications can be said to belong to the present invention as long as they do not depart from the scope of the present invention. The scope of rights of the present invention should be determined by the claims stated below.
10: 세라믹 칩
11: 세라믹 바디
12: 외부전극
13: 내부전극
20, 21, 21a, 22: 솔더
210, 310: 금속 프레임
215, 315: 개구
314: 플랜지10: Ceramic chip
11: Ceramic body
12: external electrode
13: Internal electrode
20, 21, 21a, 22: solder
210, 310: metal frame
215, 315: opening
314: flange
Claims (16)
상기 전기 소자 어셈블리는,
세라믹 바디와 상기 세라믹 바디의 양측에 서로 대향하도록 형성된 한 쌍의 외부전극으로 구성된 전기 소자; 및
상기 외부전극 각각에 대향하여 결합하는 한 쌍의 금속 프레임을 포함하며,
각 금속 프레임은 상기 외부전극에 대향하도록 형성된 하나 이상의 개구, 및 상기 개구의 하부 가장자리로부터 내측으로 일체로 연장하여 형성되는 하나 이상의 플랜지를 구비하고,
상기 외부전극이 상기 플랜지 위에 안착된 상태에서, 상기 외부전극은 전기전도성 접합제에 의해 상기 플랜지에 접합되어 상기 플랜지가 상기 외부전극을 기구적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리.An electrical element assembly mounted on a circuit board,
The electrical element assembly,
An electrical element consisting of a ceramic body and a pair of external electrodes formed on both sides of the ceramic body to face each other; and
It includes a pair of metal frames opposingly coupled to each of the external electrodes,
Each metal frame has one or more openings formed to face the external electrodes, and one or more flanges integrally extending inward from a lower edge of the openings,
In a state where the external electrode is seated on the flange, the external electrode is joined to the flange with an electrically conductive bonding agent, and the flange mechanically supports the external electrode.
상기 전기전도성 접합제는 솔더, 금속 파우더/에폭시, 또는 금속 파우더/글라스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리.In claim 1,
An electrical device assembly, wherein the electrically conductive bonding agent is one of solder, metal powder/epoxy, or metal powder/glass.
상기 외부전극은 상기 개구에 끼워지지 않고, 상기 플랜지의 길이는 상기 외부전극의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리.In claim 1,
The external electrode is not inserted into the opening, and the length of the flange is longer than the length of the external electrode.
상기 외부전극의 단부면 부분은 상기 개구의 가장자리 내측면에 위치한 금속 프레임 부분에 상기 전기전도성 접합제에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리In claim 1,
An electrical element assembly, wherein the end surface portion of the external electrode is bonded to the metal frame portion located on the inner side of the edge of the opening by the electrically conductive bonding agent.
상기 개구와 상기 개구의 가장자리에 인접한 금속 프레임 부분 각각은 상기 전기전도성 접합제에 의해 개별적으로 덮이는 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리.In claim 1,
An electrical element assembly, wherein the opening and each metal frame portion adjacent to an edge of the opening are individually covered with the electrically conductive bonding agent.
상기 외부전극의 단부면은 상기 금속 프레임의 내측면에 접촉하되 이들 사이에 틈새가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리.In claim 1,
An electrical element assembly, wherein an end surface of the external electrode is in contact with an inner surface of the metal frame, but a gap is formed between them.
상기 전기전도성 접합제에 대응하는 액상의 전기전도성 접합제는, 상기 외부전극의 외면과 상기 플랜지의 상면 사이의 틈새와, 상기 외부전극의 단부면과 상기 금속 프레임의 내측면 사이의 틈새로 유입되어 접합되는 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리.In claim 10,
The liquid electrically conductive bonding agent corresponding to the electrically conductive bonding agent flows into the gap between the outer surface of the external electrode and the upper surface of the flange and the gap between the end surface of the external electrode and the inner surface of the metal frame. An electrical element assembly characterized in that it is bonded.
상기 금속 프레임의 상단의 높이는 가장 위에 위치한 세라믹 칩의 상면의 높이와 같거나 유사한 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리.In claim 1,
An electrical element assembly, characterized in that the height of the top of the metal frame is the same as or similar to the height of the top surface of the ceramic chip located at the top.
상기 금속 프레임의 상단은 내측으로 연장하여 절곡된 보호부를 갖거나, 상기 금속 프레임의 상단의 모서리는 곡선으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 소자 어셈블리.In claim 1,
An electrical element assembly, wherein the upper end of the metal frame has a protective part that extends inward and is bent, or the upper edge of the metal frame is curved.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020230021353A KR102638216B1 (en) | 2023-01-20 | 2023-02-17 | Electric element assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102638216B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1145821A (en) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Tdk Corp | Composite laminated ceramic capacitor having metal terminals |
| JP2008130954A (en) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Maruwa Co Ltd | Chip-type multilayer capacitor with conductive legs and manufacturing method thereof, and precursor for forming conductive legs of chip-type multilayer capacitor |
-
2023
- 2023-02-17 KR KR1020230021353A patent/KR102638216B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1145821A (en) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Tdk Corp | Composite laminated ceramic capacitor having metal terminals |
| JP2008130954A (en) * | 2006-11-24 | 2008-06-05 | Maruwa Co Ltd | Chip-type multilayer capacitor with conductive legs and manufacturing method thereof, and precursor for forming conductive legs of chip-type multilayer capacitor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |