KR20040054356A - High capacity tantalum solid electrolytic capacitor and thereof manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고용량 탄탈 고체 전해커패시터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커패시터용 소자의 용적률을 극대화시킬 수 있도록 탄탈와이어를 포함한 플러스 리드프레임 및 마이너스 리드프레임의 구조를 개선하여 제품의 특성을 크게 향상시킨 고용량 탄탈 고체 전해커패시터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-capacity tantalum solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same, and more particularly, to improve the structure of the positive lead frame and negative lead frame including tantalum wire to maximize the volume ratio of the device for the capacitor to improve the characteristics of the product The present invention relates to a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor and a method of manufacturing the same.
일반적으로 탄탈 고체 전해커패시터는 전극에 탄탈륨이라는 금속재료를 사용하고 양극산화방법에 의해 두께가 50㎚ 이하인 대단히 얇고 균일한 유전체를 성장시킬 수 있기 때문에 다른 커패시터들에 비해 단위 면적당 용량이 크다는 장점이 있으며, 온도특성(온도의 변화에 따라 용량이 변화하는 것을 말하며 용량의 변화폭이 작을수록 특성이 좋음) 및 주파수특성이 매우 우수한 커패시터이다.In general, tantalum solid electrolytic capacitors have the advantage of having a larger capacity per unit area than other capacitors because they use a metal material called tantalum as the electrode and can grow a very thin and uniform dielectric with a thickness of 50 nm or less by anodizing. It is a capacitor with excellent temperature characteristics (capacity changes according to temperature change, and the smaller the change in capacity is, the better the characteristic) and the frequency characteristic.
알루미늄 전해 커패시터는 크라프트(kraft)지 등에 전해액이 스며들게 한 것을 금속 알루미늄으로 삽입하여 감아 붙인 구조로 되어 있지만 탄탈 고체 전해커패시터의 경우에는 tantalum powder를 소결하여 굳혔을 때에 나오는 빈틈, 즉 다수의 구멍을 이용하는 구조로 되어 있고 고체전해질을 사용하기 때문에 알루미늄 전해 커패시터에 비해 표면적이 현저히 증가하며 온도특성 및 주파수 특성이 매우 탁월하다.Aluminum electrolytic capacitors have a structure in which kraft paper and other electrolytes have been inserted and wound by metal aluminum. However, in the case of tantalum solid electrolytic capacitors, a large number of holes, i.e., a plurality of holes, are used. Due to its structure and solid electrolyte, the surface area is significantly increased compared to aluminum electrolytic capacitors, and the temperature and frequency characteristics are very excellent.
그런데, 종래의 제조방법에 의하여 만들어진 탄탈 고체 전해커패시터는 패키지 내에서 카본 및 은 도포가 완료된 커패시터용 소자의 용적률이 약 17∼29％정도로써 매우 낮은 실정이었다.By the way, the tantalum solid electrolytic capacitor produced by the conventional manufacturing method has a very low volume ratio of about 17 to 29% of the capacitor element for which carbon and silver are applied in the package.
이처럼 용적률이 현저히 낮은 이유는 패키지 내부 구조의 비효율성 때문이라 할 수 있다.The reason why the volume ratio is so low is the inefficiency of the internal structure of the package.
패키지 내부 구조의 비효율성에 대한 주된 요인은 마이너스 리드프레임의 포밍에 따른 필연적인 공간 요구, 테프론와셔의 삽입에 따른 공간 손실, 그 이외에 커패시터용 소자와 플러스 리드프레임간의 용접거리 확보에 대한 필요성에 기인된다.The main reasons for the inefficiency of the internal structure of the package are due to the necessity of space requirements due to the formation of negative lead frames, space loss due to the insertion of Teflon washers, and the necessity of securing the welding distance between the capacitor element and the plus lead frame. do.
더욱 구체적으로, 종전의 탄탈 고체 전해커패시터의 제조방법을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.More specifically, the manufacturing method of the conventional tantalum solid electrolytic capacitor will be described with reference to the drawings.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 성형 및 소결을 행하고 탄탈와이어(20)에 테프론와셔(21)를 삽입한 탄탈소결체(12)를 나타내는 측면도 및 정면도이다.1A and 1B are a side view and a front view showing a tantalum sintered body 12 in which molding and sintering are performed during the manufacturing process of a tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the prior art, and a teflon washer 21 is inserted into the tantalum wire 20. to be.
도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조방법은 비표면적이 큰 탄탈분말과 바인더를 용해시킨 유기용제를 혼합하고 직선형 탄탈와이어(20)를 삽입하여 일정한 체적을 갖는 탄탈소자(미 도시됨)를 성형한다.1A and 1B, a method of manufacturing a tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the related art is obtained by mixing a tantalum powder having a large specific surface area and an organic solvent in which a binder is dissolved and inserting a straight tantalum wire 20. A tantalum element (not shown) having a volume is formed.
그리고, 바인더와 기타 금속 불순물을 제거하고 다공성의 단단한 탄탈소결체(12)를 제조하기 위하여 고온과 고진공 분위기에서 소결을 행한다.Then, the binder and other metal impurities are removed and sintering is carried out in a high temperature and high vacuum atmosphere to produce a porous, hard tantalum sintered body 12.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 테프론와셔(21)를 삽입한 탄탈소결체(12)가 알루미늄벨트(60) 또는SUS벨트(60)에 용접된 모습을 보여주는 측면도 및 정면도.2A and 2B illustrate a state in which a tantalum sintered body 12 into which a teflon washer 21 is inserted is welded to an aluminum belt 60 or an SUS belt 60 during a manufacturing process of a tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the related art. Side view and front view.
이어서, 탄탈와이어(20)에 테프론와셔(21)를 삽입하고, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 자동화 및 이송공정의 용이화를 위하여 알루미늄벨트(60)나 SUS벨트(60)에 용접한다.Subsequently, a teflon washer 21 is inserted into the tantalum wire 20 and welded to the aluminum belt 60 or the SUS belt 60 to facilitate the automation and transfer process as shown in FIGS. 2A and 2B. .
이때, 젖음성이 없는 테프론와셔(21)를 삽입하는 이유는 수용성 함침액에 소자를 침적할 때 함침액이 탄탈와이어(20)를 타고 오르는 현상을 방지하기 위함이다. 만약 함침액이 탄탈와이어(20)를 타고 오를 경우 열분해 과정에서 탄탈와이어(20)에 MnO2층이 일정 길이로 과도하게 성장하게 되고 이와 같이 과도하게 성장된 MnO2의 일부가 플러스 리드프레임(30)의 용접에 관여하게 되면 커패시터의 3대 특성중의 하나인 누설전류가 크게 상승하게 되며 심한 경우에는 쇼트 발생의 원인이 되기도 한다.At this time, the reason why the non-wetting Teflon washer 21 is inserted is to prevent the impregnation liquid from riding up the tantalum wire 20 when the device is deposited in the water-soluble impregnation liquid. If the impregnation liquid rises on the tantalum wire 20, the MnO 2 layer is excessively grown to a predetermined length in the tantalum wire 20 during the pyrolysis process, and a part of the excessively grown MnO 2 is a positive lead frame 30. ), The leakage current, which is one of the three characteristics of the capacitor, is greatly increased and, in severe cases, may cause a short circuit.
그러나, 테프론와셔(21)는 젖음성이 없다는 장점이 있는 반면 다음과 같은 2가지 단점을 지니고 있다.However, while the Teflon washer 21 has the advantage of not wettability, it has the following two disadvantages.
첫째, 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조공정에 사용되는 테프론와셔(21)는 일반적으로 0.1∼0.3㎜의 두께에 해당하는데, 이러한 두께를 갖는 테프론와셔(21)가 삽입되므로 인하여 결국 에폭시 수지 몰드물(50) 내에서 일정한 공간(S)을 차지하게 되어 정전용량 값을 결정하는 소자의 크기를 확대하는데 있어서 오히려 제약조건으로 작용하게 된다.First, the Teflon washer 21 used in the manufacturing process of the tantalum solid electrolytic capacitor 100 generally corresponds to a thickness of 0.1 to 0.3 mm. Thus, the Teflon washer 21 having such a thickness is inserted into the epoxy resin mold. It occupies a certain space (S) in the water 50 acts as a constraint in enlarging the size of the device that determines the capacitance value.
둘째, 테프론와셔(21)가 불안정하게 삽입되거나 burr가 발생할 경우에는 테프론와셔(21)의 두께가 실제수치(0.1∼0.3㎜)보다 더 길어지는 역효과를 발생한다. 이 때문에 플러스 리드프레임(30)의 용접시 전극에 눌려 용접불량을 야기시키기도 하고 기계적 스트레스를 주어 누설전류 특성을 악화시키기도 한다.Second, when the Teflon washer 21 is unstablely inserted or a burr occurs, the thickness of the Teflon washer 21 is adversely affected by the fact that the thickness is longer than the actual value (0.1 to 0.3 mm). For this reason, when welding the plus lead frame 30, the electrode may be pressed by the electrode, causing welding failure, and also causing mechanical stress to deteriorate leakage current characteristics.
도 3은 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 마이너스 리드프레임(40) 및 플러스 리드프레임(30)을 부착한 모습을 나타내는 구조도이고, 도 4는 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 에폭시 수지 몰드물(50)을 포함한 모습을 보여주는 구조도이며, 도 5는 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터(100)를 나타내는 구조도이다.3 is a structural diagram showing a state in which the negative lead frame 40 and the plus lead frame 30 is attached during the manufacturing process of the tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the prior art, Figure 4 is a tantalum solid electrolytic according to the prior art FIG. 5 is a structural diagram illustrating a state including an epoxy resin mold 50 during a manufacturing process of the capacitor 100. FIG. 5 is a structural diagram illustrating a tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the related art.
한편, 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터(100) 제조방법의 또 다른 문제점은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 마이너스 리드프레임(40)이 에폭시 수지 몰드물(50) 내부에서 포밍되기 때문에 굽혀진 부분에 해당하는 공간(S)이 필연적으로 요구되고, 이 공간(S)이 바로 제품의 크기를 확대하는데 있어서 또 다른 제약조건으로 작용하고 있다는 사실이다.On the other hand, another problem of the tantalum solid electrolytic capacitor 100 manufacturing method according to the prior art is bent because the negative lead frame 40 is formed in the epoxy resin mold 50 as shown in Figures 3 to 5 It is a fact that the space S corresponding to the damaged part is inevitably required, and this space S serves as another constraint in enlarging the size of the product.
그리고, 포밍에 의하여 부가되는 문제점은 소자치수가 달라질 경우 포밍금형을 수시로 교체해야만 하는 번거러움이 있고 포밍 깊이를 잘못 세팅할 경우에는 마이너스 리드프레임(40)의 노출 또는 커패시터용 소자(13)의 노출과 같은 외관상의 불량이 발생하게 되며, 이때 발생하는 기계적 스트레스는 누설전류를 증가시키는 원인이 된다.In addition, the problem added by forming is that the forming mold has to be replaced frequently when the device dimensions are different, and when the forming depth is set incorrectly, the negative lead frame 40 is exposed or the capacitor element 13 is exposed. The same appearance defects occur, and the mechanical stress generated at this time increases the leakage current.
본 발명은 탄탈와이어를 포함한 플러스 리드프레임 및 마이너스 리드프레임의 구조를 개선하고 제품의 제조공정에 이를 반영하여 커패시터용 소자의 용적률을 극대화시킬 수 있도록 함으로써 제품의 특성을 크게 향상시킨 고용량 탄탈 고체 전해커패시터 및 그 제조방법을 제공함에 있다.The present invention improves the structure of the positive lead frame and negative lead frame including tantalum wire and reflects this in the manufacturing process of the product to maximize the volumetric capacity of the capacitor element, thereby greatly improving the product characteristics of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor And to provide a method for producing the same.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 성형 및 소결을 행하고 탄탈와이어에 테프론와셔를 삽입한 탄탈소결체를 나타내는 측면도 및 정면도.1A and 1B are side and front views illustrating a tantalum sintered compact in which a teflon washer is inserted into a tantalum wire by molding and sintering during a manufacturing process of a tantalum solid electrolytic capacitor according to the prior art;
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 테프론와셔를 삽입한 탄탈소결체가 알루미늄벨트 또는 SUS벨트에 용접된 모습을 보여주는 측면도 및 정면도.Figure 2a and Figure 2b is a side view and a front view showing a state in which the tantalum sintered body inserted into the teflon washer welded to the aluminum belt or the SUS belt during the manufacturing process of the tantalum solid electrolytic capacitor according to the prior art.
도 3은 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 마이너스 리드프레임 및 플러스 리드프레임을 부착한 모습을 나타내는 구조도.3 is a structural view showing a state in which a negative lead frame and a positive lead frame attached during the manufacturing process of the tantalum solid electrolytic capacitor according to the prior art.
도 4는 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 에폭시 수지 몰드물을 포함한 모습을 보여주는 구조도.Figure 4 is a structural view showing the state including the epoxy resin mold during the manufacturing process of the tantalum solid electrolytic capacitor according to the prior art.
도 5는 종래 기술에 따른 탄탈 고체 전해커패시터를 나타내는 구조도.5 is a structural diagram showing a tantalum solid electrolytic capacitor according to the prior art.
도 6은 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조방법을 나타내는 흐름도.6 is a flow chart showing a method of manufacturing a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 탄탈소결체를 나타내는 측면도 및 정면도.7a and 7b is a side view and a front view showing a tantalum sintered body during the manufacturing process of a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 탄탈와이어를 알루미늄벨트 또는 SUS벨트에 용접된 모습을 보여주는 측면도 및 정면도.8A and 8B are side and front views showing a state in which tantalum wire is welded to an aluminum belt or an SUS belt during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 화성공정을 완료한 상태를 나타내는 측면도 및 정면도.9A and 9B are side and front views illustrating a state in which a chemical conversion process is completed during manufacturing of a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention;
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 소성공정을 완료한 상태를 나타내는 측면도 및 정면도.10A and 10B are side and front views illustrating a state in which a firing process is completed during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention;
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 카본 및 은 도포를 완료한 상태를 나타내는 측면도 및 정면도.11A and 11B are side and front views illustrating a state in which carbon and silver coating are completed during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 마이너스 리드프레임 및 플러스 리드프레임을 부착한 모습을 나타내는 구조도.12 is a structural diagram showing a state in which a negative lead frame and a plus lead frame are attached during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조과정 중 에폭시 수지 몰드물을 포함한 모습을 보여주는 구조도.Figure 13 is a structural diagram showing the appearance including the epoxy resin mold during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터를 나타내는 구조도.14 is a structural diagram showing a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention.
도 15a 및 도 15b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 용적률을 설명하기 위하여 표 2와 관련한 수치 대비를 확인하기 위한 설명도.15a and 15b are explanatory diagrams for confirming the numerical comparison with respect to Table 2 to explain the volume ratio of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭 ** Names of symbols for main parts of the drawings
12 : 탄탈소결체 13 : 커패시터용 소자12 tantalum sintered body 13 element for capacitor
20 : 탄탈와이어 21 : 테프론와셔20 tantalum wire 21 teflon washer
30 : 플러스 리드프레임 40 : 마이너스 리드프레임30: plus lead frame 40: negative lead frame
41 : 은접착제 50 : 에폭시 수지 몰드물41 silver adhesive 50 epoxy resin mold
60 : 벨트 S : 공간60: belt S: space
100 : 탄탈 고체 전해커패시터100: tantalum solid electrolytic capacitor
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
바인더를 혼합한 탄탈분말에 탄탈와이어를 삽입하고 해당 설계치수의 크기로 탄탈소자를 성형하는 단계,Inserting tantalum wire into the tantalum powder mixed with a binder and forming a tantalum element to a size of a corresponding design dimension;
상기 탄탈소자를 소결하여 탄탈소결체로 만드는 단계,Sintering the tantalum element to form tantalum sintered body,
상기 탄탈소결체의 탄탈와이어를 길이방향으로 연이어 굽힌 후 알루미늄벨트나 SUS벨트에 용접하는 단계,After bending the tantalum wire of the tantalum sintered body in the longitudinal direction and welding to the aluminum belt or the SUS belt,
상기 탄탈소결체 및 탄탈와이어의 표면에 화성피막을 성장시켜 유전체층을 만드는 단계,Forming a dielectric layer by growing a chemical film on the surfaces of the tantalum sintered body and the tantalum wire,
상기 탄탈소결체를 소성하여 고체 전해질층을 형성하는 단계,Calcining the tantalum sintered body to form a solid electrolyte layer,
카본(carbon) 및 은(silver)을 도포하여 커패시터용 소자로 만드는 단계,Applying carbon and silver to make a device for a capacitor,
상기 커패시터용 소자 외측에 은접착제를 이용하여 마이너스 리드프레임을 접착하고 상기 탄탈와이어에 플러스 리드프레임을 점용접하는 단계,Bonding a negative lead frame to the outside of the capacitor element using a silver adhesive and spot welding a positive lead frame to the tantalum wire;
상기 커패시터용 소자를 에폭시 수지로 몰딩하는 단계, 및Molding the capacitor element with an epoxy resin, and
상기 마이너스 리드프레임 및 플러스 리드프레임을 에폭시 수지 몰드물의 외측을 따라 연이어 포밍하여 완성하는 단계로 이루어지는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 하고;And a step of forming the negative lead frame and the positive lead frame by successively forming an outer side of the epoxy resin mold in a continuous manner.
탄탈와이어가 삽입된 커패시터용 소자와, 상기 커패시터용 소자에 접착된 마이너스 리드프레임과, 상기 탄탈와이어에 점용접되는 플러스 리드프레임과, 상기 커패시터용 소자를 감싸안은 에폭시 수지 몰드물을 포함하는 고용량 탄탈 고체 전해커패시터에 있어서,A high capacity tantalum comprising a capacitor element with a tantalum wire inserted therein, a negative lead frame bonded to the capacitor element, a plus lead frame spot welded to the tantalum wire, and an epoxy resin mold surrounding the capacitor element. In solid electrolytic capacitors,
상기 탄탈와이어는 길이방향으로 연이어 굽혀지는 형상을 갖는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.The tantalum wire is a basic feature of the technical configuration that has a shape that is continuously bent in the longitudinal direction.
따라서, 이러한 방법 및 구성상의 특징에 의하여 길이방향으로 연이어 굽혀진 탄탈와이어를 이용함으로써 플러스 리드프레임에 점용접할때 탄탈소자에 가해지는 기계적 스트레스를 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 이 부분에서의 커패시터용 소자의 크기를 더욱 확대할 수 있게 되어 결국 용적률의 극대화를 통한 제품의 특성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, by using the tantalum wires that are continuously bent in the longitudinal direction by such a method and configuration features, it is possible to minimize the mechanical stress applied to the tantalum element during spot welding to the plus lead frame, as well as the As the size can be further enlarged, the characteristics of the product can be greatly improved by maximizing the volume ratio.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
바인더를 혼합한 탄탈분말에 탄탈와이어를 삽입하고 해당 설계치수의 크기로 탄탈소자를 성형하는 단계,Inserting tantalum wire into the tantalum powder mixed with a binder and forming a tantalum element to a size of a corresponding design dimension;
상기 탄탈소자를 소결하여 탄탈소결체로 만드는 단계,Sintering the tantalum element to form tantalum sintered body,
상기 탄탈소결체의 탄탈와이어를 알루미늄벨트나 SUS벨트에 용접하는 단계,Welding the tantalum wire of the tantalum sintered body to an aluminum belt or an SUS belt;
상기 탄탈소결체 및 탄탈와이어의 표면에 화성피막을 성장시켜 유전체층을 만드는 단계,Forming a dielectric layer by growing a chemical film on the surfaces of the tantalum sintered body and the tantalum wire,
상기 탄탈소결체를 소성하여 고체 전해질층을 형성하는 단계,Calcining the tantalum sintered body to form a solid electrolyte layer,
카본(carbon) 및 은(silver)을 도포하여 커패시터용 소자로 만드는 단계,Applying carbon and silver to make a device for a capacitor,
상기 커패시터용 소자 외측에 은접착제를 이용하여 직선형 마이너스 리드프레임을 접착하고 상기 탄탈와이어에 플러스 리드프레임을 점용접하는 단계,Bonding a straight negative lead frame using a silver adhesive on the outside of the capacitor element and spot welding a positive lead frame to the tantalum wire;
상기 커패시터용 소자를 에폭시 수지로 몰딩하는 단계, 및Molding the capacitor element with an epoxy resin, and
상기 마이너스 리드프레임 및 플러스 리드프레임을 에폭시 수지 몰드물의 외측을 따라 연이어 포밍하여 완성하는 단계로 이루어지는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 하고;And a step of forming the negative lead frame and the positive lead frame by successively forming an outer side of the epoxy resin mold in a continuous manner.
탄탈와이어가 삽입된 커패시터용 소자와, 상기 커패시터용 소자에 접착된 마이너스 리드프레임과, 상기 탄탈와이어에 점용접되는 플러스 리드프레임과, 상기 커패시터용 소자를 감싸안은 에폭시 수지 몰드물을 포함하는 고용량 탄탈 고체 전해커패시터에 있어서,A high capacity tantalum comprising a capacitor element with a tantalum wire inserted therein, a negative lead frame bonded to the capacitor element, a plus lead frame spot welded to the tantalum wire, and an epoxy resin mold surrounding the capacitor element. In solid electrolytic capacitors,
상기 마이너스 리드프레임은 상기 커패시터용 소자 외측에 직선형으로 접착된 후 상기 에폭시 수지 몰드물의 외측을 따라 연이어 포밍되는 구조로 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.The negative lead frame is a basic feature of the technical configuration that is made of a structure that is subsequently bonded along the outside of the epoxy resin mold after being bonded linearly to the outside of the capacitor element.
따라서, 이러한 방법 및 구성상의 특징에 의하여 커패시터용 소자 외측에 직선형 마이너스 리드프레임을 접착함으로써 이 부분에서의 커패시터용 소자의 크기를 상대적으로 확대할 수 있게 되어 결국 용적률의 극대화를 통한 제품의 특성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, by attaching a linear negative lead frame to the outside of the capacitor element by such a method and configuration features, the size of the capacitor element in this portion can be relatively increased, and eventually, the characteristics of the product through maximizing the volume ratio are greatly increased. Can be improved.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
바인더를 혼합한 탄탈분말에 탄탈와이어를 삽입하고 해당 설계치수의 크기로 탄탈소자를 성형하는 단계,Inserting tantalum wire into the tantalum powder mixed with a binder and forming a tantalum element to a size of a corresponding design dimension;
상기 탄탈소자를 소결하여 탄탈소결체로 만드는 단계,Sintering the tantalum element to form tantalum sintered body,
상기 탄탈소결체의 탄탈와이어를 길이방향으로 연이어 굽힌 후 알루미늄벨트나 SUS벨트에 용접하는 단계,After bending the tantalum wire of the tantalum sintered body in the longitudinal direction and welding to the aluminum belt or the SUS belt,
상기 탄탈소결체 및 탄탈와이어의 표면에 화성피막을 성장시켜 유전체층을 만드는 단계,Forming a dielectric layer by growing a chemical film on the surfaces of the tantalum sintered body and the tantalum wire,
상기 탄탈소결체를 소성하여 고체 전해질층을 형성하는 단계,Calcining the tantalum sintered body to form a solid electrolyte layer,
카본(carbon) 및 은(silver)을 도포하여 커패시터용 소자로 만드는 단계,Applying carbon and silver to make a device for a capacitor,
상기 커패시터용 소자 외측에 은접착제를 이용하여 직선형 마이너스 리드프레임을 접착하고 상기 탄탈와이어에 플러스 리드프레임을 점용접하는 단계,Bonding a straight negative lead frame using a silver adhesive on the outside of the capacitor element and spot welding a positive lead frame to the tantalum wire;
상기 커패시터용 소자를 에폭시 수지로 몰딩하는 단계, 및Molding the capacitor element with an epoxy resin, and
상기 마이너스 리드프레임 및 플러스 리드프레임을 에폭시 수지 몰드물의 외측을 따라 연이어 포밍하여 완성하는 단계로 이루어지는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 하고;And a step of forming the negative lead frame and the positive lead frame by successively forming an outer side of the epoxy resin mold in a continuous manner.
탄탈와이어(20)가 삽입된 커패시터용 소자(13)와, 상기 커패시터용 소자(13)에 접착된 마이너스 리드프레임(40)과, 상기 탄탈와이어(20)에 점용접되는 플러스 리드프레임(30)과, 상기 커패시터용 소자(13)를 감싸안은 에폭시 수지 몰드물(50)을 포함하는 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)에 있어서,Capacitor element 13 having tantalum wire 20 inserted therein, a negative lead frame 40 bonded to the capacitor element 13, and a plus lead frame 30 spot welded to the tantalum wire 20. In the high-capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 comprising an epoxy resin mold 50 surrounding the capacitor element 13,
상기 탄탈와이어(20)는 길이방향으로 연이어 굽혀지는 형상을 갖고,The tantalum wire 20 has a shape that is continuously bent in the longitudinal direction,
상기 마이너스 리드프레임(40)은 상기 커패시터용 소자(13) 외측에 직선형으로 접착된 후 상기 에폭시 수지 몰드물(50)의 외측을 따라 연이어 포밍되는 구조로 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.The negative lead frame 40 is a basic feature of the technical configuration that is made of a structure that is subsequently bonded along the outer side of the epoxy resin mold 50 after being bonded linearly to the outside of the capacitor element (13).
따라서, 이러한 방법 및 구성상의 특징에 의하여 길이방향으로 연이어 굽혀진 탄탈와이어를 이용함으로써 플러스 리드프레임에 점용접할 때 탄탈소자에 가해지는 기계적 스트레스를 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 이 부분에서의 커패시터용 소자의 크기를 더욱 확대시킬 수 있고, 더불어 커패시터용 소자 외측에 직선형 마이너스 리드프레임을 접착함으로써 이 부분에서의 커패시터용 소자의 크기를 상대적으로 확대할 수 있게 되어 결국 용적률의 극대화를 통한 제품의 특성을 크게 향상시킬 수 있다.Therefore, by using the tantalum wire bent continuously in the longitudinal direction by this method and configuration features, it is possible to minimize the mechanical stress applied to the tantalum element when spot welding to the plus lead frame, as well as the The size can be further increased, and by attaching a linear negative lead frame to the outside of the capacitor element, the size of the capacitor element can be relatively increased in this area, and thus the product characteristics are greatly improved by maximizing the volume ratio. You can.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은The present invention for achieving the above object
바인더를 혼합한 탄탈분말에 길이방향으로 연이어 굽혀진 탄탈와이어를 삽입하면서 해당 설계치수의 크기로 탄탈소자를 성형하는 단계,Inserting tantalum wires continuously bent in the longitudinal direction into the tantalum powder mixed with a binder to form a tantalum element with a size corresponding to the design dimension;
상기 탄탈소자를 소결하여 탄탈소결체로 만드는 단계,Sintering the tantalum element to form tantalum sintered body,
상기 탄탈소결체의 탄탈와이어를 알루미늄벨트나 SUS벨트에 용접하는 단계,Welding the tantalum wire of the tantalum sintered body to an aluminum belt or an SUS belt;
상기 탄탈소결체 및 탄탈와이어의 표면에 화성피막을 성장시켜 유전체층을 만드는 단계,Forming a dielectric layer by growing a chemical film on the surfaces of the tantalum sintered body and the tantalum wire,
상기 탄탈소결체를 소성하여 고체 전해질층을 형성하는 단계,Calcining the tantalum sintered body to form a solid electrolyte layer,
카본(carbon) 및 은(silver)을 도포하여 커패시터용 소자로 만드는 단계,Applying carbon and silver to make a device for a capacitor,
상기 커패시터용 소자 외측에 은접착제를 이용하여 직선형 마이너스 리드프레임을 접착하고 상기 탄탈와이어에 플러스 리드프레임을 점용접하는 단계,Bonding a straight negative lead frame using a silver adhesive on the outside of the capacitor element and spot welding a positive lead frame to the tantalum wire;
상기 커패시터용 소자를 에폭시 수지로 몰딩하는 단계, 및Molding the capacitor element with an epoxy resin, and
상기 마이너스 리드프레임 및 플러스 리드프레임을 에폭시 수지 몰드물의 외측을 따라 연이어 포밍하여 완성하는 단계로 이루어지는 것을 그 기술적 방법상의 기본 특징으로 한다.The negative lead frame and the positive lead frame are formed by successively forming the outer lead along the outer side of the epoxy resin mold, which is a basic feature of the technical method.
따라서, 이러한 방법상의 특징에 의하여 초기에 길이방향으로 연이어 굽혀진 탄탈와이어를 이용하여 탄탈소자를 만든 후 탄탈소결체 및 커패시터용 소자로의 전환을 이어지게 하여 더욱 용이하게 제품을 완성할 수 있게 된다.Accordingly, by the method feature, tantalum elements are bent using the tantalum wires that are bent continuously in the longitudinal direction, and then the transition to tantalum sintered bodies and capacitor elements can be completed more easily.
이하, 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 동일 크기의 패키지 내에서 고용량화가 가능하며 패키지의 소형화를 가능하게 한다. 더욱 구체적으로 패키지에 들어가는 커패시터용 소자(13)의 크기를 상대적으로 확대하기 위하여 도 7a 내지 도 14와 같이 3가지 영역으로 개선한 것이다.The present invention enables a high capacity in a package of the same size and makes the package smaller. In more detail, in order to relatively increase the size of the capacitor element 13 included in the package, it is improved to three regions as shown in FIGS. 7A to 14.
첫째, 테프론와셔(21)를 삽입하지 않는다. 이렇게 하면 종래의 설명에서 언급했던 것과 같은 문제점이 발생하지 않는다. 즉, 함침액의 타고 오름에 의해 탄탈와이어(20)에 형성되던 MnO2는 도 10a에 도시된 바와 같이 탄탈와이어(20)의 굽혀진 부분까지만 성장하기 때문에 용접부에는 전혀 영향을 주지 않게 된다.First, the teflon washer 21 is not inserted. This avoids the same problems as mentioned in the prior description. That is, MnO 2 formed in the tantalum wire 20 by rising of the impregnation liquid grows only to the bent portion of the tantalum wire 20 as shown in FIG. 10A, and thus does not affect the welded portion at all.
둘째, 탄탈와이어(20)를 굽혀준다. 탄탈와이어(20)를 굽혀주면 기존의 제조방법보다 용접점을 커패시터용 소자(13)쪽으로 앞당기더라도 용접거리는 탄탈와이어(20)의 굽힘구조 때문에 상대적으로 길어지는 효과를 갖게 되어 용접시 기계적 스트레스에 의해 발생되기 쉬운 누설전류의 증가와 같은 제품의 특성 악화를 방지할 수 있다.Second, bend the tantalum wire (20). When the tantalum wire 20 is bent, even though the welding point is advanced toward the capacitor element 13 than the conventional manufacturing method, the welding distance has a relatively long effect due to the bending structure of the tantalum wire 20. It is possible to prevent deterioration of product characteristics such as increase of leakage current that is likely to occur.
셋째, 마이너스 리드프레임(40)을 직선형으로 한다. 기존의 제조방법에서는 커패시터용 소자(13)와 접합되는 마이너스 리드프레임(40)을 포밍함으로써 포밍부분에 해당하는 비효율적인 공간(S)이 필연적으로 발생하였다. 그러나 본 발명에서는 커패시터용 소자(13)와 접합되는 마이너스 리드프레임(40)을 포밍하지 않고 직선형으로 인출함으로써 포밍부분에 해당하는 공간(S)만큼 소자를 확대할 수 있어 체적증가분 만큼의 용량을 증대시킬 수 있다. 또한 포밍을 하지 않음으로써 공정이 단순해지고 포밍금형의 교환이 필요없으며 포밍시 세팅실수에 의한 불량도 방지할 수 있다.Third, the negative lead frame 40 is made straight. In the conventional manufacturing method, by forming the negative lead frame 40 bonded to the capacitor element 13, an inefficient space S corresponding to the forming portion is inevitably generated. However, in the present invention, the linear lead-out without forming the negative lead frame 40 bonded to the capacitor element 13 can be expanded by the space (S) corresponding to the forming portion, thereby increasing the capacity by the volume increase. You can. In addition, by not forming, the process is simplified, and there is no need of exchanging the forming mold, and defects due to setting errors during forming can be prevented.
본 발명은 위의 3가지 항목을 개선함으로써 아래 표 1에 세부적으로 기재한 바와 같이 기존의 제조방법에 의해 제작된 제품에 비해 커패시터용 소자(13)의 용적률을 패키지 별로 약 1.4∼2.3배 가량 확대할 수 있다. 그리고 커패시터의 3대 특성 중 하나에 해당하는 정전용량의 값을 기존의 제품보다 패키지 별로 다소 차이는 있으나 약 40∼121％가량 획기적으로 증가시킬 수 있다.By improving the above three items, the present invention enlarges the volume ratio of the capacitor element 13 by about 1.4 to 2.3 times per package, as described in Table 1 below. can do. In addition, although the capacitance value corresponding to one of the three characteristics of the capacitor is slightly different for each package than the existing products, it can be increased by about 40 to 121%.
여기서, 용적률은 전체 패키지(package)의 체적에 대한 커패시터용 소자(13)의 체적비로 산출한 수치이며, 커패시터용 소자(13)의 체적은 카본 및 은 도포가완료된 커패시터용 소자(13)의 체적을 의미한다.Here, the volume ratio is a numerical value calculated from the volume ratio of the capacitor element 13 to the volume of the entire package, and the volume of the capacitor element 13 is the volume of the capacitor element 13 on which carbon and silver have been applied. Means.
도 15a 및 도 15b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 용적률을 설명하기 위하여 표 2와 관련한 수치 대비를 확인하기 위한 설명도이다.15A and 15B are explanatory diagrams for confirming the numerical comparison with respect to Table 2 to explain the volume ratio of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention.
본 발명에 대한 보다 구체적인 패키지의 조립치수는 표 2에 나타내었고, 표 2는 본 발명을 이용한 제품의 카본/은 도포 후 커패시터용 소자의 최대 설계치수 및 용적률 산출표이다.The assembly dimensions of the more specific package according to the present invention are shown in Table 2, and Table 2 is a table for calculating the maximum design dimension and volume ratio of the device for the capacitor after carbon / silver coating of the product using the present invention.
본 발명은 기존의 제조업체들이 고용량을 실현하기 위해 생산성이 현저히 저하되는 방식을 채택하는 것과는 달리 기존의 제조방식과 유사하기 때문에 생산성의 저하없이 용이하게 고용량과 소형화를 실현할 수 있다.The present invention is similar to the existing manufacturing method, unlike the conventional manufacturers adopt a method of significantly lowering the productivity to realize a high capacity, it is possible to easily realize high capacity and miniaturization without a decrease in productivity.
더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터의 제조방법을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.More specifically, the manufacturing method of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 6은 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조방법을 나타내는 흐름도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 탄탄소결체를 나타내는 측면도 및 정면도이다.6 is a flow chart showing a method of manufacturing a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention, Figures 7a and 7b is a side view showing a carbon coalescence during the manufacturing process of a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention And front view.
본 발명에 의한 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조방법은 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 바인더를 혼합한 탄탈분말에 탄탈와이어(20)를 삽입하고 해당 설계치수의 크기로 탄탈소자(미 도시됨)를 성형한 다음 탄탈소자를 1200∼2000℃의 고진공(10-5torr 이하) 분위기에서 30분정도 소결하여 탄탈소결체(12)로 만든다. 그리고 탄탈소결체(12)의 탄탈와이어(20)를 길이방향으로 연이어 굽힌다(S10∼S20).Method for manufacturing a high-capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention inserts the tantalum wire 20 in the tantalum powder mixed with the binder as shown in Figure 7a and 7b and the tantalum element ( (Not shown) and then tantalum element is sintered for about 30 minutes in a high vacuum (10 -5 torr or less) atmosphere of 1200 ~ 2000 ℃ to make a tantalum sintered body (12). The tantalum wire 20 of the tantalum sintered body 12 is continuously bent in the longitudinal direction (S10 to S20).
이때, 미리서 길이방향으로 연이어 굽혀진 탄탈와이어(20)를 이용하여 탄탈소자를 만든 후 탄탈소결체(12) 및 커패시터용 소자(13)로의 전환을 이어지게 할 수도 있음은 물론이다.At this time, the tantalum element may be made by using the tantalum wire 20 continuously bent in the longitudinal direction in advance, and then the transition to the tantalum sintered body 12 and the capacitor element 13 may be continued.
탄탈와이어(20)를 길이방향으로 연이어 굽히는 이유는 동일한 공간 내에서 탄탈와이어(20)의 굽혀진 만큼의 길이를 연장하는 효과를 취하도록 함으로써 탄탈와이어(20)에 MnO2층이 성장하는 것을 충분히 감안한 것으로, 결국 테프론와셔(21)를 삽입하지 않기 위함이다.The reason that the tantalum wires 20 are continuously bent in the longitudinal direction is that the growth of the MnO 2 layer on the tantalum wires 20 is sufficient to have the effect of extending the length of the tantalum wires 20 in the same space. In consideration of this, the Teflon washer 21 is not inserted after all.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 탄탈와이어(20)를 알루미늄벨트(60) 또는 SUS벨트(60)에 용접된 모습을 보여주는 측면도 및 정면도로서 자동화 및 이송공정의 용이화를 위하여 알루미늄벨트(60)나 SUS벨트(60)를 이용함을 보여준 예이다(S30).8A and 8B are side and front views showing the tantalum wire 20 welded to the aluminum belt 60 or the SUS belt 60 during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention. And it is an example showing the use of the aluminum belt 60 or the SUS belt 60 to facilitate the transfer process (S30).
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 화성공정을 완료한 상태를 나타내는 측면도 및 정면도이다.9A and 9B are side and front views illustrating a state in which a chemical conversion process is completed during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 본 발명의 다음 공정은 양극산화방식에 의해 탄탈소결체(12)와 탄탈와이어(20)의 표면에 화성피막을 성장시킨다(S40). 이 단계를 구체적으로 설명하면 1wt％ 이하의 인산(H3PO4)과 같은 전해질 용액에 탄탈소결체(12)를 침적시키고 탄탈소결체(12)에 +극을 인가하고, 전해질 용액이 담긴 용기에 -극을 인가하여 전기분해를 행할 경우 산화환원 반응이 일어나게 되며 총괄반응식은 다음과 같다.9A and 9B, the next step of the present invention is to grow a chemical film on the surface of the tantalum sintered body 12 and the tantalum wire 20 by anodizing (S40). Specifically, the tantalum sintered compact 12 is deposited in an electrolyte solution such as phosphoric acid (H 3 PO 4 ) of 1 wt% or less, a positive electrode is applied to the tantalum sintered compact 12, and a-is contained in a container containing the electrolyte solution. When the electrolysis is performed by applying a pole, a redox reaction occurs and the overall reaction equation is as follows.
이때, +극이 인가된 탄탈소결체(12)와 탄탈와이어(20)의 표면에서는 산화반응이 일어나며 인가된 전압에 비례하여 유전체(Ta2O5)층이 성장하게 된다. 그리고 전해질 용액이 담긴 용기의 표면에서는 환원반응에 의해 수소기체가 발생하게 된다.At this time, an oxidation reaction occurs on the surfaces of the tantalum sintered body 12 and the tantalum wire 20 to which the + pole is applied, and the dielectric layer Ta 2 O 5 grows in proportion to the applied voltage. Hydrogen gas is generated by the reduction reaction on the surface of the vessel containing the electrolyte solution.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 소성공정을 완료한 상태를 나타내는 측면도 및 정면도이다.10A and 10B are side and front views illustrating a state in which a firing process is completed during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention.
도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이 본 발명의 다음공정은 유전체층 표면에 열분해 과정을 통해 고체전해질층을 형성시킨다(S50). 이 단계를 구체적으로 설명하면 유전체층이 성장된 탄탈소결체(12)를 10~70wt%의 질산망간[Mn(NO3)2·xH2O]용액에 함침시켜서 탄탈소결체(12)의 수많은 내부 기공속으로 질산망간액이 스며들도록 한다. 그런 다음 200~300℃의 로(furnace)에서 스팀을 공급하면서 열분해를 행한다. 이 과정에서 유전체층 표면에 10-1~100Ω㎝의 전도성을 지닌 고체전해질(MnO2)이 생성되며 반응식은 다음과 같다.As shown in FIGS. 10A and 10B, the next process of the present invention forms a solid electrolyte layer through a pyrolysis process on the surface of the dielectric layer (S50). Specifically, the internal porosity of the tantalum sintered body 12 is impregnated by impregnating the tantalum sintered body 12 with the dielectric layer grown in a 10-70 wt% manganese nitrate [Mn (NO 3 ) 2 .xH 2 O] solution. Manganese nitrate solution is permeated into Then pyrolysis is carried out while feeding steam in a furnace at 200-300 ° C. In this process, a solid electrolyte (MnO 2 ) having a conductivity of 10 −1 to 10 0 Ω㎝ is formed on the surface of the dielectric layer.
이때, 테프론와셔(21)가 없더라도 탄탈와이어(20)의 굽혀진 부분까지 MnO2층이 성장하게 된다.At this time, even without the teflon washer 21, the MnO 2 layer is grown to the bent portion of the tantalum wire 20.
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 카본 및 은 도포를 완료한 상태를 나타내는 측면도 및 정면도이고, 도 12는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 마이너스 리드프레임(40) 및 플러스 리드프레임(30)을 부착한 모습을 나타내는 구조도이며, 도 13은 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 제조과정 중 에폭시 수지 몰드물(50)을 포함한 모습을 보여주는 구조도이다.11A and 11B are side and front views illustrating a state in which carbon and silver coating are completed during the manufacturing process of the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention, and FIG. 12 is a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor according to the present invention. 100 is a structural diagram showing a state in which the negative lead frame 40 and the plus lead frame 30 is attached during the manufacturing process, Figure 13 is an epoxy resin mold during the manufacturing process of the high-capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention It is a structural diagram showing the state including the water (50).
MnO2의 표면에 접촉저항을 감소시키기 위하여 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이 카본(carbon)을 도포하고, 마이너스 극을 인출하기 위하여 은(silver)을 도포하여 커패시터용 소자(13)로 만들고(S60), 도 12에 나타낸 바와 같이 은접착제(41)를 이용하여 직선형 마이너스 리드프레임(40)을 접착함과 동시에 도 13에 도시된 바와 같이 탄탈와이어(20)에 플러스 리드프레임(30)을 점용접한 후 커패시터용 소자(13)를 에폭시 수지로 몰딩한다(S70∼S80).To reduce contact resistance on the surface of MnO 2 , carbon is coated as shown in FIGS. 11A and 11B, and silver is applied to draw a negative electrode to form a capacitor element 13. 12, the positive lead frame 30 is attached to the tantalum wire 20 as shown in FIG. 13 while the linear negative lead frame 40 is bonded using the silver adhesive 41 as shown in FIG. 12. After spot welding, the capacitor element 13 is molded with an epoxy resin (S70 to S80).
도 14는 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)를 나타내는 구조도이다.14 is a structural diagram showing a high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention.
도 14에 도시한 바와 같이 마이너스 리드프레임(40) 및 플러스 리드프레임(30)을 에폭시 수지 몰드물(50)의 외측을 따라 연이어 포밍함으로써 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)를 완성할 수 있게 된다(S90).As shown in FIG. 14, the negative lead frame 40 and the positive lead frame 30 are successively formed along the outer side of the epoxy resin mold 50 to complete the high capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 ( S90).
이와 같은 공정은 다양하게 변화될 수 있음은 물론이고, 그 구조에 있어서는 다음과 같이 정의할 수 있다.Such a process can be variously changed, and of course, the structure can be defined as follows.
즉, 본 발명에 따른 고용량 탄탈 고체 전해커패시터(100)의 구조는 탄탈와이어(20)가 삽입된 커패시터용 소자(13), 커패시터용 소자(13)에 접착된 마이너스 리드프레임(40), 탄탈와이어(20)에 점용접되는 플러스 리드프레임(30)을 기본으로 하고, 커패시터용 소자(13)를 감싸안은 에폭시 수지 몰드물(50)을 포함한다.That is, the structure of the high-capacity tantalum solid electrolytic capacitor 100 according to the present invention has a capacitor element 13 in which tantalum wire 20 is inserted, a negative lead frame 40 bonded to the capacitor element 13, and tantalum wire. Based on the plus lead frame 30 spot-welded to (20), it includes the epoxy resin mold 50 surrounding the element 13 for capacitors.
이때, 탄탈와이어(20)는 길이방향으로 연이어 굽혀지는 형상을 취하고, 마이너스 리드프레임(40)은 커패시터용 소자(13) 외측에 직선형으로 접착된 후 에폭시 수지 몰드물(50)의 외측을 따라 연이어 포밍되는 구조로 한다.At this time, the tantalum wire 20 has a shape that is continuously bent in the longitudinal direction, the negative lead frame 40 is bonded in a straight line to the outside of the capacitor element 13 and then connected along the outside of the epoxy resin mold 50 The structure is to be formed.
이상에서와 같은 구조에 의하여 도 14에 도시된 바와 같이 전체적인 패키지크기는 그대로이면서 커패시터용 소자(13)의 크기는 상대적으로 극대화될 수 있게 된다.By the structure as described above, as shown in FIG. 14, the overall package size is intact and the size of the capacitor element 13 can be relatively maximized.
따라서, 본 발명은 테프론와셔(21)를 삽입하지 않음으로써 테프론와셔(21)에 의해 야기될 수 있는 용접불량이나 기계적 스트레스에 따른 누설전류 등과 같은 특성상의 문제점을 해결할 수 있다.Accordingly, the present invention can solve the problem of characteristics such as a welding defect or a leakage current due to mechanical stress that may be caused by the Teflon washer 21 by not inserting the Teflon washer 21.
탄탈와이어(20)가 미리 굽혀져 있기 때문에 플러스 리드프레임(30) 용접시 소자에 직접적인 기계적 스트레스를 주지 않고, 소자와 용접점의 거리를 기존방법보다 짧게 하더라도 굽혀진 구조의 효과 때문에 크게 영향을 받지 않으며, 품질적으로도 안정한 제품을 제조할 수 있다.Since the tantalum wire 20 is bent in advance, even when the plus lead frame 30 is welded without direct mechanical stress on the device, even if the distance between the device and the welding point is shorter than the conventional method, the effect of the bent structure is not significantly affected. In addition, it is possible to manufacture a product that is stable in quality.
또한, 직선형 마이너스 리드프레임(40)을 사용하기 때문에 기존의 비효율적이었던 포밍부분의 공간(S)만큼 커패시터용 소자(13)의 크기를 확대할 수 있다. 이는 본 발명의 최대효과라 할 수 있으며 부가적으로 종래의 포밍된 마이너스 리드프레임(40)을 사용하지 않기 때문에 포밍금형의 교환이 필요없으며 포밍 깊이의 세팅실수에 의한 부작용 또한 방지할 수 있다.In addition, since the linear minus lead frame 40 is used, the size of the capacitor element 13 may be enlarged by the space S of the forming part which has been inefficient. This can be said to be the maximum effect of the present invention and additionally does not require the use of the conventional formed negative lead frame 40, it is not necessary to replace the forming mold and to prevent side effects due to mistakes in the setting depth of the forming depth.
그리고, 마이너스 리드프레임(40)을 포밍하지 않기 때문에 종전의 방식에서 문제시되었던 몰딩 후 핀홀현상 또한 전혀 발생하지 않는다.In addition, since the negative lead frame 40 is not formed, the post-molding pinhole phenomenon, which has been a problem in the conventional method, also does not occur at all.
더불어, 생산성에 대한 감소없이 고용량화와 소형화가 가능한 제조방식이다. 고용량화를 위해 구조를 완전히 변화시킨 방식은 생산성이 저하되는 문제점을 안고 있지만 본 발명은 기존의 기본 구조를 그대로 유지하면서 고용량화를 위해 내부구조를 변화시켰기 때문에 활용이 용이하고 양산성이 우수하다.In addition, it is a manufacturing method capable of high capacity and miniaturization without loss of productivity. The method of completely changing the structure for high capacity has a problem that the productivity is lowered, but the present invention is easy to use and excellent in mass production since the internal structure is changed for high capacity while maintaining the existing basic structure.
본 발명은 비효율적인 패키지의 내부 구조를 변화시킴으로써 기존의 제조방법에 의해 제작된 제품에 비해 소자 용적률을 패키지 별로 약 1.4∼2.3배 가량 확대가 가능하고, 커패시터의 3대 특성 중 하나에 해당하는 정전용량의 값을 기존의 제조방법에 의해 제조된 제품보다 패키지 별로 다소 차이는 있으나 약 40∼121％가량 획기적으로 증가시킬 수 있다. 따라서 본 발명을 이용할 경우 패키지의 소형화에 대한 잠재력 또한 무궁무진하다고 할 수 있다.According to the present invention, by changing the internal structure of an inefficient package, the device volume ratio can be increased by about 1.4 to 2.3 times per package, compared to a product manufactured by a conventional manufacturing method, and an electrostatic power corresponding to one of three characteristics of a capacitor The value of the capacity is slightly different for each package than the product manufactured by the conventional manufacturing method, but can be increased by about 40 to 121%. Therefore, it can be said that the potential for miniaturization of the package is also infinite when using the present invention.
직선형의 마이너스 리드프레임(40)을 사용하고 굽혀진 탄탈와이어(20)를 플러스 리드프레임(30)과 용접함으로써 커패시터용 소자(13) 크기의 극대화가 가능하며 플러스 리드프레임(30)을 용접할 때 가해질 수 있는 기계적 스트레스를 최소화시킬 수 있다.By using the straight negative lead frame 40 and welding the bent tantalum wire 20 with the positive lead frame 30, it is possible to maximize the size of the capacitor element 13 and when welding the positive lead frame 30 The mechanical stress that can be applied can be minimized.
마이너스 리드프레임(40)을 포밍하지 않기 때문에 종전의 방식에서 문제되었던 몰딩 후 핀홀현상 또한 전혀 발생하지 않는 장점이 있다.Since the negative lead frame 40 is not formed, the pinhole phenomenon after molding, which has been a problem in the conventional method, also does not occur at all.
본 발명은 테프론와셔(21)를 삽입하지 않기 때문에 불안정한 테프론와셔(21)의 삽입이나 burr로 인해 발생할 수 있는 용접불량과 기계적 스트레스를 방지하여 누설전류와 같은 특성상의 문제점을 최소화시키고 안정된 품질을 보증할 수 있다.Since the present invention does not insert the teflon washer 21, to prevent welding defects and mechanical stress caused by the insertion or burr of the unstable teflon washer 21 to minimize the problems in the characteristics such as leakage current and ensure a stable quality can do.
탄탈와이어(20)가 굽혀져 있기 때문에 플러스 리드프레임(30) 용접시 커패시터용 소자(13)에 직접적인 기계적 스트레스가 가해지지 않고, 커패시터용 소자(13)와 용접점의 거리를 기존방법보다 짧게 하더라도 굽혀진 구조의 효과 때문에 크게 영향을 받지않으며 품질적으로 안정한 제품의 제조가 가능하다.Since the tantalum wire 20 is bent, no direct mechanical stress is applied to the capacitor element 13 when the plus lead frame 30 is welded, and the distance between the capacitor element 13 and the welding point is shorter than the conventional method. Due to the effect of the bent structure, it is possible to manufacture products that are not significantly affected and of quality.
또한, 직선형의 마이너스 리드프레임(40)을 사용하기 때문에 기존의 비효율적이었던 포밍부분의 공간(S)만큼 커패시터용 소자(13)를 더욱 확대할 수 있고, 포밍된 마이너스 리드프레임(40)을 사용하지 않기 때문에 포밍금형의 교환이 필요없으며 포밍깊이의 세팅실수에 의한 부작용 또한 방지할 수가 있다.In addition, since the linear negative lead frame 40 is used, the capacitor element 13 can be further enlarged by the space S of the conventional inefficient forming part, and the formed negative lead frame 40 is not used. This eliminates the need to replace the forming mold and prevents side effects due to incorrect setting of the forming depth.
마이너스 리드프레임(40)을 포밍하지 않기 때문에 종전의 방식에서 문제시 되었던 몰딩후 핀홀현상 또한 전혀 발생하지 않는다.Since the negative lead frame 40 is not formed, the post-molding pinhole phenomenon, which has been a problem in the conventional method, also does not occur at all.
생산성의 감소없이 고용량화와 소형화가 가능하다. 고용량화를 위해 구조를 완전히 변화시킨 방식은 생산성이 저하되는 문제점을 안고 있지만 본 발명은 기존의 기본 구조를 그대로 유지하면서 고용량화를 위해 내부구조를 변화시켰기 때문에 활용이 용이하고 양산성이 우수한 효과가 있다.High capacity and small size can be achieved without reducing productivity. The method of completely changing the structure for high capacity has a problem that the productivity is lowered, but the present invention is easy to utilize and mass-produced because the internal structure is changed for high capacity while maintaining the existing basic structure.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100730084B1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-06-19 | 삼성전기주식회사 | A solid electrolytic condenser and method of manufacturing the same |
| KR100885269B1 (en) * | 2007-06-11 | 2009-02-23 | 삼성전기주식회사 | Solid electrolytic capacitor and method for preparingthe same |
| US7570480B2 (en) | 2006-09-28 | 2009-08-04 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Tantalum capacitor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US649321A (en) * | 1900-02-28 | 1900-05-08 | Samuel S Leach | Sliding-jaw wrench. |
| JPS5661120A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Chippshaped electronic part and method of manufacturing same |
| JP2001167976A (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid electrolytic capacitor |
| JP2002175937A (en) * | 2000-09-29 | 2002-06-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Chip-type solid electrolytic capacitor |
| KR20030028318A (en) * | 2001-09-29 | 2003-04-08 | 파츠닉(주) | TA capacitor using ta wire |
-
2002
- 2002-12-18 KR KR1020020081387A patent/KR20040054356A/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US649321A (en) * | 1900-02-28 | 1900-05-08 | Samuel S Leach | Sliding-jaw wrench. |
| JPS5661120A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Chippshaped electronic part and method of manufacturing same |
| JP2001167976A (en) * | 1999-12-03 | 2001-06-22 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid electrolytic capacitor |
| JP2002175937A (en) * | 2000-09-29 | 2002-06-21 | Sanyo Electric Co Ltd | Chip-type solid electrolytic capacitor |
| KR20030028318A (en) * | 2001-09-29 | 2003-04-08 | 파츠닉(주) | TA capacitor using ta wire |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100730084B1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-06-19 | 삼성전기주식회사 | A solid electrolytic condenser and method of manufacturing the same |
| US7570480B2 (en) | 2006-09-28 | 2009-08-04 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Tantalum capacitor |
| KR100885269B1 (en) * | 2007-06-11 | 2009-02-23 | 삼성전기주식회사 | Solid electrolytic capacitor and method for preparingthe same |
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