KR20040075754A - 컨덴서 장치 - Google Patents
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Abstract
퓨즈 기능을 갖고 또한 경량화, 박형화 및 소형화를 가능하게 하는 컨덴서 장치를 제조한다. 분리홈(19)에 의해 전기적으로 분리된 복수의 도전 패턴 전극(20, 21)과, 적어도 어느 하나가 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선(22)으로 상기 도전 패턴 전극(20, 21)에 각각 접속된 양극 리드(16)와 음극 리드(17)를 구비하는 컨덴서 소자(15)와, 상기 컨덴서 소자 및 도전 패턴의 전극이 되는 부분을 제외하여 피복하고, 또한 도전 패턴 전극과 컨덴서 소자를 일체로 지지하는 절연성 수지(24)로 이루어진다.
Description
본 발명은 전화기 등의 휴대 기기 등에 사용되는 퓨즈 기능을 갖는 탄탈 칩 타입의 컨덴서 장치에 관한 것이다.
칩 탄탈 컨덴서는, 예를 들면 전화기, 노트북 컴퓨터 등의 휴대 기기의 전원 회로와같이 큰 용량을 필요로 하는 부분에 사용되고 있어, 소형화, 박형화 및 경량화가 요구되고 있음과 함께 이들은 전원 회로에 이용되기 때문에 퓨즈 기능을 갖는 것이 요구되고 있다.
도 9는 칩 탄탈 컨덴서의 컨덴서 소자의 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 컨덴서 소자(1)는 금속 분말의 탄탈(Ta)(2)을 리드 인출이 되는 탄탈 봉(3)과 함께 가압, 성형한 후, 진공에서 소고(燒固)한다. 그리고 그 표면에 전기 화학적 양극 산화에 의해 탄탈 산화 피막(Ta2O5)(4)을 형성하고, 이것을 유전체로 한다.
유전체 위에 전해질로서, 질산 망간의 열분해에 의해 고체의 2산화 망간층(MnO2)(5)을 형성한다. 이 2산화 망간층(5) 위에 전기적인 접속을 행하기 위해 그래파이트층(6)을 형성한다. 그래파이트층(6)에 은 도료(7)와 도전성의 접착제를 이용하여 음극 리드(8)를 형성한다.
도 10은 상기 컨덴서 소자(1)를 이용한 종래의 칩 탄탈 컨덴서의 모형도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 전술한 바와 같이 형성된 컨덴서 소자(1)의 탄탈 봉(3)에 "ㄷ"자형으로 절곡된 양극 단자(9)를 용접점(10)에서 용접한다. 또한 도전성 접착제로 형성된 음극 리드(8)에 복잡하게 절곡된 음극 단자(11)를 압착한다. 또한 컨덴서 소자(1) 및 양극 단자(9)와 음극 단자(11)를 일부 외부에 노출시켜서 에폭시 수지(12)로 몰드하여 칩 탄탈 컨덴서를 형성하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평 1-91414호 공보
상술한 바와 같이, 종래의 칩 탄탈 컨덴서의 양극 리드 및 음극 리드는 양자 모두 절곡된 복잡한 형상의 전극 단자를 이용한 것으로, 수고가 많아지고 또한 비용이 들었다. 또한 절곡된 복잡한 형상의 전극 단자를 이용함으로써 칩 컨덴서에서 필요로 하는 소형화, 경량화 및 박형화를 달성할 수 없었다.
또한 종래의 칩 탄탈 컨덴서에 퓨즈 기능을 갖게 하기 위해서는 퓨즈를 내장하여야 하므로, 대형화 및 후형화하여, 전술한 소형화, 경량화 및 박형화를 달성하기 어렵다. 또한 퓨즈를 내장시키는 수고가 든다.
도 1은 본 발명의 컨덴서 장치의 측면도.
도 2는 본 발명의 컨덴서 장치의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 컨덴서 장치의 제조 방법을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 제조 방법을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시하는 측면도.
도 6은 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시하는 측면도.
도 7은 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시하는 측면도.
도 8은 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예를 도시하는 측면도.
도 9는 본 발명 및 종래의 컨덴서 장치에 이용하는 컨덴서 소자의 단면도.
도 10은 종래의 칩 탄탈 컨덴서의 모형도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
15 : 컨덴서 소자
16 : 양극 리드
17 : 음극 리드
19 : 분리홈
20, 21 : 도전 패턴 전극
22 : 금속 세선
24 : 절연성 수지
본 발명은 소형화, 박형화 및 경량화를 도모하면서, 퓨즈 기능을 갖는 칩형 컨덴서를 제공하는 것으로, 분리홈에 의해 전기적으로 분리된 복수의 도전 패턴 전극과, 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 상기 도전 패턴 전극에 양극 리드와 음극리드 중 적어도 어느 하나를 접속한 컨덴서 소자와, 상기 컨덴서 소자, 금속 세선 및 도전 패턴의 전극이 되는 부분을 제외하여 피복하고, 또한 도전 패턴 전극, 금속 세선과 컨덴서 소자를 일체로 지지하는 절연성 수지로 이루어지는 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 양극 리드 및 음극 리드 모두 도전 패턴 전극에 와이어 본딩된 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 각각 접속되는 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 양극 리드의 추출 위치를 어긋나게 하여 도전 패턴 전극에 와이어 본딩되어 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 접속한 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 양극 리드에는 도금으로 평탄부를 형성하고, 상기 평탄부를 도전 패턴 전극에 와이어 본딩되어 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 접속한 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 분리홈에 의해 전기적으로 분리된 복수의 도전 패턴 전극과, 적어도 어느 하나를 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 상기 도전 패턴 전극에 각각 접속된 양극 리드와 음극 리드를 구비하는 컨덴서 소자와, 상기와 다른 도전 패턴 전극의 패드에 부착된 회로 소자의 베어칩과, 상기 컨덴서 소자, 베어칩과 금속 세선 및 도전 패턴 전극의 전극이 되는 부분을 제외하여 피복하고, 또한 도전 패턴 전극과 컨덴서 소자 및 베어칩을 일체로 지지하는 절연성 수지로 이루어지는 컨덴서 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 금속 세선의 갯수에 따라 용단 전류의 크기를 조정하는 컨덴서 장치를 제공한다.
<실시 형태>
본 발명의 컨덴서 장치를 도 1 내지 도 8에 따라 설명한다.
도 1은 본 발명의 컨덴서 장치의 측면도이다. 컨덴서 소자(15)는 전술한 바와 같이 금속 분말의 탄탈 Ta와 함께 탄탈 봉을 가압, 성형한 후, 진공에서 소고한 양극 리드(16)를 갖는다. 또한 컨덴서 소자(15)는 탄탈 산화막으로 이루어지는 유전체로 형성한 2산화 망간층 위에 그래파이트층과 도전성 접착제를 이용하여 음극 리드(17)를 형성한다.
컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16) 및 음극 리드(17)는 후술하는 혼성 집적 회로 기술로 구성되어, 분리홈(19)으로 분리된 도전 패턴 전극(20, 21)에 접속된다. 양극 리드(16)는 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선(22)으로 접속된다. 금속 세선(22)은 와이어 본딩에 의해 일단을 양극 리드(16)에 접속하고, 타단을 도전 패턴 전극(20)에 접속한다.
금속 세선(22)을 양극 리드(16)에 접속하기 위해서는, 양극 리드(16)인 탄탈 봉에 와이어 본딩할 수 있게 본딩 패드 등의 평탄부를 제조해 둘 필요가 있다. 또한 와이어 본딩이 가능하도록 도금 처리를 행한 후 와이어 본딩한다. 금속 세선(22)을 와이어 본딩하는 대신에 용접해도 된다.
금속 세선(22)은 알루미늄이나 금 등으로 형성한다. 그리고 용단 전류의 크기는 본딩하는 와이어의 갯수에 따라 조정한다.
음극 리드(17)는 땜납(23)으로 도전 패턴(21)에 납땜된다. 음극 리드(17)는 그대로 상기와 다른 도전 패턴 전극(21)에 땜납(23)으로 납땜하여 고정하지만, 납땜하는 대신에 Ag 페이스트 혹은 도전성 접착제로 고정해도 된다.
컨덴서 소자(15), 양극 리드(16), 음극 리드(17), 금속 세선(22) 및 하면을 제외한 도전 패턴 전극(20, 21)은 절연성 수지(24)로 피복되어, 절연성 수지(24)에 의해, 일체로 지지되어 칩 타입의 컨덴서 장치를 형성한다.
상기 컨덴서 장치는 도전 패턴 전극(20, 21)의 하면이 노출되어 있으므로, 그대로 프린트 기판의 프린트 배선에 부착하여 전원 회로 등을 구성할 수 있다. 그리고 어떠한 원인으로 컨덴서 소자(15)가 단락되면 회로에 대전류가 흘러서, 회로 소자 등이 소손될 우려가 있지만, 본 발명의 컨덴서 장치에서는 금속 세선(22)이 먼저 용단되어, 다른 회로 소자가 소손하는 것을 방지한다.
전술에서는, 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)와 도전 패턴 전극(20)을 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선(22)으로 접속하였지만, 음극 리드(17)와 도전 패턴 전극(21)을 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 접속해도 된다.
도 2 및 도 3은 도 1의 컨덴서 장치를 특수한 혼성 집적 회로 기술을 이용하여 조립하는 과정을 설명하는 측면도이다. 우선 도 2의 (A)와 같이, 도전박(30)을 준비한다. 재료로서는 Cu를 주재료로 하는 도전박이 이용되지만, 이에 한하지 않고 Al을 주재료로 하는 도전박 또는 Fe-Ni 등의 합금으로 이루어지는 도전박이 이용된다.
다음으로 도 2의 (B)와 같이, 도전박(30)의 도전 패턴 전극(20, 21)이 되는 도전 패턴(31, 32)의 영역을 제외하여 도전박(30)이 노출하도록 포토레지스트(33, 34)를 패터닝한다. 그리고 도 2의 (C)와 같이 도전박(30)을 선택적으로 에칭하여,분리홈(19)으로 전기적으로 분리된 복수개의 도전 패턴(31, 32)을 형성한다. 이 상태에서는 도전 패턴(31, 32)의 도전 패턴 전극(20, 21)이 되는 부분이 분리홈(19)으로 분리되어 있지만, 하부는 연결되어 있다.
그런 후에 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이, 컨덴서 소자(15)의 음극 리드(17)를 도전 패턴(32)에 땜납(23)으로 납땜하여 고정한다. 그리고 금속 세선(22)의 일단을 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)의 본딩 와이어 패드에 본딩한다. 또한 금속 세선(22)의 타단을 도전 패턴(31)의 와이어 본딩 패드(33)에 본딩하여, 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)와 도전 패턴(31)을 접속한다. 이 경우에 도전 패턴(31, 32)은 아직 연결되어 있으므로 작업이 용이하다.
그런 후에 도 3의 (B)에 도시한 바와 같이, 컨덴서 소자(15), 양극 리드(16), 음극 리드(17), 금속 세선(22) 및 도전 패턴(31, 32) 전체를 절연성 수지(34)로 피복함과 함께, 이들을 지지 고정한다. 마지막으로 도 3의 (B)에 도시한 점선을 따라 절연성 수지(34)와 도전 패턴(31, 32)을 절단한다. 그에 의해 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이 도전 패턴(31, 32)이 완전히 분리됨과 함께, 절단된 부분으로부터 도전 패턴(31, 32)이 외부에 노출되는 도전 패턴 전극(18, 22)이 된다. 즉 도 1의 도시한 컨덴서 장치가 완성된다.
도 2, 도 3은 컨덴서 장치만을 특수한 혼성 집적 회로 기술을 이용하여 조립하였지만, 도 4는 다른 회로 소자와 함께 혼성 집적 회로를 조립하는 과정을 도시한 측면도이다.
도 4의 (A)는 전술한 바와 마찬가지로 하여 분리홈(19)으로 도전 패턴 전극이 되는 부분이 분리되는 도전 패턴(31, 32)을 형성하는 것 외에, 플립 칩 패드(38A)가 되는 부분이 분리홈(37)으로 분리된 도전 패턴(38)을 형성한다.
다음으로 도 4의 (B)와 같이, 컨덴서 소자(15)의 음극 리드(16)를 도전 패턴(32)에 땜납(23)으로 납땜한다. 또한 금속 세선(22)을 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)의 와이어 본딩 패드와 도전 패턴 전극(31)의 와이어 본딩 패드(33)에 본딩하여, 양극 리드(16)와 도전 패턴 전극(31)을 접속한다.
이와 함께 도전 패턴(38)에 형성된 플립칩 패드(38A)에 회로 소자로서, 예를 들면 파워 트랜지스터의 베어칩(39)을 부착하고, 베어칩(39)의 전극과 도전 패턴(32)을 금속 세선(40)을 본딩하여 접속한다.
다음으로 도 4의 (C)와 같이, 컨덴서 소자(15), 양극 리드(16), 음극 리드(17), 도전 패턴(31, 32, 38), 베어칩(39) 및 금속 세선(22, 40) 전체를 절연성 수지(24)로 피복함과 함께, 이것을 지지 고정한다.
그런 후에 도 4의 (C)에 도시한 점선을 따라, 절연성 수지(24)와 도전 패턴(31, 32, 38)을 절단한다. 그에 의해 도 4의 (D)에 도시한 바와 같이 도전 패턴(31, 32, 39)이 완전하게 분리됨과 함께, 절단된 부분으로부터 도전 패턴(31, 32, 38)이 외부에 노출된 도전 패턴 전극(20, 21, 38)이 되어, 컨덴서가 포함된 혼성 집적 회로가 완성된다.
전술에서, 회로 소자로서 파워 트랜지스터의 베어칩을 예로 들었지만, LSI의 베어칩이어도 되며, 또한 회로 소자는 1개가 아닌 필요로 하는 복수개의 회로 소자를 동시에 포함해도 된다.
도 5는 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예로서, 도 1에서는 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)와 도전 패턴 전극(20)만을 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선(22)으로 접속하였다. 그러나 컨덴서 소자(15)를 도전 패턴 전극(20, 21)과 함께 형성한 패드(42)에 고정하고, 음극 리드(17)도 도전 패턴 전극(21)에 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선(43)에 의해 접속하고 있다.
그 외에는 전술한 바와 마찬가지로, 컨덴서 소자(15), 양극 리드(16), 음극 리드(17), 하면을 제외한 도전 패턴 전극(20, 21)은 절연성 수지(24)로 피복되고, 일체로 지지되어, 칩 타입의 컨덴서 장치를 형성한다.
도 6은 동일하게 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예이다. 도 1과 다른 부분은 양극 리드(16)를 슬라이드하여 유전체 하부로부터 돌출시킨다. 그에 의해 양극 리드(16)와 도전 패턴 전극(20)을 근접시켜, 금속 세선(22)을 양극 리드(16)의 와이어 본딩 패드와의 와이어 본딩을 용이하게 하고 있다.
도 7도 본 발명의 컨덴서 장치의 다른 실시예이다. 컨덴서 소자(15)의 양극 리드(16)가 돌출되어 있는 면을 도금으로 평탄하게 한다. 그 평탄하게 하는 도금층(44)에 금속 세선(22)의 일단을 와이어 본딩하고, 금속 세선(22)의 타단을 도전 패턴 전극(20)에 와이어 본딩하고, 양극 리드(16)와 도전 패턴 전극(44)을 접속하고 있다. 그 외에는 도 5와 마찬가지이다.
도 8은 도 7과 동일하게, 양극 리드(16)가 돌출되어 있는 면을 도금층(44)으로 평탄하게 하는 컨덴서 소자(15)를 이용한 것이다. 컨덴서 소자(15)를 음극 리드(17)가 아래 방향으로 향하게 하여 종방향으로 한다. 그리고 음극 리드(17)를도전 패턴 전극(21)에 땜납(23)으로 납땜한다.
또한 컨덴서 소자(15)의 상면에 위치하는 도금층(44)에 금속 세선(22)의 일단을 와이어 본딩하고, 금속 세선(22)의 타단을 도전 패턴 전극(20)에 와이어 본딩하고, 양극 리드(16)와 도전 패턴 전극(44)을 접속하고 있다.
도 5 내지 도 8의 방법은, 도 4에 도시한 바와 같이, 컨덴서 장치와 함께, 다른 회로 소자의 베어칩을 동시에 절연성 수지로 피복하여, 지지하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한 금속 세선(22) 또는 금속 세선(43)의 갯수로 용단 전류의 크기를 조정하는 것은 동일하다.
본 발명의 컨덴서 장치는 컨덴서 소자의 양극 리드 또는 음극 리드 중 적어도 어느 하나를 분리홈에 의해 전기적으로 분리된 하나의 도전 패턴 전극에 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 접속함으로써, 별도의 퓨즈를 내장할 필요가 없다.
게다가 종래의 칩 컨덴서와 같이 전극이 되는 양극 단자 및 음극 단자에 사용하고 있던 복잡한 금속 부재가 불필요해지기 때문에, 소형화, 박형화 및 경량화를 달성할 수 있다.
또한 컨덴서 소자와 함께 혼성 집적 회로를 형성하는 다른 회로 소자의 칩도 동시에 도전 패턴에 부착되고, 절연성 수지로 피복하여 이들을 고착하면 퓨즈 기능을 갖는 컨덴서 소자를 포함한 혼성 집적 회로를 완성할 수 있다.
Claims (7)
- 분리홈에 의해 전기적으로 분리된 복수의 도전 패턴 전극과, 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 상기 도전 패턴 전극에 양극 리드와 음극 리드 중 적어도 어느 하나를 접속한 컨덴서 소자와, 상기 컨덴서 소자, 금속 세선 및 하나의 면을 제외하고 도전 패턴 전극을 피복하고, 또한 상기 도전 패턴 전극, 금속 세선과 컨덴서 소자를 일체로 지지하는 절연성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 장치.
- 제1항에 있어서,상기 양극 리드 및 음극 리드는 모두 상기 도전 패턴 전극에 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 각각 접속된 것을 특징으로 하는 컨덴서 장치.
- 제1항에 있어서,상기 양극 리드는 추출 위치를 어긋나게 하여 상기 도전 패턴 전극에 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 접속한 것을 특징으로 하는 컨덴서 장치.
- 제1항에 있어서,상기 양극 리드는 도금으로 평탄부를 형성하고, 상기 평탄부를 상기 도전 패턴 전극에 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 접속한 것을 특징으로 하는 컨덴서 장치.
- 분리홈에 의해 전기적으로 분리된 복수의 도전 패턴 전극과, 적어도 어느 하나를 퓨즈 기능을 갖는 금속 세선으로 상기 도전 패턴 전극에 각각 접속된 양극 리드와 음극 리드를 구비한 컨덴서 소자와, 상기와 다른 도전 패턴 전극의 패드에 부착된 회로 소자의 베어칩과, 상기 컨덴서 소자, 베어칩과 금속 세선 및 하나의 면을 제외하고 도전 패턴 전극을 피복하고, 또한 도전 패턴 전극과 컨덴서 소자 및 베어칩을 일체로 지지하는 절연성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 장치.
- 제1항 또는 제5항에 있어서,상기 금속 세선의 갯수에 따라 용단 전류의 크기를 조정하는 것을 특징으로 하는 컨덴서 장치.
- 제1항 또는 제5항에 있어서,상기 컨덴서 소자는 금속 분말의 탄탈을 상기 양극 리드와 함께 가압, 성형한 후, 탄탈 산화피막을 형성하여 유전체로 한 것을 특징으로 하는 컨덴서 장치.
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