KR20150016699A - 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20150016699A KR1020130092448A KR20130092448A KR20150016699A KR 20150016699 A KR20150016699 A KR 20150016699A KR 1020130092448 A KR1020130092448 A KR 1020130092448A KR 20130092448 A KR20130092448 A KR 20130092448A KR 20150016699 A KR20150016699 A KR 20150016699A
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Abstract

본 발명은, 탄탈 분말을 포함하며, 탄탈 와이어를 갖는 캐패시터 본체; 상기 탄탈 와이어의 단부가 노출되며, 상기 캐패시터 본체를 둘러싸도록 형성된 몰딩부; 상기 몰딩부 하면에 형성된 양극 실장부 및 상기 양극 실장부에서 상기 몰딩부의 일 단면에 까지 연장 형성된 양극 단자부를 포함하며, 상기 양극 단자부는 상기 탄탈 와이어와 접속된 양극 리드 프레임; 상기 캐패시터 본체 하면에 형성되며, 상기 몰딩부의 타 단면을 통해 노출된 박판 전극; 및 상기 몰딩부 하면에 상기 양극 실장부와 이격되게 형성된 음극 실장부 및 상기 음극 실장부에서 상기 몰딩부의 타 단면에 까지 연장 형성된 음극 단자부를 포함하며, 상기 음극 단자부는 상기 박판 전극과 접속된 음극 리드 프레임; 을 포함하는 탄탈륨 캐패시터를 제공한다.

Description

탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법{TANTALUM CAPACITOR AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
본 발명은 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
탄탈륨(tantalum: Ta) 소재는 융점이 높고 연성 및 내부식성 등이 우수한 기계적 또는 물리적 특징으로 인해 전기, 전자, 기계 및 화공을 비롯하여 우주 및 군사 분야 등 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되는 금속이다.
이러한 탄탈륨 소재는 안정된 양극 산화 피막을 형성시킬 수 있는 특성으로 인해 소형 캐패시터의 양극 소재로 널리 이용되고 있으며, 최근 들어 전자 및 정보 통신과 같은 IT 산업의 급격한 발달로 인해 매년 그 사용량이 급격히 증가하는 실정이다.
캐패시터는 일반적으로 전기를 일시적으로 저장하는 축전기를 말하며, 서로 절연된 2개의 평판 전극을 접근시켜 양극 사이에 유전체를 끼워 넣고 인력에 의해 전하를 대전하여 축적하는 부품으로, 두 개의 도체로 둘러싸인 공간에 전하와 전계를 가둬 정전 용량을 얻고자 할 때 이용된다.
상기 탄탈륨 소재를 이용하는 탄탈륨 캐패시터(Tantalum Capacitor)는 탄탈륨 파우더(Tantalum Powder)를 소결하여 굳혔을 때 나오는 빈 틈을 이용하는 구조로서, 탄탈 표면에 양극 산화법을 이용하여 산화 탄탈(Ta2O5)을 형성하고, 이 산화 탄탈을 유전체로 하여 그 위에 전해질인 이산화망간층(MnO2 )을 형성하며, 상기 이산화망간층 위에 카본층 및 금속층을 형성하여 본체를 형성하며, 인쇄회로기판(PCB)의 실장을 위하여, 상기 본체에 양극 및 음극을 형성하고 몰딩부를 형성하여 완성하게 된다.
종래의 탄탈륨 캐패시터는 탄탈륨 소재와 전극을 연결하기 위하여, 내부 리드 프레임이나 프레임 없이 단자를 외부로 추출하는 구조를 사용한다.
이때, 내부 리드 프레임을 사용하는 구조의 경우, 양극과 음극을 구성하는 리드 프레임에 의해 몰딩부 내 탄탈륨 소재가 차지하는 공간이 줄어들며, 정전 용량은 탄탈륨 소재의 체적에 비례하므로 이 경우 정전 용량 제한의 문제점이 있을 수 있으며, 프레임 없이 단자를 외부로 추출하는 구조의 경우 접촉하는 재료가 다수 존재함에 따라 다수의 접촉 재료에 의한 접촉 저항이 상승하므로 캐패시터의 ESR이 높아지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 프레임 없이 단자를 외부로 추출하는 구조의 경우, 음극 리드 프레임은 제품의 측면에 위치하므로, 탄탈륨 소재와 음극 리드 프레임 사이에 솔더가 형성되는 용접 거리를 확보해야 하는 등의 이유로 인해 탄탈륨 소재의 내부 용적률이 작아지므로 정전 용량이 저하되는 문제점이 있었다.
하기 특허문헌 1은 탄탈 소자를 포함하는 콘덴서에 관한 것이나, 탄탈륨 소재와 접속된 박판 전극이 몰딩부의 단면으로 인출되어 몰딩부의 일면에 형성된 음극 리드 프레임과 연결되는 구성은 개시하지 않는다.
국내공개특허공보 2002-0074339
당 기술 분야에서는, 저ESR을 구현하면서 정전 용량을 향상시킬 수 있는 탄탈륨 캐패시터에 대한 새로운 방안이 요구되어 왔다.
본 발명의 일 측면은, 탄탈 분말을 포함하며, 탄탈 와이어를 갖는 캐패시터 본체; 상기 탄탈 와이어의 단부가 노출되며, 상기 캐패시터 본체를 둘러싸도록 형성된 몰딩부; 상기 몰딩부 하면에 형성된 양극 실장부 및 상기 양극 실장부에서 상기 몰딩부의 일 단면에 까지 연장 형성된 양극 단자부를 포함하며, 상기 양극 단자부는 상기 탄탈 와이어와 접속된 양극 리드 프레임; 상기 캐패시터 본체 하면에 형성되며, 상기 몰딩부의 타 단면을 통해 노출된 박판 전극; 및 상기 몰딩부 하면에 상기 양극 실장부와 이격되게 형성된 음극 실장부 및 상기 음극 실장부에서 상기 몰딩부의 타 단면에 까지 연장 형성된 음극 단자부를 포함하며, 상기 음극 단자부는 상기 박판 전극과 접속된 음극 리드 프레임; 을 포함하는 탄탈륨 캐패시터를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 탄탈륨 캐패시터는, 상기 몰딩부와 상기 양극 실장부 및 상기 박판 전극과 상기 음극 실장부 사이에 형성된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층의 두께는 40 ㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 양극 리드 프레임은 상기 절연층의 일 단부가 끼움 결합되는 홈부가 마련되도록 상기 양극 단자부에서 상기 몰딩부 내측으로 돌출부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 탄탈륨 캐패시터는, 상기 캐패시터 본체 하면과 상기 박판 전극 사이에 형성된 도전성 접착층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 도전성 접착층은 에폭시계의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 평판 형의 양극 및 음극 리드 프레임을 마련하는 단계; 상기 양극 리드 프레임은 일 단부를 수직으로 절곡하여 양극 단자부를 형성하고, 상기 음극 리드 프레임은 일 단부를 수직으로 절곡하여 음극 단자부를 형성하며, 상기 음극 단자부에서 수직으로 박판 전극을 연장 형성하는 단계; 상기 양극 및 음극 리드 프레임을 수평으로 서로 마주보게 배치하는 단계; 상기 박판 전극의 상면에 캐패시터 본체를 실장하고, 상기 캐패시터 본체의 탄탈 와이어를 상기 양극 리드 프레임의 양극 단자부에 접속시키는 단계; 및 상기 양극 및 음극 리드 프레임의 하면이 노출되도록, 상기 캐패시터 본체를 수지로 몰딩하여 몰딩부를 형성하는 단계; 를 포함하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 양극 및 음극 리드 프레임을 서로 마주보게 배치하기 이전에, 일 단부는 상기 양극 리드 프레임 위에 지지되며, 타 단부는 상기 음극 리드 프레임과 상기 박판 전극 사이에 끼워져 결합되도록 절연층을 형성하는 단계를 더 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 양극 단자부를 형성하는 단계 이후에, 상기 양극 단자부에서 수직으로 돌출부를 연장 형성할 수 있으며, 상기 절연층의 일 단부는 상기 양극 리드 프레임과 상기 돌출부 사이에 끼워져 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 캐패시터 본체를 실장하는 단계 이전에, 상기 박판 전극의 상면에 도전성 접착제를 도포하는 단계가 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 도전성 접착제를 도포하는 단계에서, 상기 도전성 접착층은 에폭시계의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 캐패시터 본체가 박판 전극을 이용하여 음극 리드 프레임과 직접적으로 연결되며 최소화된 전류 경로를 사용하도록 하고, 이와 함께 캐패시터 본체와 음극 리드 프레임의 접촉 면적을 최대화함으로써, 탄탈륨 커패시터의 ESR을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 캐패시터 본체와 음극 리드 프레임 사이에 형성되던 솔더가 생략되므로, 이렇게 생략된 솔더의 면적만큼 캐패시터 본체의 크기를 확장하여 정전 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터의 개략적인 구조를 나타낸 투명 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 4는 도 1의 저면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 설명의 편의를 위해 몰딩부에서 탄탈 와이어가 인출되는 방향을 전방측 및 일 단면으로 설정하고, 상기 전방측과 대향하는 방향을 후방측 및 타 단면으로 설정하고, 상기 전방 및 후방측과 수직으로 교차되는 방향을 양측 및 양 측면으로 설정하고, 캐패시터 본체의 두께 방향에 해당하는 면을 상하면으로 설정하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터의 개략적인 구조를 나타낸 투명 사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터(1)는, 캐패시터 본체(10); 몰딩부(40); 양극 리드 프레임(20); 박판 전극(70); 및 음극 리드 프레임(30); 을 포함한다.
캐패시터 본체(10)는 탄탈 재질을 이용하며 소결에 의해 성형될 수 있다. 또한, 캐패시터 본체(10)는 전방측으로 인출되는 탄탈 와이어(11)를 가진다.
이러한 캐패시터 본체(10)는 일 예로서 탄탈 분말과 바인더를 일정 비율로 혼합하여 교반시키고, 혼합된 분말을 압축하여 직육면체로 성형한 후, 이를 고온 및 고진동 하에서 소결시켜 제작할 수 있다.
이때, 탄탈 와이어(11)는 상기 혼합 분말을 압축하기 전에 중심으로부터 편심되도록 상기 탄탈 분말과 바인더의 혼합물에 삽입하여 장착할 수 있다.
즉, 캐패시터 본체(10)는 바인더를 혼합한 탄탈 분말에 탄탈 와이어(11)를 삽입하여 원하는 크기의 탄탈 소자를 성형한 다음, 상기 탄탈 소자를 약 1000 내지 2000℃의 고진공(10-5 torr 이하) 분위기에서 30분 정도 소결하여 제작할 수 있다.
또한, 캐패시터 본체(10) 표면에는 카본 및 은(Ag)이 도포될 수 있다.
이때, 상기 카본은 캐패시터 본체(10) 표면의 접촉 저항을 감소시키기 위한 것이며, 상기 은(Ag)은 후술하는 음극을 인출하기 위한 것이다. 상기 은은 전기 전도도가 높은 재료로서 본 기술 분야에서 도전층을 형성하는데 대체로 많이 사용되나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
몰딩부(40)는 탄탈 와이어(11)의 단부가 전방측으로 노출되게 한 상태에서 캐패시터 본체(10)를 둘러싸도록 수지를 몰딩하여 형성될 수 있다.
양극 리드 프레임(20)은 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 양극 실장부(21)와 양극 단자부(22)를 포함한다.
양극 실장부(21)는 몰딩부(40) 하면에 부착되어 다른 전자 제품과의 전기적 연결을 위한 단자로 사용된다.
양극 단자부(22)는 양극 실장부(21)에서 상향 절곡되어 연장된 부분으로, 몰딩부(40)의 일 단면에 부착되며 탄탈 와이어(11)의 노출된 부분과 접속되어 전기적으로 연결된다.
이때, 양극 단자부(22)는 탄탈 와이어(11)의 단부와 예를 들어, 전기 용접 등에 의해 부착할 수 있으며, 특히 상기 전기 용접은 전기 스폿 용접 방식을 사용하여 수행될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 양극 단자부(22)와 몰딩부(40)의 일 단면 사이에는 고착 강도를 향상시키기 위해 도전성 접착층(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 도전성 접착층은 에폭시 계열의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함하는 도전성 접착제로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 도전성 금속 분말로 은(Ag)을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
박판 전극(70)은 캐패시터 본체(10)의 하면에 형성되며, 그 단부가 몰딩부(40)의 타 단면을 통해 노출되도록 길게 연장된다.
박판 전극(70)은 캐패시터 본체(10)와 접촉되어 전기적으로 연결된다.
이러한 박판 전극(70)은 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 예컨대 망간 및 폴리머 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 박판 전극(70)의 두께는 10 ㎛ 이하로 조절할 수 있다. 이는, 박판 전극(70)의 두께가 10 ㎛를 초과하는 경우 전기적으로 낮은 저항 면을 구현할 수 있으나, 제품의 크기가 증가하여 제품 생산 및 단가에 영향을 미칠 수 있기 때문이며, 다만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 캐패시터 본체(10)의 하면과 대응되는 박판 전극(70)의 면적이 커질수록 접촉되는 박판 전극(70)과 캐패시터 본체(10)의 면적이 증가한다. 즉, 캐패시터 본체(10)의 하면과 접촉되는 박판 전극(70)이 동일한 경우 이러한 접촉 면적은 최대가 되며, 본 발명에서는 캐패시터 본체(10)의 하면 보다 큰 박판 전극(70)을 사용하여 접촉 면적을 최대화시키게 된다.
일반적으로 캐패시터 본체(10)와 박판 전극(70)을 이상적으로 연결할 경우 접촉 면적 비율이 몰딩부(40)의 크기에 관계 없이 100%가 나오게 된다. 따라서 몰딩 크기에 증가함에 따라 접촉 면적 비율이 증가하게 된다.
예를 들면, 몰딩부의 길이×폭이 16×8 mm인 제품의 경우 캐패시터 본체와 박판 전극의 접촉 면적 비율이 35.5%인데, 몰딩부의 길이×폭이 32×16 mm인 제품의 경우 캐패시터 본체와 박판 전극의 접촉 면적 비율은 67.8%로 두 배 이상이 증가하게 된다.
즉, 종래의 탄탈륨 캐패시터와 같이 캐패시터 본체에서 몰딩부의 일 단면을 통해 솔더로 음극 리드 프레임을 연결하는 경우, 캐패시터 본체와 음극 리드 프레임이 연결된 단면적은 폭-두께 방향에 의존하며 길이 또한 몰딩부의 상하 수직 방향으로 0.1 내지 0.25 mm가 된다.
반면에, 본 실시 형태에서와 같이, 박판 전극을 이용하여 캐패시터 본체의 하면에서 전기적 연결이 이루어지는 경우, 캐패시터 본체와 박판 전극의 접촉 단면적은 폭-길이 방향으로 증가하며, 길이 또한 박판 전극에 의해 0.004 mm로 현저히 감소된다.
이로 인해, ESR 값은 32×16 mm 규격의 제품을 기준으로 약 4.1 uΩ에서 0.02 uΩ로 감소되며, 이는 제품의 크기가 증가함에 따라 ESR의 감소율 또한 감소함을 알 수 있다.
한편, 전류 경로에 있어서, 종래의 탄탈륨 콘덴서는 프레임레스의 경우 커패시터 본체의 음극 면과 몰딩부의 측면 연결을 위하여 은(Ag) 페이스트와 같은 전도성 재료에 의해 연결된 부분으로 흐르거나, 리드 프레임을 갖는 구조의 경우 리드프레임과 접촉된 부분을 통하여 흐르게 되는데, 본 실시 형태의 경우, 커패시터 본체 하면에 접촉된 박판 전극(70)을 통하여 전류가 흐를 뿐만 아니라, 커패시터 본체 측면에 연결된 면을 통하여 전류가 흐름에 따라 저항이 병렬 연결과 같은 형상이 되며, 이에 따라 ESR이 추가적으로 감소하게 된다.
한편, 캐패시터 본체(10)의 실장면인 하면과 박판 전극(70) 사이에는 고착 강도를 향상시키기 위해 도전성 접착층(50)이 형성될 수 있다.
이러한 도전성 접착층(50)은 에폭시 계열의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함하는 도전성 접착제로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 도전성 금속 분말로 은(Ag)을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
음극 리드 프레임(30)은 음극 실장부(31)와 음극 단자부(32)를 포함한다.
음극 실장부(31)는 몰딩부(40) 하면에 양극 실장부(21)와 이격되게 부착되어 다른 전자 제품과의 전기적 연결을 위한 단자로 사용된다.
음극 단자부(32)는 음극 실장부(31)에서 상향 절곡되어 연장된 부분으로, 몰딩부(40)의 타 단면에 부착되며 박판 전극(70)의 노출된 부분과 접속되어 전기적으로 연결된다.
이렇게 음극 단자부(32)는 몰딩부(40)의 타 단면에 부착되게 형성되므로 종래의 제품 상하부에 리드 단자가 있는 캐패시터에 비해 캐패시터 본체(10)의 체적 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 음극 리드 프레임(30)은 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 예컨대 망간 및 폴리머 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 몰딩부(40)와 양극 단자부(21) 및 박판 전극(70)과 음극 실장부(31) 및 박판 전극(70)과 음극 실장부(31) 사이에 개재되도록 절연층(60)이 형성될 수 있다.
절연층(60)은 캐패시터 본체(10)와 외부 단자로 이용되는 양극 실장부(21) 및 음극 실장부(31)와의 거리를 조절하는 역할 및 전기적인 쇼트(short)를 방지하기 위한 역할을 수행한다. 대체로 커패시터 본체(10)의 절연 저항은 109 ohm 이상이고, 유전상수(dielectric constant)는 5.4 이하이므로, 이러한 사항을 고려하여 절연층(60)의 두께는 40 내지 50 ㎛일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 양극 리드 프레임(20)은 양극 단자부(22)에서 몰딩부(40) 내측으로 연장되게 돌출부(23)를 후향 돌출 형성할 수 있다.
따라서, 돌출부(23)와 양극 실장부(31) 사이에 홈부가 마련되며, 이 홈부에는 절연층(50)의 일 단부가 끼워져 결합될 수 있다.
일반적으로 탄탈륨 캐패시터의 구조에서 캐패시터 본체의 체적을 크게 할수록 캐패시터의 정전 용량은 향상되나, 물리적인 부피가 증가하여 소자의 소형화에 한계가 있다.
본 실시 형태에서는 캐패시터 본체(10)가 박판 전극(70)을 이용하여 음극 리드 프레임(30)과 직접적으로 연결되며 최소화된 전류 경로(C1, C2)를 사용하도록 하고, 이와 함께 캐패시터 본체(10)와 음극 리드 프레임(30)의 접촉 면적을 최대화함으로써, 면 저항을 현저히 줄여 탄탈륨 커패시터(1)의 ESR을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 캐패시터 본체와 음극 리드 프레임 사이에 형성되던 솔더가 생략되므로, 이렇게 생략된 솔더의 면적만큼 캐패시터 본체(10)의 크기를 확장하여 정전 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 커패시터(1)의 저면도이다.
도 4를 참조하면, 양극 실장부 및 음극 실장부(21, 31)는 내측으로 단턱을 갖는 구조로 형성될 수 있다.
상기 단턱은 몰딩부의 하면으로 전극을 형성하기 위해 습식 식각을 하는 과정에서 발생하는 것이며, 에칭된 후 절연층으로 남은 부분은 단자의 역할을 하게 된다.
또한, 양극 실장부(21)는 내측으로 단턱을 갖는 부분에 오목하게 홈이 형성될 수 있다. 이는 (+, -) 극성을 확인하기 용이하도록 하는 것이며, 예컨대 양극 실장부(21)가 아닌 음극 실장부(31)에 상기의 홈을 형성해도 무방하다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터(1)의 제조 방법을 설명한다.
먼저 평판형으로 이루어진 양극 및 음극 리드 프레임(20, 30)을 마련한다.
이때, 양극 리드 프레임(20)은 전방측 단부를 수직으로 상향 절곡하여 탄탈 와이어(11)에 접촉하며 전기적으로 연결되는 양극 단자부(22)로 형성한다. 양극 단자부(22)에 대해 수직으로 연결되는 부분은 양극 실장부(21)가 된다.
또한, 음극 리드 프레임(30)은 후방측 단부를 수직으로 상향 절곡하여 음극 단자부(32)로 형성한다. 음극 단자부(32)에 대해 수직으로 연결되는 부분은 음극 실장부(31)가 된다.
그리고, 음극 단자부(32)에는 수직으로 박판 전극(70)을 연장 형성한다.
이때, 박판 전극(70)은 바람직하게 음극 실장부(31)가 마주보며 평행한 상태가 되도록 할 수 있다.
한편, 양극 및 음극 단자부(22, 32)는 절곡하기 전에 캐패시터 본체(10)의 크기 등을 고려하여 적당한 길이로 절단할 수 있다.
이때, 양극 및 음극 리드 프레임(20, 30) 위에 지지되도록 절연층(60)을 형성할 수 있다.
절연층(60)은 그 일 단부가 양극 리드 프레임(20)의 양극 실장부(21) 위에 지지되도록 하고, 타 단부는 음극 리드 프레임(30)의 음극 실장부(31)와 박판 전극(70)의 하면 사이에 끼워져 결합되도록 할 수 있다.
이때, 양극 리드 프레임(20)은 양극 단자부(22)에서 후방으로 돌출부(23)를 연장 형성할 수 있다. 따라서, 절연층(60)의 일 단부는 돌출부(23)와 양극 실장부(21) 사이에 마련된 홈부에 끼워져 결합된다.
다음으로, 양극 및 음극 리드 프레임(20, 30)을 수평으로 서로 마주보게 나란히 배치한다.
이때, 양극 및 음극 리드 프레임(20, 30)의 하면에 필요시 내열성 테이프(미도시)를 서로 연결되게 부착할 수 있다. 상기 내열성 테이프는 이후 진행되는 몰딩 공정에서 양극 및 음극 리드 프레임(20, 30)의 표면이 오염되는 것을 방지하기 위한 것이다.
다음으로, 박판 전극(70)의 상면에 캐패시터 본체(10)를 실장한다.
이와 함께, 캐패시터 본체(10)의 탄탈 와이어(11)를 양극 리드 프레임(20)의 양극 단자부(22)에 접속되도록 한 상태에서, 탄탈 와이어(11)와 양극 단자부(22)를 스폿 용접(spot welding) 또는 레이저 용접(laser welding)하거나 도전성 접착제를 도포하여 전기적으로 부착하여 탄탈 와이어(11)와 양극 리드 프레임(20)을 전기적으로 연결한다.
이때, 캐패시터 본체(10)를 실장하기 이전에 박판 전극(70)의 상면에 도전성 접착제를 먼저 도포하여 캐패시터 본체(10)와 음극 리드 프레임(30) 간의 고착 강도를 향상시킬 수 있다.
이러한 도전성 접착층(50)의 경화를 위해 이후 약 100 내지 200 ℃의 온도로 경화하는 공정을 수행할 수 있다.
상기 도전성 접착층은 에폭시계의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함할 수 있다.
다음으로, 음극 리드 프레임(30)의 음극 단자부(32)와 음극 실장부(31) 및 양극 리드 프레임(20)의 양극 단자부(22)와 양극 실장부(21)가 외부로 노출되도록 이러한 부분을 제외하고, 탄탈 와이어(11) 및 캐패시터 본체(10)를 둘러싸도록 수지 등을 몰딩하여 몰딩부(40)를 형성한다.
몰딩부(40)는 외부로부터 탄탈 와이어(11) 및 캐패시터 본체(10)를 보호하는 역할을 수행한다.
이러한 몰딩부(40) 형성 작업이 완료되면, 양극 및 음극 리드 프레임(20, 30)의 하면에 부착되어 있는 상기 내열성 테이프를 제거한다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1 ; 탄탈륨 캐패시터 10 ; 캐패시터 본체
11 ; 탄탈 와이어 20 ; 양극 리드 프레임
21 ; 양극 실장부 22 ; 양극 단자부
23 ; 돌출부 30 ; 음극 리드 프레임
31 ; 음극 실장부 32 ; 음극 단자부
40 ; 몰딩부 50 ; 도전성 접착층
60 ; 절연층 70 ; 박판 전극

Claims (11)

  1. 탄탈 분말을 포함하며, 탄탈 와이어를 갖는 캐패시터 본체;
    상기 탄탈 와이어의 단부가 노출되며, 상기 캐패시터 본체를 둘러싸도록 형성된 몰딩부;
    상기 몰딩부 하면에 형성된 양극 실장부 및 상기 양극 실장부에서 상기 몰딩부의 일 단면에 까지 연장 형성된 양극 단자부를 포함하며, 상기 양극 단자부는 상기 탄탈 와이어와 접속된 양극 리드 프레임;
    상기 캐패시터 본체 하면에 형성되며, 상기 몰딩부의 타 단면을 통해 노출된 박판 전극; 및
    상기 몰딩부 하면에 상기 양극 실장부와 이격되게 형성된 음극 실장부 및 상기 음극 실장부에서 상기 몰딩부의 타 단면에 까지 연장 형성된 음극 단자부를 포함하며, 상기 음극 단자부는 상기 박판 전극과 접속된 음극 리드 프레임; 을 포함하는 탄탈륨 캐패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부와 상기 양극 실장부 및 상기 박판 전극과 상기 음극 실장부 사이에 형성된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절연층의 두께가 40 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 양극 리드 프레임은 상기 절연층의 일 단부가 끼움 결합되는 홈부가 마련되도록 상기 양극 단자부에서 상기 몰딩부 내측으로 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캐패시터 본체 하면과 상기 박판 전극 사이에 형성된 도전성 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도전성 접착층은 에폭시계의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터.
  7. 평판 형의 양극 및 음극 리드 프레임을 마련하는 단계;
    상기 양극 리드 프레임은 일 단부를 수직으로 절곡하여 양극 단자부를 형성하고, 상기 음극 리드 프레임은 일 단부를 수직으로 절곡하여 음극 단자부를 형성하며, 상기 음극 단자부에서 수직으로 박판 전극을 연장 형성하는 단계;
    상기 양극 및 음극 리드 프레임을 수평으로 서로 마주보게 배치하는 단계;
    상기 박판 전극의 상면에 캐패시터 본체를 실장하고, 상기 캐패시터 본체의 탄탈 와이어를 상기 양극 리드 프레임의 양극 단자부에 접속시키는 단계; 및
    상기 양극 및 음극 리드 프레임의 하면이 노출되도록, 상기 캐패시터 본체를 수지로 몰딩하여 몰딩부를 형성하는 단계; 를 포함하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 양극 및 음극 리드 프레임을 서로 마주보게 배치하기 이전에, 일 단부는 상기 양극 리드 프레임 위에 지지되며, 타 단부는 상기 음극 리드 프레임과 상기 박판 전극 사이에 끼워져 결합되도록 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 양극 단자부를 형성하는 단계 이후에, 상기 양극 단자부에서 수직으로 돌출부를 연장 형성하며, 상기 절연층의 일 단부는 상기 양극 리드 프레임과 상기 돌출부 사이에 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 캐패시터 본체를 실장하는 단계 이전에, 상기 박판 전극의 상면에 도전성 접착제를 도포하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도전성 접착제를 도포하는 단계에서, 상기 도전성 접착층은 에폭시계의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170017566A (ko) * 2015-08-07 2017-02-15 삼성전기주식회사 고체 전해커패시터 및 그 실장 기판
US10028381B2 (en) 2015-07-17 2018-07-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Composite electronic component and board having the same
KR20210063887A (ko) * 2019-11-25 2021-06-02 삼성전기주식회사 전자 부품

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102109635B1 (ko) * 2014-03-21 2020-05-12 삼성전기주식회사 탄탈륨 캐패시터
KR102680001B1 (ko) * 2019-11-27 2024-07-02 삼성전기주식회사 탄탈 커패시터
KR102333082B1 (ko) 2020-01-07 2021-12-01 삼성전기주식회사 탄탈 커패시터
KR20220059151A (ko) 2020-11-02 2022-05-10 삼성전기주식회사 탄탈 커패시터

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236561B1 (en) * 1998-06-18 2001-05-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Chip type solid electrolytic capacitor and its manufacturing method
KR20020074339A (ko) 2001-03-20 2002-09-30 파츠닉(주) 탄탈 고체전해콘덴서 및 그 제조방법
JP2007258496A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Nichicon Corp チップ状固体電解コンデンサ
KR20080003011A (ko) * 2005-05-17 2008-01-04 비사이 스프라그 인코포레이티드 표면 실장 커패시터 및 이를 제조하는 방법
US20100226071A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Solid electrolytic capacitor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100878412B1 (ko) * 2006-09-28 2009-01-13 삼성전기주식회사 탄탈륨 캐패시터
KR101032206B1 (ko) * 2009-03-09 2011-05-02 삼성전기주식회사 고체 콘덴서 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6236561B1 (en) * 1998-06-18 2001-05-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Chip type solid electrolytic capacitor and its manufacturing method
KR20020074339A (ko) 2001-03-20 2002-09-30 파츠닉(주) 탄탈 고체전해콘덴서 및 그 제조방법
KR20080003011A (ko) * 2005-05-17 2008-01-04 비사이 스프라그 인코포레이티드 표면 실장 커패시터 및 이를 제조하는 방법
JP2007258496A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Nichicon Corp チップ状固体電解コンデンサ
US20100226071A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Solid electrolytic capacitor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10028381B2 (en) 2015-07-17 2018-07-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Composite electronic component and board having the same
KR20170017566A (ko) * 2015-08-07 2017-02-15 삼성전기주식회사 고체 전해커패시터 및 그 실장 기판
US10811195B2 (en) 2015-08-07 2020-10-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Solid electrolytic capacitor and board having the same
KR20210063887A (ko) * 2019-11-25 2021-06-02 삼성전기주식회사 전자 부품
US11264178B2 (en) 2019-11-25 2022-03-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Electronic component

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