KR20150125406A - 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극 리드 프레임의 양극 단자부와 탄탈 와이어에 접속되는 와이어 접속부 간의 벤딩 각을 87 내지 93°로 설정함으로써, 탄탈 와이어의 비삽입영역과 와이어 접속부의 단부가 용접되어 부착될 때 접촉되는 면적을 일정하게 유지하여 용접 불량률을 낮출 수 있는 탄탈륨 캐패시터를 제공한다.
Description
본 발명은 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
탄탈륨(tantalum: Ta) 소재는 융점이 높고 연성 및 내식성 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 정보통신과 같은 IT 산업의 급격한 발달로 인해 매년 그 사용량이 급격히 증가하는 실정이다.
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) 및 Polymer 층을 형성하며, 상기 이산화망간층 및 Polymer 층 위에 카본층 및 금속층을 형성하여 본체를 형성하며, 인쇄회로기판(PCB)의 실장을 위하여, 상기 본체에 양극 및 음극 리드 프레임을 형성하고 몰딩부를 형성하여 완성하게 된다.
이러한 탄탈륨 캐패시터 중에서 양극 리드 프레임의 일 단부를 상측으로 절곡하여 탄탈 와이어와 접속시킴으로써 캐패시터 본체의 체적 효율을 높인 일명 롱바텀(long-bottom) 구조가 있다.
그러나, 종래의 롱바텀 구조의 탄탈륨 캐패시터는 서로 용접하여 접합되는 탄탈 와이어와 양극 리드 프레임의 용접 불량율이 높은 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 탄탈 와이어와 양극 리드 프레임의 용접 불량율을 낮출 수 있는 탄탈륨 캐패시터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 양극 리드 프레임의 양극 단자부와 탄탈 와이어에 접속되는 와이어 접속부 간의 벤딩 각을 87 내지 93°의 범위로 한정한 탄탈륨 캐패시터를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 양극 리드 프레임의 양극 단자부와 탄탈 와이어의 비삽입영역에 접속되는 와이어 접속부 간의 벤딩 각을 87 내지 93°로 설정함으로써 탄탈 와이어의 비삽입영역과 와이어 접속부의 단부가 용접되어 부착될 때 접촉되는 면적을 일정하게 유지할 수 있어서 용접 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터의 개략적인 구조를 나타낸 투명 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 3은 도 2의 D 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 C 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 3은 도 2의 D 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 C 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
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 기술 분야에서 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, 각 실시 형태의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 실시 형태들을 명확하게 설명하기 위해 육면체의 방향을 정의하면, 도면 상에 표시된 L, W 및 T는 각각 길이 방향, 폭 방향 및 두께 방향을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터의 개략적인 구조를 나타낸 투명 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이고, 도 3은 도 1의 B-B'선 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터(1)는, 캐패시터 본체(10); 탄탈 와이어(11); 몰딩부(40); 양극 리드 프레임(20); 및 음극 리드 프레임(30)을 포함한다.
캐패시터 본체(10)는 탄탈 재질을 이용하여 형성되며, 음극으로서 작용한다.
캐패시터 본체(10)는 다공질의 밸브작용 금속체로 이루어지며, 상기 다공질 밸브작용 금속체의 표면에 유전체층, 고체전장질층 및 음전극층을 순차적으로 형성하여 제작할 수 있다.
일 예로서, 캐패시터 본체(10)는 탄탈 분말과 바인더를 일정 비율로 혼합하여 교반시키고, 이렇게 혼합된 분말을 압축하여 직육면체로 성형한 후 이를 고온 및 고진동 하에서 소결시켜 제작할 수 있다.
보다 구체적으로, 탄탈륨 캐패시터(Tantalum Capacitor)는 탄탈 분말(Tantalum Powder)을 소결하여 굳혔을 때 나오는 빈 틈을 이용하는 구조로서, 캐패시터 본체(10)는 탄탈 표면에 양극 산화법을 이용하여 산화 탄탈(Ta2O5)을 형성하고, 이 산화 탄탈을 유전체로 하여 그 위에 전해질인 이산화망간층(MnO2) 또는 전도성 고분자층을 형성하며, 상기 이산화망간층 또는 전도성 고분자층 위에 카본층 및 금속층을 형성하여 제작할 수 있다.
이때, 캐패시터 본체(10)는 필요시 표면에 카본 및 은(Ag)이 도포될 수 있다.
상기 카본은 캐패시터 본체(10) 표면의 접촉 저항을 감소시키기 위한 것이며, 상기 은(Ag)은 음극 리드 프레임(30) 접속시 전기 연결성을 향상시키기 위한 것이다.
이하, 본 실시 형태에서는 설명의 편의를 위해 몰딩부(40)에서 탄탈 와이어(11)가 인출되는 방향의 면을 전면으로 설정하고, 이와 수직으로 교차되는 폭 방향의 면을 양 측면으로 설정하고, 캐패시터 본체의 두께 방향에 해당하는 면을 상하 면으로 정의하기로 한다.
탄탈 와이어(11)는 양극으로 작용한다.
탄탈 와이어(11)는 캐패시터 본체(10) 내부에 위치하는 삽입영역과, 캐패시터 본체(10)의 길이 방향의 일 측면을 통해 노출되는 비삽입영역(11a)을 포함한다.
또한, 탄탈 와이어(11)는 상기 탄탈 분말과 바인더가 혼합된 분말을 압축하기 전에, 상기 탄탈 분말과 바인더의 혼합물에 삽입하여 장착할 수 있다.
즉, 캐패시터 본체(10)는 바인더를 혼합한 탄탈 분말에 탄탈 와이어(11)를 삽입 장착하여 원하는 크기의 탄탈 소자를 성형한 다음, 상기 탄탈 소자를 약 1,000 내지 2,000 ?의 고진공(10-5 torr 이하) 분위기에서 30 분 정도 소결시켜 제작할 수 있다.
몰딩부(40)는 캐패시터 본체(10) 및 탄탈 와이어(11)를 둘러싸도록 EMC(에폭시 몰딩 컴파운드; epoxy molding compound) 등의 수지를 트랜스퍼 몰딩(transfer molding)하여 형성될 수 있다.
이때, 몰딩부(40)는 제1 및 제2 음극 리드 프레임(20, 30)의 일부가 몰딩부(40)의 길이 방향의 양 측면을 통해 각각 노출되도록 형성된다.
이러한 몰딩부(40)는 외부로부터 탄탈 와이어(11) 및 캐패시터 본체(10)를 보호하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 캐패시터 본체(10)와 양극 리드 프레임(20)을 서로 절연시키는 역할을 한다.
양극 리드 프레임(20)은 몰딩부(40)의 길이 방향의 일 측면을 통해 일부가 노출된 양극 단자부와, 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역과 접속되는 와이어 접속부(21)를 포함한다.
이때, 양극 단자부는 단부에 몰딩부(40) 내에 위치하며 일 단부에 와이어 접속부(21)가 상향 절곡되어 연장 형성되는 제1 부분(22)과 몰딩부(40)의 길이 방향의 일 측면을 통해 노출되며, 제1 부분(22)의 타 단부에서 몰딩부(40)의 길이 방향의 일 측면에 밀착되도록 절곡되게 형성되는 제2 부분(23)을 포함할 수 있다.
와이어 접속부(21)는 예를 들어, 접합하는 모재의 접촉부를 통해서 통전하여 발생하는 저항열을 이용해서 가열한 다음 압력을 가해서 용접하는 저항 용접 등에 의해 탄탈 와이어(11)와 부착될 수 있으며, 일 예로서 저항 용접 방식으로, 스폿 용접을 사용하여 수행될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 와이어 접속부(21)는 탄탈 와이어(11)의 하측에서만 접촉되므로 종래의 몰딩부(40)의 길이 방향의 일 측면으로부터 연장되어 접촉되는 구조에 비해 필요한 용접 거리를 줄일 수 있다.
또한, 양극 단자부의 제2 부분(23)이 몰딩부(40)의 길이 방향의 일 측면에 형성되므로 종래의 제품 상하부에 리드 단자가 있는 구조의 캐패시터에 비해 캐패시터 본체(10)의 체적 효율을 향상시킬 수 있다.
일반적으로 측면 전극형이라 부르는 탄탈륨 캐패시터는 탄탈 와이어와 양극 리드 프레임 간의 전류 및 용접 압력을 조정하여 용접안정성을 최적화하기는 용이하지만, 제품의 전체 부피 대비 캐패시터 본체의 체적 효율이 낮은 문제점이 있다.
롱바텀 구조의 탄탈륨 캐패시터는 이러한 체적 효율의 저하를 해소할 수 있다.
그러나, 상기 롱바텀 구조의 탄탈륨 캐패시터는 양극 리드 프레임의 두께가 용접 면적이 되기 때문에, 양극 리드 프레임(20)의 와이어 접속부(21)와 양극 단자부(22)의 벤딩 각을 어떻게 조절하느냐에 따라 용접 면의 면적이 결정되고, 용접 불량률이 결정될 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 와이어 접속부(21)는 양극 단자부의 제1 부분(22)에 대해 87 내지 93°의 벤딩각(θ)을 가지며, 이러한 벤딩각의 범위에서 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역과 와이어 접속부(21)의 단부가 접촉되는 면적이 일정하게 유지되어 탄탈 와이어(11)와 와이어 접속부(21)의 용접 불량율이 약 3% 정도로 최소화될 수 있다.
이때, 와이어 접속부(21)의 양극 단자부(22)에 대한 벤딩각(θ)이 87° 미만이거나, 와이어 접속부(21)의 양극 단자부(22)에 대한 벤딩각(θ)이 93°를 초과하는 경우, 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역과 와이어 접속부(21)를 용접할 때 용접압으로 인해 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역이 내각 또는 외각으로 휘어지게 되어, 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역과 와이어 접속부(21)의 단부가 접촉되는 면적이 일정하게 유지되지 못하여 LC(leakage current) 점핑(jumping) 및 용접 불량이 다량 발생했으며, 이때 불량율은 약 28%로 확인된다.
여기서, LC 점핑은 용접 전후의 LC 레벨(level)이 뛰는 현상을 말하며, 일반적으로 안정된 용접을 하였을 때 용접 전후의 LC 레벨 값은 유사한 값이 나온다.
음극 리드 프레임(30)은 그라운드 단자로 기능할 수 있다.
또한, 음극 리드 프레임(30)은 캐패시터 본체(10)가 실장되는 실장부(31)와, 실장부(31)의 단부에서 몰딩부(40)의 길이 방향의 타 측면을 통해 노출되는 음극 단자부(32)를 포함할 수 있다.
이때, 음극 단자부(32)는 몰딩부(40)의 길이 방향의 타 측면에 밀착되도록 상향 절곡 형성될 수 있다.
한편, 본 실시 형태에서는 음극 리드 프레임(30)의 실장부(31)와 음극 단자부(32)가 일체형으로 형성되는 것으로 도시하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 필요시 음극 리드 프레임은 실장부와 음극 단자부를 분리형으로 구성하여 서로 접속되도록 배치할 수 있다.
또한, 음극 리드 프레임(30)의 실장부(31)와 캐패시터 본체(10)의 실장 면 사이에는 도전성 접착층(50)이 배치될 수 있다.
도전성 접착층(50)은 예컨대 에폭시 계열의 열경화성 수지 및 금속 분말을 포함하는 도전성 접착제를 일정량 디스펜싱 또는 점 돗팅하여 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 금속 분말은 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에서는 양극 및 음극 리드 프레임(20, 30)의 양극 및 음극 단자부(23, 32)를 몰딩부(40)의 길이 방향의 양 측면에 각각 형성함으로써 종래의 양극 및 음극 리드 프레임이 상부 또는 하부에 위치하는 탄탈륨 캐패시터에 비해 내부 용적률을 높여 캐패시터 본체의 크기를 최대화함으로써 제품의 크기를 그대로 유지하면서 정전 용량을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 탄탈 와이어의 비삽입영역의 구조에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 탄탈 와이어(11)는 비삽입영역이 서로 다른 두께와 폭을 갖는 복수의 영역으로 이루어질 수 있다.
본 실시 형태에서는 비삽입영역이 서로 다른 두께와 폭을 갖는 세 개의 제1 내지 제3 영역(11a, 11b, 11c)으로 이루어지며, 상기 비삽입영역은 탄탈 와이어(11)의 노출되는 방향을 따라 점진적으로 두께는 감소하고 폭은 넓어지는 계단형(step)으로 도시하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 비삽입영역은 예컨대 두 개의 영역으로 이루어지거나, 4개 이상의 서로 다른 영역으로 구성될 수 있다.
탄탈 와이어(11)의 비삽입영역은 탄탈 와이어(11)의 노출되는 방향을 향해 그 두께가 점차 얇아지므로, 상하 단차를 너무 크게 하는 경우 양극 리드 프레임(20)과 용접 접합시 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역이 지지되지 못하고 휘어지거나 하는 경우가 발생할 수 있다.
본 실시 형태에서와 같이, 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역을 3개 이상의 다단 계단형으로 구성하게 되면 양극 리드 프레임(20)과 용접 접합시 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역이 지지되는 힘을 증가시켜 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역이 예기치 않게 휘거나 하는 경우를 최소화시켜 용접 불량율을 더 줄일 수 있다.
일반적으로, 탄탈 와이어(11)의 직경이 굵어 탄탈 와이어가 원형에 가까운 곡면을 갖는 경우, 와이어 접속부(21)의 단부는 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역과 선 접촉을 하게 된다.
즉, 탄탈 와이어(11)를 와이어 접속부(21)의 단부에 저항 용접할 때 와이어 접속부(21)의 단부가 탄탈 와이어(11)에 접촉되는 면적이 너무 작은 경우 용접 장치의 저항 열을 균일하게 조절하기 곤란할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역에서 가장 작은 두께를 갖되 폭은 가장 넓게 형성된 제1 영역(11a)에 와이어 접속부(21)의 단부가 접촉되는 것이며, 와이어 접속부(21)가 탄탈 와이어(11)와 접촉되는 면적이 증가되므로 탄탈 와이어(11)의 제1 영역(11a)과 와이어 접속부(21)의 단부가 선 접촉이 아닌 면 접촉되면서 용접 장치의 저항 열을 균일하게 조절하여 용접 불량율을 크게 저하시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법을 설명한다.
먼저 도전성 재료로 이루어진 평판형의 양극 리드 프레임 소재와, 음극 리드 프레임 소재를 각각 마련한다.
그리고, 상기 양극 리드 프레임 소재의 일부를 금형 등을 이용하여 상향 절곡하여 양극 단자부(22)와 와이어 접속부(21)를 포함하는 양극 리드 프레임(20)을 마련한다.
이때, 와이어 접속부(21)는 양극 단자부(22)에 대해 87 내지 93°의 벤딩각(θ)을 갖도록 절곡 형성할 수 있다. 양극 단자부는 상기 벤딩각의 범위 내에서 와이어 접속부(21)와 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역의 접촉 면적을 일정하게 유지하여 용접 불량율을 최소화시킬 수 있다.
한편, 음극 리드 프레임 소재는 그 중 일부는 후술하는 실장부가 되고, 나머지 부분은 음극 단자부가 되는 음극 리드 프레임을 구성한다.
다음으로, 양극 리드 프레임(20)의 양극 단자부(22)와 음극 리드 프레임(30)을 길이 방향으로 서로 이격되어 마주보게 나란히 배치한다.
양극 리드 프레임의 양극 단자부와 음극 리드 프레임을 수평으로 배치하고 길이 방향으로 동일 선상에 배치하면 기판에 실장시 솔더 안정성이 확보될 수 있다.
양극 단자부와 음극 리드 프레임이 폭 방향으로 틀어지게 되는 경우, 기판에 실장시 솔더와의 접촉 면적이 상이해져 적층 세라믹 커패시터의 ESR(Equivalent Series Resistance, 등가직렬저항)이 저하될 수 있다.
다음으로, 음극 리드 프레임(20)의 실장부(31)의 전방측 부분의 상면에 캐패시터 본체(10)를 실장한다. 이렇게 캐패시터 본체(10)가 실장되는 부분은 앞서 실장부(31)로 지칭한 바 있다.
이때, 음극 리드 프레임(30)의 실장부(31)의 상면에는 캐패시터 본체(10)를 실장하기 이전에 도전성 접착제를 미리 도포하여 소정 두께의 도전성 접착층(50)을 형성함으로써 음극 리드 프레임(30)과 캐패시터 본체(10) 간의 고착 강도를 향상시킬 수 있다.
이후, 도전성 접착층(50)의 경화를 위해 필요시 약 160 내지 170 ℃의 온도로 진공에서 1시간 정도 경화하는 공정을 수행할 수 있다.
이와 함께, 캐패시터 본체(10)의 길이 방향의 일 측면을 통해 노출된 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역을 양극 리드 프레임(20)의 와이어 접속부(21)의 단부와 접촉되도록 한 상태에서, 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역과 와이어 접속부(21)를 저항 용접하여 서로 전기적으로 접속되도록 부착한다.
이때, 탄탈 와이어(11)는 상기 비삽입영역을 서로 다른 두께와 폭을 갖는 복수의 영역으로 이루어지도록 형성할 수 있다.
또한, 탄탈 와이어(11)는 상기 비삽입영역을 탄탈 와이어(11)의 노출되는 방향을 따라 점진적으로 두께는 감소하고 폭은 넓어지도록 형성할 수 있다.
이에, 와이어 접속부(21)의 단부를 탄탈 와이어(11)의 상기 비삽입영역에 면 접촉한 후 저항 용접하면, 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역과 와이어 접속부(21)의 접촉 면적이 커지므로 용접 불량율이 감소될 수 있다.
다음으로, 탄탈 와이어(11) 및 캐패시터 본체(10)를 둘러싸도록 EMC(에폭시 몰딩 컴파운드, epoxy molding compound) 공정을 진행하여 몰딩부(40)를 형성한다.
이때, 음극 리드 프레임(30)의 음극 단자부(32) 및 양극 리드 프레임(20)의 일부가 몰딩부(40)의 길이 방향의 양 측면을 통해 각각 노출될 수 있도록 몰딩을 실시한다.
몰딩부(40)는 외부로부터 탄탈 와이어(11) 및 캐패시터 본체(10)를 보호하는 역할을 수행한다.
이후, 몰딩부(40)의 경화를 위해 필요시 약 160 내지 170 ℃의 온도로 진공에서 1시간 정도 경화하는 공정을 수행할 수 있으며, 이러한 경화 공정은 에폭시 몰드의 재질에 따라 상이하게 변경될 수 있다.
다음으로, 몰딩부(40)의 길이 방향의 타 측면으로 노출된 음극 리드 프레임(30)의 음극 단자부(32)를 수직으로 상향 절곡하여 몰딩부(40)의 후방측 측면에 부착시킨다.
이와 함께, 몰딩부(40)의 길이 방향의 일 측면을 통해 노출된 양극 리드 프레임(20)의 양극 단자부(23)를 수직으로 상향 절곡하여 몰딩부(40)의 전방측 측면에 부착시켜 탄탈륨 캐패시터(1)를 완성한다.
이때, 양극 단자부(23) 또는 음극 단자부(32)를 절곡하기 이전에 필요시 양극 단자부(23) 또는 음극 단자부(32)의 일면에 접착제를 도포하여 몰딩부(40)와의 고착 강도를 높일 수 있다.
한편, 양극 및 음극 단자부(23, 32)는 절곡하기 전에 캐패시터 본체(10)의 크기 등을 고려하여 적당한 길이로 절단할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 탄탈 와이어(11)는 캐패시터 본체(10)를 음극 리드 프레임(30)의 실장부(31) 상에 실장하기 전에 커팅하게 되는데, 이때 블레이드(blade)의 마모로 인해 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역의 끝단에 와이어 버(wire burr)가 발생할 수 있다.
상기 와이어 버는 양극 리드 프레임(20)의 와이어 접속부(21)가 탄탈 와이어(11)와 접촉되는 면적을 감소시키며 접촉시 면 접촉이 제대로 이루어지지 않도록 하여 저항 용접시 쇼트 불량을 발생시키는 원인이 될 수 있다.
이러한 쇼트 불량을 방지하기 위해서 상기 와이어 버의 높이(I)는 0.03 mm 이하인 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구 범위에 의해 한정하고자 한다.
따라서, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
1 ; 탄탈륨 캐패시터
10 ; 캐패시터 본체
11 ; 탄탈 와이어
20 ; 양극 리드 프레임
21 ; 와이어 접속부
22, 23 ; 양극 단자부
30 ; 음극 리드 프레임
31 ; 실장부
32 ; 음극 단자부
40 ; 몰딩부
50 ; 도전성 접착층
10 ; 캐패시터 본체
11 ; 탄탈 와이어
20 ; 양극 리드 프레임
21 ; 와이어 접속부
22, 23 ; 양극 단자부
30 ; 음극 리드 프레임
31 ; 실장부
32 ; 음극 단자부
40 ; 몰딩부
50 ; 도전성 접착층
Claims (13)
- 탄탈 분말을 포함하는 캐패시터 본체;
상기 캐패시터 본체 내부에 위치하는 삽입영역과, 상기 캐패시터 본체의 길이 방향의 일 측면을 통해 노출되는 비삽입영역을 갖는 탄탈 와이어;
상기 캐패시터 본체 및 상기 탄탈 와이어를 둘러싸도록 형성되는 몰딩부;
상기 몰딩부의 길이 방향의 일 측면을 통해 노출되는 양극 단자부와, 상기 탄탈 와이어의 비삽입영역과 접속되도록 상기 양극 단자부에서 절곡되게 형성되는 와이어 접속부를 포함하며, 상기 와이어 접속부는 상기 양극 단자부에 대해 87 내지 93°의 벤딩각을 갖는 양극 리드 프레임; 및
상기 캐패시터 본체가 실장되며, 상기 몰딩부의 길이 방향의 타 측면을 통해 노출되는 음극 리드 프레임; 을 포함하는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 탄탈 와이어의 상기 비삽입영역이 서로 다른 두께와 폭을 갖는 복수의 영역으로 이루어지는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 탄탈 와이어의 상기 비삽입영역이 상기 탄탈 와이어의 노출되는 방향을 따라 점진적으로 두께는 감소하고 폭은 넓어지는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 와이어 접속부는 상기 탄탈 와이어의 상기 비삽입영역에 면 접촉되는 탄탈륨 캐패시터
- 제1항에 있어서,
상기 양극 리드 프레임의 상기 양극 단자부가 상기 몰딩부의 길이 방향의 일 측면에 밀착되도록 절곡되는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 음극 리드 프레임은, 상기 몰딩부의 길이 방향의 타 측면을 통해 노출된 부분이 상기 몰딩부의 길이 방향의 타 측면에 밀착되도록 절곡되는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 캐패시터 본체의 실장 면과 상기 음극 리드 프레임 사이에 배치되는 도전성 접착층을 더 포함하는 탄탈륨 캐패시터.
- 평판 형의 양극 단자부를 상향 절곡하여 상기 양극 단자부에 대해 87 내지 93°의 벤딩각을 갖는 와이어 접속부를 포함하는 양극 리드 프레임과, 평판 형의 음극 리드 프레임을 마련하는 단계;
상기 양극 리드 프레임의 상기 양극 단자부와 상기 음극 리드 프레임을 길이 방향으로 이격되게 배치하는 단계;
상기 음극 리드 프레임의 상면에 캐패시터 본체를 실장하고, 상기 캐패시터 본체의 길이 방향의 일 측면을 통해 노출된 탄탈 와이어의 비삽입영역에 상기 양극 리드 프레임의 상기 와이어 접속부의 단부를 접속시키는 단계;
상기 캐패시터 본체 및 상기 탄탈 와이어를 둘러싸도록 수지로 몰딩하되, 상기 양극 리드 프레임의 상기 양극 단자부와 상기 음극 리드 프레임의 일부가 길이 방향의 양 측으로 각각 노출되도록 몰딩부를 형성하는 단계; 및
상기 양극 리드 프레임의 상기 양극 단자부를 상향 절곡하여 상기 몰딩부의 길이 방향의 일 측면에 밀착시키고, 상기 음극 리드 프레임의 노출된 부분을 상향 절곡하여 상기 몰딩부의 길이 방향의 타 측면에 밀착시키는 단계; 를 포함하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 탄탈 와이어는 상기 비삽입영역을 서로 다른 두께와 폭을 갖는 복수의 영역으로 이루어지도록 형성하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 탄탈 와이어는 상기 비삽입영역을 상기 탄탈 와이어의 노출되는 방향을 따라 점진적으로 두께는 감소하고 폭은 넓어지도록 형성하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 와이어 접속부를 상기 탄탈 와이어의 상기 비삽입영역에 면 접촉한 후 저항 용접하여 접속시키는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 캐패시터 본체를 상기 음극 리드 프레임의 상면에 실장하기 이전에, 상기 음극 리드 프레임의 상면에 도전성 접착제를 도포하여 도전성 접착층을 배치하는 단계를 먼저 수행하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 캐패시터 본체는 상기 탄탈 와이어의 비삽입영역을 소정 길이로 커팅한 후 상기 음극 리드 프레임의 상면에 실장하며, 상기 탄탈 와이어의 비삽입영역의 끝단에 발생하는 와이어 버(wire burr)가 0.03mm 이하가 되도록 하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030151884A1 (en) | 2001-08-30 | 2003-08-14 | Rohm Co., Ltd. | Structure of surface-mounting solid electrolytic capacitor and method of making the same |
| US20040066607A1 (en) * | 2002-10-07 | 2004-04-08 | Avx Corporation | Electrolytic capacitor with improved volumetric efficiency |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030151884A1 (en) | 2001-08-30 | 2003-08-14 | Rohm Co., Ltd. | Structure of surface-mounting solid electrolytic capacitor and method of making the same |
| US20040066607A1 (en) * | 2002-10-07 | 2004-04-08 | Avx Corporation | Electrolytic capacitor with improved volumetric efficiency |
| US20120275083A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-11-01 | Rohm Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing the same |
| KR20140020472A (ko) * | 2012-08-08 | 2014-02-19 | 삼성전기주식회사 | 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법 |
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