KR20160013746A - 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 양극 단자의 하면에서 와이어접속부의 내부로 연장되게 홈부가 형성되는 탄탈륨 캐패시터; 및 도전성 금속 판재 중 일부를 아래쪽에서 위로 가압하여 양극 단자의 와이어접속부를 형성하는 탄탈륨 캐패시터 제조방법을 제공한다.
Description
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.
종래의 탄탈륨 캐패시터는 양극 단자가 외부 전극으로 사용되는 메인 프레임과 상기 메인 프레임과 탄탈 와이어를 연결하기 위해 상기 메인 프레임에서 탄탈 와이어의 높이만큼 연장되는 서브 프레임으로 이루어진다.
이때, 상기 메인 프레임과 서브 프레임은 각각 분리 제작된 후 용접 공정에 의해 서로 연결된다.
그러나, 이러한 용접 공접은, 전체 제조 공정을 복잡하게 함은 물론 용접과정에서 과도한 작업시간 발생 및 불량품 발생 등의 문제점이 발생하여 탄탈륨 캐패시터의 생산수율을 저하시키는 원인이 되는 것이었다.
본 발명의 목적은, 양극 단자 제조시 용접 공정을 배제시켜 제조 공정을 단순화시키고 생산수율을 향상시키며 불량품 발생률을 줄일 수 있도록 한 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 양극 단자의 하면에서 와이어접속부의 내부로 연장되게 홈부가 형성되는 탄탈륨 캐패시터를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 도전성 금속 판재 중 일부를 아래쪽에서 위로 가압하여 양극 단자의 와이어접속부를 형성하는 탄탈륨 캐패시터 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 탄탈륨 캐패시터 제조 공정에서 양극 단자 제조시 용접 공정을 배제시켜, 제조 공정을 단순화시키면서, 제품의 생산수율을 향상시키며 불량품 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터를 개략적으로 나타낸 투명사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 3은 도 1의 탄탈륨 캐패시터를 저면이 보이도록 나타낸 투명 저면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터를 대략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터에서 양극 단자의 제조 과정을 순서대로 나타낸 측단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터에서 양극 단자의 추가 제조 과정을 순서대로 나타낸 측단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 3은 도 1의 탄탈륨 캐패시터를 저면이 보이도록 나타낸 투명 저면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터를 대략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터에서 양극 단자의 제조 과정을 순서대로 나타낸 측단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터에서 양극 단자의 추가 제조 과정을 순서대로 나타낸 측단면도이다.
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 도면에서 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 실시 형태에서는 설명의 편의를 위해 캐패시터 본체에서 탄탈 와이어가 노출되는 방향을 전방으로 설정하고, 상기 전방과 대향하는 방향을 후방으로 설정하며, 상기 전방 및 후방과 수직으로 교차되는 방향을 양측으로 설정하고, 캐패시터 본체의 두께 방향에 해당하는 양면을 상면 및 하면(또는 실장 면)으로 설정하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터를 개략적으로 나타낸 투명사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선 단면도이고, 도 3은 도 1의 탄탈륨 캐패시터를 저면이 보이도록 나타낸 투명 저면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터는, 캐패시터 본체(10); 탄탈 와이어(11); 양극 단자(20); 음극 단자(30); 및 몰딩부(40)를 포함한다.
캐패시터 본체(10)는 탄탈 분말을 포함하여 형성되며, 캐패시터의 음극으로 작용한다.
캐패시터 본체(10)는 다공질의 밸브 작용 금속체로 이루어지며, 상기 다공질의 밸브 작용 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.
또한, 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 캐패시터 본체(10)를 음극 단자(20)에 상기 전기적 연결 수단 등을 통해 전기적으로 접속시킬 때 전기 연결성을 향상시키기 위한 것이다.
탄탈 와이어(11)는 캐패시터의 양극으로 작용한다.
이러한 탄탈 와이어(11)는 캐패시터 본체(10)의 내부에 각각 위치하는 삽입영역과, 캐패시터 본체(10)의 전방의 일 측면을 통해 노출되도록 상기 삽입 영역에서 연장되게 형성되는 비삽입영역을 포함한다.
본 실시 형태에 탄탈 와이어(11)는 캐패시터 본체(10)의 길이 방향의 일 측면을 통해 각각 노출되도록 구성되나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 본 발명의 탄탈 와이어(11)는 필요시 캐패시터 본체(10)의 폭 방향의 일 측면을 통해 노출되도록 구성될 수 있으며, 이 경우 양극 단자 및 음극 단자도 이와 대응되게 몰딩부(40)의 폭 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다.
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 약 30 분 정도 소결시켜 제작할 수 있다.
이때, 탄탈 와이어(11)는 캐패시터 본체(10)의 길이 방향으로 동일한 선상에 위치하도록 배치될 수 있다.
양극 단자(20)은 니켈/철 합금 등의 도전성 금속으로 이루어질 수 있으며, 양극 단자부(21) 및 와이어접속부(22)를 포함할 수 있다.
양극 단자부(21)는 몰딩부(40)의 하면으로 노출되며, 다른 전자 제품과의 전기적 연결을 위한 연결 단자로 사용될 수 있다.
또한, 양극 단자부(21)는 상면 중 일부에 단턱(21a)이 형성될 수 있다.
이때, 단턱(21a)은 캐패시터 본체(10)와 양극 단자부(21)와 접촉되어 쇼트가 발생되는 것을 방지하기 위한 역할을 한다.
와이어접속부(22)는 양극단자부(21)의 상면 중 일부에서 상측으로 돌출되는 부분으로서, 상단이 탄탈 와이어(11)와 접속되어 전기적으로 연결된다.
이때, 와이어접속부(22)의 상단부는 사각 또는 곡면 등 다양하게 변경될 수 있다.
이때, 와이어접속부(22)와 탄탈 와이어(11)는, 예를 들어, 전기 용접 등에 의해 서로 부착할 수 있다.
특히, 상기 전기 용접은 전기 스폿 용접 방식을 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 와이어접속부(22)는 내측에 T-방향으로 홈부(23)가 형성되며, 이때 홈부(23)는 하면이 개방된 형태를 가진다.
홈부(23)는 후술하는 몰딩부(40) 형성시 홈부(23) 내부로 몰딩 재료가 채워지면서 양극 단자(30)와 몰딩부(40) 간의 결합력을 강화시켜서 양극 단자(20)의 고착 강도를 향상시켜 탄탈륨 캐패시터를 기판 등에 실장시 솔더링에 의한 불량을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 홈부(23)의 폭에 따라 와이어접속부(22)의 상단 폭도 변하게 된다. 즉, 홈부(23)의 폭이 넓게 형성되는 경우, 와이어접속부(22)와 탄탈 와이어(11)가 접촉하는 면적이 이와 비례하여 넓어지게 되므로 이에 따라 커패시터의 ESR이 저감되고 탄탈 와이어(11)와의 용접시 용접불량률이 줄어드는 효과가 발생할 수 있다.
따라서, 양극 단자(30)는 몰딩부(40)와의 결합강도 증가 및 와이어접속부(22)의 탄탈 와이어(11)와의 결합강도 증가로 인해 고착강도가 크게 향상될 수 있다.
이때, 홈부(23) 상단부는 사각 또는 곡면 등 다양하게 변경될 수 있다.
음극 단자(30)는 니켈/철 합금 등의 도전성 금속으로 이루어질 수 있다.
음극 단자(30)는 양극 단자(20)의 양극 단자부(21)와 서로 L-방향으로 평행하게 이격되어 배치되며, 하면은 몰딩부(40)의 하면으로 노출되어 다른 전자 제품과의 전기적 연결을 위한 연결 단자로 사용될 수 있다.
음극 단자(32)의 상면은 예를 들어 캐패시터 본체(10)와의 접합 면적을 확보하기 위해 평평하게 구성될 수 있으며, 그 위에 캐패시터 본체(10)가 실장되어 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 음극 단자(30)는 하면 중 일부에 몰딩부(41)가 형성되도록 단턱(33)을 가질 수 있다.
예컨대, 본 실시 형태에서 상기 단턱의 구조는 몰딩부(40)의 하면으로 음극 단자(30)가 노출되도록 하기 위해 음극 단자(30)을 구성하는 제2 도전성 금속 판재를 습식 식각하는 과정이나 또는 스탬핑(stamping) 등 구성되는 것이다.
또한, 본 실시 형태에서는 단턱(33)을 기준으로 음극 단자(30)가 음극 단자부(31)와 캐패시터 본체(10)가 실장되는 음극 실장부(32)로 구분될 수 있다.
한편, 음극 단자(30)의 음극 실장부(32)의 상면과 캐패시터 본체(10)의 하면 사이에는 음극 단자(30)의 고착 강도를 향상시키기 위해 도전성 접착층(50)이 형성될 수 있다.
이러한 도전성 접착층(50)은 예컨대 에폭시 계열의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함하는 도전성 접착제를 일정량 디스펜싱 또는 점 돗팅하여 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 도전성 금속 분말로 은(Ag)을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
몰딩부(40)는 캐패시터 본체(10)를 둘러싸도록 EMC(에폭시 몰딩 컴파운드; epoxy molding compound) 등의 수지를 트랜스퍼 몰딩(transfer molding)하여 형성될 수 있다.
이러한 몰딩부(40)는 외부로부터 탄탈 와이어(11) 및 캐패시터 본체(10)를 보호하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 캐패시터 본체(10)와 양극 단자(20)를 서로 절연시키는 역할을 한다.
이때, 몰딩부(40)는 양극 단자(20)의 양극 단자부(21)의 하면 및 음극 단자 (30)의 음극 단자부(31)의 하면이 노출되도록 형성된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터를 대략적으로 나타낸 단면도이다.
여기서, 캐패시터 본체(10), 탄탈 와이어(11), 음극 단자(30) 및 몰딩부(40)의 구조는 앞서 설명한 일 실시 형태와 유사하므로 중복을 피하기 위하여 이에 대한 구체적인 설명을 생략하며, 앞서 설명한 실시 형태와 상이한 구조를 갖는 양극 단자에 대해 구체적으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 홈부(23')는 양극 단자부(21)에 T-방향으로 형성되는 제1 홈부(23)와, 와이어접속부(22)에 T-방향으로 형성되는 제2 홈부(23b)를 포함한다.
제2 홈부(23b)는 제1 홈부(23a)와 연통되며, 제1 홈부(23a) 보다 좁은 폭으로 형성되며, 이때 와이어접속부(22)는 앞서 일 실시 형태에 비해 더 높게 형성될 수 있다.
즉, 홈부(23')를 2단 구조로 구성함으로써, 와이어접속부(22)와의 접속성은 그대로 유지하면서, 상대적으로 넓은 폭으로 형성된 제1 홈부(23a)에는 상대적으로 많은 량의 몰딩 재료가 채워지도록 하여 양극 단자(30)와 몰딩부(40) 간의 결합력을 강화시켜서 양극 단자(20)의 고착 강도를 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법을 설명한다.
먼저 평판 형으로 이루어진 제1 도전성 금속 판재(200)를 이용하여 양극 단자부(21)와 와이어접속부(22)를 포함하는 양극 단자(20)를 마련한다.
제1 도전성 금속 판재(200)는 펀칭, 스탬핑 등을 사용한 금형 방법 또는 에칭에 의한 방법 등에 의해 제작되며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 도면 부호 200은 앞서 설명한 도 2의 도면 부호 21과, 도면 부호 220은 앞서 설명한 도 2의 도면부호 22와 대응되는 부분이다.
양극 단자(20)는, 예컨대 블랭킹(blanking)과 같은 방법으로, 제1 도전성 금속 판재(200) 중 일부를 아래쪽에서 위로 가압하여 상측으로 돌출시켜서, 제1 도전성 금속 판재(200)의 수평으로 남아 있는 부분이 양극 단자부(21)가 되고, 상측으로 돌출되는 부분(220)은 상단이 탄탈 와이어(11)의 비삽입영역과 접속되어 전기적으로 연결되는 와이어접속부(22)가 된다.
이때, 제1 도전성 금속 판재(200)는 구리 또는 니켈 중 적어도 하나를 포함하는 합금일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1 도전성 금속 판재(200)의 두께는 예컨대 0.1 내지 0.2 mm일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터에서 양극 단자의 제조 과정을 순서대로 나타낸 측단면도이다.
본 실시 형태의 양극 단자(20)는, 제1 도전성 금속 판재(200) 위에 하면이 개방된 성형홈부(321)를 가지는 성형 다이(Die; 320)를 접촉되게 배치하고(도 5a), 제1 도전성 금속 판재(200)의 아래쪽에서 위로 펀치(310)를 이용하여 가압하여 제1 도전성 금속 판재(200) 중 일부를 다이(320)의 성형홈부(321) 내부로 상승시킨다(도 5b).
이때, 펀치(310)의 가압력이 하측의 시작 지점 보다 상측의 완료 시점에서 작아지도록 배압(counter-pressure)을 제공하면서 펀치(310)를 다이(320)의 성형홈부(321)의 상단까지 가압한 후 원래 위치로 복귀시키면(도 5c 및 도 5d) 하면이 개방된 홈부(210)를 가지는 돌출부(220)가 다이(320)의 성형홈부(321)와 대응하는 형태로 형성된다.
이때, 배압이 적정하지 않은 경우, 즉 상측으로 펀치(310)의 가압력만 작용하는 경우 펀치(310)가 돌출부(220)의 단부를 관통하여 홀(hole)이 형성되면서 불량이 발생될 수 있다.
또한, 제1 도전성 금속 판재(200)의 하단에서 작용하는 가압력은 제1 도전성 금속 판재(200)에서 돌출부(220)의 주변 부분도 위로 늘어지도록 하는데, 이때 배압에 의해 상기 제1 도전성 금속 판재(200)의 늘어짐이 방지되면서 돌출부(220)만 상측으로 곧게 돌출 형성되는 것이다.
또한, 돌출부(220)는 다이(320))의 성형홈부(321)의 상단 내부 형상을 사각 또는 곡면으로 변경함으로써 돌출부(220)의 상단부도 이와 부합되는 사각 또는 곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 홈부(210)는 펀치(310)의 상단부 형상을 사각 또는 곡면으로 변경함으로써 홈부(210)의 상단부도 이와 부합되는 사각 또는 곡면으로 형성될 수 있다.
이후, 제1 도전성 금속 판재(200)를 각각의 돌출부(220) 별로 구분되게 절단하면 양극 단자부(21)와 양극 단자부(21)에서 일부가 상측으로 돌출되게 형성된 와이어접속부(22)를 포함하는 양극 단자(20)를 제조할 수 있다.
여기서, 미설명된 도면 부호 300은 복수의 펀치(310)를 지지하는 지지대이다.
본 실시 형태에 따르면, 종래의 양극 단자 제조시 양극 단자부와 와이어접속부를 각각 제조한 후 용접하여 접합하는 공정이 생략되므로 원가를 절감하고, 생산수율 및 제품의 특성을 향상시킬 수 있다.
이때, 펀치(310)의 크기를 조절하면 이에 따라 홈부(210)의 폭이 조절되며, 따라서 돌출부(220)의 폭도 그에 부합되어 변하게 된다. 즉, 펀치(310)의 폭을 넓게 하여 홈부(210)의 폭을 넓게 형성하는 경우 후에 와이어접속부가 되는 돌출부(220)와 탄탈 와이어(11)가 접촉하는 면적을 넓게 확장시킬 수 있어서, 이 경우 커패시터의 ESR을 저감시키고, 용접불량을 줄이는 효과가 발생될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 탄탈륨 캐패시터에서 양극 단자의 추가 제조 과정을 순서대로 나타낸 측단면도이다.
본 실시 형태의 양극 단자(20)는, 제1 도전성 금속 판재(200) 위에서 돌출부(220)의 마주보는 양측에 펀치(331, 332)를 배치하고 압축 가압한다(도 6a 및 6b).
이후, 펀치(331, 332)를 원래 위치로 복귀시키면(도 5c) 앞서 일 실시 형태에 비해 더 얇게 형성된 홈부(230)를 가져 더 높게 형성되는 돌출부(220)가 완성된다.
이때, 돌출부(220) 내에 형성된 홈부(230)는 제1 도전성 금속 판재(200)에 형성된 홈부(210)와 연통되는 구조로서, 돌출부(220) 내에 형성된 홈부(230)의 폭은 제1 도전성 금속 판재(200)에 형성된 홈부(210)의 폭 보다 좁게 형성된다.
그리고, 제2 도전성 금속 판재를 적절한 크기로 절단하여 음극 단자(30)를 마련한다.
이때, 상기 제2 도전성 금속 판재는 제1 도전성 금속 판재(200)와 동일한 재료일 수 있으며, 구리 또는 니켈 중 적어도 하나를 포함하는 합금일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 음극 단자(30)는 상기 제2 도전성 금속 판재의 하면 중 일부를 습식 식각 등으로 처리하여 단턱(33)을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 단턱(33)을 기준으로 음극 단자(30)가 음극 단자부(31)와 캐패시터 본체(10)가 실장되는 음극 실장부(32)로 구분될 수 있다.
이때, 단턱(33)은 후술하는 캐패시터 본체(10)의 둘레를 수지 등으로 몰딩할 때 음극 단자(30)의 하면 중 일부(41)에 몰딩 재료가 채워져 몰딩부의 일부(41)를 형성하도록 하여 음극 단자(30)와 몰딩부(40) 간의 고착 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다.
다음으로, 양극 및 음극 단자(20, 30)를 L-방향으로 서로 마주보게 나란히 배치한다.
이때, 양극 및 음극 단자(20, 30)의 하면에는 필요시 내열성 테이프(미도시)를 서로 연결되게 부착할 수 있다.
상기 내열성 테이프는 이후 진행되는 몰딩 공정에서 양극 및 음극 단자(20, 30)의 표면이 오염되는 것을 방지하기 위한 것이다.
다음으로, 음극 단자(30)의 음극 실장부(32) 위에 탄탈 분말을 포함하며 일 측면을 통해 노출되는 탄탈 와이어(11)를 가지는 캐패시터 본체(10)를 실장한다.
이때, 캐패시터 본체(10)의 탄탈 와이어(11)는 양극 단자(20)의 와이어접속부(22)의 상단과 접속된다.
즉, 캐패시터 본체(10)의 탄탈 와이어(11)를 양극 단자(20)의 와이어접속부(22)의 상단과 접촉되도록 한 상태에서, 탄탈 와이어(11)와 와이어연결부(22)를 스폿 용접(spot welding) 또는 레이저 용접(laser welding)하거나 도전성 접착제를 도포하여 전기적으로 부착하여 탄탈 와이어(11)와 양극 단자(20)를 전기적으로 연결한다.
한편, 캐패시터 본체(10)를 음극 실장부(32) 위에 실장하기 이전에, 음극 단자(30)의 음극 실장부(32)의 상면에 도전성 접착제 등을 도포하여 도전성 접착층(50)을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
이 경우, 캐패시터 본체(10)와 음극 단자(30) 간의 고착 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 도전성 접착제는 에폭시계의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 도전성 접착체를 일정량 디스펜싱 또는 점 돗팅하여 도전성 접착층(50)을 형성하여 캐패시터 본체(10)와 음극 실장부(32)를 부착시키고, 밀폐된 오븐이나 리플로우 경화 조건에서 150 내지 170 ℃의 온도로 40 내지 60 분 간 경화하면, 수지 몰딩시 캐패시터 본체(10)가 음극 실장부(32)에 부착된 상태로 움직이지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.
이때, 상기 도전성 금속 분말로 은(Ag)을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 탄탈 와이어(11) 및 캐패시터 본체(10)를 둘러싸도록 EMC(에폭시 몰딩 컴파운드; epoxy molding compound) 등의 수지를 트랜스퍼 몰딩(transfer molding)하여 몰딩부(40)를 형성한다.
이때, 몰드의 온도는 170 ℃ 정도로 하며, EMC 몰딩을 위한 상기 온도 및 그 밖의 조건들은 사용되는 EMC의 성분과 형상에 따라 적절히 조절될 수 있다.
몰딩 이후에는 필요시 밀폐된 오븐이나 리플로우 경화 조건에서 약 160 ℃의 온도로 30 내지 60 분 간 경화를 진행할 수 있다.
이때, 음극 단자(30)의 음극 단자부(31)의 하면과 양극 단자(20)의 양극 단자부(21)의 하면이 외부로 노출되도록 몰딩 작업을 수행한다.
이후, 몰딩부(40) 형성 작업이 완료되면 양극 및 음극 단자(20, 30)의 하면에 부착되어 있는 내열성 테이프를 제거하고, 몰딩 과정에서 생긴 플래쉬(flash)를 제거하기 위한 디플레쉬 공정을 더 진행할 수 있다.
그리고, 양극 및 음극 단자(20, 30)가 부착된 상태에서 레이저 마킹을 실시하여 탄탈륨 캐패시터의 양극 방향과 필요시 해당 용량을 표기할 수 있다.
그리고, 후속 공정으로서 필요시 에이징 공정을 더 실시할 수 있다.
상기 에이징 공정은 조립 공정 중에 발생한 전기적 산포를 줄이는 작용을 한다.
이후, 칩의 전극을 설계대로 형성하기 위해 양극 및 음극 단자(20, 30)의 잔여 부분을 제거하는 공정을 실시하여 최종적으로 탄탈륨 캐패시터를 완성한다.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 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.
10 ; 캐패시터 본체
11 ; 탄탈 와이어
20 ; 양극 단자
21 ; 양극 단자부
21a ; 단턱
22 ; 와이어접속부
22a ; 제1 홈부
22b ; 제2 홈부
30 ; 음극 단자
31 ; 음극 단자부
32 ; 음극 실장부
33 ; 단턱
40 ; 몰딩부
50 ; 도전성 접착층
200 ; 제1 도전성 금속 판재
210 ; 제1 홈부
220 ; 돌출부
230 ; 제2 홈부
300 ; 지지대
310 ; 펀치
320 ; 다이
321 ; 성형홈부
11 ; 탄탈 와이어
20 ; 양극 단자
21 ; 양극 단자부
21a ; 단턱
22 ; 와이어접속부
22a ; 제1 홈부
22b ; 제2 홈부
30 ; 음극 단자
31 ; 음극 단자부
32 ; 음극 실장부
33 ; 단턱
40 ; 몰딩부
50 ; 도전성 접착층
200 ; 제1 도전성 금속 판재
210 ; 제1 홈부
220 ; 돌출부
230 ; 제2 홈부
300 ; 지지대
310 ; 펀치
320 ; 다이
321 ; 성형홈부
Claims (11)
- 탄탈 분말을 포함하는 캐패시터 본체;
상기 캐패시터 본체의 내부에 위치하는 삽입영역과, 상기 캐패시터 본체의 일 측면을 통해 노출되는 비삽입영역을 갖는 탄탈 와이어;
양극 단자부와, 상기 양극 단자부에서 상측으로 돌출되어 상기 탄탈 와이어와 접속되는 와이어접속부와, 하면에서 상기 와이어접속부의 내부로 연장되게 형성되는 홈부를 포함하는 양극 단자;
상면에 상기 캐패시터 본체가 실장되는 음극 단자; 및
상기 캐패시터 본체 및 상기 탄탈 와이어를 둘러싸며, 상기 양극 단자부의 하면 및 상기 음극 단자의 하면이 노출되도록 형성되는 몰딩부; 를 포함하는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 홈부는 상기 양극 단자부에 형성되는 제1 홈부와, 상기 와이어접속부에 상기 제1 홈부와 연통되게 형성되는 제2 홈부를 포함하며, 상기 제2 홈부가 상기 제1 홈부 보다 좁은 폭으로 형성되는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 양극 단자는 상기 양극 단자부의 상면에 단턱이 형성되는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 음극 단자는 하면에 몰딩부의 일부가 형성되도록 단턱이 형성되는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1항에 있어서,
상기 캐패시터 본체의 하면과 상기 음극 단자의 상면 사이에 도전성 접착층이 배치되는 탄탈륨 캐패시터.
- 제1 도전성 금속 판재 중 일부를 아래쪽에서 위로 가압하여 양극 단자부 및 상기 양극 단자부에서 상측으로 돌출된 와이어접속부를 포함하는 양극 단자를 마련하는 단계;
제2 도전성 금속 판재로 음극 단자를 마련하는 단계;
상기 양극 및 음극 단자를 서로 마주보게 배치하는 단계;
상기 음극 단자의 상면에 탄탈 분말을 포함하며 일 측면을 탄탈 와이어가 노출된 캐패시터 본체를 실장하고, 상기 탄탈 와이어를 상기 양극 단자의 상기 와이어접속부와 접속시키는 단계; 및
상기 캐패시터 본체와 상기 탄탈 와이어를 둘러싸도록 몰딩하되, 상기 양극 단자부의 하면 및 상기 음극 단자의 하면이 노출되도록 몰딩부를 형성하는 단계; 를 포함하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 양극 단자를 마련하는 단계는,
상기 제1 도전성 금속 판재 위에 하면이 개방된 성형홈부를 가지는 다이(Die)를 배치하고, 상기 제1 도전성 금속 판재 중 일부를 아래쪽에서 위로 펀치(Punch)를 이용하여 가압하여 상기 제1 도전성 금속 판재 중 일부를 상기 다이의 성형홈부 내부로 상승시키되, 상기 펀치의 가압력이 하측의 시작 지점 보다 상측의 완료 시점에서 작아지도록 조절하여 하면이 개방된 홈부를 가지는 와이어접속부가 상기 양극 단자부에서 상측으로 돌출되도록 형성하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 와이어접속부의 마주보는 양쪽에 펀치를 배치하고 가압하여 상기 와이어접속부를 더 높고 더 얇게 형성하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 음극 단자를 마련하는 단계에서,
상기 제2 도전성 금속 판재의 하면 중 일부에, 몰딩 단계에서 몰딩 재료가 채워져 몰딩부의 일부를 형성하도록, 단턱을 형성하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 음극 단자의 상면에 도전성 재료를 도포하여 도전성 접착층을 형성하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
- 제10항에 있어서,
상기 도전성 재료는 에폭시계의 열경화성 수지 및 도전성 금속 분말을 포함하는 탄탈륨 캐패시터의 제조 방법.
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