钽电容器的制作方法

钽电容器
[0001]
本申请要求于2019年8月5日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0095048号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的公开内容通过引用被包含于此。
技术领域
[0002]
本发明涉及一种钽电容器，更具体地，涉及一种具有提高的电容的钽电容器。


背景技术：

[0003]
钽(ta)是一种金属，由于诸如高熔点、优异的弹性的机械或物理性能、优异的耐腐蚀性等，一直被广泛地用于诸如航空航天工业和国防部门以及电气、电子、机械和化学领域的各种工业部门。由于钽(ta)可形成稳定的阳极氧化膜，因此钽已被广泛地用作形成用于小型电容器的阳极的材料。近来，随着诸如电子信息和通信技术(ict)以及电子技术的信息技术(it)行业的快速发展，钽的使用已逐年增加。
[0004]
传统的钽电容器使用在不用内部引线框架或框架的情况下将端子引出到外部的结构，以连接钽材料和电极。
[0005]
在使用内部引线框架的结构的情况下，成型部中的钽材料所占据的空间被构成阳极和阴极的引线框架减小，并且电容与钽材料的体积成正比。在这种情况下，可能存在限制电容的问题，并且在不用框架将端子引出到外部的结构的情况下，可能存在电容器的esr增加的问题，这是因为由于存在大量的接触材料导致接触电阻通过多种接触材料而增加。
[0006]
另外，在不用传统的框架将端子引出到外部的结构的情况下，阴极引线框架位于产品的侧表面上，因此存在电容可能劣化的问题，这是因为由于需要确保钽材料和阴极引线框架之间的焊接距离而减小了钽材料的内部体积分数。


技术实现要素：

[0007]
本公开的一方面提供一种能够实现大容量的钽电容器。
[0008]
本公开的另一方面在于提供一种通过提高机械强度而具有优异的可靠性的钽电容器。
[0009]
本公开的另一方面在于提供一种通过增大耐受电压而具有提高的击穿电压(bdv)的钽电容器。
[0010]
本公开的另一方面在于提供一种能够减小esr的钽电容器。
[0011]
根据本公开的实施例，一种钽电容器包括：钽主体，包括钽粉，并且具有暴露于所述钽主体的一个端表面的钽线；成型部，包括在第一方向上相对的第五表面和第六表面、在第二方向上相对的第三表面和第四表面以及在第三方向上相对的第一表面和第二表面，并且所述成型部形成为围绕所述钽主体；阳极引线框架，暴露于所述成型部的所述第二表面，并且连接到所述钽线；以及阴极引线框架，与所述阳极引线框架间隔开，并且暴露于所述成型部的所述第二表面。所述阳极引线框架包括第一连接部和第一弯折部，并且基于所述第一连接部，所述第一弯折部朝向所述钽主体形成小于70
°
的范围内的倾斜角。
[0012]
根据本公开的实施例，一种钽电容器包括：钽主体，包括钽粉，并且具有暴露于所述钽主体的在所述钽主体的长度方向上的端表面的钽线；成型部，具有安装表面并且包封所述钽主体和所述钽线；阴极引线框架，暴露于所述安装表面；阳极引线框架，暴露于所述安装表面，与所述阴极引线框架在所述长度方向上间隔开，具有相对于所述安装表面以小于70
°
的角度朝向所述钽主体弯折的第一弯折部，并且通过所述第一弯折部连接到所述钽线。
附图说明
[0013]
通过以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和其他优点，在附图中：
[0014]
图1a和图1b是示出根据本公开的实施例的钽电容器的透视图；
[0015]
图2是图1a的在i方向上看的侧面图；
[0016]
图3是根据本公开的另一实施例的钽电容器的侧面图；
[0017]
图4是根据本公开的另一实施例的钽电容器的侧面图；
[0018]
图5是根据本公开的另一实施例的钽电容器的侧面图；
[0019]
图6至图8是示出根据本公开的实施例的第一弯折部和第一引线部的示意图；
[0020]
图9是根据本公开的另一实施例的钽电容器的侧面图；
[0021]
图10至图12是示出根据本公开的实施例的第二弯折部和第二引线部的示意图；以及
[0022]
图13a和图13b是示出本公开的示例与对比示例之间的差异的示意图。
具体实施方式
[0023]
在下文中，将参照附图如下描述本公开的实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式进行例证，并且不应被解释为限于在此阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。因此，为了描述的清楚，可夸大附图中的元件的形状和尺寸，并且在附图中，相同或相似的附图标记表示的元件为相同或相似的元件。
[0024]
在附图中，为了清楚地描述本公开，将省略无关的描述，并且为了清楚地表示多个层和区域，可放大厚度。将使用相同的附图标记描述相同概念的范围内具有相同功能的相同的元件。在整个说明书中，除非另有明确说明，否则当组件被称为“包括”或“包含”时，意味着该组件也可包括其他组件，而不排除其他组件。
[0025]
在附图中，x方向可定义为第一方向、l方向或长度方向，y方向可定义为第二方向、w方向或宽度方向，z方向可定义为第三方向、t方向或厚度方向。
[0026]
图1a和图1b是根据本公开的实施例的钽电容器的示意性透视图，图2是图1的示意性侧面图。
[0027]
参照图1a、图1b和图2，本实施例的钽电容器100可包括：钽主体110，包括钽粉，并且具有暴露于钽主体110的一个端表面的钽线111；成型部120，包括在第一方向上相对的第五表面5和第六表面6、在第二方向上相对的第三表面3和第四表面4以及在第三方向上相对的第一表面1和第二表面2，并且成型部120形成为围绕钽主体110；阳极引线框架130，暴露
于成型部120的第二表面2并且连接到钽线111；以及阴极引线框架140，与阳极引线框架130间隔开并且暴露于成型部120的第二表面2。
[0028]
在这种情况下，阳极引线框架130包括第一连接部132和第一弯折部131。第一连接部132和第一弯折部131可一体形成。第一弯折部131可基于第一连接部132弯折，并且可朝向钽主体110倾斜，从而与第一连接部132形成预定的倾斜角。例如，基于第一连接部132，第一弯折部131可朝向钽主体110形成小于70
°
的范围内的倾斜角。图13a和图13b是分别示意性地示出传统的钽电容器和根据本公开的钽电容器的示意图。参照图13a和图13b，在本公开的钽电容器中，阳极引线框架与钽主体之间的距离b可设置为比传统结构的阳极引线框架与钽主体之间的距离a大。也就是说，通过增加设置在成型部内的钽主体的体积，可提高本公开的钽电容器的容量。另外，基于第一连接部132，第一弯折部朝向钽主体110形成小于70
°
的范围内的倾斜角，从而使根据本公开的钽电容器的容量最大化。
[0029]
阳极引线框架130还可包括台阶部152。台阶部152可形成在第一连接部132的朝向钽主体110的端部的上表面，以在不影响第一连接部132的连接性的同时避免短路缺陷。钽主体110到成型部120的下表面之间可形成有间隔部151。第一连接部132的形成有台阶部152的部分的高度可小于间隔部151的高度。
[0030]
阳极引线框架130还可包括竖直地支撑在第一弯折部131与第一连接部132之间的竖直支撑部，以向第一弯折部131提供辅助支撑力。竖直支撑部的上端可支撑第一弯折部131的上端。
[0031]
钽主体110通过使用钽材料而形成。例如，可通过将钽(ta)粉和粘合剂以预定的比进行混合并搅拌，对混合粉末进行压制以形成大体长方体形状主体，然后在高温和高真空下对主体进行烧结来制备钽主体110。
[0032]
另外，钽主体110可具有在钽主体110的x方向上暴露的钽线111。在对钽粉和粘合剂的混合粉末进行压制之前，可将钽线111插入到钽粉和粘合剂的混合物中，并相对于混合物的中心偏心。也就是说，可通过将钽线111插入到混合有粘合剂的钽粉中以形成期望尺寸的钽元件，然后在高温和高真空(10-5
托或更小)的气氛下烧结钽元件大约30分钟来形成钽主体110。
[0033]
阳极引线框架130可利用诸如镍/铁合金等的导电金属制成，并且可包括一体成形的第一连接部132和第一引线部133。
[0034]
在本公开的实施例中，阳极引线框架130的第一连接部132可暴露于成型部120的第二表面2。第一连接部132可暴露于成型部120的下表面，以在安装基板时用作端子。在这种情况下，第一连接部132可设置为与钽主体110间隔开，并且构成稍后将描述的成型部120的树脂成分可填充在第一连接部132与钽主体110之间的分隔空间中。
[0035]
在本公开的实施例中，阳极引线框架130可包括第一引线部133。第一引线部133可指阳极引线框架130的除了第一连接部132和第一弯折部131之外的部分。第一引线部133和第一弯折部131可分别相对于第一连接部132沿不同的方向延伸。在这种情况下，阳极引线框架130可包括切割部，并且可通过该切割部来划分第一弯折部131和第一引线部133。例如，可通过对用于阳极引线框架130的材料执行切割或冲压等操作形成切割部。所形成的切割部两侧上的两个部分可分别用于形成弯折部和引线部。基于第一连接部132弯折的部分可指第一弯折部，且基于第一连接部132不弯折的部分可指第一引线部。切割部可形成为切
口(例如，图6和图7)或切割表面(例如，图8)的形式。切割表面或切口可形成为沿阳极引线框架130的第一方向、第二方向和/或第三方向。在本说明书中，不仅基于其中阳极引线框架具有切割部且存在第一引线部的结构而示出附图，还基于其中阳极引线框架不具有切割部的结构而示出附图。在不具有切割部的结构的情况下，可指其中仅存在第一弯折部且不存在第一引线部的结构。
[0036]
在本公开的另一实施例中，基于第一连接部132，第一弯折部131可朝向钽主体形成小于70
°
的范围内的倾斜角θ。第一弯折部131朝向钽主体形成倾斜角θ，其可指其中第一弯折部131的另一侧的端部面向钽主体的结构。参照图3，倾斜角θ可指第一弯折部231与第一连接部232之间的角度。倾斜角θ可小于70
°
，可以是69
°
或更小、68
°
或更小、67
°
或更小、66
°
或更小或者65
°
或更小，但不限于此。当第一弯折部231与第一连接部232之间的倾斜角θ满足以上范围时，可减轻机械应力以提高机械可靠性。另一方面，当倾斜角θ在以上范围之外时，由于钽主体和钽线的位置的变化，因此会有较大可能性发生短路。
[0037]
在示例中，第一弯折部231与第一连接部232之间的倾斜角θ可在超过50
°
的范围内。倾斜角θ可以是51
°
或更大、52
°
或更大、53
°
或更大、54
°
或更大、或者55
°
或更大，但不限于此。当第一弯折部与第一连接部的倾斜角满足上述范围时，可在增加产品的容量的同时提高机械可靠性。另一方面，当倾斜角θ在以上范围之外时，钽主体会暴露在成型部的外部，或成型部会形成得太薄，从而增大暴露缺陷的可能性。
[0038]
在本公开的实施例中，阳极引线框架可设置有槽(未示出)，在该槽中，钽线安装并结合到第一弯折部的端部。图3示出了根据本实施例的钽电容器。参照图3，槽可设置在阳极引线框架230的第一弯折部231的端部中，并且钽线211可安装并结合到第一弯折部231的端部的槽。在这种情况下，钽线211被描述为与第一弯折部231的端部的u形槽接触，但本公开不限于此，如果必要，槽可呈半圆形、v形或正方形。
[0039]
在根据本实施例的钽电容器中，钽线211安装并结合在其中的槽可设置到第一弯折部231的端部，以增加第一弯折部231与钽线211之间的接触面积，因此，通过在焊接期间进行稳定的操作能够防止电连接性劣化的问题。形成槽的方法不受特别限制，例如，可通过冲压或切割第一弯折部231的一部分来形成槽。
[0040]
在本公开的实施例中，阳极引线框架可包括在第一弯折部的端部处的折弯部，并且该折弯部可连接到钽线。图4和图5是示出其中折弯部设置在第一弯折部的端部处的钽电容器的视图。图4是示出本实施例的示例的视图。参照图4，折弯部334可设置在第一弯折部331的端部处，并且钽线311可与折弯部334接触。在这种情况下，折弯部334可弯折到钽线311的下侧，折弯部334的上表面334a可连接到钽线311。
[0041]
图5是示出以上实施例的另一示例。参照图5，折弯部434可设置在第一弯折部431的端部处，并且钽线411可与折弯部434接触。在这种情况下，折弯部434可弯折到钽线411的端表面，并且折弯部434的侧表面434a可与钽线411接触。
[0042]
在如上所述的图4(其为以上实施例的另一示例)的情况下，折弯部可设置在第一弯折部的端部处。参照图4，折弯部334可设置在第一弯折部331的端部处，并且槽可设置在折弯部334中。另外，钽线311可通过折弯部334的槽而与折弯部334接触。在这种情况下，折弯部334可朝向钽线311弯折，并且折弯部334的槽可连接到钽线311。
[0043]
如上所述，折弯部可设置在第一弯折部的端部处，并且可通过折弯部连接钽线，以
减小钽线的长度，从而减小钽电容器的长度。因此，可通过减小钽线的长度来进一步增加钽主体的长度，以进一步确保容量。
[0044]
另外，在以上实施例中，钽线与第一弯折部通过折弯部以倾斜接触的状态结合，因此，在第一弯折部的倾斜方向上施力的同时执行焊接，使得可防止钽主体抬起，并且可防止焊接的残余应力，从而防止诸如钽电容器的lc特性劣化的问题。
[0045]
在这种情况下，优选使用电点焊法进行焊接，但是本公开不必限于此。
[0046]
上述的第一弯折部可形成在阳极引线框架的中央部处(图6)，可形成在阳极引线框架的外围部(图7)，或可形成在阳极引线框架的一侧处(图8)，但不限于此。在阳极引线框架中，第一弯折部可弯折并且可按照满足前述的倾斜角的结构变形为各种形式以连接到钽线。参照图7，折弯部634可朝向钽主体610折弯和延伸，但是实施例不限于此。参照图8，折弯部734还可背离钽主体710折弯和延伸。
[0047]
在一个示例中，阳极引线框架130可包括第一引线部133，并且第一引线部133可设置为突出到成型部120的外部。第一引线部133可指在阳极引线框架130中与上述第一连接部132通过第一弯折部131的弯折部的边界划分的区域。参照图1a，阳极引线框架130可包括第一弯折部131、第一连接部132和第一引线部133，并且在它们之中，第一引线部133可突出到成型部120的外部。如本示例，当第一引线部133设置为突出到成型部120的外部时，可在安装根据本公开的钽电容器的基板时增大焊料的焊接区域，以提高基板固定力。
[0048]
另外，如图9中所示，当阳极引线框架830不具有单独的切割部时，阳极引线框架830可包括第一弯折部831和第一连接部832，并且可不包括第一引线部。在这种情况下，阳极引线框架830可仅通过第一连接部832暴露于成型部820的外部。该结构是其中第一连接部832仅暴露于成型部820的第二表面2的结构，并且能够防止与其他组件的短路，并增大基板的安装密度。
[0049]
根据本公开的钽电容器的阴极引线框架140可利用诸如镍/铁合金等的导电金属制成，并且可包括一体成形的第二弯折部141和第二连接部142。
[0050]
第二连接部142可设置为与阳极引线框架130的第一连接部132平行并且在x方向上彼此间隔开。阴极引线框架140的第二连接部142可暴露于成型部120的第二表面2。第二连接部142可暴露于成型部120的下表面，以在安装基板时用作端子。在这种情况下，第二连接部142可与钽主体110接触，并且可用作根据本公开的钽电容器的阴极。
[0051]
在本公开的实施例中，第二弯折部141可朝向钽主体110竖直地弯折。参照图1b，阴极引线框架140可包括第二弯折部141和第二连接部142，并且第二弯折部141可朝向钽主体110弯折。第二弯折部141可接触并支撑钽主体110的端表面。因此，能够使本实施例的钽电容器的机械强度最大化。
[0052]
第二弯折部可形成在阴极引线框架的中央部处(图10)，可形成在阴极引线框架的外侧(图11)，或可形成在阴极引线框架的一侧(图12)，但不限于此。第二弯折部可变型为第二弯折部以阴极引线框架的弯折结构连接到钽主体的各种形式。
[0053]
在本公开的实施例中，阴极引线框架140可包括第二引线部143。第二引线部143可指阴极引线框架140的除了第二连接部142和第二弯折部141之外的部分。第二引线部143和第二弯折部141可分别相对于第二连接部142沿不同的方向延伸。在这种情况下，阴极引线框架140可包括切割部，并且可通过该切割部来划分第二弯折部141和第二引线部143。基于
第二连接部142弯折的部分可指第二弯折部，且基于第二连接部142不弯折的部分可指第二引线部。切割部可形成为切口(例如，图10和图11)或切割表面(例如，图12)的形式。切割表面或切口可形成在阴极引线框架140的第一方向、第二方向和/或第三方向上。在本说明书中，基于其中阴极引线框架具有切割部且存在第二引线部的结构而示出附图，但是阴极引线框架也可以被构造为不具有切割部的结构。在不具有切割部的结构的情况下，可指其中仅存在第二弯折部且不存在第二引线部的结构。
[0054]
在一个示例中，阴极引线框架140的第二引线部143可设置为突出到成型部120的外部。第二引线部143可指在阴极引线框架140中与第二连接部142通过如上所述的第二弯折部141的弯折部的边界划分的区域。参照图1b，阴极引线框架140可包括第二弯折部141、第二连接部142和第二引线部143，并且在这些部之中，第二引线部143可突出到成型部120的外部。如本示例，当第二引线部143设置为突出到成型部120的外部时，当将钽电容器安装在基板上时，可增大焊料的焊接区域，以提高基板固定力。
[0055]
另外，当阴极引线框架不具有单独的切割部时，阴极引线框架可包括第二弯折部和第二连接部，并且可不包括第二引线部。在这种情况下，阴极引线框架可仅通过第二连接部暴露于成型部的外部。该结构是第二连接部仅暴露于成型部的第二表面2的结构。该结构具有可防止与其他组件的短路并可增大基板的安装密度的优点。
[0056]
在本公开的实施例中，可在阴极引线框架的第二弯折部与钽主体之间设置导电粘合层。另外，可在阴极引线框架的第二连接部和钽主体之间设置导电粘合层。导电粘合层可通过涂敷并固化包括环氧类热固性树脂和诸如银(ag)等的导电金属粉末的一定量的导电粘合剂而形成，但是本公开不限于此。当导电粘合层应用于本公开的钽电容器时，能够提高阴极引线框架的固定强度。
[0057]
根据本公开的钽电容器的成型部120可利用诸如环氧模塑料(emc)等的树脂通过传递模塑而形成，以围绕钽主体110。成型部120用于保护钽线111和钽主体110免受外部的影响。
[0058]
另外，成型部可形成为使得阳极引线框架130的第一连接部132的一个表面与阴极引线框架140的第二连接部142的一个表面暴露。
[0059]
在根据本公开的钽电容器中，可将成型部的第二表面或下表面用作安装表面，阳极引线框架和阴极引线框架可分别暴露于安装表面。如上所述，可在第一连接部上形成阳极端子，并且可在第二连接部上形成阴极端子。阳极端子和/或阴极端子可包括诸如铬钛金属间化合物(cr(ti))、铜(cu)、镍(ni)、钯(pd)、金(au)和它们的组合中的一种的导电材料，并且可通过溅射沉积方法或镀覆方法而形成。
[0060]
下方表1示出了相对于阳极引线框架与钽主体之间具有0.4mm的最短距离的钽电容器，当第一弯折部的角度不同时的实验示例。
[0061]
[表1]
[0062][0063][0064]
*ng指不良/ok指良好
[0065]
参照表1，当第一弯折部的角度减小到50
°
或更小时，在钽线与第一弯折部的焊接期间，钽主体的位置靠近成型部的第二表面和/或第六表面，因此会出现钽主体暴露于成型部的外部的缺陷。
[0066]
另一方面，当第一弯折部的角度增大到70
°
或更大时，由于在钽线与第一弯折部的焊接期间，钽主体与阳极引线框架之间的间隔大大减小，因此发生短路，并且可能出现钽主体暴露于成型部的第一表面的缺陷。
[0067]
因此，从表1可以看出的是，即使在相同的标准下，仍可将第一弯折部的倾斜角θ调整在预定的范围内，以提供具有最大容量的钽电容器。因此，即使在相同的尺寸下，仍能够使钽电容器的特性最优化，由此随着钽主体的体积增大耐受电压增大，并且能够通过提高组件的bdv来提高产品的可靠性。
[0068]
另外，通过表1可以看出的是，可通过将第一弯折部的倾斜角θ调整到预定的范围而将第一弯折部的弯折高度调整到一定高度。具有该弯折高度的第一弯折部由于弯折结构可有效地减轻焊接期间产生的机械冲击。
[0069]
如上所述，根据本公开的实施例的示例性实施例，可通过增大钽主体的有效体积来提供大容量的钽电容器。
[0070]
根据本公开的另一实施例，可通过增强阳极引线框架和阴极引线框架的粘合性来提供具有优异的机械可靠性的钽电容器。
[0071]
根据本公开的另一实施例，可通过增大钽主体的体积来增大钽电容器的耐受电压和击穿电压。
[0072]
根据本公开的另一实施例，可减小电信号的长度以减小钽电容器的esr。
[0073]
然而，本发明的各种有利的优点和效果不限于以上描述，并且在描述本公开的具体实施例的过程中将更容易地理解。
[0074]
虽然以上已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的由所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可做出修改和
变化。