KR20050030680A - 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정 및 그 양산장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학적 산화중합만으로 10∼100 S/㎝의 높은 전기전도도를 구현할 수 있으며, 재료의 내열성이 동종의 전기 전도성고분자인 폴리아닐린이나 폴리피롤에 비해서 월등히 우수한 폴리에틸렌디옥시싸이오펜을 알루미늄 전해콘덴서의 음극 및 고체전해질로 적용한 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정 및 그 양산장치로,
통상의 에칭공정, 화성공정, 귄취공정, 탄화공정, 중합공정, 조립(외장)공정 순으로 이루어지는 알루미늄 콘덴서의 제조 공정에 있어서,
상기 탄화공정은
탄화용 전기로상에 양산용 플레이트 지그를 삽입한 후 200-300℃에서 30-150분 동안 가열하여 전해지를 탄화시키는 탄화공정과,
다수의 콘덴서 외장용 알루미늄 캔에 폴리에틸렌디옥시씨오펜 중합용 에틸렌디옥시씨오펜 단량체와 산화제가 메탄올, 에탄올, 부탄올 혹은 물 등을 용제로 하여 균일하게 혼합된 용액을 적당량 주입한 상태에서 이들 외장용 알루미늄 캔에 삽입될 알루미늄 콘덴서 소자들을 동시에 다량으로 작업할 수 있도록 양산용 알루미늄판 지그에 부착시킨 상태에서 알루미늄 캔에 삽입한 후 중합용액의 소자내부 함침을 향상시키기 위하여 진공 상태를 10∼30분간 유지하여 소자내부의 중합용액 함침을 완료한 후, 사용된 중합용액의 용제 종류에 따라 상온∼150℃의 온도범위에서 10∼300분 범위에서 건조시켜 알루미늄 콘덴서 소자 내부에 음극 겸 고체 전해질 층으로써 폴리에틸렌디옥시씨오펜을 중합 생성시킨 후 양산용 알루미늄판 지그로부터 리드를 커팅 제거한 후 이후 기존의 알루미늄 액체전해 콘덴서와 동일한 방식으로 고무전, 실링, 외장 슬리브(sleeve) 처리하여 대량 생산하게 되는 일련의 콘덴서 제조공정을 거치고,
그리고 알루미늄 전해콘덴서 제조공정의 중합장치에 있어서,
온도조절기, 저온자켓과, 용액주입펌프와, 용액회수펌프와, 멀티디스펜서와, 종,횡으로 알루미늄캔홈을 다수 배치 형성하여 탄화용 전기로상에 삽입 설치되는 양산용 플레이트 지그와, 알루미늄 콘덴서 소자가 동시에 잠기게 용접에 의해 대량으로 거치한 다수 알루미늄 콘덴서 소자를 커팅 가능하게 한 양산용 알루미늄판 지그를 포함한 구성으로 이루어지는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정의 양산장치를 제공하므로서 경제성과 양산성을 도모하는 뛰어난 효과가 있다.
Description
본 발명은 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정 및 그 양산장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화학적 산화중합만으로 10∼100 S/㎝의 높은 전기전도도를 구현할 수 있으며, 재료의 내열성이 동종의 전기 전도성고분자인 폴리아닐린이나 폴리피롤에 비해서 월등히 우수한 폴리에틸렌디옥시싸이오펜을 알루미늄 전해콘덴서의 음극 및 고체전해질로 적용한 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정 및 그 양산장치에 관한 것이다.
도1은 일반적인 알루미늄 액체 전해콘덴서의 제조 공정을 개략적으로 도시한 블럭도로, 알루미늄 액체 전해콘덴서의 제조공정은 두께 70∼150㎛ 두께의 고순도(99.99% 이상) 알루미늄 박을 화학적 혹은 전기화학적으로 에칭(etching)하는 에칭공정(S10)과, 상기 알루미늄 박의 에칭후 이를 전기화학적으로 정격전압 및 정전용량에 맞게 화성(formation)하여 유전체이자 절연체인 Al2O3 산화피막을 형성하는 화성공정(S20)과, 이 화성공정(S20)후 용도에 맞는 크기로 절단(slitting)하여 양극 리드 단자를 점철하여 양극으로 사용하고 여기에 양극과 음극의 단락(short) 현상을 방지하기 위하여 전해지(separator)를 사이에 두고 음극 리드 단자가 점철된 음극용 알루미늄 박판과 함께 권취(winding)하는 권취공정(S30)과, 이 권취공정(S30)후 알루미늄 캔에 삽입하고, 에칠렌글리콜(ethyleneglycol), γ-butyrolactone 등과 같은 유기용제에 3급 혹은 4급 암모늄염을 용해한 액체전해액 주입공정(S70) 후, 고무전을 삽입한 후 알루미늄 캔을 조여 밀봉하는 커링공정(S80)을 거쳐 외장을 마무리하는 조립공정(S90)으로 완료된다.
그러나 최근의 전기전자기기들이 디지털화됨에 따라 100 ㎑ 이상인 고주파수 대역에서의 사용이 일반화되어가고 있다.
이 경우 액체 전해질의 전도도가 낮아 콘덴서의 등가직렬저항(ESR)이 높게 되어 제 기능을 원활히 수행하지 못하는 단점을 가지고 있다.
또한 액체 전해질이 시간에 따라 점차 휘발함에 따라 콘덴서의 정전용량이 점차적으로 감소하는 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점들을 개선하기 위하여 최근에는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리싸이오펜 등과 같은 전기 전도성고분자를 고체전해질로 사용하는 연구가 활발하다. 그러나 폴리아닐린의 경우 원재료인 단량체의 가격이 싼 장점은 있지만 실제 콘덴서 적용시 전기전도도가 0.1∼10 S/㎝에 불과하고, 폴리아닐린 자체가 고온, 고습의 분위기에서 쉽게 열화되는 단점을 가지고 있다.
그리고 폴리피롤의 경우는 콘덴서 적용시 실제 전기전도도가 10∼100 S/㎝의 높은 장점을 가지고 있지만 이는 전기화학적인 산화중합반응에 의해서만 가능하고 작업성이 용이한 화학적 산화중합에 의해서는 이에 훨씬 못미치는 전기전도도를 나타내는 문제점을 가지고 있다.
전기화학적 산화중합 방법은 제조공정에 있어 콘덴서 소자에 별도 외부 전극을 적용해야하고, 전원장치를 필요로 하기 때문에 전체 공정이 매우 복잡하고, 중합용액의 재사용이 불가능하여 양산성이 떨어지고, 소형 소자의 경우에는 적용이 불가능하다.
이에 따라 최근에는 화학적 산화중합방법만으로도 10∼100 S/㎝의 높은 전기 전도도를 구현하여 콘덴서의 등가직렬저항을 기존 액체 전해콘덴서의 1/10 수준으로 감소시킬 수 있는 폴리에틸렌디옥시씨오펜을 콘덴서의 음극 겸 고체전해질로 사용하는 연구가 활발하다.
본 발명은 상기 기술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 액체 전해액을 사용하는 알루미늄 전해콘덴서에 있어서 전해액 및 실질적인 음극으로 사용되는 액체전해질 대신 폴리에틸렌디옥시싸이오펜
(polyethylenedioxythiophene: 이하 'PEDOT'라함) 등과 같은 전기 전도성고분자를 고체 전해질로 적용하여 콘덴서의 등가직렬저항(equivalent series resistance: 이하 'ESR' 라함)을 낮추는 동시에 전해액의 수명을 연장함으로써 콘덴서의 신뢰성을 향상시키기 위하여 PEDOT를 알루미늄 콘덴서에 효과적으로 적용하는 공정을 개발하기 위한 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정 및 그 양산장치를 제공하는데 있다.
또, 본 발명은 화학적 산화중합 방법에 의해서 10∼100 S/㎝의 높은 전기전도도를 구현하는 것이 가능하고, 재료의 내열성이 폴리피롤에 비해서도 월등히 우수한 PEDOT를 알루미늄 콘덴서의 음극으로 적용하는 방법을 이용한 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정 및 그 양산장치를 제공하는데 있다.
이를 실현하기 위한 본 발명은
통상의 에칭공정, 화성공정, 귄취공정, 탄화공정, 재화성공정, 중합공정, 조립(외장)공정 순으로 이루어지는 알루미늄 전해 콘덴서의 제조 공정에 있어서,
상기 탄화공정은
다수개의 알루미늄 콘덴서소자가 용접된 다수의 양산용 알루미늄판 지그를 양산용 플레이트 지그의 거치홈에 거치시킨 상태에서 탄화용 전기로상에 양산용 플레이트 지그를 삽입한 후 200-300℃에서 30-150분 동안 가열하여 전해지를 탄화시키며,
상기 중합공정에서는
단량체, 산화제, 알콜류, 물 등과 같은 희석용 용제를 10∼-20℃ 저온항온조 내에서 10∼60분간 균일하게 혼합하고,
양산용 플레이트 지그의 알루미늄캔 고정용 홈에 적정개수 삽입된 다수의 알루미늄 캔 내부에 용액주입펌프를 작동시켜 공급관으로 중합용액이 공급된 멀티디스펜서가 적정 토출압으로 토출구들을 통해 알루미늄 캔들에 적정량 주입함과 동시에 잔존 중합용액은 용액회수펌프에 의해 회수관을 통해 중합용액 저장조로 회수되며,
상기 다수의 알루미늄 캔과 다수의 양산용 알루미늄판 지그에 부착된 동수의 알루미늄 콘덴서 소자들을 집어 넣은 상태에서 소자 내부에 중합용액의 함침성을 향상시키기 위하여 진공분위기 하에서 10∼30분간 유지시켜 중합용액을 소자 내부에 함침시킨 이후 사용된 희석용 용제의 종류에 따라 상온∼150℃의 온도범위에서 10∼300분 범위에서 건조시켜 알루미늄 콘덴서 소자의 음극 및 고체전해질 역할을 수행하는 폴리에틸렌디옥시씨오펜을 중합 생성시킨 후 양산용 알루미늄판 지그로부터 리드를 커팅하여 이후 기존의 알루미늄 액체 전해콘덴서의 밀봉, 외장 조립공정과 동일한 과정을 거쳐 대량 생산하게 되는 제조 공정을 포함한 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정을 제공하는데 있다.
알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정의 양산장치는
알루미늄 전해콘덴서 제조공정의 중합장치에 있어서,
온도센서로 감지된 온도를 기 설정된 정보를 인지한 제어장치의 신호에 의해 저온을 조절하는 온도조절기와,
상기 온도조절기에 의해 중합용액 저장조내에 충진된 중합용액을 기 설정된 일정 저온으로 유지하는 저온자켓과,
상기 저온자켓을 갖춘 중합용액 저장조에 충진된 중합용액을 연결된 공급관을 통해 공급하게 설치한 용액주입펌프와,
상기 공급관의 일단에 연결되어 과공급되거나 잔존하는 중합용액을 중합용액 저장조로 회수관을 통해 리턴하게 설치한 용액회수펌프와,
상기 용액주입펌프에 의해 중합용액이 공급관을 거쳐 충진됨에 따라 형성된 다수의 토출구를 통해 다중 분배 공급하게 상부에 설치하면서 세척노즐을 일측에 둔 멀티디스펜서와,
상기 멀티 디스펜서의 저부에 중합용액의 공급이 용이하고, 대량생산이 가능하도록 다수 알루미늄 캔이 종,횡으로 배치 고정되도록 한 알루미늄캔홈을 다수 배치 형성하여 탄화용 전기로상에 삽입 설치되는 양산용 플레이트 지그와,
상기 양산용 플레이트 지그에 종,횡으로 다수 배치된 알루미늄캔에 다수 알루미늄 콘덴서 소자가 동시에 잠기게 대량으로 거치되면서 중합후 다수 콘덴서 소자를 커팅 가능하게 한 양산용 알루미늄판 지그를 포함한 구성으로 이루어지는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정의 양산장치를 제공하는데 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.
도2, 도3은 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정 및 중합공정을 개략적으로 도시한 블럭도이고, 도4은 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정중 탄화,중합공정에 적용된 양산장치의 양산용 알루미늄판 지그에 알루미늄 콘덴서가 용접됨을 도시한 도면이며, 도5는 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정중 탄화,중합공정에 적용된 양산장치의 양산용 플레이트 지그에 알루미늄캔과 알루미늄캔홈을 도시한 도면이다.
도1과 동일부분에 대한 설명은 동일 부호를 부여한다.
알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정은 통상 에칭공정(S10), 화성공정(S20), 귄취공정(S30), 탄화공정(S40), 재화성공정(S50), 중합공정(S60), 커링공정(S80), 외장조립공정(S90) 순으로 이루어지고 있으며, 본발명은 알루미늄 콘덴서 소자의 양산을 위해 탄화공정(S40)과 중합공정(S60)을 개선한 기술이다.
상기 탄화공정(S40)을 양산용 알루미늄 판 지그(2)에 리드(4)로 다수개의 알루미늄 콘덴서소자(6)를 용접한 양산용 알루미늄판 지그(2)를 상부에 위치시키고, 이 양산용 알루미늄판 지그(2)의 하부에 마련된 탄화용 전기로(8)상에 알루미늄캔홈(10)을 형성한 양산용 플레이트 지그(12)상에 삽입 적층시켜 200-300℃에서 30-150분 동안 가열하여 섬유조직으로 구성된 전해지를 탄화시키는 공정이다.
상기 중합공정은 단량체, 산화제, 희석용 알콜류 혹은 물을 10∼-20℃ 저온항온조 내에서 30∼60분간 균일하게 혼합한 후 양산용 플레이트지그(12)의 알루미늄캔홈(10)에 알루미늄 캔(14)을 적정개수 삽입하며, 용액주입펌프(16)를 작동시켜 공급관(18)을 통해 중합용액(20)을 멀티-디스펜서(22)가 적절한 토출압에 의해 알루미늄 캔(14)에 적정량 주입한 다음, 용액회수펌프(24)에 의해 과공급되거나 잔존 중합용액을 회수관(26)을 통해 중합용액 저장조(28)로 리턴시키게 되어 있다.
그리고 나서 상기 중합용액이 충진된 알루미늄 캔(14)에 양산용 알루미늄판 지그(2)에 부착된 알루미늄 콘덴서 소자(6)를 집어 넣은 상태에서 도시생략한 진공쳄버에 5∼30분간 두어 10∼30분간 침적시키고, 이후 상온∼150℃의 온도범위에서 10∼300분 범위에서 건조시켜 알루미늄 고분자 콘덴서 소자(6)를 제작하고 나서 양산용 알루미늄판 지그(2)에서 알루미늄 콘덴서 소자(6)를 부착하고 있는 리드(4)를 커팅하므로서 이후의 조립공정이 가능하게 되어 있다.
상기 중합공정(S60)에서는 PEDOT의 단량체인 3,4-ethylenedioxythiophene(EDOT)과 산화제인 Ferrictoluenesulfonate를 에탄올, 메탄올, 부탄올 등의 알콜류 상에서 1: 0.4∼10의 무게비로 약 10∼-20℃ 의 저온에서 균일하게 혼합 제조한 뒤 저온항온시스템을 적용하여 항상 일정한 혼합온도를 유지시키고 있다.
또한, 중합용액(20)의 낭비를 최소화하기 위하여 용도에 맞는 알루미늄 캔(14)에 소량 선주입하고 탄화가 끝난 알루미늄 콘덴서 소자(6)를 삽입후 도시생략한 진공쳄버에서 5~30분 진공 상태로 10~30분간 함침을 유지하고 있다.
상기한 바와 같은 탄화공정(S40)과 중합공정(S60)에 적용되어 알루미늄 콘덴서 소자(6)를 양산하게 되는 양산장치(30)는 온도센서(32)를 통해 중합용액(20)의 온도를 감지하는 온도조절기(34)와, 중합용액 저장고(28), 공급관(18), 회수관(26), 용액주입펌프(16), 용액회수펌프(24), 멀티 디스펜서(22), 양산용 알루미늄판 지그(2), 알루미늄 콘덴서 소자(6), 양산용 플레이트 지그(12), 알루미늄캔(14)으로 구성되어 이루어지고 있다.
온도조절기(34)는 온도센서(32)로 감지된 온도를 기 설정된 정보에 의해 인지한 제어장치(36)의 신호로 중합용액의 온도를 감지 저온을 유지하게 조절하고 있다.
중합용액 저장고(28)는 온도조절기(34)에 의해 중합용액 저장조(28)에 충진된 중합용액을 일정 저온으로 유지하게 저온자켓(38)을 구성하여 이루어지고 있다.
공급관(18)은 중합용액 저장고(28)와 멀티디스펜서(22)를 연결하는 관이며, 여기에 중합용액(20)을 제어장치(36)의 기 설정된 정보에 의해 작동하여 공급하는 용액주입펌프(16)를 설치하고 있다.
회수관(26)은 중합용액 저장고(28)와 멀티디스펜서(22) 가까이의 공급관(18) 일단에 연결하여 과공급되거나 멀티 디스펜서(22)에 잔존하는 중합용액을 중합용액 저장고(28)로 리턴시키는 관이며, 이때 리턴을 위해 제어장치(36)의 기 설정된 정보에 의해 작동하는 용액회수펌프(24)를 설치하고 있다.
멀티디스펜서(22)는 종,횡으로 양산용 플레이트 지그(12)에 삽입 배치된 알루미늄캔(14)에 중합용액을 주입하게 다수의 토출구(40)를 형성하여 이루어지고 있다.
그리고 멀티 디스펜서(22)의 토출구(40)는 일측에 설치된 세척노즐(40)에 의해 알코올을 토출구(40)에 분사하여 세척이 이루어지게 되어 있다.
이에 따라 세척노즐(40)은 중합용액의 주입이 끝난 뒤 잔존하는 중합용액에 의해 토출구(40)가 막히는 것을 중합용액의 알콜류와 동일한 알콜에 침적시켜 세척하므로서 막힘을 미연에 방지하게 되어 있다.
양산용 플레이트 지그(12)는 멀티 디스펜서(22)의 중합용액 공급 포인트에 알루미늄 캔(14)의 안치됨이 일치하게 배열시키며, 흔들리지 않게 일정 깊이로 알루미늄캔홈(10)을 형성하여 탄화용 전기로(8)상에 삽입 설치되고 있다.
그리고 알루미늄캔홈(10)과 횡으로 배치되는 열과 일치하는 선상에 형성하여 양산용 알루미늄판 지그(12)가 거치되게 거치홈(13)을 다수 형성하여 이루어지고 있다.
양산용 알루미늄판 지그(12)는 양산용 플레이트 지그(2)의 거치홈(13)에 거치되게 걸림턱(15)를 양측에 형성하면서 배치되어 중합용액이 충진된 다수의 알루미늄캔홈(10)에 다수 알루미늄 콘덴서 소자(6)의 잠김이 동시에 이루어지며, 중합후에는 부착된 다수 알루미늄 콘덴서 소자(6)의 리드(4)를 커팅하여 양산하게 이루어지고 있다.
상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명하면 통상적인 알루미늄 전해 콘덴서 제조에 있어 에칭(S10), 화성(S20), 권취(S30)등의 공정을 거쳐 중합용액의 함침이 용이하도록 하는 탄화(carbonization)공정(S40)에 이르게 되면 200∼300℃ 온도에서 30∼120분 정도 열처리하여 전해지의 섬유조직을 태우는 탄화공정(S40)이 완료되면 재화성공정(S50)을 거쳐 다음 공정이 중합공정(S60)으로 진행하게 된다.
이에 따라 중합공정(S60)에서는 PEDOT의 단량체인 3,4-ethylenedioxythiophene(EDOT)과 산화제인 Ferrictoluenesulfonate를 에탄올, 메탄올, 부탄올 등의 알콜류 상에서 무게비로 1: 0.4∼10의 무게비로 약 10∼-20℃ 의 저온에서 균일하게 혼합하여 제조한 뒤 저온항온시스템을 적용하여 항상 일정한 혼합온도를 유지시킨다.
또한, 중합용액(20)의 낭비를 최소화하기 위하여 용도에 맞는 알루미늄 캔(14)에 소량 선주입하고 탄화가 끝난 알루미늄 콘덴서 소자(6)를 삽입후 도시생략한 진공쳄버에서 5~30분 진공 상태로 10~30분간 함침한다.
이때 알루미늄캔(14)에 중합용액(20)을 소량 선주입하는 멀티 디스펜서(22)는 중합용액(20)의 주입이 끝난 뒤 잔존하는 중합용액(20)에 의해 토출구(40)가 막히는 것을 미연에 방지하기 위해 용액회수펌프(24)의 작동시 잔존 중합용액은 회수관(26)을 통해 중합용액 저장고(28)로 리턴하게 되어 있으며, 토출구(40)는 중합용액에 사용된 알콜류와 동일한 알콜에 침적시켜 세척하므로서 막힘을 방지하게 된다.
그리고 알루미늄캔(14)에 대한 함침이 끝난 알루미늄 콘덴서 소자(6)는 EDOT를 중합시키기 위하여 상온에서 1∼5시간 건조시키거나 혹은 건조시간을 단축시키기 위하여 50∼150℃ 범위 내에서 단계적으로 온도를 올리면서 10∼300분 범위에서 건조시켜 중합을 실시한다.
상기한 바와 같이 이루어지는 중합공정(S50)에서 양산성을 도모하기 위하여 1mm 두께의 양산용 알루미늄판 지그(2)에 적정 개수의 알루미늄 콘덴서 소자(6)를 리드(4)를 이용 용접(spot welding)한다.
상기 알루미늄 콘덴서 소자(6)가 적정 개수 용접된 다수의 양산용 알루미늄판 지그(2)를 탄화용 전기로(8)상에 안치된 양산용 플레이트 지그(12)에 마련된 거치홈(13)마다 동시에 삽입 거치시킨다.
이때 양산용 알루미늄판 지그(2)의 거치시 용접된 알루미늄 콘덴서 소자(6)가 에 알루미늄캔홈(10)에 미리 위치한 알루미늄캔(14))에 투입하여 담기게 거치하므로서 양산용 플레이트 지그(12)상에 대량의 양산용 알루미늄판 지그(2)를 거치할 수 있고 여기에 부착되어 있는 알루미늄 콘덴서 소자(6)의 중합공정이 완료되면 부착된 리드(4)를 절단한 후에는 고무전을 삽입한 후 조립하는 커링공정(S80)과 외부 슬리브 등의 외장조립공정(S90)을 마무리하므로서 대량 생산을 가능하게 한다.
상기한 바와 같은 본 발명은 PEDOT를 알루미늄 전해콘덴서의 고체 전해질로 사용함으로써 100 ㎑에서 기존 액체 전해액 대비 최소 1/10 수준의 낮은 ESR을 구현하여 디지털 전자기기에 적절히 대응하게 효과가 있다.
또한 중합용액 제조시 10∼-20℃ 의 저온항온 시스템을 유지함으로써 중합용액의 자체 중합을 억제하여 중합용액의 보존수명을 연장하여 재료비를 절감하게 되는 효과가 있다.
또한 각 알루미늄 캔에 사전에 중합용액을 멀티디스텐서을 사용하여 정확하게 주입함으로써 중합용액의 낭비를 추가로 억제하는 효과도 얻게 된다.
그리고 알루미늄 콘덴서 소자를 알루미늄 재질의 리드로 양산용 알루미늄판 지그에 동시에 여러개 복수로 용접하여 사용하고, 다시 이들을 복수로 동시에 양산용 플레이트 지그에 놓인 알루미늄캔에 잠기게 사용함으로써 대량 생산을 가능하게 하는 효과가 있다.
또 멀티디스펜서 토출구에 잔존 중합용액을 용액회수펌프를 작동시켜 중합용액 저장조로 리턴시켜 재사용함으로써 재료의 낭비를 막는 효과가 있다.
도1은 종래기술에 따른 알루미늄 액체 전해 콘덴서 제조 공정을 나타낸 블록도.
도2는 본 발명에 따라 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정을 나타낸 블럭도.
도3는 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정중 중합공정을 개략적으로 도시한 블럭도.
도4은 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정중 탄화,중합공정에 적용된 양산장치의 양산용 알루미늄판 지그에 알루미늄 콘덴서가 용접됨을 도시한 도면.
도5는 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정중 탄화,중합고정에 적용된 양산장치의 양산용 플레이트 지그에 알루미늄캔과 알루미늄캠홈을 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
2:양산용 알루미늄 판 지그 4:리드
6:알루미늄 콘덴서소자 8:탄화용 전기로
10:알루미늄캔홈 12:양산용 플레이트 지그
14:알루미늄 캔 16:용액주입펌프
18:공급관 20:중합용액
22:멀티-디스펜서 24:용액회수펌프
26:회수관 28:중합용액 저장조
30:양산장치 32:온도센서
34:온도조절기 36:제어장치
38:저온자켓 40:토출구
Claims (6)
- 통상의 에칭공정, 화성공정, 귄취공정, 탄화공정, 재화성공정, 중합공정, 커링공정, 외장조립공정 순으로 이루어지는 알루미늄 콘덴서의 제조 공정에 있어서,상기 탄화공정은알루미늄 콘덴서 소자 리드로 다수개의 알루미늄 콘덴서소자가 용접된 다수의 양산용 알루미늄판 지그를 양산용 플레이트 지그의 거치홈에 거치시킨 상태에서 탄화용 전기로상에 양산용 플레이트 지그를 삽입한 후 200-300℃에서 30-150분 동안 가열하여 섬유조직으로 구성된 전해지를 탄화시키며,상기 중합공정에서는단량체, 산화제, 희석용 알콜 혹은 물을 10∼-20℃ 저온항온조 내에서 30∼60분간 균일하게 혼합하고, 양산용 플레이트 지그의 알루미늄캔홈에 적정개수 삽입된 알루미늄 캔에 용액주입펌프를 작동시켜 공급관으로 중합용액이 공급된 멀티디스펜서가 적정 토출압으로 토출구들을 통해 알루미늄 캔들에 적정량 주입함과 동시에 잔존 중합용액은 용액회수펌프에 의해 회수관을 통해 중합용액 저장조로 리턴되며,상기 알루미늄 캔에 다수의 양산용 알루미늄판 지그에 부착된 알루미늄 콘덴서 소자들을 집어 넣은 상태에서 진공쳄버에 10∼30분간 침적시키고, 이후 사용된 용제에 따라 상온∼150℃의 온도범위에서 10∼300분 범위에서 건조시켜 알루미늄 고분자 콘덴서 소자를 중합시킨 후 양산용 알루미늄판 지그로부터 리드를 커팅하여 이후 커링 및 외장조립 등의 후공정을 통해 대량 생산하게 되는 제조 공정을 포함한 구성으로 이루어짐을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정.
- 제1항에 있어서, 상기 전해지는 섬유조직으로 구성되며, 200∼300℃ 에서 0.5∼3시간 적어도 진공쳄버나 공기분위기에서 열처리하여 탄화시킴을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정.
- 제1항에 있어서, 중합공정은 단량체와 산화제의 비율을 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알콜류 혹은 물 상에서 1:0.4∼10의 무게비로 혼합 화학적 산화중합시킴을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조공정.
- 제1항에 있어서, 중합용액은 중합용액의 제조 및 알루미늄 콘덴서 소자 적용시 중합용액의 온도를 10∼-20℃ 저온자켓에서 저온 항온으로 유지하게 함을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조공정.
- 알루미늄 전해콘덴서 제조공정의 중합장치에 있어서,온도센서로 감지된 온도를 기 설정된 정보를 인지한 제어장치의 신호에 의해 저온을 조절하는 온도조절기와,상기 온도조절기에 의해 중합용액 저장조내에 충진된 중합용액을 기 설정된 일정 저온으로 유지하는 저온자켓과,상기 저온자켓을 갖춘 중합용액 저장조에 충진된 중합용액을 연결된 공급관을 통해 공급하게 설치한 용액주입펌프와,상기 공급관의 일단에 연결되어 과공급되거나 잔존하는 중합용액을 중합용액 저장조로 회수관을 통해 리턴하게 설치한 용액회수펌프와,상기 용액주입펌프에 의해 중합용액이 공급관을 거쳐 충진됨에 따라 형성된 다수의 토출구를 통해 다중 분배 공급하게 상부에 설치하면서 세척노즐을 일측에 둔 멀티디스펜서와,상기 멀티 디스펜서의 저부에 중합용액의 공급이 용이하게 다수 알루미늄 캔이 종,횡으로 알루미늄캔홈을 다수 배치 형성하며, 사면으로 일정 높이에 거치홈을 다수 형성하면서 탄화용 전기로상에 삽입 설치되는 양산용 플레이트 지그와,상기 양산용 플레이트 지그에 종,횡으로 다수 배치된 알루미늄캔에 다수 알루미늄 콘덴서 소자가 동시에 잠기게 대량으로 거치 가능하게 형성하며, 중합후 다수 콘덴서 소자를 커팅 가능하게 1mm 두께로 형성한 양산용 알루미늄판 지그를 포함한 구성으로 이루어지는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정의 양산장치.
- 제5항에 있어서, 멀티 디스펜서는 토출구등에 잔존하는 중합용액을 리턴시키거나 제거하기 위하여 용액회수펌프를 회수관에 설치하며, 토출구 일측에는 토출구 부분을 알콜용액으로 세척하게 세척노즐을 구비하여 이루어지는 알루미늄 고분자 콘덴서 제조 공정의 양산장치.
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