KR20090114513A - 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법 - Google Patents

저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090114513A
KR20090114513A KR1020080040184A KR20080040184A KR20090114513A KR 20090114513 A KR20090114513 A KR 20090114513A KR 1020080040184 A KR1020080040184 A KR 1020080040184A KR 20080040184 A KR20080040184 A KR 20080040184A KR 20090114513 A KR20090114513 A KR 20090114513A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
minutes
solvent
room temperature
tantalum
dry
Prior art date
Application number
KR1020080040184A
Other languages
English (en)
Inventor
허문석
장창국
Original Assignee
세현씨엠티(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세현씨엠티(주) filed Critical 세현씨엠티(주)
Priority to KR1020080040184A priority Critical patent/KR20090114513A/ko
Publication of KR20090114513A publication Critical patent/KR20090114513A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/052Sintered electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/042Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G2009/05Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure consisting of tantalum, niobium, or sintered material; Combinations of such electrodes with solid semiconductive electrolytes, e.g. manganese dioxide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 탄탈의 분말을 압축성형하고, 진공소결(眞空燒結)하여 표면적을 늘려서 양극을 만드는 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법에 관한 것으로, 특히 탄탈분말을 압축성형하고, 소결과 화성을 거쳐 고분자중합토록 함으로서 저저항의 캐패시터를 제공하기 위한 것이다.
현재 탄탈의 분말을 이용하여 진공소결(眞空燒結)하여 표면적을 늘려서 양극을 만든 다음 표면에 이산화망간의 층을 만들고, 다시 그래파이트, 실버층을 충전시켜 음극으로 하는 캐패시터가 제공되고 있으나 이러한 것은 최근의 전자기기에 요구되는 고주파화, 저저항 화 리플로의 실장 시 내열 특성 저하 등 다소 전기적 특성과 내열성이 부족한 단점이 있는 것이다.
따라서 본 발명에서는 상기의 표면적이 확대된 양극 소자 내에 고분자 중합층을 균일되고 치밀하게 형성하기 위한 공정을 개발하여 캐패시터의 용량 발현율을 높이고 저저항화와 내열적으로 안정된 캐패시터를 제공하기 위한 것이다.
탄탈, 저저항, 캐패시터, 고분자

Description

저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법{Angle Type Tantalum Solid Capacitor}
본 발명은 전기적인 특성의 안정화를 위하여 사용되어지는 캐패시터에 관한 것으로, 특히 탄탈분말을 압축성형하고, 소결과 화성을 거쳐 고분자중합토록 함으로서 저저항의 캐패시터를 제공하기 위한 것이다.
현재 캐패시터에서 탄탈의 분말을 이용하여 압축성형토록 하고, 이를 진공소결(眞空燒結)하여 표면적을 늘려서 양극을 만든 다음 표면에 이산화망간의 층을 만들고, 다시 그래파이트와 도전성 실버를 충전시켜 음극으로 하는 캐패시터가 제공되고 있다.
현재 탄탈분말을 사용한 콘덴서는 정전용량에 대한 형태(크기)가 가장 작고, 누설전류가 작고 Low Noise로서, 용량에 비해 주파수 특성이 우수한 고체 탄탈 콘덴서(SOLID TANTAL CONDENSER)와 Case형으로 Pin 간격이 일정하고, 자동 실장으로 되며, 또한 Fuse 내장 Type으로 만일의 사고를 방지할 수 있는 Mold 형 탄탈 콘덴서와 습식 탄탈·콘덴서(TANTAL CONDENSER)가 있다.
그러나 이들은 전기적 특성이 안정되고 수명도 길며 소형으로도 가능하며 온 도특성에서 매우 우수한 특성을 갖고 있지만 역극성에 취약한 결점이 있고 가격이 비싼 단점이 있는 것이다.
따라서 본 발명에서는 , 화성공정의 조건을 변화시켜 유전체를 형성하고 고분자 중합에 의하여 저저항 특성을 갖도록 한 캐패시터를 제공하기 위한 것이다
이를 위하여 탄탈분말을 혼합하여 이를 압축성형한 후 소결하고, 화성하여 고분자 중합토록 하고, 카본과 은을 도포토록 한 후 리드선을 용접토록 함으로서 제조토록 한 것이다.
또한 상기 고분자 중합시에 사용되는 모노머를 기존의 EDOT 보다 저항성분이 적고 열적으로 더 안정된 구조의 DSDOT를 사용하는 것이며 DSDOT와 산화제와의 반응으로 치밀하고 균질한 중합층을 형성하기 위한 중합 전의 화성피막 생성조건과 화성피막 위에 중합층이 잘 형성되도록 하는 중합액 농도, 중합 반응조건을 설정하는 것이다.
중합반응 조건은 소자의 침적 조건과 모너머 용액과 산화제 용액의 급격한 반응 억제하고 균질하게 중합층이 형성되도록 상온 건조하고 알코올류를 사용하여 세척토록 한 후 용매휘발을 위하여 상온에서 건조토록 한 것이다.
따라서 용량이 우수하게 되고, 손실이 적으며 누설전류가 낮고, 저항이 아주 낮은 저저항을 갖게 되는 것이다.
이하 일실시 예에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 본 발명에서의 캐패시터의 정격을 4V/330㎌(7.3ㅧ4.3ㅧ2.8)이고, 제조를 위한 순차적인 공정으로는 도1에 도시된 바와 같다.
도1에 도시된 바와 같이 우선 탄탈분말을 혼합하는 공정을 거친 후 이를 성형하는 공정이다.
이때 1차 성형을 한 후 성형이후에는 압축을 위하여 프레스로 적당히 눌러 단단하게 만드는 공정이다.
이와 같이 단단하게 만들어져 탄탈 성형된 상태에서 탄탈분말이 녹는점에 가까운 온도로 가열하여 탄탈분말이 성형되어져 서로 접한 면에서 접합이 이루어지거나 일부가 증착(蒸着)하여 서로 연결되어 한 덩어리로 만들기 위한 소결공정이다.
상기와 같이 소결공정을 거친 후 화학적 처리에 의하여 소결공정에서 얻어진 고체덩어리의 표면에 안정된 화합물을 생성케 하기 위하여 화성처리(chemical conversion treatment)를 하는 공정이다.
상기한 화성처리는 소결된 소자를 인산수용액(H3PO4 )에서 전기분해시켜 탄탈금속 표면에 산화탄탈피막(Ta2 O)의 유전체를 얻기 위한 것이다.
즉 인산수용액에 소결소자를 넣어서 직류전압(화성전압)을 인가하여 탄탈금속 표면에 산화피막을 생성하여서 유전체를 형성하게 되는데, 이때 산화피막의 생성은 인가된 화성전압이 설정된 화성전류 밀도의 정전압까지 도달하여 일정시간을 거쳐 형성되는 것이다.
본 발명에서는 누설전류 특성과 저저항의 유전체특성을 향상시키기 위하여 최적의 화성 전류밀도를 구하고자 하기 위하여 다음의 조건으로 실시하였다.
본 발명에 의한 화성방법의 일실시예
화성전 전처리 : 85℃이상 순수에서 1분이상 세척건조
화성액 : 0.1~0.5% H3PO4 용액을 사용
화성온도 : 60~70℃화성
화성전압 : 정격전압의 2.5~3.5배
인가전류 : 분당 0.5V씩 상승시키는 전류치
상기와 같이 화성처리한 이후에 유전체로서는 고분자 중합에 의하여 형성토록 하였다.
다음은 고분자 중합과정을 나타낸 것이다.
본 발명에서 사용되어진 고분자 중합액은 아래와 같다.
중합액: monomer ;3,4-disilydioxythiophene(DSDOT)
산화제 ; ferric methylbenzen sulfonate 40%~60%에탄올 용액
Figure 112008031081274-PAT00001
Me=CH3
Figure 112008031081274-PAT00002
모노머 산화제
상기의 중합액과 산화제를 사용하여 고분자 중합층을 형성하는 조건은 다음과 같다.
중합용 모노머 용액의 배합상황 : 상기의 DSDOT를 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알콜등의 용매에 희석사용하여 탄탈 소결체에 충분히 흡습될 수 있도록 한다.(희석비율 1~3M농도)
산화제 용액의 배합상황 : 상기의 산화제를 에탄올 등의 용매에 1∼3배를 희석하여 사용한다.
상기의 중합용 모노머 용액과 산화제 용액을 사용하여 중합하는 공정은 다음과 같다.
도2에 도시된 바와 같이 고분자 중합 (화학산화중합)방법에 대하여는 다음과 같다.
제1공정으로 모노머 용액에 소자를 침적하는 공정이다.
이때 -10℃이하에서 20분 이상을 침적토록 하는 것이다.
제2공정으로 상기와 같이 침적되어진 상태에서 꺼내어 건조시키는 공정이다.
이는 용매의 자연휘발을 위한 것으로 본 발명에서는 30분 이상을 건조토록 하였다.
제3공정으로 이와 같이 건조토록 한 후 산화제용액에 소자를 침적하는 공정이다.
이때에도 -10℃이하에서 30분 이상을 침적토록 하는 것이다.
제4공정으로 상기와 같이 침적이 완료된 이후에 용매휘발을 위하여 상온에서 건조토록 하는 공정이다.
이때에서 본 발명에서는 30분 이상을 건조토록 하였다.
제5공정으로 이와 같이 상온건조에 의하여 용매를 휘발토록 한 이후에 소자를 세척하는 공정이다.
이때 소자세척을 위하여 알코올 류를 사용하였다.
알코올을 사용하는 이유는 모너머, 산화제 등 미반응물과 원하지 않는 부반응물 등이 소자의 표면에 잔존하는 것을 제거를 위한 것이다.
제6공정으로 이와 같이 세척공정이후에 다시 세척액의 휘발을 위하여 상온건조토록 하는 공정이다.
이때의 상온건조는 본 발명에서는 10분 이상을 하였다.
이러한 공정을 5회 이상에서 15회 이내의 범위에서 반복토록 하고 그 후 고분자 층위에 카본과 은층을 순차적으로 형성하여 음극층을 형성하고 에폭시 몰딩 등 기존의 공정과 동일한 제품의 완성을 위하여 공정을 거치게 되는 것이다.
상기의 공정에 의하여 제조되어진 것을 기존의 비교예와 비교하면 다음과 같은 우수특성을 확인할 수 있는 것이다.
비교예로서는 다음과 같다.
모너머 : 3-4 ethylenedioxythiophone, 산화제 : ferric methylbenzen sulfonate 40%부탄올 용액 고분자 중합액 : 모너머, 산화제, 용매(에탄올)을 중량비 1:3:4로 혼합하여 사용 → 고분자 중합방법(화학산화 중합)
상기의 공정을 10회 반복하여 고분자 중합층 형성
본 발명과 비교예의 캐패시터(4V/330μF)의 특성을 비교한 것은 다음의 표와 같다.
용량(μF) 손실(%) 누설전류(μA) ESR(mΩ) 비고
spec 264~396 8이하 132이하 25이하 각10pcs평균치
실시예 324.7 2.8 46 19.4
비교예 321.5 4.9 54 48
♧ 동일소자(pellet)사용, 측정조건 : @20℃, 120Hz(단 ESR은 100khz임)
따라서 고용량과 저손실은 물론 누설전류 특성이 우수하고, 저저항의 상태를 알 수 있는 것이다.
도1은 본 발명의 전체적인 제조공정을 도시한 블럭도
도2는 본 발명의 고분자 중합과정을 도시한 블럭도
도3은 본 발명의 캐패시터의 구조를 나타낸 상태도.
도4는 종래의 탄탈캐패시터의 고분자 중합공정도.

Claims (2)

  1. 탄탈분말을 혼합하여 이를 압축성형한 후 소결하고, 화성하여 고분자 중합토록 하고, 카본과 은을 도포토록 한 후 음극성을 형성하는 것에 있어서, 화성전 전처리를 85℃이상 순수에서 1분이상 세척건조하고, 화성액은 0.1~0.5% H3PO4 용액을 사용하여 화성온도 60~70℃에서 화성전압을 정격전압의 2.5~3.5배로 하여 인가전류를 분당 0.5V씩 상승시키는 전류치로 화성토록 하고, 그후 고분자 중합반응에 의하여 유전체를 형성할 경우에 제1공정으로 모노머 용액에 소자를 -10℃이하에서 20분이상을 침적하는 공정과
    상기와 같이 침적되어진 상태에서 꺼내어 자연휘발을 위하여 30분이상을 건조시키는 공정과 .
    건조토록 한 후 산화제용액에 -10℃이하에서 30분이상을 침적하는 공정과
    침적이 완료된 이후에 용매휘발을 위하여 상온에서 30분이상을건조토록 하는 공정과
    상온건조에 의하여 용매를 휘발토록 한 이후에 소자를 알코올 류를 사용하여 세척하는 공정과
    세척공정이후에 다시 용매휘발을 위하여 10분이상을 상온건조토록 하는 공정을 5회 이상에서 15회 이내의 범위에서 반복토록 함을 특징으로 하는 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 고분자 중합시에 사용되는 모노머를 기존의 EDOT 보다 저항성분이 적고 열하는 안정된 DSDOT를 사용하는 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법
KR1020080040184A 2008-04-30 2008-04-30 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법 KR20090114513A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080040184A KR20090114513A (ko) 2008-04-30 2008-04-30 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080040184A KR20090114513A (ko) 2008-04-30 2008-04-30 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090114513A true KR20090114513A (ko) 2009-11-04

Family

ID=41555762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080040184A KR20090114513A (ko) 2008-04-30 2008-04-30 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090114513A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180098000A (ko) 2017-02-24 2018-09-03 (주)아모레퍼시픽 피부 미용액을 이용한 화장료 조성물의 제조방법
CN110797216A (zh) * 2019-11-15 2020-02-14 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司 一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180098000A (ko) 2017-02-24 2018-09-03 (주)아모레퍼시픽 피부 미용액을 이용한 화장료 조성물의 제조방법
CN110797216A (zh) * 2019-11-15 2020-02-14 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司 一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法
CN110797216B (zh) * 2019-11-15 2022-01-21 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司 一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101350253B (zh) 一种固体电解电容器及其制造方法
US7760490B2 (en) Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing solid electrolytic capacitor
KR20120018073A (ko) 고체 전해질 커패시터 및 그 제조 방법
JP5933397B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサ
JP3202668B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2009505412A (ja) ポリマーベースの固体コンデンサおよびその製造方法
CN103035412A (zh) 固体电解电容器及其制造方法
JP4944359B2 (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
KR20090114513A (ko) 저저항 탄탈 고분자 캐패시터의 제조방법
JP4547780B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2001148330A (ja) 金属酸化物電極上に伝導性高分子被膜を形成する方法およびこれを利用した固体電解コンデンサーの製造方法
JP3255091B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2007281268A (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP4002634B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
KR100753615B1 (ko) 전도성 고분자를 이용한 고체 전해 커패시터의 제조방법
JP2007305684A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JPH05159979A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
KR100591400B1 (ko) 탄탈 콘덴서의 제조 방법
JP2006147900A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
KR100765838B1 (ko) 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조 방법
KR100753609B1 (ko) 고분자 전해 커패시터의 제조방법
JP2010177498A (ja) 巻回型固体電解コンデンサ
JP5116130B2 (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP4637700B2 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
KR100753618B1 (ko) 고체 전해 커패시터의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application