KR0152679B1 - 탄탈늄고체 전해 커패시터 및 그 제조방법 - Google Patents

탄탈늄고체 전해 커패시터 및 그 제조방법

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가네꼬 히사시
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Abstract

고체 전해 커패시터는 장기간 전류 인가에 따른 누설전류의 증가에 의한 불량발생 가능성이 즐어들며 신뢰성이 개선된다.
도전성 고분자화합물을 갖는 고체전해 커패시터는 공동을 갖는 탄탈늄 플레이트내의 세공표면을 덮는 절연 산화물층위에 형성된다.
공동 표면은 산소공급원으로서의 역할을 한다.

Description

탄탈늄 고체 전해 커패시터 및 그 제조 방법
제1도는 종래의 도전성 고분자 화합물을 사용한 탄탈늄 고체 전해 커패시터의 단면구조를 도식적으로 나타낸 단면도.
제2도는 제1도의 탄탈늄 고체 전해 커패시터의 표면 산화막층에 세공이 발생하는 경우의 상태를 도식적으로 나타낸 단면도.
제3도는 본 발명에 따른 탄탈늄 고체 전해 커패시터의 바람직한 실시예를 도식적으로 나타낸 단면도.
제4도는 제3도의 탄탈늄 고체 전해 커패시터의 표면 산화막에 세공이 발생한 경우의 상태를 도식적으로 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 탄탈늄 플레이트 1a : 세공
2 : 표면 산화막 3 : 도전성 고분자 화합물
4 : 음극측 전극 5 : 결함
6 : 탄화물 7 : 공동
8 : 절연물
본 발명은 탄탈늄(Ta) 고체전해 커패시터 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히 화학 산화중합으로 형성되는 도전성 고분자 화합물을 고체 전해질로 형성하는 탄탈늄 고체 전해커패시터 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 탄탈늄 고체전해 커패시터는 탄탈늄 분말의 소결을 통해 얻어지는 소결체와, 이 소결체 표면상에 형성되는 탄탈늄 산화막과, 이 탄탈늄 산화막위의 고체전해질과, 고체전해질위에 형성되는 흑연층 및 은층과 같은 도전체층으로 구성된다.
이 커패시터는 극성을 갖으며 보통 금속 탄탈늄은 양극측 전극이 되고 고체 전해질위의 도전체는 음극측 전극이 된다.
여기에서 고체 전해질로서 종래에는 이산화망간이 많이 사용되었지만 최근에는 커패시터의 특성과 신뢰성을 개선하기 위한 목적으로 예컨대 일본특허 공고 공보 평 4-56445 (일본 특허 출원번호 소화 58-144374호)에 개시 된바와 같이 이산화망간 대신에 도전성을 부여하는 폴리피놀과등과 같은 도전성 고분자 화합물을 이용하는 것이 제안되었다.
도전성 고분자 화합물을 고체 전해질로서 사용한 고체 전해 커패시터는 상기 공개에도 기재되어있는 바와 같이 이산화망간을 사용한 것과 비교하여 다음과 같은 우수한 특성을 갖고 있다.
첫째, 도전성 고분자 화합물의 도전율이 이산화망간의 도전율에 비해 수 십배 크므로 고주파특성이 우수하다. 따라서 최근 전자기기의 동작주파수의 고주파화에 대응할 수 있어 주목되고 있다.
둘째, 상기 공개에 기재한 바와같이 이산화망간을 이용한 커패시터로는 질산망간을 열분해하여 이산화망간을 형성하는 것으로 제조공정중에 200 내지 300℃의 열 스트레스가 소결체(산화층 표면과 함께 이미 형성됨)에 가해진다. 따라서 표면 산화막에 결함이 발생하여 누설전류를 증가시킬 수 있다. 이에반해 도전성 고분자 화합물을 고체 전해질로서 이용한 커패시터는 제조공정중에 고온 열처리가 필요치 않게 되므로 표면 산화막이 열화되지 않아 장기간 사용시에도 특성변화및 고장발생이 작다. 따라서 도전성 고분자 화합물은 보다 높은 신뢰성을 제공한다.
셋째, 결함이 표면 산화막에서 발생하는 경우에도 이를 수선하며 이른바 셀프-힐링(self-healing)온도가 이산화망간에 비해 낮으므로 미소한 누설전류 영역에서 결함의 수선이 행해진다. 즉 도전성 고분자 화합물은 우수한 신뢰성을 갖는다.
본 발명은 이와같이 도전성 고분자 화합물을 고체 전해질로서 사용한 탄탈늄 고체전해 커패시터에 관한 것이다. 이러한 종류의 고체 전해 커패시터에 있어서 일반적으로 고체 전해질로서의 도전성 고분자 화합물형성 방법에는 크게 전해 산화중합에 의한 방법과 화학 산화중합에 의한 방법으로 2가지 방법이 있다.
전해 산화중합에 의한 경우, 유전체로서의 표면 산화막이 전기적으로 절연체이므로 이 표면산화막위에 직접 도전성 고분자 화합물을 형성하기는 어렵다. 따라서 망간 산화막위에 예컨대 이산화망간 영역에는 화학 산화중합법에 의한 도전성 고분자 화합물층같은 도전성을 갖는 약간의 사전도포층을 형성하고 이것을 도전체로 하여 이것의 외부로부터 전극을 접촉시켜 도전성 고분자 화합물을 형성하지 않으면 않되므로 제조공정이 복잡해진다.
도전성 고분자 화합물을 형성하기 위한 또다른 하나의 방법으로 화학 산화중합법에는 산화막형성이 끝난 소결체를 산화제용액과 단량체용액에 교대로 담가 도전성 고분자 화합물을 형성하는 방법과 산화제와 단량체을 혼합한 용액을 중합반응이 진행되는 온도보다 낮은 온도로 유지하고 소결체(산화막이 형성된)을 저온혼합 용액에 담근후 이것을 중합개시온도 이상의 온도로 높여 중합반응을 진행시키는 방법이 있다.
제1도는 도전성 고분자 화합물을 고체전해질로서 사용한 종래의 탄탈늄 고체전해 커패시터의 단면구조를 도식적으로 나타낸것이다. 제1도에 나타낸것과 같이 소결체(제1도에서 탄탈늄 플레이트)는 탄탈늄 분말이 소결되었을때 세공(1a)이 형성되므로 매우넓은 표면적을 갖는다. 탄탈늄 플레이트(1)(세공(1a))의 표면에는 얇은 탄탈늄 산화막(Ta2O5)(2)이 형성된다.
더우기 얇은 탄탈늄 산화물층(2) 위에는 고체전해질로서 도전성 고분자 화합물(3)이 형성된다.
이 도전성 고분자 화합물(3) 위에는 음극측 전극(4)이 형성된다. 음극측 전극(4)으로서는 흑연층과 은층을 순차적으로 적층한 박판전도체가 사용된다.
본 발명과 관련하여 종래 커패시터의 특징으로서는 도전성 고분자 화합물(3)이 탄탈늄 플레이트(1)의 표면상의 세공(1a)을 완전히 채우는 것이다.
상술한 바 종래 도전성 고분자 화합물을 고체 전해질로서 사용한 탄탈늄 고체전해 커패시터는 이산화망간을 사용한 커패시터 보다도 고주파특성이 우수한 이외에도 신뢰성이 높은것으로 생각되었었다. 그러나 발명자들에 의한 상세한 조사결과 탄탈늄 고체전해 커패시터와 망간 산화물을 적용한 커패시터가 결과적으로 신뢰성이 비슷하다는 것이 판명되었다. 예를들면 신뢰성 테스트로서 부하 수명테스트(오랜기간동안 전압을 가하는 신뢰성테스트)를 실시한 경우의 불량발생율은 두 커패시터들 사이에 결과적으로 차이가 없었다. 또한 고장발생시의 상태도 큰 누설전류에 의한 발열시 그에따른 양극 금속으로서의 탄탈늄 플레이트(1) 부분에서 외장수지 도포층이 발열되는 등 이산화망간을 사용한 커패시터의 경우와 비교하여 큰 차이가 관찰되지 않았다.
따라서 본 발명은 도전성 고분자 화합물을 고체 전해질로서 사용한 탄탈늄 고체전해 커패시터에 있어 도전성 고분자 화합물을 사용하는 이점을 살려 이산화망간을 사용한 커패시터보다도 고주파특성이 우수하며 그외에 종래의 도전성 고분자 화합물을 사용한 고체전해 커패시터 보다 더 신뢰성있는 탄탈늄 고체전해 커패시터를 제공하는 것이 목적이다.
본 발명의 다른목적은 뛰어난 고주파 특성과 뛰어난 신뢰성을 갖는 탄탈늄 고체전해 커패시터를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 탄탈늄 고체전해 커패시터는 탄탈늄분말 소결체와, 이 소결체의 표면상에 형성된 유전체 표면산화막과, 고체 전해질로서 유전체 표면 산화막을 포함하는 탄탈늄 고체전해 커패시터에 있어서 상술한 도전성 고분자 화합물이 소결체 표면을 형성하는 세공내에 공동을 잔류시켜 유전체 산화막을 덮는 구조인것을 특징으로 하는 탄탈늄 고체전해 커패시터이다.
이러한 탄탈늄 고체전해 커패시터는 유전체 표면 산화막위에 도전성 고분자 화합물을 형성하기 위해 화학적 산화중합을 사용하고 이 산화중합을 반복 실시하는 것으로 도전성 고분자 화합물의 세공 채움비를 소망하는 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 제조방법으로서 제조된다.
본 발명에 따른 탄탈늄 고체전해 커패시터는 높은 도전성을 갖는 도전성 고분자 화합물을 고체 전해질로서 사용하고 산소공급원으로서 공동을 제한하는 구조를 갖는다. 따라서 표면 산화물층에 결함이 형성되었을 경우에는 결함부분을 통해 흐르는 누설전류에 의한 발열과 공동으로부터 공급되는 산소에 의해 도전성 고분자 화합물은 절연적으로 변환된다. 즉 양극측 전극으로부터 음극측 전극으로의 전류통로는 커패시터의 기능을 회복하기 위해 폐쇠될 수도 있다.
공동으로부터 도전성 고분자 화합물에 충분한 량의 산소를 공급하기 위해 세공을 채우는 도전성 고분자 화합물이 체적은 70%와 같거나 보다 작을것이 요구된다. 이경우 세공 채움비의 조절은 여러번의 도전성 고분자 화합물을 형성함으로서 정확하게 수행할 수 있다.
상술한 바 본 발명에 따르면 발명은 망간 산화막을 적용한 커패시터보다 뛰어난 고주파특성을 갖는 탄탈늄 고체전해 커패시터를 제공할 수 있다. 또한 탄탈늄 고체전해 커패시터는 종래의 탄탈늄 고체전해 커패시터보다 더 높은 신뢰성을 제공할 수 있다.
본 발명은 이하의 상세한 설명과 본 발명의 적절한 실시예에 첨부된 도면으로부터 보다 충분히 이해될 수 있을 것이다. 또한 본 발명은 본 발명의 설명과 이해만으로 제한되지 않을 것이다.
본 발명은 바람직한 실시예로서 제3도와 제4도를 참조하여 상세하게 설명한다. 다음의 설명에서 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 많은 특별한 설명이 제시될 것이다.
본 발명은 특별한 설명 없이도 당업자에게는 수행될 수 있음이 명백하다. 다른 예로서 본 발명에서는 종래의 공지된 구조는 본 발명의 불 필요한 혼동을 피하기 위해 상세한 설명에 나타내지 않았다.
발명자에 의해 수행된 연구조사에 따르면 종래의 도전성 고분자 화합물을 사용한 탄탈늄 고체전해 커패시터와 이산화망간을 사용했을때를 비교하여 두 커패시터간에 고장발생의 조건과 신뢰성에 큰 차이가 없었으나 고체 전해질로서 도전성 고분자 화합물과 이산화망간사이에 물리 화학적 특성차가 없는 것에 기인하는 것이 아니라 오히려 커패시터의 구조적 특징차에 기인한다는 사실을 발견되었다. 즉 도전성 고분자 화합물이 탄탈늄 소결체의 표면에 형성되는 세공을 완전히 채우는 구조가 되기 때문에 도전성 고분자 화합물의 특성발휘를 방해하는 것이 관찰되었다.
이점에 대한 보다 상세한 논의는 이하에서 하기로 한다.
제1도를 참조하면 종래의 도전성 고분자 화합물을 사용한 커패시터는 탄탈늄 플레이트(1)의 표면을 형성하는 세공내를 도전성 고분자 화합물(3)로 채우게 된다. 여기에서 제2도에서와 같이 탄탈늄 표면 산화막(2)에 결함(5)이 발생하는 것으로 가정하면 이 결함(5)을 경유하여 탄탈늄 플레이트(1)로부터 음극측 전극(4)으로 흐르는 누설전류에 의해 커패시터에 열이 발생하고 특히 결함(5)의 근처영역은 특히 온도가 높게된다.
이때 제2도에 나타낸것과 같이 세공내에 도전성 고분자 화합물이(3) 채워진 구조의 커패시터에는 도전성 고분자 화합물(3)은 외부로부터 산소를 공급받지 못하게 된다. 그결과 누설전류에 의한 고열 발생에의해 도전성 고분자 화합물(3)이 열분해되고 도전성을 갖는 탄화물(6)이 세공내에 잔류하게 된다. 따라서 양극측 전극(탄탈늄 플레이트1)와 음극측 전극(4) 사이의 단락상태는 단속되고 최종적으로 탄탈늄 플레이트(1) 영역에서 외장수지가 발화되는 것이 억제된다.
발명자들은 장기간의 전압인가에 의한 누설전류의 증가문제와 누설전류 증가에 의한 발화의 문제점을 해결하기 위해 폭 넓은 연구를 수행하였다.
결과적으로 도전성 고분자 화합물에 산소 공급원을 설치함으로서 누설전류 발생시 도전성 고분자 화합물을 부분적으로 절연물화 하는 것이 되어 장기간 전압인가에 의한 누설전류의 증대를 억제할 수 있음을 알게 되었다. 본 발명에 따른 탄탈늄 고체전해 커패시터는 제3도에 나타낸 바와 같이 이러한 발견에 기초하여 만들어졌다.
제3도를 참조하면 본 발명에 따른 커패시터는 소결체(탄탈늄 플레이트1)의 세공내에 공동(7)이 존재하는 것으로 제1도에 나타낸 종래의 커패시터와는 차이가 있다.
이 공동(7)은 도전성 고분자 화합물(3)에 대해 산소공급원으로서 작용한다. 즉 도전성 고분자 화합물(3)의 주위에 산소분자가 충분히 존재하여 제2도에 보인바와 같이 탄탈늄 표면 산화막(2)에 결함(5)이 발생할지라도 결함(5) 위의 도전성 고분자 화합물(3)은 결함(5)을 통해 흐르는 누설전류에 의해 절연화된다. 그러므로 양극측 전극(탄탈늄 플레이트1)으로부터 음극측 전극으로의 전류경로가 절연물(8)에 의해 차단된다.
종래의 전도성 고분자 화합물을 고체전해질로 하는 커패시터의 경우 상기와 같은 산소 공급원으로서의 공동이 제공되지 않으며 세공(1a)이 도전성 고분자 화합물로 완전히 채우므로 산소가 도전성 고분자 화합물에 제공될 수 없다.
따라서 종래 도전성 고분자 화합물의 부분적 절연화가 일어나지 않아 누설전류의 흐름이 계속되면 발화에 이른다. 상술한 사실로부터 본 발명에 따른 탄탈늄 고체전해 커패시터에서는 공기가 공급되기 위해 예컨대 공동 체적으로서 일정한 체적이 요구된다. 따라서 세공을 채우는 도전성 고분자 화합물(3)의 체적율(세공채움율)은 일정한 상한을 갖는다.
발명자에 의한 연구에 따르면 도전성 고분자 화합물의 체적이 세공의 체적의 70%이거나 이하일때 신뢰성 테스트(부하 수명테스트)에서 수명 확장 효과가 현저하다.
산소공급원으로서 공동(7)은 도전성 화합물을 한번 형성하는 것이 아니라 수회로 나누어 형성함으로서 얻어질 수 있다. 즉 얇은 도전성 고분자 화합물을 형성하기 위해 수차례에 걸쳐 공정을 반복함으로서 확실하게 공동이 일정하게 유지되고 세공의 채움율이 정확히 조절될 수 있다.
본 발명에 사용되어지는 도전성 고분자 화합물은 예컨대 폴리피놀, 폴리아닐린등 화학 산화중합에 의해 형성되어질 수 있는 도전성 고분자 화합물이지만 특별히 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 또한 가용성 폴리피놀, 폴리아닐린 및 그 유도체의 용액에 탄탈늄 소결체를 담그는 것으로 똑같은 효과를 얻을 수 있다. 다음 본발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
[실시예 1]
피롤과 에탄올을 중량비 30:70의 비율로 함유하는 피놀용액과 도데실벤젠술폰네이트와 에탄올을 중량비 40:60의 비율로 함유하는 산화제 용액을 혼합한 혼합액을 여과지로 여과한다.
여과지위의 생성물을 물로 헹구는 세정시 진공조건하에서 50℃의 온도로 한시간동안 건조한다. 건조 후 이 생성물은 펠렛 형성기계에 의해 펠렛형태로 형성된다. 이 도전성 고분자 화합물 펠렛의 밀도는 무게와 체적측정에 의해 얻어지며 전도도는 3단자법에 의해 측정된다.
얻어진 밀도는 1.37g/㎤이며 전도도는 8.7s/㎤ 이었다. 그다음 탄탈늄분말을 소결시켜 제조한 소결체를 인(In) 산 용액내에서 양극산화시켜 탄탈늄 표면 산화막(2)(제3도 참조)을 형성한 후 상술한 도전성 고분자 화합물을 제조할 때와 같은 피놀용액과 산화제용액의 혼합용액에 담가 탄탈늄 표면 산화막(2) 위에 전도성 고분자 화합물(3)을 화학산화중합법으로 형성한다. 즉 탄탈늄 소결체를 먼저 피놀과 에탄올의 중량비 30:70의 비율로 함유하는 혼합용액에 담근후 이어서 도데실벤젠술폰네이트산 제3철과 에탄놀과의 중량비가 40:60의 비율로 함유하는 산화제용액에 담근다. 반응이 완료된 후 미반응 산화제와 과잉산은 물 헹굼에 의해 제거된다. 사실상 결과물 예컨대 도전성 고분자 화합물로서 형성된 소결체는 50℃의 진공조건하에서 한 시간동안 건조된다.
그 다음 무게를 측정하고 상기 측정된 무게로부터 소결체의 중량을 빼서 형성된 고분자 화합물의 무게를 얻는다. 이때 앞서 측정한 도전성 고분자 화합물의 밀도에 근거하여 형성된 고분자 화합물의 체적을 구한다.
그 구해진 값으로부터 소결체의 세공 채움율는 다음 방정식을 적용하여 계산된다. 이때 이값이 100 퍼센트가 될 때까지 상술한 화학 산화중합을 6회동안 반복한다.
세공 채움율 = (도전성 고분자 화합물의 체적) / (탄탈늄 소결체의 세공체적) × 100 ……… (1)
소결체의 외부 표면에 형성된 폴리피놀(도전성 고분자 화합물)이 상기 식1에 의한 오차가 생길 수 있음으로 폴리피놀 형성후 소결체의 단면을 관찰하여 소결체의 외부 표면에 형성된 폴리피놀의 두께를 구한다. 상술한 방정식이 갖는 오차는 최대 5 퍼센트 이었다.
본 실시예에서 6번의 화학 산화중합에 의해 형성된 시료를 시료 1번, 3번의 화학 산화중합에 의해 형성된 시료를 시료 2번, 한번의 화학 산화중합에 의해 형성된 시료를 3번 시료이다.
이 시료에 따르면 흑연층과 은층이 음극전극(4)(제3도 참조)으로서 연속적으로 형성되고 외부 수지층(도시하지 않음) 형성후 커패시터의 초기특성(커패시티, 등가 직렬저항 및 누설전류)이 측정되었다. 측정결과는 다음 표 1에서 나타낸다. 표 1 에서 커패시티는 주파수 120㎐에서 측정한 값이며 등가 직렬저항은 100㎑에서 측정한 값이고 누설전류는 10V의 직류전압을 1분간 인가한 후 값이다.
그 다음 이 각각의 시료에 대해 신뢰성 테스트가 수행되었다. 테스트는 부하 수명테스트이다. 즉 각각의 시료 50개가 105℃의 항온조내에 놓여지고 표면 산화막을 형성하는 전압의 50% 크기의 직류전압이 인가되었다. 그리고 250시간, 500시간, 1000시간 및 2000시간 경과후에 항온조에서 꺼내어져 누설전류를 측정하여 불량발생을 계산하였다.
그 결과는 다음의 도표 2에서 나타낸다. 여기에서 이 테스트에 의한 불량은 각각 소정시간 경과후의 누설전류값의 5배 이상의 것이 불량으로 정의하였다.
[실시예 2]
제1실시예에서 사용된 산화제 용액대신에 도데실벤젠술폰네이트산 제3철과 에탄놀의 중량비 10:90의 비율로 혼합된 산화제 용액이 사용되었다.
제1실시예와 같은 동일한 조작을 행하여 도전성 고분자 화합물을 형성하였다. 이 도전성 고분자 화합물은 1.42g/㎤ 의 밀도와 10.2s/㎤ 의 도전성을 갖는다. 또한 도전성 고분자 화합물의 세공채움율을 100%가 되도록 하기위해서는 화학산화중합을 10회 반복실시하는 것이 요구되었다. 본 실시예에서는 화학 산화 중합을 10회 반복 실시한 시료를 시료 4, 5회 반복 실시한 시료를 시료5, 3회 실시한 시료를 시료6으로 하여 제1실시예와 동일한 초기특성 측정 및 신뢰성 테스트를 행하였다.
단 신뢰성 테스트조건과 불량판정 조건은 제1실시예에서와 동일하다. 측정결과는 표 1에 나타내고 테스트결과는 표 2에 나타낸다.
[실시예 3]
먼저 제1실시예에서 사용한 것과 같은 산화제용액과 이와 당량의 피놀용액을 각각 별도의 유리용기에 담고 드라이 아이스를 냉각매체로 하여 메탄놀베쓰내에 담는다. 두용액 혼합시에 반응을 억제하기 위해 두 용액이 -40℃이하가 된 것을 확인한 후 두 용액을 혼합한 것을 반응용액으로 한다.
이 반응용액을 실온의 조건에 노출시켜 30분간 방치한 후 여과지로 여과하여 실시예1에서와 동일하게 조작하고 도전성 고분자 화합물의 도전율과 밀도를 측정한다. 얻어진 도전성 고분자 화합물은 밀도가 1.45g/㎤ 이고 전도도가 15.4s/㎤ 이었다.
다음 제1실시예와 동일한 조작으로 표면 산화막이 형성된 소결체를 -40℃ 또는 그 이하의 온도를 유지하는 상기 반응용액에 담근 후 실온조건에 꺼내어져 30분간 유지하여 표면 산화막위에 도전성 고분자 화합물을 형성한다. 본 실시예에서 이와같은 화학중합을 4번 반복 수행한 시료를 시료7, 2회 반복 수행한 시료를 시료8, 1회만 수행한 시료를 시료 9번으로 하였다. 이 방법에 의한 화학적 산화 중합의 경우 실시예1에 의해 생성된 것과 같은 피놀의 산화제 용액으로 유출되지 않고 침적시 소결체내로 침입한 피놀은 그 대부분이 폴리피놀로서 소결체에 잔류한다. 따라서 4번의 화학 산화중합 반복조작으로 도전성 고분자 화합물의 세공 채움율은 100 퍼센트에 도달한다.
본 실시예에서 얻어진 각 시료에 있어 초기 특성측정 및 신뢰성 테스트가 수행되었다.
측정조건, 테스트조건 및 불량판정 조건은 도표 1에서 나타내고 테스트 결과는 도표 2에 나타냈다. 전술한 도표 1, 2를 참조하면 실시예1,2,3에서는 세공 채움율가 70%(시료 2, 3, 5, 6, 8 및 9) 또는 그 이하인 시료는 70%(시료 1, 4 및 7) 보다 큰 세공 채움율을 갖는 시료와 비교하여 신뢰성테스트(부하 수명테스트)에서 불량발생율이 크게 감소되었다.
즉 3가지 실시예에서 불량발생 빈도는 2000시간 경과후 적어도 1/9로 줄일 수 있었다. 여기에서 표 1에서 나타낸 바와 같은 커패시터 초기특성중 상대적으로 낮은 세공채움율을 갖는 시료(시료 3, 6, 9) 들의 등가 직렬저항은 다른 시료들보다 증가하게 된다.
이는 본 발명에서 공동의 산소 공급원으로서 공동의 작용이 손실되는 것을 나타내는 것은 아니다. 상기 등가 직렬저항의 증가는 세공 채움율의 감소에 의한 도전성 고분자 화합물의 얇아진 두께에 기인한다.
따라서 적당한 도판트를 선택하여 도전성 고분자 화합물의 도전율을 보다 높게 하는 것에 의해 등가 직렬저항의 증가를 억제할 수 있다. 또한 소결체의 형상을 보다 크게 하여 세공 체적율을 보다 크게 하는 것에 의해 70% 이하의 세공 채움율을 유지하는 도전성 고중합 화합물의 두께를 두껍게 하여 커패시터의 등가직렬저항을 감소시킬 수 있게 된다.
한편 본 발명은 바람직한 실시예에서 상세히 개시되었으며 상술한 실시예는 당업자에게는 변조와 변형 및 재구성이 가능함은 명백하며 첨부된 청구범위에서 한정한 본 발명의 원리는 다른 방법에 의해 제한되지 않을 것이다.
따라서 본 발명은 본 발명의 범주를 이탈하지 않고 변조와 구성을 이루는 것을 가능하게 할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 표면상에 다수의 세공을 갖는 탄탈늄분말 소결체로 형성되는 양극측 전극과, 상기 세공 표면을 덮는 절연 표면 산화막과, 상기 절연 표면 산화막을 덮는 도전성 고분자 화합물로 형성되며 다수의 공동을 정의하는 고체전해질과, 상기 고체전해질의 표면상에 형성되는 음극측 전극을 포함하는 탄탈늄 고체전해 커패시터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고체전해질의 체적은 상기 세공체적의 70%이하인것을 특징으로 하는 고체전해 커패시터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도전성 고분자 화합물은 폴리피놀 또는 폴리아닐린인것을 특징으로 하는 탄탈늄 고체전해 커패시터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 음극측 전극은 흑연층과 은층의 적층체인것을 특징으로 하는 탄탈늄 고체전해 커패시터.
  5. 표면상에 다수의 세공을 갖는 탄탈늄분말 소결체로 형성되는 양극측 전극과, 상기 세공의 표면을 덮는 절연 표피 산화막과, 다수의 공동을 정의하며 상기 세공체적의 70% 이하의 체적을 갖고, 상기 절연 표면 산화물층을 덮는 폴리피놀 또는 폴리아닐린으로 형성되는 고체전해질과, 상기 고체전해질 표면에 형성되는 음극측전극을 포함하는 탄탈늄 고체전해 커패시터.
  6. 표면상에 다수개의 세공을 갖고 양극측 전극으로 기여하는 탄탈늄 분말 소결체의 표면상에 절연 표면 산화물층을 형성하는 단계. 화학 산화중합에 의해 상기 절연 표면 산화막위에 고체 전해질로서 도전성 고분자 화합물을 형성하는 단계, 공동을 갖는 상기 도전성 고분자 화합물로 세공을 채우기위해 상기 화학 산화중합을 반복하는 단계 및, 상기 도전성 고분자 화합물의 표면상에 음극측 전극을 형성하는 단계를 포함하는 제 1 항 기재의 탄탈늄 고체전해 커패시터 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 절연 표면 산화물층은 인산 용액내에서 상기 소결체를 양극산화하는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 탄탈늄 고체전해 커패시터의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 화학 산화중합에 의한 상기 도전성 고분자화합물의 형성단계는 피놀용액과 산화제용액내에 상기 절연 표면 산화물층을 갖는 상기 소결체를 연속적으로 담가 형성하는 것을 특징으로 하는 탄탈늄 고체전해 커패시터의 제조방법,
  9. 제8항에 있어서, 상기 산화제는 도데실벤젠술폰네이트산 제 3 철과 에탄놀의 혼합물인 것을 특징으로 하는 탄탈늄 고체전해 커패시터의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 화학 산화중합을 반복하는 횟수는 상기 형성된 도전성 고분자 화합물의 무게와 상기 얻어진 무게에 의거하여 상기 도전성 고분자 화합물의 체적 수득과 상기 소결체의 세공내에 상기 도전성 고분자 화합물을 채우는 채움율을 얻는것에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 탄탈늄 고체전해 커패시터의 제조방법.
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