KR100227213B1 - 수지 외장형 유기 반도체 고체 전해 커패시터 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄박의 표면에 산화알루미늄 피막이 형성된 화성박을 양극(2)으로, 화성처리되지 않은 알루미늄박을 음극(3)으로 해서 이들 사이에 스페이서 종이를 끼워서 감은 커패시터 소자를 슬림형으로 압착하여 제작한 후, 이어서 일정한 틀에 TCNQ 착염(6)을 넣고 융해시킨 용액에 예열한 상기 소자를 함침시키고, 함침된 소자(1)를 상기 틀에서 분리하여 급냉시킨 커패시터 소자(9)에 에폭시 수지(7)를 도포함으로서 양산성(量産性)을 향상시키고, 제품을 슬림화하여 SET 적용시 자동 삽입 능력을 향상시킨 수지 외장형 유기 반도체 고체 전해 커패시터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

수지외장형 유기반도체 고체전해캐패시터 및 그의 제조방법

본 발명은 수지외장형 유기반도체 고체전해캐패시터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 캐패시터 소자를 외장 수지로 도포하여 종래 외장재로 사용되던 알루미늄 케이스가 불필요하고, 제조작업이 용이하여 생산성이 향상되도록 하는 수지외장형 유기반도체 고체전해캐피시터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

근래에는 기술의 발달로 인해 온도 및 주파수 특성이 양호하며, 수명이 긴 고신뢰성의 전원부품들이 개발되어 음향기기, 통신기기 및 산업용 기기와 같은 전자기기 등에 널리 사용되고 있는데, 이들중 특히 캐패시터는 고형화된 전해질을 이용하는 고체전해캐패시터의 개발이 활발히 진행중이며, 일부는 이미 실용화되어 그 사용분야가 가속적으로 확대되고 있다.

도1은 종래 기술에 따른 고체전해캐패시터의 사시도이고, 도2는 도1에 도시된 종래 기술에 따른 고체전해캐패시터의 종단면도인 바, 이에 의하면 종래 고체전해캐패시터는, 상부면이 개방된 알루미늄 케이스(5)에 유기반도체소자(1)가 삽입되어 그 하부가 알루미늄 케이스(5)에 내장된 전해질(6)에 함침되고, 유기반도체소자(1)의 상부 선단면에는 연결부(4)가 형성된 양극 리드(2) 및 음극 리드(3)가 외부로 돌출되도록 연결되며, 유기반도체소자(1)가 에폭시 수지(7)를 매개로 알루미늄 케이스(5)에 안착되어진 구조로 되어 있다. 여기서 상기 전해질로는 공지의 고체 전해질이 모두 이용가능하지만, TCNQ착염(N-n-부틸-이소퀴놀리늄)을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 종래 고체전해캐패시터의 제조방법을 공정에 따라 순차적으로 설명해 보면, 우선 알루미늄 케이스(5)에 분말형태의 전해질(6)을 가압해서 충전시킨 후 알루미늄 케이스(5)를 약 250∼300℃의 온도로 가열해서 전해질(6)을 융화시키고, 양극 리드(2)와 음극 리드(3)가 연결되어 예열되어진 유기반도체소자(1)를 형틀의 융해된 전해질(6)에 넣고 함침시킨 후 알루미늄 케이스(5)를 급속히 냉각하여 고체화된 전해질(6)을 매개로 알루미늄 케이스(5)내에 유기반도체소자(1)가 내장된 상태로 고정되도록 한다. 이후, 알루미늄 케이스(5)의 개구부에 분말상태의 열경화성 에폭시 수지(7)를 충전시킨 후 약 85∼105℃의 온도에서 장시간 동안 방치하여 에폭시 수지(7)를 경화시키고, 이를 다시 냉각하여 고체전해캐패시터를 완성한다.

그러나, 이러한 종래 유기반도체 고체전해캐패시터는 비싼 알루미늄 케이스(5)가 제조단계에서 형틀로서 이용되면서 완성된 고체전해캐패시터의 외장재로 이용되므로 제품비용의 상승요인이 되고, 부피가 비교적 작은 알루미늄 케이스에 개별적으로 수지를 주입해야 하므로 생산성이 저하되는 문제가 발생되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 알루미늄 케이스의 이용없이 캐패시터 소자를 외장 수지로 도포하여, 제품비용이 절감되고, 제조작업이 용이하게 되도록 하는 수지외장형 유기반도체 고체전해캐패시터 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 고체전해캐패시터의 사시도,

도2는 도1에 도시된 종래 기술에 따른 고체전해캐패시터의 종단면도,

도3은 본 발명에 따른 고체전해캐패시터의 사시도,

도4는 도3에 도시된 본 발명에 따른 고체전해캐피시터의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유기반도체소자 2 : 양극 리드

3 : 음극 리드 4 : 연결부

5 : 알루미늄 케이스 6 : 전해질

7 : 에폭시 수지 9 : 반제품

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정한 형틀에 분말형태의 전해질을 충전시킨 후 가열하여 전해질을 융해시키는 단계 ; 양극 리드와 음극 리드가 연결된 상태로 예열되어진 유기반도체소자를 형틀의 융해된 전해질에 함침하여 전해질이 유기반도체소자의 외면과, 유기반도체소자에 연결된 양극ㆍ음극 리드의 연결부 외면을 감싸도록 한 후, 이들을 형틀로부터 분리하여 급속히 냉각시켜서 반제품을 제조하는 단계 ; 냉각된 전해질의 외면을 융해시켜서 분말형태의 에폭시 수지에 침지하여 융해된 전해질의 외면에 분말형태의 에폭시 수지를 부착시킨 후, 에폭시 수지를 열경화시키는 열경화시키는 단계로 이루어진 수지외장형 유기반도체 고체전해캐패시터의 제조방법으로 되어 있다.

또한 본 발명은 따른 고체전해캐패시터는, 유기반도체소자와, 한쪽 선단에 연결부가 형성되어 유기반도체소자의 한쪽 선단면에 부착되는 양극 리드와 음극 리드, 유기반도체소자의 외면을 감싸는 고체 전해질, 유기반도체소자와 양극ㆍ음극 리드의 연결부 및 전해질을 감싸는 수지 외장재로 이루어진 유기반도체 고체전해캐패시터에 있어서, 상기 유기반도체소자의 외면과, 유기반도체소자에 연결된 양극ㆍ음극 리드의 연결부가 고체 전해질로 도포되고, 이 전해질의 외면이 에폭시 수지로 도포되어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 실시예를 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 고체전해캐패시터의 사시도이고, 도4는 도3에 도시된 본 발명에 따른 고체전해캐패시터의 종단면도인 바, 이에 의하면 본 발명에 따른 고체전해캐패시터는, 유기반도체소자(1)와, 한쪽 선단에 연결부(4)가 형성되어 유기반도체소자(1)의 한쪽 선단면에 부착되는 양극 리드(2)와 음극 리드(3), 유기반도체소자(1)의 외면을 감싸는 고체 전해질(6), 유기반도체소자(1)와 양극ㆍ음극 리드의 연결부(4) 및 전해질(6)을 감싸는 수지 외장재(7)로 이루어지되, 상기 유기반도체소자(1)의 외면과, 유기반도체소자(1)에 연결된 양극ㆍ음극 리드의 연결부(4)가 고체 전해질(6)로 도포되고, 이 전해질(6)의 외면이 에폭시 수지(7)로 도포되어 있다.

이러한 고체전해캐패시터의 제조방법을 구체적인 일예를 들어 공정순에 따라 상세히 설명하면, 우선 일정한 형틀(도시안됨)에 분말형태의 고체 전해질(6)을 충전시킨 후 250∼300℃ 정도의 온도로 가열하여 전해질(6)을 융해시키고, 양극 리드(2)와 음극 리드(3)가 연결된 상태로 예열되어진 유기반도체소자(1)를 형틀의 융해된 전해질(6)에 함침하여 전해질(6)이 유기반도체소자(1)의 외면과, 유기반도체소자(1)에 연결된 양극ㆍ음극 리드의 연결부(4) 외면을 감싸도록 한 후, 어느 정도 형상이 유지되는 상태로 냉각되면 이들을 형틀로부터 분리하여 급속히 냉각시켜서 반제품(9)을 제조한다. 이후, 주위 온도가 120∼150℃ 정도인 상태에서 반제품(9)을 소정 시간동안 방치하여 냉각된 전해질(6)의 외면을 융해시킨 후, 이를 분말형태의 에폭시 수지(7)에 침지하여 융해된 전해질(6)의 외면에 분말형태의 에폭시 수지(7)가 부착되도록 한 후, 에폭시 수지(7)를 열경화시켜서 고체전해캐패시터를 완성한다.

한편, 에폭시 수지(7)를 1번만 도포할 경우에는 도포의 신뢰성이 저하되어 상품성이 낮아지므로, 2∼5회 정도 반복하여 고체전해캐패시터를 완성하는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 제1실시예로 적당하다.

또한, 분말형태의 에폭시 수지(7)를 부착한 후 열경화시키면 외면이 매끄럽게 처리되지 못하고, 그 부피를 소정 규격으로 제작하기가 어려우므로, 전해질(6)의 외면에 분말형태의 에폭시 수지(7)를 부착하여 열경화시킨 후, 열경화된 에폭시 수지(7)의 외면을 고온 용융된 액상의 에폭시 수지(7)로 1∼2회 정도 도포하는 것이 유리하므로, 이는 본 발명의 바람직한 제2실시예로 적당하다.

[표 1]

ㆍC1 ; 종래 기술에 따른 고체전해캐패시터,

ㆍC2 ; 본 발명에 따른 고체전해캐패시터의 제1실시예,

ㆍC3 ; 본 발명에 따른 고체전해캐패시터의 제2실시예.

상기 표1은 종래 기술에 따른 고체전해캐패시터와 본 발명에 따른 고체전해캐패시터의 특성결과를 나타낸 것으로, 이를 참조해 보면, 종래의 고체전해캐패시터와 본 발명의 고체전해캐패시터의 전기적인 특성이 거의 동일하게 나타나는 것을 알 수 있다.

이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 종래 고체전해캐패시터에 있어서, 유기반도체소자의 외면과, 유기반도체소자에 연결된 양극ㆍ음극 리드의 연결부가 고체 전해질로 도포되고, 이 전해질의 외면이 에폭시 수지로 도포되어진 구조로 되어, 종래 사용되던 알루미늄 케이스가 불필요하게 됨에 따라 제품비용이 절감된다.

또한, 형틀에서 제조되어진 다량의 반제품들을 동시에 에폭시 수지에 침지한 후 열경화시켜서 도포할 수 있으므로, 제조작업이 용이하고 단순화되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

한편, 본 발며에 따른 고체전해캐패시터는 외장재가 에폭시 수지로 되어 있어서 수지 외장재에 상표나, 제품형식표시 등의 마킹을 직접할 수 있는 효과도 기대된다.

Claims (4)

1. 유기반도체소자(1)와, 한쪽 선단에 연결부(4)가 형성되어 유기반도체소자(1)의 한쪽 선단면에 부착되는 양극 리드(2)와 음극 리드(3), 유기반도체소자(1)의 외면을 감싸는 고체 전해질(6), 유기반도체소자(1)와 양극ㆍ음극 리드의 연결부(4) 및 전해질(6)을 감싸는 수지 외장재(7)로 이루어진 유기반도체 고체전해캐패시터에 있어서,

   상기유기반도체소자(1)의 외면과, 유기반도체소자(1)에 연결된 양극ㆍ음극 리드의 연결부(4)가 고체 전해질(6)로 도포되고, 이 전해질(6)의 외면이 에폭시 수지(7)로 도포되어진 것을 특징으로 하는 수지외장형 유기반도체 고체전해캐패시터.
2. 일정한 형틀에 분말형태의 전해질(6)을 충전시킨 후 가열하여 전해질(6)을 융해시키는 단계 ; 양극 리드(2)와 음극 리드(3)가 연결된 상태로 예열되어진 유기반도체소자(1)를 형틀의 융해된 전해질(6)에 함침하여 전해질(6)이 유기반도체소자(1)의 외면과, 유기반도체소자(1)에 연결된 양극ㆍ음극 리드의 연결부(4) 외면을 감싸도록 한 후, 이들을 형틀로부터 분리하여 급속히 냉각시켜서 반제품(9)을 제조하는 단계 ; 냉각된 전해질(6)의 외면을 융해시켜서 분말형태의 에폭시 수지(7)에 침지하여 융해된 전해질(6)의 외면에 분말형태의 에폭시 수지(7)를 부착시킨 후, 에폭시 수지(7)를 열경화시키는 단계로 이루어진 수지외장형 유기반도체 고체전해캐패시터의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 전해질(6)의 외면에 분말형태의 에폭시수지(7)를 부착하여 열경화시키는 단계를 2∼5회 정도 반복하는 것을 특징으로 하는 수지외장형 유기반도체 고체전해캐패시터의 제조방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 전해질(6)의 외면에 분말형태의 에폭시 수지(7)를 부착하여 열경화시키는 단계 이후, 열경화된 에폭시 수지(7)의 외면을 고온 용융된 액상의 에폭시 수지(7)로 1∼2회 정도 도포하는 것을 특징으로 하는 수지외장형 유기반도체 고체전해캐패시터의 제조방법.