KR100271322B1 - 카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄탈 콘덴서의 이산화망간층과 폴리피롤층간의 접촉저항으로 인해 탄탈 콘덴서의 성능이 저하되는 것을 방지하여 탄탈 콘덴서의 특성을 향상시킬 수 있는 카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서 제조방법에 관한 것으로서, 산화피막(Ta₂O₅)이 생성되어 있는 탄탈 소자에 이산화망간(MnO₂)층을 형성하는 소성 공정(S13)을 포함한 탄탈전해 콘덴서 제조방법에 있어서, 소성 공정(S13)에서 이산화망간층이 형성된 탄탈 소자의 이산화망간층위에 카본층이 형성되도록 하는 카본 함침공정(S14)을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 카본층이 추가로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서 제조방법

본 발명은 탄탈 전해 콘덴서의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 탄탈 콘덴서의 이산화망간층과 폴리피롤층간의 접촉저항으로 인해 탄탈 콘덴서의 성능이 저하되는 것을 방지하여 탄탈 콘덴서의 특성을 향상시킬 수 있는 카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서 제조방법에 관한 것이다.

탄탈 전해 콘덴서는 반도체 작용을 하는 탄탈 금속의 산화피막을 콘덴서의 유전체로 이용한 콘덴서이다. 도 1은 탄탈 콘덴서의 제조 과정이 순서도로서, 각 공정을 설명하면 다음과 같다.

완성된 탄탈 콘덴서를 얻기 위해서는 탄탈 분말에 결합체 역할을 하는 용제를 혼합한 후, 용제를 건조 제거시킨 후 형태를 형성하고, 리드선을 삽입시키는 성형과정(S1), 성형된 소자를 진공 소결로에서 가열하여 바인더 제거와 소결을 하는 소결 과정(S2), 소결 과정(S2)이 끝난 소자를 전해액에 넣은 후, 직류전압을 인가하여 탄탈 금속의 표면에 산화피막(Ta₂O₅)을 생성하는 화성 과정(S3), 화성 과정(S3)에서 생성된 산화피막(Ta₂O₅)에 이산화망간(MnO₂)층을 형성하는 소성 공정(S4), 이산화 망간층이 형성된 탄탈 소자를 피롤모노머 용액에 넣고 전압을 인가하여 폴리피롤층을 형성하거나 함침시켜 폴리피롤층을 형성하는 폴리피롤층 형성 공정(S5), 폴리피롤층이 형성된 탄탈 소자에 카본 도포, 은 페이스트 도포, 리드 용접을 하는 조립 공정(S6), 탄탈 콘덴서의 외부 형태를 만드는 외장 공정(S7), 완성된 콘덴서의 시효 경화를 위한 에이징 공정(S8), 절연관을 끼우거나 용량값 등을 표시하는 마킹 공정(S9)을 거치게 된다.

도 2는 상기와 같은 공정을 거쳐 만들어진 탄탈 콘덴서의 내부 구조를 간략화한 단면도로서, 내부에는 탄탈 입자(1)가 위치하고 있고, 산화탄탈륨(Ta₂O₅)(2)으로 만들어진 양극층, 이산화 망간(MnO₂)층(3)과 전도성 고분자인 폴리피롤(Polypyrrole)(4)로 이루어지는 전해질층, 카본층(C)(5)과 은층(Ag)(6)으로 이루어지는 음극층으로 이루어짐을 도시하고 있다.

이때 전해질층을 이루는 이산화 망간층(3)은 0.1 s/cm 의 전도도를 갖고, 폴리피롤층(4)은 100 s/cm 의 전도도를 갖기 때문에, 서로 다른 전기 전도도를 갖는 두 층이 서로 맞닿아 있는 계면에는 접촉 저항으로 인하여 탄탈 콘덴서의 내부저항이 전체적으로 증가하게 된다.

내부 저항이 증가하게 되면, 탄탈 콘덴서의 임피던스 특성이 저하되고, 손실율이 증가하며, 신호 전달시 잡음이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 탄탈 콘덴서의 이산화망간층과 폴리피롤층사이에 전도성이 좋은 카본층을 형성하여 망간층과 폴리피롤층사이의 접촉 저항을 감소시켜 탄탈 콘덴서의 특성을 향상시킬 수 있는 카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서 제조방법은, 산화피막(Ta₂O₅)이 생성되어 있는 탄탈 소자에 이산화망간(MnO₂)층을 형성하는 소성 공정(S13)을 포함한 탄탈전해 콘덴서 제조방법에 있어서, 소성 공정에서 이산화망간층이 형성된 탄탈 소자의 이산화망간층위에 카본층이 형성되도록 하는 카본 함침공정을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 탄탈 콘덴서의 제조 공정을 나타내는 순서도

도 2는 일반적인 탄탈 콘덴서의 내부 구조를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 탄탈 콘덴서의 카본층 형성방법을 나타내는 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 탄탈 콘덴서의 내부 구조를 나타내는 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 탄탈 소자 12 : 산화탄탈륨층

14 : 이산화망간층 16 : 카본층

18 : 폴리피롤층 20 : 카본층

22 : 은층

이하, 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명 카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서 제조방법은, 산화피막(Ta₂O₅)이 생성되어 있는 탄탈 소자에 이산화망간(MnO₂)층을 형성하는 소성 공정(S13)을 포함한 탄탈 전해 콘덴서 제조방법에 있어서, 소성 공정을 수행하여 형성된 탄탈 소자의 이산화망간층위에 카본층이 형성되도록 하는 카본 함침공정을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성과 작용을 살펴보면 다음과 같다.

산화탄탈륨(Ta₂O₅)(2)으로 만들어진 양극층이 형성되어 있는 탄탈 소자(10)를 소성 공정(S13)에서 질산망간 수용액에 침적하여 함침시키고, 다시 탄탈 소자(10)를 꺼내 290℃ 의 온도로 가열하는 열분해 공정을 거쳐 탄탈 소자(10)의 표면에 이산화망간(MnO₂)층(14)이 형성되도록 한 후(S13), 증류수에 분산시켜 카본 용액에 탄탈 소자를 함침시키고, 카본 용액을 함침시킨 탄탈 소자를 꺼내어 가열로에 넣고 150℃의 온도에서 10분간 2 ~ 3 차례 건조시킨 후 건조 과정을 거치게 되면 이산화 망간층이 형성되어 있는 탄탈 소자에는 카본층(16)이 추가로 형성되게 된다.(S14)

종래처럼 추가로 카본층이 형성되어 있는 탄탈 소자를 폴리피롤 단량체를 아세토리트릴에 용해시킨 피롤 용액에 전류를 인가하거나, 폴리피롤층에 함침시켜 폴리피롤층(18)을 형성하게 한다.(S15)

건조과정이 끝나 폴리피롤층(18)이 형성된 탄탈 소자를 카본을 증류수에 분산시킨 용액에 넣어 60 ℃ 내지 210℃ 의 온도 상태에서 2분간 함침시켜 카본층(20)을 형성시키고, 은층(22)을 형성하며, 리드 용접을 하는 조립 공정(S16), 탄탈 콘덴서의 외부 형태를 만드는 외장 공정(S17), 완성된 콘덴서의 시효 경화를 위한 에이징 공정(S18), 절연관을 끼우거나 용량값 등을 표시하는 마킹 공정(S19)을 차례대로 시행하는 것은 종래의 탄탈 콘덴서 제조 방법과 동일하다.

상기한 바와같이 본 발명은 탄탈 콘덴서의 이산화 망간층과 폴리피롤층 사이에 추가로 카본층을 형성하여 이산화망간층과 폴리피롤층간의 접촉저항에 의한 임피던스 특성 저항, 손실 증대(tan δ 증가), 노이즈 증대와 같은 탄탈 콘덴서의 특성 저하를 방지하는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 산화피막(Ta₂O₅)이 생성되어 있는 탄탈 소자에 이산화망간(MnO₂)층을 형성하는 소성 공정(S13)을 포함한 탄탈 전해 콘덴서 제조방법에 있어서, 상기 소성 공정(S13)에서 이산화망간층이 형성된 탄탈 소자의 이산화망간층위에 카본층이 형성되도록 하는 카본 함침공정(S14)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 카본 함침공정(S14)은 카본 용액에 함침된 탄탈 소자를 150℃의 온도로 건조시키킨 후, 2 - 3 차례 5분 내지 10분간 건조하는 것을 특징으로 하는 카본층이 추가로 형성되는 탄탈 전해 콘덴서 제조방법.