KR100273390B1 - 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법 - Google Patents
탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100273390B1 KR100273390B1 KR1019980021419A KR19980021419A KR100273390B1 KR 100273390 B1 KR100273390 B1 KR 100273390B1 KR 1019980021419 A KR1019980021419 A KR 1019980021419A KR 19980021419 A KR19980021419 A KR 19980021419A KR 100273390 B1 KR100273390 B1 KR 100273390B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tantalum
- dielectric
- capacitor
- polyurethane
- surface area
- Prior art date
Links
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/07—Dielectric layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
- H01G9/0032—Processes of manufacture formation of the dielectric layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
탄탈 캐패시터에 구비되는 유전체층의 면적을 확대할 수 있도록 하는 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법이 개시되어 있다. 탄탈 분말을 폴리우레탄 등의 고분자계열의 결합제(Binder)를 이용하여 믹싱을 한 후 일정한 밀도를 갖는 탄탈 소자로 성형을 시킨다. 상기 성형된 탄탈 소자는 진공이면서 온도가 1500℃이상의 고온에서 소결을 시킨다. 상기 탄탈 소자를 소결시키게 되면 탄탈 분말에 섞여 있던 폴리우레탄 등의 고분자 계열의 결합제는 연소하여 없어지게 되므로 탄탈 소자에는 그 만큼의 공간(Pore)이 형성된다. 따라서 상기 탄탈 소자에 형성된 공간에 유전체층이 형성되면 자동으로 유전체층의 표면적은 확대된다.
Description
본 발명은 탄탈 캐패시터(Tantal Capacitor)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄탈 캐패시터에 구비되는 유전체층의 면적을 확대할 수 있도록 하는 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법에 관한 것이다.
일반적으로 탄탈 캐패시터는 반도체작용을 하는 탄탈금속(Ta)의 산화피막을 캐패시터의 유전체(Ta2O5)로 이용한 캐패시터이다. 상기 탄탈 캐패시터는 양극산화에 의하여 탄탈산화물(Ta2O5)을 유전체로 하고 있다. 탄탈의 박과 소결체를 전극으로 양극산화에 의하여 탄탈금속면에 형성된 산화피막은 화성전압 1V당 10 ∼ 16Å으로 형성된 얇은 피막으로서 피막의 두께는 화성전압의 상승에 비례하여 증가하며, 캐패시터의 정전용량과는 반비례 관계를 이루고 있다. 또한, 화성전압은 탄탈전해 캐패시터의 종류에 따라 다르지만 탄탈고체 캐패시터에서는 정격전압의 3 ∼ 4배, 탄탈박형 캐패시터에서는 1.3 ∼ 1.4배를 기준으로 하고 있고, 유전체인 탄탈산화피막의 유전율= 23으로 유전율이 7에 해당하는 알루미늄산화피막에 비해 약 3배에 해당한다.
상기와 같은 탄탈 캐패시터의 일반적인 제조방법을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1에서, 먼저, 성형단계(100)는 탄탈분말에 결합제(binder)역할을 하는 D-Camper를 혼합한 후 용제를 건조 제거시킨다음 평량하여 원통형 또는 각형 펠릿(Pellet)에 양극 리드선인 탄탈선을 삽입시켜 일정한 밀도로 성형을 한다. 소결단계(200)에서는 성형된 소자를 진공소결로에 장진후 10-5∼10-6Torr 정도의 진공중에서 1600℃∼2000℃ 정도로 가열하여 결합제 제거와 동시에 소결을 한다. 화성단계(300)에서는 2개의 전극과 그 사이에 삽입되는 유전체로 구성되는 캐패시터의 유전체를 생성하는 단계로 전해액중에 소결소자를 넣어서 직류전압(화성전압)을 인가하여 탄탈금속의 표면에 산화피막(Ta2O5)을 생성하게 되며, 이것이 유전체가 된다. 소성단계(400)에서는 화성단계(300)에서 생성된 산화피막의 표면에 전해질의 이산화망간층을 형성한다. 즉, 소자의 기공내부에 있는 산화피막의 표면에 이산화망간층을 부착시키기 위하여 질산망간의 수용액중에 소자를 침적하여 함침시킨 후 가열분해하여 이산화망간층을 얻게 된다. 조립단계(500)에서는 소성단계(400)에서 이산화망간층을 형성한 후의 소자에 대해서 외장까지의 필요한 카본도포, 은페이스트도포 및 리드용접을 함으로써 외장공정까지가 완료된다. 에이징(Aging)단계(600)에서는 외장을 완료한 캐패시터는 목표품질, 또는 요구하는 품종에 만족할 만한 조건으로 에이징을 하여 초기불량을 제거한 다음 신뢰성에 대한 롯(lot)판정을 하여 롯에 해당하는 제품은 폐기처분한다. 마킹단계(700)에서는 캐패시터에 절연슬리브를 피복시키거나 필요한 표시(정격전압, 정전용량, 극성표시)를 함으로써 탄탈캐패시터의 공조공정을 완료하게 된다.
상기 화성단계(300)에서는 2개의 전극과 그 사이에 삽입되는 소자를 전해액에 함침하여 캐패시터에 유전체를 형성시키게 된다. 즉, 상기 유전체는 전해액중에 소결소자를 넣어서 직류전압(화성전압)을 인가하여 탄탈금속으로 된 소자의 표면에 산화피막(Ta2O5)을 형성시키게 되며, 이것이 유전체가 된다.
최근에는 상기 유전체의 표면적이 넓을수록 탄탈 캐패시터의 정전용량은 증가하게 되므로 유전체의 표면적을 넓히기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 종래에는 상기 탄탈소자의 소결밀도를 조절하여 유전체의 표면적을 확대하였는데, 상기 탄탈소자의 소결밀도 변화는 탄탈소자의 형태, 온도 및 압력에 따라 편차가 심하게 발생하고 조절이 매우 어렵다. 또한, 탄탈분말 소자의 결합제(binder)역할을 하는 D-Camper(C6H16O)는 Ta내부의 기공(Pore)확대를 위한 결합제가 아니고 Ta 분말의 성형시 탄탈 분말의 흐름을 원활하게 해주기 위해 사용되는 것으로 유전체층(Ta2O5)의 표면적 확대를 하는데는 기여를 하지 못한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 탄탈 캐패시터에 구비되는 유전체층의 면적을 확대할 수 있도록 하는 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법을 제공하는데 있다.
도 1은 탄탈전해 캐패시터의 일반적인 제조방법을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 탄탈 소자에 형성된 공간(Pore)의 형상을 개략적으로 나타낸 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 탄탈 소자 20 : 소결로
30 : 공간(Pore)
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 탄탈분말에 결합제(binder)역할을 하는 폴리우레탄을 혼합한 후 용제를 건조 제거시킨다음 평량하여 원통형 또는 각형 펠릿(Pellet)에 양극 리드선인 탄탈선을 삽입시켜 일정한 밀도로 성형을 하는 성형단계; 상기 성형단계 다음에 성형된 탄탈 소자를 진공소결로에 장진후 10-5∼10-6Torr 정도의 진공중에서 1600℃∼2000℃ 정도로 가열하여 결합제인 폴리우레탄을 제거함과 동시에 소결을 하는 소결단계; 상기 소결단계 다음에 화성단계(300)에서는 2개의 전극과 그 사이에 삽입되는 탄탈소자로 구성되며 캐패시터의 유전체를 생성하기 위하여 전해액중에 소결소자를 넣어서 직류전압(화성전압)을 인가하여 탄탈 소자의 표면에 산화피막(Ta2O5)을 생성시켜 유전체층을 형성시키는 화성단계를 포함하는 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 탄탈 분말을 폴리우레탄 등의 고분자계열의 결합제를 이용하여 믹싱을 한 후 일정한 밀도를 갖는 탄탈 소자로 성형을 시킨다. 상기 성형된 탄탈 소자는 진공이면서 온도가 1500℃이상의 고온에서 소결을 시킨다. 상기 탄탈 소자를 소결시키게 되면 탄탈 분말에 섞여 있던 폴리우레탄 등의 고분자 계열의 결합제는 연소하여 없어지게 되므로 탄탈 소자에는 그 만큼의 공간(Pore)이 형성된다. 따라서 상기 탄탈 소자에 형성된 공간에 유전체층이 형성되면 자동으로 유전체층의 표면적은 확대된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 3은 본 발명에 따른 탄탈 소자에 형성된 공간(Pore)의 형상을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법을 설명하면, 먼저, 성형단계(100)에서는 탄탈분말에 결합제(binder)역할을 하는 폴리우레탄을 혼합한 후 용제를 건조 제거시킨다음 평량하여 원통형 또는 각형 펠릿(Pellet)에 양극 리드선인 탄탈선을 삽입시켜 일정한 밀도로 탄탈 소자(10)를 성형하게 된다. 즉, 상기 탄탈 분말에 믹싱되는 결합제는 폴리우레탄 등의 고분자 계열을 믹싱하게 된다.
상기 성형단계(100) 다음에 소결단계(200)에서는 성형된 탄탈 소자(10)를 진공소결로에 장진후 10-5∼10-6Torr 정도의 진공중에서 1600℃∼2000℃ 정도의 고온으로 가열하여 결합제인 폴리우레탄을 제거함과 동시에 소결을 하게 된다. 즉, 상기 폴리우레탄 등의 고분자계열은 300∼400℃에서 모두 연소되므로 탄탈 소자(10)에 섞여 있던 폴리우레탄의 자리에는 자동으로 공간(30)이 형성된다.
상기 소결단계 다음에 화성단계(300)에서는 2개의 전극과 그 사이에 삽입되는 탄탈 소자(10)로 구성되며 캐패시터의 유전체를 생성하기 위하여 전해액중에 탄탈 소자(10)를 넣어서 직류전압(화성전압)을 인가하여 탄탈 소자(10)의 표면에 산화피막(Ta2O5)을 생성시켜 유전체층을 형성시키게 된다. 결국, 상기 탄탈 소자(10)에 형성된 공간(30)에도 유전체층(Ta2O5)이 형성되므로 유전체층의 표면적은 확대된다.
이상 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 탄탈 분말을 폴리우레탄 등의 고분자계열의 결합제를 이용하여 믹싱을 한 후 일정한 밀도를 갖는 탄탈 소자로 성형을 시킨다. 상기 성형된 탄탈 소자는 진공이면서 온도가 1500℃이상의 고온에서 소결을 시킨다. 상기 탄탈 소자를 소결시키게 되면 탄탈 분말에 섞여 있던 폴리우레탄 등의 고분자 계열의 결합제는 연소하여 없어지게 되므로 탄탈 소자에는 그 만큼의 공간(Pore)이 형성된다. 따라서 상기 탄탈 소자에 형성된 공간에 유전체층이 형성되면 자동으로 유전체층의 표면적은 확대된다.
Claims (2)
- 탄탈분말에 결합제역할을 하는 폴리우레탄을 혼합한 후 용제를 건조 제거시킨다음 평량하여 원통형 또는 각형 펠릿(Pellet)에 양극 리드선인 탄탈선(12)을 삽입시켜 일정한 밀도로 성형을 하는 성형단계(100);상기 성형단계(100) 다음에 성형된 탄탈 소자를 진공소결로(20)에 장진후 10-5∼10-6Torr 정도의 진공중에서 1600℃∼2000℃ 정도로 가열하여 결합제인 폴리우레탄을 연소시켜 제거함과 동시에 소결을 하는 소결단계(200); 그리고상기 소결단계(200) 다음에 화성단계(300)에서는 2개의 전극과 그 사이에 삽입되는 탄탈소자로 구성되며 캐패시터의 유전체를 생성하기 위하여 전해액중에 소결소자를 넣어서 직류전압(화성전압)을 인가하여 탄탈 소자의 표면에 산화피막(Ta2O5)을 생성시켜 유전체층을 형성시키는 화성단계(300)를 포함하는 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 소결단계(200)에서 폴리우레탄이 연소되면 폴리우레탄의 자리가 공간(30)으로 남으며, 화성단계(300)에서 형성되는 유전체층은 탄탈 소자(10)의 표면 및 공간(30)에도 형성되는 것을 특징으로 하는 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980021419A KR100273390B1 (ko) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980021419A KR100273390B1 (ko) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000001245A KR20000001245A (ko) | 2000-01-15 |
| KR100273390B1 true KR100273390B1 (ko) | 2000-12-15 |
Family
ID=19538821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980021419A KR100273390B1 (ko) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100273390B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100616470B1 (ko) | 2004-12-29 | 2006-08-29 | 국방과학연구소 | 슬라이더 차단식 소형 안전장전장치 |
-
1998
- 1998-06-10 KR KR1019980021419A patent/KR100273390B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100616470B1 (ko) | 2004-12-29 | 2006-08-29 | 국방과학연구소 | 슬라이더 차단식 소형 안전장전장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000001245A (ko) | 2000-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3828906A1 (en) | Electrolytic capacitor | |
| KR100273390B1 (ko) | 탄탈 캐패시터의 유전체 표면적 확대방법 | |
| JP2001217159A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| KR100280293B1 (ko) | 탄탈 캐패시터의 제조방법 | |
| JPH11150041A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| KR20040042108A (ko) | 탄탈 콘덴서의 유전체 피막을 형성하는 방법 | |
| KR100654998B1 (ko) | 전도성 고분자를 이용한 캐패시터 제조 방법 | |
| JP4002634B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| KR20000001138A (ko) | 전도성 고분자를 이용한 캐패시터 제조방법 | |
| JP2008192886A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| KR20030033148A (ko) | 탄탈륨 콘덴서의 제조장치 | |
| KR20000001137A (ko) | 유전체층이 형성된 탄탈소자를 건조시키는 방법 | |
| KR20030032252A (ko) | 내수성이 강화된 전도성 고분자 콘덴서 | |
| RU2790858C1 (ru) | Способ изготовления катодного покрытия на основе электропроводящего полимера и твердотельный электролитический конденсатор с улучшенными емкостными характеристиками | |
| KR20020081745A (ko) | 탄탈륨 캐패시터의 제조방법 | |
| JP2001155965A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| KR20030032251A (ko) | 전도성 고분자 콘덴서의 제조방법 | |
| JPH07220982A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| KR20050089482A (ko) | 전도성 고분자를 이용한 캐패시터 제조 방법 | |
| KR100304053B1 (ko) | 무극성탄탈캐패시터제조방법 | |
| KR970005088B1 (ko) | 탄탈륨 고체 전해 콘덴서의 소성 제조방법 | |
| KR20050089483A (ko) | 전도성 고분자를 이용한 캐패시터 제조 방법 | |
| KR20020054733A (ko) | 탄탈 캐패시터의 저 스트레스 냉각 방법 | |
| KR20050089481A (ko) | 전도성 고분자를 이용한 캐패시터 제조 방법 | |
| KR20050089479A (ko) | 전도성 고분자를 이용한 콘덴서 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20060904 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |