KR100376767B1 - 고체전해콘덴서 및 그 제조방법 - Google Patents

고체전해콘덴서 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

고주파영역의 ESR을 저감하는 고체전해콘덴서 및 그 제조방법을 제공한다. 표면에 유전체산화피막(2)이 형성된 다공질양극체(1)와 다공질양극체(1)내부의 공공부(空孔部)(3)표면의 유전체산화피막(2a)상에 형성된 도전성 고분자로 이루어진 화학중합층(4)과, 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2ｂ)상에 형성된 도전성 고분자로 이루어지는 전해중합층(5)을 갖고, 유전체산화피막(2b)과 전해중합층(5)의 접촉주변(13)으로 화학중합층(4)과 전해중합층(5)이 도통하고 있는 고체전해콘덴서, 다공질양극체(1)의 표면에 유전체산화피막(2)을 형성하고, 산화제를 10∼60중량% 포함하는 용액에 다공질양극체(1)를 침지한 후, 화학산화중합에 의해 화학중합층(4)을 형성하여 전해중합에 의해 전해중합층(5)을 형성하는 고체전해콘덴서의 제조방법을 제공한다.

Description

고체전해콘덴서 및 그 제조방법{Solid electrolytic condenser and method of manufacturing the same}
본 발명은 고체전해질에 도전성 고분자를 사용한 고체전해콘덴서 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히, 고주파영역의 ESR(등가직렬저항)이 저감된 고체전해콘덴서 및 그 제조방법에 관한 것이다.
근년의 개인용 컴퓨터 등의 급격한 진보에 따라 그것에 사용되는 CPU등의 동작주파수가 수백 MHz가 소요됨에 따라 전원회로에서는 다 감당할 수 없어 순발적(瞬發的)인 전력공급용으로서 대용량콘덴서가 사용되고 있다. 이 대용량콘덴서의 ESR가 크면 순간의 전력공급을 할 수 없어 CPU등이 오동작을 초래할 염려가 있기 때문에, 될 수 있는 한 ESR가 낮은 대용량콘덴서가 요구되고 있다.
종래의 고체전해콘덴서는, 예를 들면 다음과 같은 제조공정에 의해 제조된다.
우선, 탄탈같은 산화피막형성성금속(벨브작용금속)의 미세분말을 양극리드를 바로 세운 상태로 원주나 각주같은 기둥체로 성형, 소결하여 기둥체내부에 복수의 미세한 공공부(空孔部)를 가지는 다공질양극체를 얻는다. 다음에, 그 다공질양극체 내부의 공공부표면 및 외부에 접한 표면상에 유전체층으로서의 산화금속(이 경우는, 산화탄탈(Ta₂O5))의 피막을 형성한다. 유전체산화피막의 형성에는 양극산화 등이 사용된다.
이어서, 그 유전체산화피막상에 2산화망간(MnO2)등의 고체전해질층을 형성하고, 그 고체전해질층상에 음극층을 형성한다. 음극층은 이후에 부착되는 외부접속용의 음극단자와 전술의 고체전해질층을 저저항으로 연결하는 것에서, 예컨데, 은페이스트층, 납땜층을 적층함으로써 형성된다. 이 후, 외부접속용의 음극단자의 부착, 몰드수지층등에 의한 봉지외장, 단자성형을 거쳐 고체전해콘덴서를 얻는다.
이와 같은 다공질소결체를 양극체로서 사용하는 고체전해콘덴서는 작은 체적으로 대용량을 얻을 수 있다. 그러나, 이 같은 고체전해콘덴스는 ESR이 크다는 단점이 있다. 이것은 미세한 공공부내에 형성된 고체전해질층이 얇고 길기 때문이며 또한 고체전해질층에 사용되는 MｎＯ₂등이 반도체이기 때문에 고체전해질층의 전기저항이 커지는 것이 원인이다.
그래서, MｎＯ₂등에 비해 저항이 1/1000 이하인 도전성 고분자를 고체전해질층에 사용한 고체전해콘덴서가 개발되어 있다.
이러한 도전성 고분자로 이루어진 고체전해질층의 형성방법으로는, 도전성 고분자형성용 모노머를 산화제 등의 약품에 의해 화학적으로 중합한 화학산화중합과, 도전성 고분자형성용 모노머를 전기화학적으로 중합한 전해중합의 두 가지를 들 수 있다.
화학산화중합으로 형성된 도전성 고분자는 도전성 고분자형성용 모노머가 동일하면 전해중합으로 형성된 도전성 고분자보다도 저항이 크다(수배∼1OO배). 이 때문에, 고체전해콘덴서의 ESR화를 위해서는 전해중합에 의한 도전성 고분자를 고체전해질층에 사용하는 것이 이상적이다.
그러나, 전해중합은 전기화학반응 때문에 유전체산화피막과 같은 통전할 수 없는 절연체상에서는 실시할 수 없기 때문에, 전해중합에 의한 도전성 고분자를 유전체산화피막상에 형성하는 것이 곤란하다는 결점을 가지고 있었다. 그 때문에, 도 8에 나타낸 바와 같이, 사전에 다공질양극체(21)의 유전체산화피막(22)상에 화학산화중합에 의해 도전성 고분자(화학중합층, 24)를 형성해 두고, 이 위에 전해중합에 의해 도전성 고분자(전해중합층, 25)를 형성하여 2층구조로 할 필요가 있다. 이때, 전해중합층(25)은 다공질양극체(21)내부의 공공부(23)표면에는 형성되기 어렵기 때문에 다공질양극체(21)의 외부에 접한 표면에서 주로 형성된다. 이와 같은 2층구조의 도전성 고분자로 이루어진 고체전해질층을 사용한 고체전해콘덴서는 일본공개특허 평 4-74853호 공보에 개시되어 있다.
이와 같은 2층구조에서는, 교류전류가 화학중합층(24)을 반드시 통과하기 때문에 전해중합층(25)만의 경우보다 저항이 커진다. 그러나, 전해중합층(25)의 기초로서 화학중합층(24)이 불가결한 점과, 종래의 MnO2보다도 화학중합층(24)은 훨씬 저저항이라는 점 때문에 화학중합층(24)의 저항은 그다지 문제되지 않았다.
그러나, 2층구조의 도전성 고분자로 이루어진 고체전해질층을 사용한 고체전해콘덴서를 고주파영역(100kＨz 정도)에서 사용한 경우, ESR가 커지는 문제가 있었다. 이것은, 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이 고주파영역에서는 전류가 다공질양극체(21)의 외부에 접한 표면만을 흐르게 되어, 다공질양극체(21), 화학중합층(24), 전해중합층(25), 음극층(26)의 순서로 통과하기 때문에, 다공질양극체(21)의 외부에 접한 표면에 형성된 화학중합층(24)의 저항이 크게 영향을 주게 되기 때문이다(도면중, 화살표는 전류를 나타낸다). 근년의 고체전해콘덴서의 저ESR화의 요구에 따라 수mΩ∼10mΩ정도라도 ESR의 저감은 상당히 중요해지고 있다. 그 때문에, 가능한 한 고체전해질층의 저항을 작게 하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 고주파영역의 ESR를 저감하는 고체전해콘덴서 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 고체전해콘덴서의 일례를 나타내는 개략단면도,
도 2는 본 발명의 고체전해콘덴서에 고주파전류를 흘렸을 때의 전류의 통과 모양을 나타내는 개략단면도,
도 3은 본 발명의 고체전해콘덴서에 사용되는 다공질양극체의 일예를 나타 내는 개략도,
도 4는 다공질양극체의 양극산화공정을 나타내는 개략도,
도 5는 화학중합층이 형성된 다공질양극체를 나타내는 개략단면도,
도 6은 전해중합공정을 나타내는 개략도,
도 7은 전해중합층의 형성모양을 나타내는 개략단면도,
도 8은 종래의 고체전해콘덴서의 일례를 나타내는 개략단면도,
도 9는 종래의 고체전해콘덴서에 고주파전류를 흘렸을 때의 전류분포를 나 타내는 개략단면도, 및
도 10은 종래의 고체전해콘덴서에 고주파전류를 흘렸을 때의 전류의 통과 모양을 나타내는 개략단면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 다공질양극체 2 : 유전체산화피막
3 : 공공부 4 : 화학중합층
5 : 전해중합층 6 : 전해중합용용액
7 : 접촉부의 주변
즉, 본 발명의 고체전해콘덴서는 벨브작용금속으로 이루어져, 표면에 유전체산화피막이 형성된 다공질양극체와 다공질양극체내부의 공공부표면의 유전체산화피막상에 화학산화중합에 의해 형성된 도전성 고분자로 이루어진 화학중합층과, 다공질양극체의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막상에 전해중합에 의해 형성된 도전성 고분자로 이루어지는 전해중합층을 가지고, 상기 유전체산화피막과 전해중합층이 접하고, 또한 이 접촉부의 주변에서 화학중합층과 전해중합층이 도통하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 고체전해콘덴서의 제조방법은 벨브작용금속으로 이루어진 다공질양극체의 표면에 유전체산화피막을 형성하여, 산화제를 10∼60중량%포함하는 용액에 다공질양극체를 침지(浸漬)한 후, 건조하는 공정과, 도전성 고분자형성용모노머를 포함한 용액에 다공질양극체를 침지한 후, 세정하는 공정을 1회 이상 교대로 반복하여 화학산화중합에 의해 도전성 고분자로 이루어지는 화학중합층을 형성하고, 불순물과 도전성 고분자형성용모노머를 포함한 용액에 다공질양극체를 침지하고, 전해중합에 의해 도전성 고분자로 이루진 전해중합층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 고체전해콘덴서의 제조방법에 있어서, 산화제를 포함하는 용액에 사용되는 용매는, 물 또는 메탄올이 적합하다.
본 발명의 고체전해콘덴서의 제조방법에 있어서, 산화제를 포함하는 용액에 다공질양극체를 침지한 후 건조하는 공정과, 도전성 고분자형성용모노머를 포함한 용액에 다공질양극체를 침지한 후 세정하는 공정사이에, 다공질양극체를 물 또는 메탄올로 세정하는 것이 바람직하다.
이하, 도면들을 사용하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 고체전해콘덴서의 일례를 나타내는 개략단면도이다.
본 발명의 고체전해콘덴서는 벨브작용금속으로 이루어져 표면에 유전체산화피막(2)이 형성된 다공질양극체(1)와, 다공질양극체(1)내부의 공공부(3)표면의 유전체산화피막(2a)상에 화학산화중합에 의해 형성된 도전성 고분자로 이루어진 화학중합층(4)과, 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2b)상 및 공공부(3)의 개구부에 전해중합에 의해 형성된 도전성 고분자로 이루어진 전해중합층(5)과, 전해중합층(5)상에 형성된 음극층(6)으로 개략구성되었다. 즉, 상기 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2b)과, 전해중합층(5)이 접하고 이 접촉부의 주변(13)에서, 화학중합층(4)과 전해중합층(5)이 접촉하고 있어, 화학중합층(4)과 전해중합층(5)은 도통하고 있으나, 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2b)상에는, 화학중합층(4)이 없는 것을 특징으로 하고 있다.
다공질양극체(1)에 사용되는 벨브작용금속으로는, 탄탈, 알루미늄, 니오부, 티탄, 지르코늄, 마그네슘등을 들 수 있으며, 통상적으로는 탄탈이 사용된다.
유전체산화피막(2)은 다공질양극체(1)를 양극산화하여 형성된 층으로, 벨브작용금속으로서 탄탈을 사용한 경우는 산화탄탈이 형성된다.
화학중합층(4)을 형성하는 도전성 고분자로서는, 예를들면, 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아닐린(polyaniline)과, 이것들의 치환체를 들 수 있다. 그 중에서도, 화학산화중합에 의해 중합되기 쉬운 폴리피롤 및 이것의 치환체가 알맞다.
전해중합층(5)을 형성하는 도전성 고분자로는, 예를들면, 폴리피롤 및 이것의 치환체등을 들 수 있다.
음극층(6)은 그라파이트페이스트층과 은페이스트층을 적층한 것 등, 공지의 것을 사용하는 것이 가능하다.
이러한 고체전해콘덴서에 고주파영역의 전류를 흘린 경우, 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면만을 흐르는 전류는, 도 2에 나타낸 바와 같이 다공질양극체(1), 전해중합층(5), 음극층(6)의 순서로 통과한다. 한편, 종래의 고체전해콘덴서에 고주파영역의 전류를 흘린 경우, 전류는, 도 10에 나타낸 바와 같이 다공질양극체(21), 화학중합층(24), 전해중합층(25), 음극층(26)의 순서로 통과한다. 그 때문에 본 발명의 고체전해콘덴서에서는, 전류가 저항이 큰 화학중합층(4)을 통과하지 않기 때문에 고주파영역의 ESR를 저감할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 고체전해콘덴서의 제조방법으로 벨브작용금속으로서 탄탈, 도전성 고분자로서 폴리피롤을 사용한 경우에 대해서 설명한다.
우선, 입자로 만든 탄탈분말을 사용하여, 프레스공법에 따라 양극리드(7, 탄탈금속제)가 식립된(심어서 세운) 기둥상의 압축성형체를 만든다. 이 성형체를 소결하는 것에 의해 도 3에 나타난 고체전해콘덴서용의 다공질양극체(1)를 얻는다.
이어서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 다공질양극체(1)와 대항전극(8)을 전해액(9)에 침지하여, 다공질양극체(1)의 표면에 양극산화에 의해 유전체산화피막(2)을 형성시킨다.
양극산화 후의 다공질양극체(1)를, 산화제를 10∼60중량% 포함한 산화제용액에 침지한 후 건조시켜 다공질양극체(1)내부의 공공부(3)표면의 유전체산화피막(2a)상에 산화제의 결정을 석출시킨다.
이어서, 이 다공질양극체(1)를, 피롤을 포함한 화학산화중합용 용액에 침지한 후 건조시켜 피롤의 화학산화중합을 완료시키고, 메탄올 등으로 세정함으로서 잔류미반응물 및 도전성에 기여하지 않는 부생성물을 제거하여, 도 5에 나타낸 바와 같이, 다공질양극체(1)내부의 공공부(3) 표면의 유전체산화피막(2a)상에 화학중합층(4)을 형성시킨다.
산화제의 결정을 석출시키는 공정과 화학산화중합공정은 필요에 따라 2회이상 교대로 반복해도 괜찮다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 화학중합층(4)형성 후의 다공질양극체(1)를 불순물과 도전성 고분자형성용모노머를 포함한 전해중합용 용액(10)에 침지하여, SUS전극(11,12)을 다공질양극체(1)에 근접시켜 통전한다. 이때, 전류는 다공질양극체(1)내부에 형성된 화학중합층(4)을 통과하여, SUS전극(l1)부근이 아닌 별도의 표면으로부터도 전해중합용 용액으로 흐른다. 도 7에 나타낸 바와 같이 이 통전에 의해서 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면부근의 화학중합층(4)의 끝부분(l4)을 기점으로, 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2b)상에 따라 전해중합층(5)이 성장한다. 이렇게 성장한 전해중합층(5)은, 공공부(3)에 거의 형성되지 않는다. 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면에는 다수의 전류유출점이 존재하기 때문에 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면은 전해중합층(5)으로 완전히 덮여진다.
전해중합층(5)형성후의 다공질양극체(l)상에 그라파이트페이스트층, 은페이스트층으로 이루어진 음극층(6)을 형성한다. 이어서, 금속제외부단자를 용접ㆍ접착등으로 부가하고, 그 위에 내습성, 취급성향상 등을 목적으로서 수지로 외장하여 고체전해콘덴서를 얻는다.
본 예에서는 산화제용액의 산화제농도를 10∼60중량%로 할 필요가 있고, 바람직하기로는 30∼50중량%이고, 보다 바람직한 것은 35∼45중량%이다. 산화제농도가 10중량% 미만에서는 건조에 시간이 걸리며 석출하는 산화제의 결정이 적어 생산효율이 나쁘다. 산화제농도가 60중량%을 넘으면 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2b)상에 산화제의 결정이 석출되어 유전체산화피막(2b)상에 화학중합층(4)이 형성되어 버린다.
산화제용액에서의 다공질양극체(1)의 침지시간은 특별히 한정되어 있지 않으나, 10초에서 10분 사이가 통상적이다.
산화제로서는 통상의 화학산화중합에 사용되는 산화제이면 특별히 한정되어 있지 않으나, 도데실벤젠슬폰산(dodecylbenzenesulfonate) 제2철, 파라톨렌슬폰산 제2철등의 방향족 슬폰산염을 예로들 수 있다. 여기서는 철이온등의 금속이온은 산화제로서 작용하고, 방향족 슬폰산이온은 도전성 고분자형성 모노머와 공존시키는 불순물로서 작용한다.
산화제용액에 사용된 용매로는 물, 메탄올, 이소프로필알코올, 에탄올등의 알콜류등을 들 수 있다. 그 중에서도 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2b)상에 산화제의 결정이 석출되기 어렵다는 점에서 물, 메탄올이 적합하다.
또한, 산화제용액에 다공질양극체(1)를 침지, 건조한 후에 다공질양극체(l)의 외부에 접한 표면을 관찰하여 산화제의 결정이 눈에 띄면 다공질양극체(1)를 물 또는 메탄올에 침지하여 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면을 세정해도 좋다.
화학산화중합용용액 및 전해중합용용액의 용매로서는 예를들면, 물, 메탄올, 이소프로필알코올, 에탄올등의 알콜류 등을 들 수 있다.
전해중합용용액중에 포함된 불순물로서는, 도데실벤젠슬폰산나트륨등의 방향족슬폰산의 알카리금속염등을 들 수 있다.
본 발명의 고체전해콘덴스의 제조방법에 의하면 화학중합층(4)은 다공질양극체(1)내부의 공공부(3)표면의 유전체산화피막(2a)상에만 형성되어 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면에는, 그 끝부분(14)만을 노출하는 구조로 되어, 전해중합층(5)은 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2b)상에 형성되어, 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면에 있어서 화학중합층(4)과 전해중합층(5)이 적층되는 일이 없기 때문에, 고주파영역의 ESR이 저감된 고체전해콘덴서를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 본 예에서는 산화제농도를 특정해서 화학중합층(4)을 다공질양극체(1)내부의 공공부(3)표면의 유전체산화피막(2a)상에만 형성시켰으나, 이외의 방법에 의해서 화학중합층(4)을 공공부(3)표면의 유전체산화피막(2a)상에만 형성해도 좋다.
실시예
이하, 실시예들을 나타낸다. 본 발명에 있어서 평가방법은 이하와 같다.
(ESR측정)
측정조건: 측정주파수 100kＨz, 측정전압 1Vrms (1.5V DC바이어스 인가)
실시예1
(다공질양극체의 제조)
조립탄탈분말을 사용하여 프레스공법에 따라 양극리이드(탄탈금속제)가 직립된 기둥상의 압축성형체를 제조했다. 이 성형체를 진공중 1600°C에서 30분간 소결하여 다공질양극체를 얻었다.
이어서, 이 다공질양극체와 대항전극을 0.6중량% 린산수용액에 침지하여, 18V의 전압을 인가하여 다공질양극체의 표면에 양극산화에 의해 유전체산화피막을 형성시켰다.
(화학중합층의 형성)
양극산화후의 다공질양극체를 도데실벤젠슬폰산제2철을 40중량% 포함하는 산화제용액에 5분침지한 후, 25℃에서 60분간 건조시켜 다공질양극체 내부의 공공부표면의 유전체산화피막상에 도데실벤젠슬폰산제2철의 결정을 석출시켰다.
다음으로, 이 다공질양극체를 5중량%의 피롤을 포함하는 화학산화중합용용액에 20분침지한 후, 25℃에서 60분간 건조시켜 피롤의 화학산화중합을 완료시켜, 메탄올로 세정함으로서 다공질양극체내부의 공공부표면의 유전체산화피막상에 화학중합층을 형성시켰다.
(전해중합층의 형성)
화학중합층형성 후의 다공질양극체를 20중량%의 도데실벤젠슬폰산나트륨과 5중량%의 피롤을 포함하는 전해중합용용액에 침지하고, SUS전극을 다공질양극체에 근접시켜 30분간 통전하여 전해중합을 시행하고, 다공질양극체의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막상에 전해중합층을 형성시켰다. 전해중합중시의 전압은, 참조극으로서 은ㆍ염화은전극을 사용하여 측정하였을 때 1V (Ag/AgCl)이 되도록 조정하였다.
(음극층의 형성, 외장)
전해중합층형성 후의 다공질양극체상에 그라파이트페이스트층, 은페이스트층으로 이루어진 음극층을 형성하고, 이어서 금속제외부단자를 부착하며, 그 위에 수지로 외장하여 고체전해콘덴서를 얻었다.
얻어진 고체전해콘덴서를 대상으로 ESR를 측정하였다. 측정개수는 10p로 하여 최대치, 최소치 및 평균치를 구하였다. 결과는 표 1에 나타낸다.
비교예 1
산화제용액의 농도를 70중량%에 변경한 이외에는 실시예1과 같은 방법으로, 다공질양극체의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막상에 화학중합층과 전해중합층이 적층되었다, 2층구조의 고체전해질층을 가지는 고체전해콘덴서를 얻었다.
얻어진 고체전해콘덴서를 대상으로 ESR를 측정하였다. 측정개수는 10p으로 하여, 최대치, 최소치 및 평균치를 구하였다. 결과는 표1에 나타낸다.
비교예 2
(화학중합층의 형성)
실시예 1과 같은 방법으로 제조한 양극산화후의 다공질양극체를, 도데실벤젠슬폰산제2철을 70중량% 포함하는 산화제용액에 5분 침지한 후, 25°C에서 60분간 건조시켜, 다공질양극체내부의 공공부표면의 유전체산화피막상에 도데실벤젠슬폰산 제2철의 결정을 석출시켰다.
계속해서, 이 다공질양극체를 5중량%의 피롤을 포함하는 화학산화중합용용액에 20분 침지한 후, 25°C에서 60분간 건조시켜 피롤의 화학산화중합을 완료시켜, 메탄올등으로 세정함으로서 잔류미반응물 및 도전성에 기여하지 않는 부생성물을 제거했다.
이상의 조작을 3회 반복하여 다공질양극체 내부의 공공부표면 및 다공질양극체의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막상에 화학중합층을 형성시켰다.
(음극층의 형성, 외장)
전해중합층형성후의 다공질양극체상에, 그라파이트페이스트층, 은페이스트층으로 이루어진 음극층을 형성하고 이어서, 금속제외부단자를 부착하며, 그 위에 수지로 외장하여 고체전해콘덴서를 얻었다.
얻어진 고체전해콘덴서를 대상으로 ESR를 측정하였다. 측정개수는 1Op로 하여 최대치, 최소치 및 평균치를 구하였다. 결과는 표1에 나타낸다.
다공질양극체의 외부에접한 표면의 층구조 ESR(단위:100kHz에서의 ｍΩ)
최대치 최소치 평균치
실시예1 전해중합층만 43 28 35
비교예1 화학중합층+전해중합층 50 33 40
비교예2 화학중합층만 70 40 55
상술한 바와 같이, 본 발명의 고체전해콘덴서는 벨브작용금속으로 이루어져 표면에 유전체산화피막이 형성된 다공질양극체와, 다공질양극체내부의 공공부표면의 유전체산화피막상에 화학산화중합에 의해 형성된 도전성 고분자로 이루어지는 화학중합층과, 다공질양극체의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막상에 전해중합에 의해 형성된 도전성 고분자로 이루어지는 전해중합층을 가지고, 상기 유전체산화피막과 전해중합층이 접하고, 이 접촉부의 주변에서 화학중합층과 전해중합층이 도통하고 있기 때문에 고주파영역의 ESR를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 고체전해콘덴서의 제조방법은 벨브작용금속으로 이루어지는 다공질양극체의 표면에 유전체산화피막을 형성하여, 산화제를 10∼60중량%포함하는 용액에 다공질양극체를 침지한 후 건조하는 공정과, 도전성 고분자형성용 모노머를 포함하는 용액에 다공질양극체를 침지한 후 세정하는 공정을 1회 이상 교대로 반복하여 화학산화중합에 의해 도전성 고분자로 이루어지는 화학중합층을 형성하고, 불순물과 도전성 고분자형성용모노머를 포함하는 용액에 다공질양극체를 침지하여 전해중합에 의해 도전성 고분자로 이루어지는 전해중합층을 형성하는 방법이기 때문에, 유전체산화피막상에 화학중합층이 형성되는 일이 없고 고주파영역의 ESR가 저감된 고체전해콘덴서를 얻을 수 있다.
또한, 상기 산화제를 포함하는 용액에 사용되는 용매로서 물, 메탄올을 사용하면 다공질양극체의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막상에 산화제의 결정이 석출하는 일이 없고, 유전체산화피막상에 화학중합층이 형성되는 일이 없다.
또한, 산화제를 포함하는 용액에 다공질양극체를 침지한 후 건조하는 공정과 도전성 고분자형성용 모노머를 포함하는 용액에 다공질양극체를 침지한 후 세정하는 공정과의 사이에 있어, 다공질양극체를 물 또는 메탄올로 세정하면 다공질양극체의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막상에 석출한 산화제의 결정을 제거할 수 있어, 유전체산화피막상에 화학중합층이 형성되는 일이 없다.

Claims (4)

  1. 벨브작용금속으로 이루어져 표면에 유전체산화피막(2)이 형성된 다공질양극체(1)와, 다공질양극체(1)내부의 공공부(3)표면의 유전체산화피막(2)상에 화학산화중합에 의해 형성된 도전성 고분자로 이루어지는 화학중합층(4)과, 다공질양극체(1)의 외부에 접한 표면의 유전체산화피막(2)상에 전해중합에 의해 형성된 도전성 고분자로 이루어지는 전해중합층(5)을 가지고,
    상기 유전체산화피막(2)과 전해중합층(5)이 접하고, 이 접촉주변(13)에서 화학중합층(4)과 전해중합층(5)이 도통하는 것을 특징으로 하는 고체전해콘덴서.
  2. 벨브작용금속으로 이루어지는 다공질양극체(1)의 표면에 유전체산화피막(2)을 형성하고,
    산화제를 10∼60중량% 포함하는 용액에 다공질양극체(1)를 침지한 후 건조하는 공정과, 도전성 고분자형성용 모노머(monomer)를 포함하는 용액에 다공질양극체(1)를 침지한 후 세정하는 공정을 1회 이상 교대로 반복하여 화학산화중합에 의해 도전성 고분자로 이루어지는 화학중합층(4)을 형성하고,
    불순물과 도전성 고분자형성용모노머를 포함하는 용액에 다공질양극체(1)를 침지하여, 전해중합에 의해 도전성 고분자로 이루어지는 전해중합층(5)을 형성하는 것을 특징으로 하는 고체전해콘덴서의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 산화제를 포함하는 용액에 사용되는 용매가 물 또는 메탄올인 것을 특징으로 하는 고체전해콘덴서의 제조방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 산화제를 포함하는 용액에 다공질양극체(1)를 침지한 후 건조하는 공정과, 도전성 고분자형성용 모노머를 포함하는 용액에 다공질양극체(1)를 침지한 후 세정하는 공정 사이에, 다공질양극체(1)를 물 또는 메탄올로 세정하는 것을 특징으로 고체전해콘덴서의 제조방법.
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