KR100591400B1 - Manufacturing method of tantalum condenser - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄탈 콘덴서의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄탈 콘덴서의 전재질 형성 시 탄탈 콘덴서의 특성값은 유지하면서 제조시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 탄탈 콘덴서의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a tantalum capacitor, and more particularly, to a method of manufacturing a tantalum capacitor that can improve productivity by shortening the manufacturing time while maintaining the characteristic value of the tantalum capacitor when forming the entire material of the tantalum capacitor. .
본 발명의 목적은, 탄탈 콘덴서의 제작 시 생산 리드 타입을 감소시키면서도 특성의 저하를 방지할 수 있도록 구성한 탄탈 콘덴서의 제조 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a tantalum capacitor configured to prevent the deterioration of characteristics while reducing the production lead type at the time of manufacturing the tantalum capacitor.
상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 탄탈 분말이나 알루미늄 분말에 바인더 역할을 하는 용제를 혼합하고 이를 건조 제거시킴과 아울러 양극 리드선을 삽입시키는 성형 공정과, 상기한 성형된 소자를 진공 소결로에 가열하여 바인더를 제거하고 소결하는 소결 공정과, 상기한 소결 공정에서 형성된 소자를 소정 전해액 속에 투입하고 직류전압을 인가하여 소자 표면에 유전체층인 산화 피막(Ta2O5)을 생성하는 화성 공정과, 상기한 화성 공정에서 생성된 산화피막의 표면에 전해질을 형성하는 소성 공정과, 상기한 소성 공정을 통과한 탄탈 소자에 카본도포 및 은 페이스트 도포, 리드 용접을 하는 조립 공정으로 이루어지는 탄탈 콘덴서의 제조 방법에 있어서, 상기한 소성 공정은, 화성 공정에서 형성된 소자를 산화제에 1시간 침적시키는 단계와, 상기한 산화제에서 취출된 소자를 50℃에서 20분간 건조시키는 단계와, 상기한 건조된 소자를 다시 모노머에 10분동안 침적시키는 단계와, 상기한 모노머에서 취출한 소자를 50℃에서 40분간 건조시키는 단계와, 상기한 소자를 알콜등으로 세척하는 단계를 반복하여 폴리머를 형성함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a molding process of mixing a tantalum powder or an aluminum powder with a solvent which acts as a binder, drying and removing the same, and inserting an anode lead wire, and forming the above-described molded element into a vacuum sintering furnace. and a chemical conversion step of heating to remove the binder and create a is the input, and a direct current voltage of devices formed in the sintering step, the sintering step of sintering in a predetermined electrolyte to the oxide film dielectric layer on the device surface (Ta 2 O 5), A method of manufacturing a tantalum capacitor comprising a firing step of forming an electrolyte on the surface of an oxide film produced in the above-mentioned chemical conversion step, and an assembling step of applying carbon coating, silver paste, and lead welding to the tantalum element that has passed the firing step. In the firing process, the step of immersing the device formed in the chemical conversion process to the oxidizing agent for 1 hour Drying the device taken out of the oxidizing agent at 50 ° C. for 20 minutes, immersing the dried device again in the monomer for 10 minutes, and drying the device taken out of the monomer at 50 ° C. for 40 minutes. And repeating the step of washing the device with alcohol or the like to form a polymer.
탄탈 콘덴서, 탄탈콘덴서의전해질형성방법Tantalum capacitor, electrolyte formation method of tantalum capacitor
Description
도1은 본 발명에 따른 탄탈 콘덴서의 제조 방법에서 전해질 형성 공정만을 도시한 플로우차트,1 is a flowchart showing only an electrolyte forming process in the method of manufacturing a tantalum capacitor according to the present invention;
도2는 일반적인 탄탈 콘덴서의 제조 방법을 도시한 플로우차트.2 is a flowchart showing a manufacturing method of a general tantalum capacitor.
본 발명은 탄탈 콘덴서의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄탈 콘덴서의 전재질 형성 시 탄탈 콘덴서의 특성값은 유지하면서 제조시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 탄탈 콘덴서의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a tantalum capacitor, and more particularly, to a method of manufacturing a tantalum capacitor that can improve productivity by shortening the manufacturing time while maintaining the characteristic value of the tantalum capacitor when forming the entire material of the tantalum capacitor. .
일반적으로, 탄탈 콘덴서의 제조방법은 도2에 도시된 바와 같이 먼저 탄탈 분말이나 알루미늄 분말에 바인더 역할을 하는 용제를 혼합한 후, 용제를 건조 제거시킴과 아울러 원통형 또는 각형 펠릿에 양극 리드선을 삽입시키는 성형 공정과, 상기한 성형된 소자를 진공 소결로에 가열 후 바인더를 제거함과 아울러 소결을 하는 소결 공정과, 상기한 소결 공정이 완료된 소자를 전해액 속에 투입하고 직류전압을 인가하여 소자 표면에 유전체층인 산화 피막(Ta2O5)을 생성하는 화성 공정과, 상기한 화성 공정에서 생성된 산화피막의 표면에 전해질을 형성하는 소성 공정과, 상기한 소성 공정을 통과한 탄탈 소자에 카본도포 및 은 페이스트 도포, 리드 용접을 하는 조립 공정으로 이루어진다.In general, the manufacturing method of the tantalum capacitor is first mixed with a tantalum powder or aluminum powder as a binder to act as a binder, and then the solvent is dried and removed, and the anode lead wire is inserted into the cylindrical or square pellets The sintering process, the sintering process of sintering and removing the binder after heating the molded element in a vacuum sintering furnace, and the element after the sintering process is completed into the electrolyte and applying a DC voltage to the dielectric layer on the surface of the element the oxide film (Ta 2 O 5) to produce chemical conversion step, a firing step of forming an electrolyte on the surface of the oxide film produced in the above-described chemical conversion step, a carbon coating on the tantalum element through the above-described firing step, and a silver paste that It consists of an assembly process of coating and lead welding.
또한, 상기한 조립 공정 후 탄탈 콘덴서의 외부를 이루는 외장 공정과, 에이징 공정, 절연관을 끼우거나 용량값을 표기하는 마킹 공정등이 더 이루어지게 된다.In addition, after the assembling process, the exterior process of forming a tantalum capacitor, an aging process, a marking process of inserting an insulation tube or marking a capacitance value may be further performed.
여기서, 상기한 소성 공정에서는, 산화 중합을 통해 산화 피막에 전도성 고분자등인 전해질을 형성하게 되는 바, 소정 공정이 완료된 소자를 저농도의 산화제에 투입하여 침적시킨 후, 다시 이를 모노머에 투입하여 폴리머를 형성하고, 이를 다시 산화제에 침적시키고 모노머에 침적시키는 공정으로 전해질층을 형성하게 된다.Here, in the above-described firing process, an electrolyte, such as a conductive polymer, is formed on the oxide film through oxidative polymerization, and the device having a predetermined process is added to a low concentration of an oxidizing agent to be deposited, and then the polymer is added to the monomer again. After forming, the electrolyte layer is formed by immersing it in an oxidant and immersing it in a monomer.
즉, 상기한 산화제의 투입과 모노머에의 투입을 산화제-모노머-산화제-모노머와 같이 순차적으로 대략 30회 정도 반복하여 전해질층인 폴리머를 형성하는 것이다.In other words, the oxidant and the monomer are added to the monomer in sequence, such as oxidant-monomer-oxidant-monomer, about 30 times to form a polymer as an electrolyte layer.
이를 보다 상세하게 설명하면, 산화제 투입(1시간) - 건조(상온 1시간) - 모노머 투입(10분) - 건조(상온 2시간) - 세척(알콜 또는 물)로 이루어지는 단계를 대략 30회정도 순차 수행하여 산화 중합을 실시하게 되는 것이다.In more detail, about 30 times of oxidizing agent (1 hour)-drying (1 hour at room temperature)-monomer (10 minutes)-drying (2 hours at room temperature)-washing (alcohol or water) It is to carry out the oxidative polymerization.
그러나, 상기한 바와 같이 산화 중합 공정을 수행할 때 산화제에 소자를 투입하여 상온에서 1시간 건조하고, 다음 모노머에 투입하여 2시간 건조시키게 되면, 산화 중합반응의 리드타임이 매우 길어지게 되고, 이로 인해 생산성의 저하, 생산 비용의 증가가 발생되는 문제점이 있다.However, as described above, when the device is added to the oxidizing agent and dried at room temperature for 1 hour, and then added to the next monomer and dried for 2 hours, the lead time of the oxidative polymerization becomes very long. Due to this, there is a problem that a decrease in productivity and an increase in production cost occur.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 탄탈 콘덴서의 제작 시 생산 리드 타입을 감소시키면서도 특성의 저하를 방지할 수 있도록 구성한 탄탈 콘덴서의 제조 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a tantalum capacitor, which is configured to prevent the deterioration of characteristics while reducing the production lead type when manufacturing a tantalum capacitor.
상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 탄탈 분말이나 알루미늄 분말에 바인더 역할을 하는 용제를 혼합하고 이를 건조 제거시킴과 아울러 양극 리드선을 삽입시키는 성형 공정과, 상기한 성형된 소자를 진공 소결로에 가열하여 바인더를 제거하고 소결하는 소결 공정과, 상기한 소결 공정에서 형성된 소자를 소정 전해액 속에 투입하고 직류전압을 인가하여 소자 표면에 유전체층인 산화 피막(Ta2O5)을 생성하는 화성 공정과, 상기한 화성 공정에서 생성된 산화피막의 표면에 전해질을 형성하는 소성 공정과, 상기한 소성 공정을 통과한 탄탈 소자에 카본도포 및 은 페이스트 도포, 리드 용접을 하는 조립 공정으로 이루어지는 탄탈 콘덴서의 제조 방법에 있어서, 상기한 소성 공정은, 화성 공정에서 형성된 소자를 산화제에 1시간 침적시키는 단계와, 상기한 산화제에서 취출된 소자를 50℃에서 20분간 건조시키는 단계와, 상기한 건조된 소자를 다시 모노머에 10분동안 침적시키는 단계와, 상기한 모노머에서 취출한 소자를 50℃에서 40분간 건조시키는 단계와, 상기한 소자를 알콜등으로 세척하는 단계를 반복하여 폴리머를 형성함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a molding process of mixing a tantalum powder or an aluminum powder with a solvent which acts as a binder, drying and removing the same, and inserting an anode lead wire, and forming the above-described molded element into a vacuum sintering furnace. and a chemical conversion step of heating to remove the binder and create a is the input, and a direct current voltage of devices formed in the sintering step, the sintering step of sintering in a predetermined electrolyte to the oxide film dielectric layer on the device surface (Ta 2 O 5), A method of manufacturing a tantalum capacitor comprising a firing step of forming an electrolyte on the surface of an oxide film produced in the above-mentioned chemical conversion step, and an assembling step of applying carbon coating, silver paste, and lead welding to the tantalum element that has passed the firing step. In the firing process, the step of immersing the device formed in the chemical conversion process to the oxidizing agent for 1 hour Drying the device taken out of the oxidizing agent at 50 ° C. for 20 minutes, immersing the dried device again in the monomer for 10 minutes, and drying the device taken out of the monomer at 50 ° C. for 40 minutes. And repeating the step of washing the device with alcohol or the like to form a polymer.
도1은 본 발명에 따른 탄탈 콘덴서의 제조 방법에서 전해질 형성 공정만을 도시한 플로우차트로서, 탄탈 콘덴서 소자의 소성 공정이 완료된 후에 상기한 소자를 먼저 산화제에 침적시킨 후 다시 이를 모노머에 침적시키게 되는 바, 상기한 산화제 및 모노머의 침적 후 소자를 건조시킬 때 각각 50℃에서 20분, 40분 건조시키게 된다.1 is a flowchart illustrating only an electrolyte forming process in a method of manufacturing a tantalum capacitor according to the present invention, in which after the firing process of the tantalum capacitor device is completed, the above device is first deposited on an oxidant and then again deposited on a monomer. When drying the device after deposition of the oxidizing agent and the monomer, it is dried for 20 minutes at 50 ℃, 40 minutes respectively.
상기한 전해질 형성 공정을 보다 자세하게 설명하면, 산화제 침적 - 건조(50℃ 20분) - 모노머 침적 - 건조(50℃ 40분) - 세척(알콜 또는 물)으로 이루어지게 되는 것이다.The electrolyte formation process described above will be described in more detail: oxidant deposition-drying (50 ° C 20 minutes)-monomer deposition-drying (50 ° C 40 minutes)-washing (alcohol or water).
여기서, 상기한 건조 온도를 50℃로 한정한 것은 상기 온도에서 초과된 온도에서 건조를 진행할 경우에는 건조 시간이 단축되지만 탄탈 콘덴서의 특성(ESR 값, LC 값등)이 저하되고, 상기 온도보다 낮은 온도에서 건조를 진행하게 되면 리드타임의 감소 효과가 낮아지기 때문에, 건조 온도를 50℃로 한정한 것이다.In this case, the drying temperature is limited to 50 ° C., when drying at a temperature exceeded at the above temperature, the drying time is shortened, but the characteristics of the tantalum capacitor (ESR value, LC value, etc.) are lowered, and the temperature is lower than the temperature. If the drying proceeds at, the effect of reducing the lead time is lowered, thereby limiting the drying temperature to 50 ° C.
또한, 상기한 건조온도 50℃에서 각각 20분, 40분으로 한정한 것은 건조 시간에 따른 소자의 건조 효율을 만족하면서 소자의 특성이 최적 상태가 되도록 한 것이다.In addition, limited to 20 minutes and 40 minutes at the drying temperature of 50 ℃, respectively, so that the characteristics of the device is optimized while satisfying the drying efficiency of the device according to the drying time.
물론, 상기한 산화제 용액과 모노머는 일반적으로 탄탈 콘덴서의 제조공정에서 많이 사용하는 것으로서, 산화제로는 암모늄퍼설페이트와 물을 혼합한 용액을 각 공정에 맞는 일정 농도(대략 0.1-0.5mol/ℓ정도의 농도로 사용)로 사용하고, 모노머는 피롤(Pyrrole)과 아세톤니트릴(Acetonitrile)을 혼합한 용액을 대략 1.5-3mol/ℓ 정도의 농도로 사용하게 되는 바, 상기한 산화제 및 모노머는 꼭 이에 한 정되는 것은 아니고 각각에 적합한 산화제와 모노머를 소정 농도로 사용하면 된다.Of course, the oxidant solution and the monomer are generally used in the manufacturing process of the tantalum capacitor, and the oxidant is a solution containing a mixture of ammonium persulfate and water at a certain concentration (about 0.1-0.5 mol / L) for each process. And the monomer is a solution of pyrrole and acetonitrile at a concentration of about 1.5-3 mol / l. It is not limited and what is necessary is just to use the appropriate oxidizing agent and monomer in predetermined concentration.
상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 탄탈 콘덴서를 제조하기 위하여 탄탈 분말이나 알루미늄 분말에 바인더(Binder) 역할을 하는 용제를 혼합하고 이를 건조 제거시킴과 아울러 양극 리드선을 삽입시키는 성형 공정 및 여기에서 성형된 소자를 진공 소결로에 가열하여 바인더를 제거하는 소결 공정을 통해 소자를 형성하게 된다.Referring to the effects of the present invention as described above, in order to manufacture a tantalum capacitor, a molding process of mixing a tantalum powder or an aluminum powder with a solvent acting as a binder, removing and drying the same, and inserting an anode lead wire and excitation The device is formed through a sintering process in which the molded device is heated in a vacuum sintering furnace to remove the binder.
여기에서 형성된 소자를 소정 전해액 속에 투입하고 직류전압을 인가하여 소자 표면에 유전체층인 산화 피막(Ta2O5)을 생성하는 화성 공정에 투입하게 되는 바, 상기한 화성 공정에서 생성된 산화피막의 표면에 전해질층을 형성하기 위하여 이 소자를 산화제에 투입하게 된다.The device formed here is introduced into a predetermined electrolyte solution and applied to a chemical conversion process to generate an oxide film (Ta 2 O 5 ), which is a dielectric layer, on the surface of the device by applying a DC voltage. The surface of the oxide film produced in the above-mentioned chemical conversion process In order to form an electrolyte layer on the device, the device is introduced into an oxidizing agent.
즉, 암모늄퍼설페이트와 물을 혼합한 용액인 산화제에 소자를 투입하여 대략 1시간정도 침적시킨 후, 이를 취출하여 50℃에서 20분간 건조시키게 된다.That is, the device is added to an oxidant which is a solution of ammonium persulfate and water, and deposited for about 1 hour, and then taken out and dried at 50 ° C. for 20 minutes.
소자가 건조되면 다시 이를 모노머에 투입시키게 되고 여기서도 10분간 침적시킨 후, 취출하여 50℃에서 40분간 건조시키고 물 또는 알콜로 세척하게 된다.When the device is dried, it is added to the monomer again, it is also deposited for 10 minutes, then taken out, dried at 50 ° C. for 40 minutes and washed with water or alcohol.
상기한 바와 같이 소자를 산화제에 투입, 건조, 모노머에 투입, 건조, 세척하는 단계를 진행하는 시간(리드타임)을 계산하면 대략 2시간 10분정도의 리드 타임이 되는 바, 여기서 건조에 소요되는 시간은 1시간으로 종래 3시간에 비해 1/3정도로 감소된다.As described above, a lead time of about 2 hours and 10 minutes is calculated by calculating the time (lead time) for the step of adding the device to the oxidant, drying, to the monomer, drying, and washing. The time is reduced to about one third by one hour compared to the conventional three hours.
특히, 상기한 바와 같은 공정을 대략 30회 정도 반복하여 폴리머를 형성하게 되는 바, 이를 전체적으로 계산해보면 본 발명에서 걸리는 건조 시간은 30시간이고, 종래 상온에서 건조할 때의 시간은 90시간으로 60여시간 이상의 차이가 발생되기 때문에, 본 발명에서와 같이 50℃에서 건조할 때의 폴리머 형성에 따른 리드타임의 감소 및 이로 인한 공정의 생산성 향상이 대폭 이루어지게 되는 것이다.In particular, by repeating the above-described process about 30 times to form a polymer, the total calculation time is 30 hours in the present invention, the conventional drying time at room temperature is 90 hours to 60 hours Since a time difference occurs, the lead time due to the polymer formation when drying at 50 ° C. as in the present invention, and thus, the productivity of the process is greatly improved.
폴리머 형성에 따른 리드타임이 종래에 비해 1/3로 대폭 감소되면 탄탈 콘덴서를 제조하는데 따른 시간 역시도 1/3정도로 감소한다고 할 수 있기 때문에, 탄탈 콘덴서 제조 공정의 전체 생산성이 향상되는 것이다.If the lead time due to polymer formation is drastically reduced to 1/3 compared to the prior art, the time required to manufacture a tantalum capacitor is also reduced to about 1/3, thereby improving the overall productivity of the tantalum capacitor manufacturing process.
이상과 같이 본 발명은 탄탈 콘덴서를 제조할 때 화성 공정을 거친 소자를 산화제 침적 - 건조(50℃에서 20분) - 모노머 침적 - 건조(50℃에서 40분간) - 세척으로 이루어지는 공정 단계를 30회 반복하여 폴리머를 형성할 때, 특성값을 유지하면서도 건조에 소요되는 시간을 1/3정도로 대폭 감소시켜 탄탈 콘덴서 제조 공정의 리드타임을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.
As described above, the present invention provides a 30-step process step consisting of oxidant deposition-drying (20 minutes at 50 ° C)-monomer deposition-drying (40 minutes at 50 ° C)-washing the device undergoing the chemical conversion process when manufacturing a tantalum capacitor. When the polymer is repeatedly formed, it is advantageous to reduce the lead time of the tantalum capacitor manufacturing process and improve productivity by drastically reducing the time required for drying by 1/3 while maintaining the characteristic value.
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