KR100765840B1 - 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법은, 알루미늄 에칭 박 상부에 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 유전체층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 가용성-전도성 고분자 용액에 침적시킨 후 건조시켜 화학적 산화중합 방식에 의해 상기 유전체층 상부에 1차 전도성 고분자층을 형성하는 단계와, 상기 1차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 가용성-전도성 고분자 용액에 피롤 단량체(monomer)가 용해된 혼합용액인 전해액에 침적시킨 후 전기화학적 산화중합 방식에 의해 상기 1차 전도성 고분자층 상부에 2차 전도성 고분자층을 형성하는 단계; 및 상기 2차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 상기 전해액에 꺼낸 후 건조시켜 화학적 산화중합 방식에 의해 상기 2차 전도성 고분자층 상부에 3차 전도성 고분자층을 형성하는 단계를 포함하여, 폴리피롤의 전기화학적 산화중합과 가용성 고분자 피막을 단일 공정으로 생성하여, 콘덴서의 물리적, 기계적, 전기적 특성이 향상된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법을 제공하는 하는 것이다.
적층형, 알루미늄 고체 전해 콘덴서, 가용성-전도성 고분자 용액, 복합 고분자 전해질, 균일화, 평탄도
Description
도 1은 종래 기술에 따른 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1의 제조 공정에 의해 제조된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도1의 제조 공정에 의해 제조된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 구조를 개략적으로 나타낸 설명도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 도 4의 제조 공정에 의해 제조된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 4의 제조 공정에 의해 제조된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 2차 및 3차 전도성 고분자층을 형성하기 위한 전기화학적 산화중합 과정을 개략적으로 나타낸 설명도이다.
도 7은 도4의 제조 공정에 의해 제조된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 구조를 개략적으로 나타낸 설명도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
210: 알루미늄 에칭박 215: 유전체층
220': 고분자 고체 전해질층 220a: 3차 전도성 고분자층
220b :1차 전도성 고분자층 220c: 2차 전도성 고분자층
330 : 피롤단량체 및 가용성-고분자 용액의 혼합용액.
본 발명은 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유전체층이 형성된 알루미늄 에칭 박에 전기화학적 산화중합에 의한 전도성 고분자 전해질층이 형성된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자 기술은 전자회로의 고밀도화, 고성능화 등의 계속적인 발전이 이루어지고 있으며, 이에 따라, 이러한 전자회로에 구비되는 전자부품 또한 경박단소화, 고신뢰성화, 칩화 및 저가격화 등이 요구되고 있는 추세이다. 대표적인 전자부품의 하나인 콘덴서 역시 이러한 요구에 부응하여 소형화, 장수명화 및 칩화에 그 연구가 집중되고 있으며, 특히 고주파 영역에서 주파수 특성이 뛰어난 적층형 알루미늄 고분자 콘덴서의 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
도 1은 종래의 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 제조 공정을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 도 1의 제조공정에 의해 제조된 적층형 알루미늄 고체 전해콘덴서의 구조를 나타낸 단면도이다.
일반적으로, 고분자를 이용한 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법은 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 먼저, 타발(S110), 재화성(S120) 등의 공정을 통해 알루미늄 에칭 박(210)의 표면에 유전체층(215)을 형성한다. 이후, 유전체층 상부에 산화제를 코팅 하고, 가용성-전도성 고분자 용액에 산화제가 코팅된 알루미늄 에칭 박(210)을 침전한 후 건조하여 화학적 산화중합 방식(chemical polymerization)에 의해 유전체층(215) 상부에 1차 전도성 고분자층(220b)을 형성(S130)하고, 여기에 전기화학적 산화중합(electrochemical polymerization) 방식에 의한 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리싸이오펜 등의 2차 전도성 고분자층(220a)을 형성(S140)한다. 다음 고분자 고체 전해질층(220; 1차 전도성 고분자층(220b) 및 2차 전도성 고분자층(220a)) 상부에 은층(240)을 형성(S160)하게 되는데, 이때, 은층(240)의 형성에 앞서 고분자 고체 전해질층(220)의 평탄화 등을 위한 카본층(230) 형성 공정(S150)을 수행할 수 있다. 이상의 공정의 반복을 통한 적층 과정(S170)을 통해 알루미늄 고분자 고체 전해 콘덴서의 단위전극(unit cell)을 제조한다.
단위전극(unit cell)은 필요에 따라 적정 수량을 전도성 접착제를 사용하여병렬로 적층함으로써 필요한 콘덴서의 정전용량을 완성하고, 여기에 애노드 전극(270)과 캐소드 전극(280)의 형성을 위한 리드 프레임 형성 공정(S180)을 수행한 후, 몰딩 레진(260) 등을 이용한 몰딩 공정(S190)에 의해 적층형 알루미늄 고분자 고체 전해 콘덴서의 제조가 완료된다.
상기 공정에서 설명되지 않은 마킹(marking), 에이징(aging) 및 검사(test) 등의 공정은 몰딩 공정(S190)의 수행 후에 추가로 수행되는 공정이다.
본 발명은 상기 공정 중에서 유전체가 생성된 알루미늄 에칭 박에 전도성을 부여하는 1차 전도성 고분자층을 형성(S130)한 후, 후 공정으로 전기화학적 산화중합 방식에 의한 폴리피롤 등의 2차 전도성 고분자층을 형성(S140)하는 단계에 관한 것이다.
일반적으로 알루미늄 고분자 고체 전해 콘덴서에 사용되는 전도성 고분자로는 폴리피롤이 많이 사용되는데, 이와 같이 전기화학적 중합방식에 의해 전도성 고분자인 폴리피롤을 유전체가 형성된 알루미늄 박에 코팅하기 위해서는 단량체인 피롤이 용해되어 있는 피롤 전해액 상에서 알루미늄 박에 외부 전극을 연결하고 전류를 흘려 주어야 한다.
그러나, 알루미늄 박에 생성된 유전체는 기본적으로 부도체이기 때문에 별개의 외부 전극을 알루미늄 박에 접촉시켜 전기화학적 산화중합을 실시하더라도 폴리피롤은 생성되지 않는다. 따라서, 알루미늄 박의 유전체 위에 폴리피롤이 생성되도록 하기 위해서는 유전체 표면에 전기가 흐를 수 있도록 전기 전도성을 부여해 주어야 한다.
이를 위해서 종래에는 가용성-전도성 고분자 용액에 알루미늄 박을 침적한 건조하여 유전체층 상부에 1차 전도성 고분자층을 코팅한 후에, 후 공정으로 상기 1차 전도성 고분자층이 코팅된 알루미늄 박을 폴리피롤 전해액에 침전시켜 전기화 학적 산화중합을 실시하여 1차 전도성 고분자층의 상부에 폴리피롤층인 2차 전도성 고분자층을 생성하여 고분자 고체 전해질층을 형성하였다.
그러나, 이러한 종래 기술에 따른 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법에는 도 3에 도시된 바와 같이 다음과 같은 문제점이 있다. 여기서 도 3은 도 1의 제조 공정에 의해 제조된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 구조를 개략적으로 나타낸 설명도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 미세 다공성(micro pore) 구조의 알루미늄 에칭 박(210)의 유전체층(215) 상부에 형성된 단일층(單一層)의 폴리피롤 고분자 전해질층(220)은 상당한 요철(오목부와 볼록부)부가 존재한다. 이러한 고분자 전해질층(220) 표면의 불균일화와 평탄도의 저하로 인해 후 공정으로 이어지는 카본층(230) 및 은층(240)이 고분자 전해질층(220) 상부에 균일하게 형성되지 못하기 때문에, 단위전극(unit cell) 전체적인 전도체층이 불균일하게 되고, 이는 단위전극(unit cell) 간의 접촉 및 계면저항이 증가하게 되어 콘덴서의 등가직렬저항(ESR)이 증가하고, 콘덴서 특성인 수면 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
특히, 전해질층이 균일하지 못하면 외부 전압 인가 시에 전장(electric field)이 불균일하게 되어, 전해질층 표면의 요철부 중에서 볼록부에 전장이 집중되는 현상이 발생하여 누설전류(leakage current)의 증가나 또는 단락(short circuit) 등의 전기적 결함이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 양극 및 음극 리드단자 인출 후 에폭시 몰딩 시에 높은 압력의 몰드 금형 압력에 의해 고분자 전해질층의 요철부 및 끝단부 등의 고분자층이 파괴되거 나 손상을 받게 되어 콘덴서 불량의 원인으로 작용하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전기화학적 산화중합 방식에 의해 알루미늄 에칭 박에 형성된 유전체층 상부에 고분자 전해질층이 형성되는 단계에서, 전도성 고분자 전해질층의 균일도와 평탄도를 향상시킴과 동시에 코팅 두께를 증가시켜 콘덴서의 등가직렬저항의 감소, 수면 신뢰성의 향상, 몰딩 공정 시에 전해질층이 손상되는 문제점 등을 해결하여 콘덴서의 전체적 특성을 향상시키기 위한 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기와 같은, 전도성 고분자 전해질층의 균일도와 평탄도를 향상시킴과 동시에 코팅 두께를 증가시키기 위해, 별도의 부가적인 공정을 추가하지 않고, 종래와 같이 단일 공정에 의해 전도성 고분자 전해질층을 형성함으로써, 제조원가가 증가되는 부담과 공정 수의 증가로 생산성이 저하되는 단점을 해결하기 위한 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조 방법은,알루미늄 에칭 박 상부에 유전체층을 형성하는 단계와, 상기 유전체층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 가용성-전도성 고분자 용액에 침 적시킨 후 건조시켜 화학적 산화중합 방식에 의해 상기 유전체층 상부에 1차 전도성 고분자층을 형성하는 단계와, 상기 1차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 가용성-전도성 고분자 용액에 피롤 단량체(monomer)가 용해된 혼합용액인 전해액에 침적시킨 후 전기화학적 산화중합 방식에 의해 상기 1차 전도성 고분자층 상부에 2차 전도성 고분자층을 형성하는 단계; 및 상기 2차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 상기 전해액에 꺼낸 후 건조시켜 화학적 산화중합 방식에 의해 상기 2차 전도성 고분자층 상부에 3차 전도성 고분자층을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 1차 전도성 고분자층을 형성하는 가용성-전도성 고분자 용액과 전해액을 구성하는 가용성-전도성 고분자 용액은 가용성-폴리아닐린용액, 가용성-폴리피롤 용액, 가용성-폴리싸이오펜 용액 가운데 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전해액에는 5%의 가용성-폴리아닐린 용액과 0.5몰의 피롤 단량체가 혼합되는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 2차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 상기 전해액에 꺼낸 후 100℃ 전후의 온도에서 소정 시간 건조하는 것이 바람직할 것이다.
이때에, 상기 전해액에는 도판트로 0.25몰의 도데실벤젠술포네이트(dodecylbenzenesulfonate)와 촉매로 0.05 몰의 옥살산(oxalic acid)이 더 혼합된 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 전해액에는 도판트로 0.25몰의 p-톨루엔술포네이트(p- toluenesulfonate)와 분산제로 0.01 몰의 폴리아크릴산(polyacrylic acid)이 더 혼합된 것이 바람직할 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도 4은 본 발명에 따른 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 제조공정을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 도 4의 제조 공정에 의해 제조된 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 구조를 나타낸 단면도이다.
여기서, 알루미늄 고분자 고체 전해 콘덴서의 구성 및 제조 과정은 상술한 종래의 알루미늄 고분자 고체 전해 콘덴서의 구성 및 제조 과정에서 전기화학적 산화중합 방식에 의한 2차 및 3차 전도성 고분자층이 코팅되는 제조 단계(S140a, S140b) 및 구성(220d)을 제외한 나머지 제조 단계 및 구성은 모두 동일하므로, 이하 동일한 제조 단계 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 핵심적 특징으로 1차 전도성 고분자층(220b)의 상부에 적어도 2개 이상의 서로 다른 전도성 고분자층을 형성하기 위한 복합 전도성 고분자층을 형성하는 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 유전체층(215)이 형성된 알루미늄 에칭 박(210)에 높은 전기전도도를 가지는 전기화학적 산화중합에 의한 2차 전도성 고분자층(220c;폴리피롤층)을 형성하기 위해, 먼저, 유전체층(215)의 상부에 산화제를 도포한 후, 이를 약 10% 전후 농도의 가용성-폴리아닐린(soluble polyaniline), 가용성-폴리피롤(soluble polypyrrole), 가용성-폴리싸이오펜(soluble polythiophene) 등과 같은 가용성-전도성 고분자가 용매에 용해된 용액에 침전한 후 약 100℃ 전후의 온도에서 약 30분 내외로 건조하여, 용매로 사용된 물이나 기타 유기용제 등을 제거시키는 화학적 산화중합 방식에 의해 유전체층 상부에 1차 전도성 고분자층을 형성한다.
이후 외부전극을 적용하여 전기화학적 산화중합용 피롤 전해액에 1차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 침적시켜, 1차 전도성 고분자층에 2차 전도성 고분자층인 폴리피롤층을 형성한다. 이때에 피롤 전해액은 1~20% 전후 농도의 가용성-폴리아닐린(soluble polyaniline), 가용성-폴리피롤(soluble polypyrrole), 가용성-폴리싸이오펜(soluble polythiophene) 등과 같은 가용성-전도성 고분자가 용매에 용해된 용액에 단량체(monomer)인 비가용성-피롤(nonsoluble pyrrole) 0.1~2mol 농도가 용해된 혼합용액이다.
또한, 이 혼합용액인 전해액(330)에 도판트를 0.01~1mol 농도, 분산제, 촉매 등을 소량 혼합하고 충분히 교반하여 전기화학적 산화중합용 전해액을 제조하는데, 이때에 도판트로는 헥사플루오로포스페이트(hexafluorophosphate), 헥사플루오로아스네이트(hexafluoroarsenate), 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate), 퍼클로레이트(perchlorate), 등과 같은 할로겐화된 음이온을 함유한 물질 계열 혹은 클로라이드(chloride), 브로마이드(bromide), 아이도다이드(iodide) 등과 같은 할라이드(halide) 계열 혹은 알킬벤젠술포네이트(alkylbenzenesulfonate), 아미노벤젠술포네이트(aminobemzenesulfonate), 벤젠술포네이트(benzenesulfonate), 나프탈렌술포네이트(naphthalenesulfonate) 등과 같은 술포네이트(sulfonate) 계열 등을 적용하고, 분산제로는 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 혹은 폴리아크릴산(polyacrylic acid) 등과 같은 아크릴 계열을 사용하고, 촉매제로는 염산이나 옥살산(oxalic acid) 등과 같은 산을 사용한다.
상기와 같이 1차 전도성 고분자층 상부에 2차 전도성 고분자층이 형성된 후에, 이를 전해액에서 꺼내어 상온 또는 약 100℃ 전후의 온도에서 약 30분 내외로 건조하여 용매를 증발시키는 화학적 산화중합 방식에 의해 2차 전도성 고분자층인 폴리피롤층 상부에 가용성-폴리아닐린, 가용성-폴리피롤, 가용성-폴리싸이오펜 등의 3차 전도성 고분자층이 형성된다.
아래에서는, 도 6를 통해 본 발명의 실시예에 따른 2차 및 3차 전도성 고분자층이 형성되는 공정을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 가용성-전도성 고분자 용액에 피롤 단량체(monomer)가 용해된 전해액인 혼합용액(330)이 수용된 함침조(360)에 절연지(315)에 의해 양극(310)과 음극(320)이 구분된 알루미늄 에칭 박이 부분 침전되며, 알루미늄 에칭 박의 양극(310)과 음극(320)에 걸쳐 전원 공급부(350)로부터 인가되는 전원의 공급을 위한 외부 전극(340)이 연결 구성됨을 알 수 있다.
즉, 전기화학적 산화중합에 의해 2차 전도성 고분자층인 폴리피롤층을 형성하기 위해, 알루미늄 에칭 박을 가용성-전도성 고분자가 용해된 용액에 단량체인 피롤이 용해된 혼합용액(330)에 침전시킨 후, 전원 공급부(350)과 연결된 외부 전극(340)을 접촉시켜 건조시킴으로써 1차 전도성 고분자층 상부에 2차 전도성 고분자층인 폴리피롤층을 생성하게 되는 것이다.
이후, 2차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 함침조(360)에 꺼내어 100℃ 전후의 온도에서 약 30분 내외로 건조하여 용매인 가용성-전도성 고분자를 증발시킴으로써 2차 전도성 고분자층인 폴리피롤층 상부에 3차 전도성 고분자층이 생성하게 되는 것이다.
본 발명에 따른 적측형 알루미늄 고체 전해 콘덴서는 도 7에 도시된 바와 같이, 미세 다공성 구조의 알루미늄 에칭 박(210) 상부에 1차 및 2차 전도성 고분자층에 추가로 3차 전도성 고분자층이 더 생성되므로, 고분자 고체 전해질층(220')의 전체 코팅 두께가 종래보다 더 두꺼워져서, 고분자 고체 전해질층(220')의 균일화와 평탄화가 향상된 것을 볼 수 있다.
또한, 2차 및 3차 전도성 고분자층이 동일 공정에서 동시에 생성되도록 함으로써 단일 공정에서 2가지 고분자 전해질층을 형성하여 별도의 공정을 추가함이 없이 종래보다 고분자 전해질층의 두께를 향상시키는 이점이 있음을 알 수 있다.
[실시예 1]
상기 방법의 실시예 1로써, 전기화학적 산화중합을 위한 전해액으로 가용성-전도성 고분자 용액에 단량체(monomer) 비가용성-폴리피롤이 용해된 혼합용액을 사용하여 폴리피롤(2차 전도성 고분자층) 및 가용성-전도성 고분자(3차 전도성 고분자층)의 혼합층 생성방법은 5%의 가용성-폴리아닐린이 용해된 용액(polyaniline solution)에 0.5mol 농도의 단량체(monomer) 피롤(pyrrole)이 용해되고, 도판트로 p-톨루엔술포네이트(p-toluenesulfonate) 0.25mol 농도, 촉매로 옥살산(oxalic acid) 0.05mol 농도를 혼합,교반하여 전기화학적 산화중합 시 전류밀도는 약 0.01 A/㎠ 전후 값을 인가한다. 또한, 전기화학적 산화중합이 끝난 전극을 전해액에서 꺼내어 약 100℃ 전후의 온도에서 30분간 건조시킨다.
| 가용성-전도성 고분자 용액 | 단량체 | 도판트 | 촉매 | 중합된 전도성 고분자층 두께 |
| 5% polyaniline solution | 0.5mol pyrrole | 0.25mol ptoluenesulfonate | 0.05mol oxalic acid | 20~30 μm |
[실시예 2]
실시예 2는 실시예 1의 조건과 비교하여, 전해액에 혼합하는 도판트로 0.25 mol 농도의 p-톨루엔술로네이트(p-toluenesulfonate)를 사용하는 대신에 0.25 mol 농도의 도데실벤젠술포네이트(dodecylbenzenesulfonate)를 사용하며, 또한 촉매 대신에 분산제를 사용하며, 이때에 분산제는 0.01mol 농도의 폴리아크릴산(polyacrylic acid)을 사용하는 것을 제외하고는 모든 조건이 동일하다.
| 가용성-전도성 고분자 용액 | 단량체 | 도판트 | 촉매 | 중합된 전도성 고분자층 두께 |
| 5% polyaniline solution | 0.5mol pyrrole | 0.25mol dodecylbenzenesulfonate | 0.01mol polyacrylic acid | 20~30 μm |
[비교예]
종래 기술의 전기화학적 산화중합 방식에 의한 전도성 고분자층이 생성되는 비교예로써, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 전기화학적 산화중합을 위한 피롤 전해액은0.5 mol 농도의 피롤과 도판트(dopant)로 0.25 mol 농도의 p-톨루엔술포네이트(pμ-toluenesulfonate), 촉매로 0.05 mol 농도의 옥살산(oxalic acid)을 혼합하여 0.01 A/㎠ 전류밀도로 전해중합을 실시한 후 전해액에서 꺼내어 건조시킨다.
| 단량체 | 도판트 | 촉매 | 중합된 전도성 고분자층 두께 |
| 0.5mol pyrrole | 0.25mol ptoluenesulfonate | 0.05mol oxalic acid | 10~20 μm |
상기 표1,2 및 표3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 중합된 전도성 고분자층의 두께는 종래기술의 10~20μm에서 10μm 더 증가한 20~30μm로, 본 발명은 종래기술에 비하여 현저히 고분자 전해질층의 두께가 향상됨을 알 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 1차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 피롤 단량체(monomer)를 가용성-전도성 고분자 용액에 용해한 혼합용액에 침전하여 전기화학적 산화중합 방식에 의해 폴리피롤층인 2차 전도성 고분자 층을 코팅한 후, 이를 건조시켜 화학적 산화중합 방식에 의해 3차 전도성 고분자층을 생성함으로써, 종래의 단일층(單一層)인 폴리피롤층만의 단점인 미세 다공구조의 알루미늄 에칭 박 상의 전해질층의 평탄화,불균일화 저하 문제로 인한 후 공정의 카본 및 은층의 불균일화로, 이로 인한 전체 전도체층의 불균일화가 되어, 결과적으로 전도체 구성단위 간의 접촉 및 계면저항이 증가로 인한 등가직렬저항이 증가문제를 해결과, 콘덴서 특성인 수명 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 복합 전해질층으로 인하여 전해질층의 요철부가 상당히 감소하여 외부전압 인가 에 표면의 돌출부위에 전장이 집중되는 현상이 감소되어, 누설전류의 증가나 단락 등의 전기적 결함이 감소되는 이점이 있다.
마지막으로, 2차 전도성 고분자층과 3차 전도성 고분자층을 별도의 공정에 의해 생성하지 않고, 단일 공정에 생성되도록 함으로써 2개의 공정을 1개의 공정으로 줄임으로써 공정을 단순화 하여 생산성이 향상됨과 동시에 제조원가가 절감되는 효과가 있다.
Claims (7)
- 알루미늄 에칭 박 상부에 유전체층을 형성하는 단계;상기 유전체층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 가용성-전도성 고분자 용액에 침적시킨 후 건조시켜 화학적 산화중합 방식에 의해 상기 유전체층 상부에 1차 전도성 고분자층을 형성하는 단계;상기 1차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 가용성-전도성 고분자 용액에 피롤 단량체(monomer)가 용해된 혼합용액인 전해액에 침적시킨 후 전기화학적 산화중합 방식에 의해 상기 1차 전도성 고분자층 상부에 2차 전도성 고분자층을 형성하는 단계; 및상기 2차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 상기 전해액에 꺼낸 후 건조시켜 화학적 산화중합 방식에 의해 상기 2차 전도성 고분자층 상부에 3차 전도성 고분자층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 1차 전도성 고분자층을 형성하는 가용성-전도성 고분자 용액은 가용성-폴리아닐린용액, 가용성-폴리피롤 용액, 가용성-폴리싸이오펜 용액 가운데 어느 하나인 것을 특징으로 하는 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 전해액을 구성하는 가용성-전도성 고분자 용액은 가용성-폴리아닐린용액, 가용성-폴리피롤 용액, 가용성-폴리싸이오펜 용액 가운데 어느 하나인 것을 특징으로 하는 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법.
- 제3항에 있어서,상기 전해액에는 5%의 가용성-폴리아닐린 용액과 0.5몰의 피롤 단량체가 혼합된 것을 특징으로 하는 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 전해액에는 도판트로 0.25몰의 도데실벤젠술포네이트(dodecylbenzenesulfonate)와 촉매로 0.05 몰의 옥살산(oxalic acid)이 더 혼합된 것을 특징으로 하는 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법.
- 제4항에 있어서,상기 전해액에는 도판트로 0.25몰의 p-톨루엔술포네이트(p-toluenesulfonate)와 분산제로 0.01 몰의 폴리아크릴산(polyacrylic acid)이 더 혼합된 것을 특징으로 하는 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 2차 전도성 고분자층이 형성된 알루미늄 에칭 박을 상기 전해액에 꺼낸 후 100℃ 전후의 온도에서 소정 시간 건조하는 것을 특징으로 하는 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조방법.
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