KR101297095B1 - 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치에 관한 것으로, 충방전 테스트 공정에서 슈퍼 커패시터의 충방전 상태를 쉽게 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 테스트 장치는 프로브 기판, 전원 공급부, 충전용 발광 다이오드, 방전용 발광 다이오드, 및 제어부를 포함하여 구성된다. 프로브 기판은 트레이에 수납된 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 외부 접속 패드에 접촉하는 프로브 핀이 형성되어 있다. 전원 공급부는 슈퍼 커패시터에 프로브 핀이 접촉된 프로브 기판으로 전원을 공급하여 슈퍼 커패시터에 전원을 충전시킨다. 충전용 발광 다이오드는 전원 공급부에서 슈퍼 커패시터로 전원이 공급되는 충전 상태를 표시한다. 방전용 발광 다이오드는 슈퍼 커패시터에 프로브 핀이 접촉된 프로브 기판을 통하여 슈퍼 커패시터로부터 전원을 공급받아 슈퍼 커패시터를 방전시키며 방전 상태를 표시한다. 그리고 제어부는 슈퍼 커패시터에 프로브 기판의 프로브 핀이 접촉된 상태에서, 슈퍼 커패시터에 전원을 충전할 때 프로브 기판과 전원 공급부를 연결하고, 슈퍼 커패시터를 방전시킬 때 프로브 기판과 방전용 발광 다이오드를 연결하여 슈퍼 커패시터에 대한 충방전 테스트를 수행한다.

Description

칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치{Tester for chip type super capacitor}

본 발명은 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테스트 공정에서 슈퍼 커패시터의 충방전 상태를 쉽게 확인할 수 있는 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치에 관한 것이다.

각종 휴대용 전자기기를 비롯하여 전기자동차 등은 전원 공급 장치가 요구되는 시스템이나, 순간적으로 발생하는 과부하를 조절 또는 공급하는 시스템을 위한 전기에너지 저장장치도 요구되고 있으며, 이러한 전기에너지 저장장치로 Ni-MH 전지, Ni-Cd 전지, 납축전지 및 리튬이차전지와 같은 이차전지와, 높은 출력 밀도를 가지면서 충방전 수명이 무제한에 가까운 슈퍼 커패시터, 알루미늄 전해 커패시터 및 세라믹 커패시터 등이 있다.

특히 슈퍼 커패시터는 전기이중층 커패시터(EDLC; Electric Double Layer Capacitor), 유사 커패시터(pseudo capacitor), 리튬 이온 커패시터(LIC; lithium ion capacitor)와 같은 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor) 등이 있다.

여기서 전기이중층 커패시터는 서로 다른 상의 계면에 형성된 전기이중층에서 발생하는 정전하현상을 이용한 커패시터로서, 에너지 저장 메커니즘이 화학반응에 의존하는 배터리에 비하여 충방전 속도가 빠르고 충방전 효율이 높으며 사이클 특성이 월등하여 백업 전원에 광범위하게 사용되며, 향후 전기자동차의 보조전원으로서의 가능성도 무한하다.

유사 커패시터는 전극과 전기화학 산화물의 산화-환원 반응을 이용하여 화학 반응을 전기적 에너지로 전환하여 저장하는 커패시터이다. 유사 커패시터는 전기이중층 커패시터가 전기화학 이중층형 전극 표면에 형성된 이중층에만 전하를 저장하는 데 비하여 전극 재료의 표면 근처까지 전하를 저장 할 수 있어 저장 용량이 전기이중층 커패시터에 비하여 약 5배정도 크다. 금속산화물 전극재료로는 RuOx, IrOx, MnOx 등이 사용되고 있다.

그리고 리튬 이온 커패시터는 기존 전기이중층 커패시터의 고출력 및 장수명 특성과, 리튬 이온 전지의 고에너지밀도를 결합한 새로운 개념의 이차전지 시스템이다. 전기이중층 내 전하의 물리적 흡착반응을 이용하는 전기이중층 커패시터는 우수한 출력특성 및 수명특성에도 불구하고 낮은 에너지밀도 때문에 다양한 응용분야에 적용이 제한되고 있다. 이러한 전기이중층 커패시터의 문제점을 해결하는 수단으로서 음극 활물질로서 리튬 이온을 삽입 및 탈리할 수 있는 탄소계 소재를 이용하는 리튬 이온 커패시터가 제안되었으며, 리튬 이온 커패시터는 이온화 경향이 큰 리튬 이온을 음극에 미리 도핑하여 음극의 전위를 대폭적으로 낮출 수 있고, 셀 전압도 종래의 전기이중층 커패시터의 2.5 V 대비 크게 향상된 3.8 V 이상의 고전압 구현이 가능하며 높은 에너지 밀도를 발현할 수 있다.

이러한 슈퍼 커패시터의 기본적인 구조는 다공성 전극과 같이 표면적이 상대적으로 큰 전극, 전해질, 집전체(current collector), 분리막(separator)으로 이루어져 있으며, 단위 셀 전극의 양단에 수 볼트의 전압을 가해 전해질 내의 이온들이 전기장을 따라 이동하여 전극 표면에 흡착되어 발생되는 전기 화학적 메커니즘을 작동원리로 한다. 이러한 셀은 금속 재질의 상부 및 하부 케이스에 봉합되고, 상부 및 하부 케이스의 외측면에는 상부 및 하부 단자가 부착된다.

그러나 종래의 슈퍼 커패시터는, 코인 타입(coin type)의 경우, 상부 및 하부 케이스의 절연과 기밀을 위한 개스킷과 도포 재료가 필요함은 물론이고 그에 따른 도포 및 압착 공정이 요구됨으로 인해, 조립성과 생산성이 저하될 뿐 아니라 경제적 비용이 많이 소요되는 문제점을 안고 있다.

또한 상부 및 하부 단자가 상부 및 하부 케이스의 외부로 돌출되는 구조를 갖기 때문에, 슈퍼 커패시터의 크기가 커질 뿐만 아니라 전자기기의 기판에 실장 시 많은 실장 공간을 차지하는 문제점을 안고 있다.

그리고 상부 및 하부 단자의 부착 과정에서 용접 및 휨 불량 등이 빈번히 발생되고 있는 실정이다.

이러한 문제점들은 결국 슈퍼 커패시터의 기능성과 사용성을 저하시키는 결과를 초래한다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 방안으로 플라스틱 소재의 배선기판 위에 제1 전극, 분리막 및 제2 전극을 적층하여 셀을 형성하고, 셀이 실장된 배선기판의 공간을 리드(lid)로 봉합하여 전자기기의 기판에 표면 실장할 수 있는 칩 타입(chip type)의 슈퍼 커패시터가 제안되고 있다.

이러한 칩 타입의 슈퍼 커패시터는 복수 개를 일괄적으로 제조할 수 있는 배선기판 스트립을 이용하여 제조하며, 제조 공정이 완료된 배선기판 스트립에서 개별 슈퍼 커패시터를 분리한다.

그리고 개별 슈퍼 커패시터에 대한 테스트 공정과, 테스트 결과에 따라 양품과 불량품으로 분류하는 작업이 필요하다.

따라서 본 발명의 목적은 슈퍼 커패시터에 대한 테스트 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 슈퍼 커패시터의 테스트 공정에서 충방전 상태를 쉽게 확인할 수 있는 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치는 프로브 기판, 전원 공급부, 충전용 발광 다이오드, 방전용 발광 다이오드 및 제어부를 포함하여 구성된다. 상기 프로브 기판은 트레이에 수납된 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 외부 접속 패드에 접촉하는 프로브 핀이 형성되어 있다. 상기 전원 공급부는 상기 슈퍼 커패시터에 프로브 핀이 접촉된 상기 프로브 기판으로 전원을 공급하여 상기 슈퍼 커패시터에 전원을 충전시킨다. 상기 충전용 발광 다이오드는 상기 전원 공급부에서 상기 슈퍼 커패시터로 전원이 공급되는 충전 상태를 표시한다. 상기 방전용 발광 다이오드는 상기 슈퍼 커패시터에 프로브 핀이 접촉된 상기 프로브 기판을 통하여 상기 슈퍼 커패시터로부터 전원을 공급받아 상기 슈퍼 커패시터를 방전시키며 방전 상태를 표시한다. 그리고 상기 제어부는 상기 슈퍼 커패시터에 상기 프로브 기판의 프로브 핀이 접촉된 상태에서, 상기 슈퍼 커패시터에 전원을 충전할 때 상기 프로브 기판과 상기 전원 공급부를 연결하고, 상기 슈퍼 커패시터를 방전시킬 때 상기 프로브 기판과 상기 방전용 발광 다이오드를 연결하여 상기 슈퍼 커패시터에 대한 충방전 테스트를 수행한다.

본 발명에 따른 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 프로브 기판과 상기 전원 공급부의 연결과, 상기 프로브 기판과 상기 방전용 발광 다이오드의 연결을 스위칭 하는 릴레이와, 상기 릴레이의 연결 상태를 스위칭 하는 제어기를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 릴레이의 연결 상태를 스위칭 하는 시간 정보를 제공하는 타이머를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 타이머의 시간 정보에 따라 상기 릴레이의 연결 상태를 스위칭 한다.

본 발명에 따른 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치에 있어서, 상기 충전용 발광 다이오드는 상기 제어부와 상기 전원 공급부 사이에 설치된다.

그리고 본 발명에 따른 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치에 있어서, 상기 전원 공급부는 상기 슈퍼 커패시터에 정전류 전원을 공급하여 충전을 시작한 후, 일정 수준에 도달하면 상기 슈퍼 커패시터에 정전압 전원을 공급하여 상기 슈퍼 커패시터를 만충시킨다.

본 발명에 따르면, 테스트 장치는 프로브 기판과 복수의 슈퍼 커패시터를 수납하는 트레이(tray)를 이용하여 일괄적으로 복수의 슈퍼 커패시터를 테스트할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 테스트 장치는 슈퍼 커패시터에 대한 충방전 테스트 공정 시 발광 다이오드의 점등 여부, 즉 온/오프 여부를 이용하여 슈퍼 커패시터의 충방전 상태를 쉽게 확인할 수 있다.

도 1은 칩 타입의 슈퍼 커패시터를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.
도 3은 도 1의 슈퍼 커패시터의 하부면을 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 1의 슈퍼 커패시터가 트레이에 수납된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 5-5선 단면도로서, 트레이에 수납된 슈퍼 커패시터에 프로브 기판의 프로브 핀이 접촉된 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치를 보여주는 도면이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 칩 타입의 슈퍼 커패시터를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다. 그리고 도 3은 도 1의 슈퍼 커패시터의 하부면을 보여주는 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 칩 타입의 슈퍼 커패시터(100)는 배선기판(10), 셀(20) 및 리드(40; lid)를 포함한다. 슈퍼 커패시터(100)는 배선기판(10)의 상부면(12)에 셀(20)이 실장되고, 셀(20)이 실장된 영역을 리드(40)로 봉합된 구조를 갖는다. 이때 셀(20)은 제1 전극(21), 분리막(23), 제2 전극(25) 및 전해질을 포함한다.

여기서 배선기판(10)은 절연성의 기판 몸체(11)와, 기판 몸체(11)에 형성된 회로 배선 패턴(13)을 포함하는 인쇄회로기판이다.

기판 몸체(11)는 상부면(12)과, 상부면(12)에 반대되는 하부면(14)을 가지며, 절연성 소재로 제조될 수 있다. 기판 몸체(11)의 소재로는 FR4 또는 세라믹 소재가 사용될 수 있다. 이러한 기판 몸체(11)는 사각판 형태로 제조될 수 있다.

회로 배선 패턴(13)은 기판 몸체(11)의 상부면(12)에 형성되는 전극 실장 영역(15) 및 리드 접합 패턴(17)과, 기판 몸체(11)의 하부면(14)에 형성되는 복수의 외부 접속 패드(18)를 포함한다. 전극 실장 영역(15)은 기판 몸체(11)의 상부면(12)의 중심 부분에 형성된다. 리드 접합 패턴(17)은 전극 실장 영역(15)의 둘레에 형성된다. 그리고 복수의 외부 접속 패드(18)는 기판 몸체(11)의 하부면에 형성되며, 기판 몸체(11)를 관통하는 비아 홀(19)에 의해 전극 실장 영역(15) 및 리드 접합 패턴(17)과 각각 전기적으로 연결된다. 이러한 회로 배선 패턴(13)으로는 전기 전도성이 양호한 구리와 같은 금속 소재가 사용될 수 있으며, 표면에 금(Au), 니켈(Ni) 등이 도금될 수 있다.

이때 리드 접합 패턴(17)은 전극 실장 영역(15)을 둘러싸는 고리 형태로 형성되며, 전극 실장 영역(15)에 대해서 일정 간격 이격되어 형성되어 있다. 복수의 외부 접속 패드(18)는 셀(20)의 제1 및 제2 전극(21,25)에 대응되게 한 쌍이 마련될 수 있다. 한 쌍의 외부 접속 패드(18a,18b)는 직사각형의 바 형태로 동일한 크기로 기판 몸체(11)의 하부면(14)에 형성될 수 있다. 한편 한 쌍의 외부 접속 패드(18a,18b)는 작업자가 슈퍼 커패시터(100)로 제조한 이후에 제1 및 제2 전극(21,25)에 연결된 단자를 쉽게 구분할 수 있도록 서로 다른 길이로 형성될 수 있다.

셀(20)은 전극 실장 영역(15)에 실장되며, 셀(20)은 제1 전극(21), 분리막(23), 제2 전극(25) 및 전해질을 포함한다. 제1 전극(21)은 전극 실장 영역(15)에 제1 접합 부재(31)를 매개로 접합되어 전기적으로 연결된다. 분리막(23)은 제1 전극(21) 위에 적층된다. 제2 전극(25)은 분리막(23) 위에 적층된다. 그리고 전해질은 제1 및 제2 전극(21,25)에 함침된다. 이때 제1 전극(21)과 제2 전극(25)은 양극 또는 음극 중에 하나이며 서로 다른 극성을 갖는다. 제1 접합 부재(31)로는 전기 전도성을 갖는 접착제로서, 카본 페이스트, 도전성 폴리머, 은-에폭시 접착제 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 제1 접합 부재(31)는 액상 또는 시트 형태로 제공될 수 있다. 이러한 셀(20)은 전기이중층 커패시터, 유사 커패시터, 리튬 이온 커패시터와 같은 하이브리드 커패시터를 형성하는 셀일 수 있다.

그리고 리드(40)는 배선기판(10)의 상부면(12)에 실장된 셀(20)을 덮어 셀(20)이 실장된 영역을 외부와 밀폐시킨다. 즉 리드(40)는 배선기판(10)에 실장된 셀(20)을 덮으며, 내측면이 제2 전극(25)에 제2 접합 부재(33)를 매개로 접합되어 전기적으로 연결되고, 가장자리 부분이 배선기판(10)의 리드 접합 패턴(17)에 제3 접합 부재(35)를 매개로 접합되어 전기적으로 연결된다. 이러한 리드(40)는 전기 전도성이 양호한 금속 소재로 제조되며, 덮개부(41)와 접합부(43)로 구성될 수 있다. 덮개부(41)는 셀(20)이 삽입되는 내부 공간(45)이 형성되어 있고, 내부 공간(45)의 바닥면(47)에 제2 전극(25)이 제2 접합 부재(33)를 매개로 접합되어 전기적으로 연결된다. 접합부(43)는 덮개부(41)의 가장자리 부분과 일체로 형성되어 리드 접합 패턴(17)에 제3 접합 부재(35)를 매개로 접합되어 전기적으로 연결된다. 접합부(43)는 덮개부(41)의 가장자리 부분에서 외측으로 절곡된 형태로 형성될 수 있다.

따라서 슈퍼 커패시터(100)는 셀(20)의 제1 전극(21)이 전극 실장 영역(15) 및 비아 홀(19)을 통해서 배선기판(10)의 하부면(14)에 형성된 외부 접속 패드(18)에 전기적으로 연결된다. 셀(20)의 제2 전극(25)은 리드(40), 리드 접합 패턴(17) 및 비아 홀(19)을 통해서 배선기판(10)의 하부면(14)에 형성된 외부 접속 패드(18)와 전기적으로 연결된다.

이때 제2 및 제3 접합 부재(33,35)는 전기 전도성을 갖는 접착제로서, 카본 페이스트, 솔더 페이스트, 도전성 폴리머, 은-에폭시 접착제 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 특히 제3 접합 부재(35)는 인쇄 방법으로 배선기판(10)의 리드 접합 패턴(17) 위에 형성될 수 있다. 제3 접합 부재(35)를 인쇄 방법으로 배선기판(10)의 리드 접합 패턴(17) 위에 형성하는 이유는 제3 접합 부재(35)의 도포량과 접합 면적을 규격화하여 리드(40)의 접합 작업을 간편하고 효율적으로 수행하고, 그 접합 상태를 보다 안정적으로 유지하면서, 리드(40)를 접합하는 과정에서 제3 접합 부재(35)가 전극 실장 영역(15)으로 번지는 것을 방지하기 위해서이다. 그 외 리드(40)의 접합부(43)는 배선기판(10)의 리드 접합 패턴(17)에 초음파 또는 고주파 등을 이용한 용접의 방법으로 접합될 수 있다.

이와 같은 슈퍼 커패시터(100)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 프로브 기판(60)을 포함하는 테스트 장치를 이용하여 테스트를 수행한다.

이때 슈퍼 커패시터(100)는 트레이(50; tray)의 수납 공간(51)에 수납된 형태로 테스트 장치에 제공될 수 있는 트레이(50)는 수납 공간(51)의 바닥면에 프로브 기판(60)의 프로브 핀(63)이 접촉할 수 있는 개방부(53)가 형성되어 있다.

프로브 기판(60)은 프로브 기판 몸체(61)와, 프로브 기판 몸체(61)의 상부면에 슈퍼 커패시터(100)의 외부 접속 패드(18)에 각각 대응되는 위치에 형성된 한 쌍의 프로브 핀(63)을 포함한다. 한편 본 실시예에서는 하나의 슈퍼 커패시터(100)에 대응되는 프로브 기판(60) 부분을 도시하였기 때문에, 프로브 기판(60)에 한 쌍의 프로브 핀(63)이 형성된 예를 개시하였지만, 프로브 기판(60)에는 트레이(50)에 수납된 복수의 슈퍼 커패시터(100)에 각각 대응하는 프로브 핀(63)을 구비하고 있음은 물론이다. 이하에서는 설명의 편의상 하나의 슈퍼 커패시터(100)에 대응되게 한 쌍의 프로브 핀(63)이 형성된 프로브 기판(60)에 대해서 설명한다.

프로브 기판 몸체(61)는 FR4 또는 세라믹 소재로 제조될 수 있다. 프로브 기판 몸체(61)는 슈퍼 커패시터(100)의 배선기판(10)과 동일한 소재로 제조될 수 있다.

그리고 한 쌍의 프로브 핀(63)은 한 쌍의 외부 접속 패드(18)에 대응되는 위치에 형성되며, 외부 접속 패드(18)의 중심 지점을 프로빙한다. 즉 한 쌍의 프로브 핀(63)은, 사각 형태의 배선기판(10)의 하부면(14)에 대해서, 한 쌍의 외부 접속 패드(18)의 중심을 가로지르는 선 상에 배치되게 프로브 기판 몸체(61)에 형성될 수 있다. 프로브 핀(63)은 외부 접속 패드(18)에 안정적으로 접촉할 수 있도록 탄성을 갖는다. 프로브 핀(63)으로는 포고 핀(pogo pin), 각종 형태의 스프링, 전도성 엘라스토머(conductive elastomer) 등과 같이 전기적 경로를 제공하면서 탄성이 있는 매체라면 사용 가능하다.

복수의 슈퍼 커패시터(100)는 트레이(50)의 수납 공간(51)에 수납된 상태로 테스트 장치로 공급되고, 트레이(50)에 수납된 슈퍼 커패시터(100)는 프로브 기판(60)의 프로브 핀(63)들에 각각 일괄적으로 접촉되어 테스트된다.

이와 같은 프로브 기판(60)을 포함하는 본 실시예에 따른 테스트 장치(200)는 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 칩 타입의 슈퍼 커패시터(100)의 테스트 장치(200)를 보여주는 도면이다.

본 실시예에 따른 테스트 장치(200)는 프로브 기판(60), 전원 공급부(71), 충전용 발광 다이오드(73), 방전용 발광 다이오드(75), 및 제어부(79)를 포함하며, 제어부(79)는 릴레이(72), 제어기(74) 및 타이머(76)를 포함할 수 있다.

프로브 기판(60)은 슈퍼 커패시터(100)의 외부 접속 패드(18)에 접촉하는 프로브 핀(63)이 형성되어 있으며, 도 4 및 도 5를 참조한 설명 부분에서 설명하였기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

전원 공급부(71)는 슈퍼 커패시터(100)에 프로브 핀(18)이 접촉된 프로브 기판(60)으로 전원을 공급하여 슈퍼 커패시터(100)에 전원을 충전시킨다. 이때 전원 공급부(71)는 충전시 정전류, 정전압의 전원을 슈퍼 커패시터(100)에 공급하여 충전한다. 전원 공급부(71)로는 SMPS(Switching Mode Power Supply; 스위칭 전원 장치)가 사용될 수 있다. 즉 슈퍼 커패시터(100)는 구조적으로 충전 전압이 없는 상태에서는 과대한 전류를 흡입하여 전원 공급부(71)의 부하를 합선시킨 것과 같은 현상이 일어나고, 충전 전압이 적정 수준에 도달한 후에도 계속하여 전류를 공급하는 정전압 충전을 실시하지 않으면 만충전을 시킬 수 없는 특징을 가지고 있다. 따라서 슈퍼 커패시터(100)의 충전 전압이 부족할 때에는, 전원 공급부(71)는 정전류 충전으로 회로를 보호하고 전압이 적정 수준에 도달하면 정전압 충전으로 만충전을 시킨다.

충전용 발광 다이오드(73)는 전원 공급부(71)에서 슈퍼 커패시터(100)로 전원이 공급되는 충전 상태를 표시한다. 이때 충전용 발광 다이오드(73)는 프로브 기판(60)과 전원 공급부(71) 사이에 설치될 수 있다. 충전용 발광 다이오드(73)의 구동 전압에 대응하는 저항(R1)이 충전용 발광 다이오드(73)와 전원 공급부(71)를 연결하는 배선 상에 연결된다.

방전용 발광 다이오드(75)는 슈퍼 커패시터(100)에 프로브 핀(18)이 접촉된 프로브 기판(60)을 통하여 슈퍼 커패시터(100)로부터 전원을 공급받아 슈퍼 커패시터(100)를 방전시키며 방전 상태를 표시한다. 방전용 발광 다이오드(75)의 구동 작업에 대응하는 저항(R2)이 방전용 발광 다이오드(75)와 프로브 기판(60)을 연결하는 배선 상에 연결된다.

그리고 제어부(79)는 테스트 장치(200)의 전반적인 제어 동작을 수행하는 프로세서로서, 프로브 기판(60)에 접속된 슈퍼 커패시터(100)에 대한 충방전 테스트 수행을 제어한다. 즉 제어부(79)는 슈퍼 커패시터(100)에 프로브 기판(60)의 프로브 핀(63)이 접촉된 상태에서, 슈퍼 커패시터(100)에 전원을 충전할 때 프로브 기판(60)과 전원 공급부(71)를 연결한다. 그리고 제어부(79)는 슈퍼 커패시터(100)를 방전시킬 때 프로브 기판(60)과 방전용 발광 다이오드(75)를 연결하여 슈퍼 커패시터(100)에 대한 충방전 테스트를 수행한다.

이러한 제어부(79)는 릴레이(72) 및 제어기(74)를 포함하며, 타이머(76)를 더 포함할 수 있다. 릴레이(72)는 프로브 기판(60)과 전원 공급부(71)의 연결과, 프로브 기판(60)과 방전용 발광 다이오드(75)의 연결을 스위칭 한다. 제어기(74)는 릴레이(72)의 연결 상태를 스위칭 하며, 슈퍼 커패시터(100)의 충방전 테스트를 수행한다.

이때 타이머(76)는 릴레이(72)의 연결 상태를 스위칭 하는 시간 정보를 제공한다. 그리고 제어기(74)는 타이머(76)의 시간 정보에 따라 릴레이(72)의 연결 상태를 스위칭 하며, 슈퍼 커패시터(100)의 충방전 테스트를 수행한다.

한편 충전용 발광 다이오드(73)는 릴레이(72)와 전원 공급부(71) 사이에 연결된다. 또한 방전용 발광 다이오드(75)는 릴레이(72)를 매개로 프로브 기판(60)과 연결된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 테스트 장치(200)는 프로브 기판(60)과 트레이(50)를 이용하여 일괄적으로 복수의 슈퍼 커패시터(100)를 테스트할 수 있다.

또한 본 실시예에 따른 테스트 장치(200)는 충전용 발광 다이오드(73)와 방전용 발광 다이오드(75)를 구비하기 때문에, 슈퍼 커패시터(100)에 대한 충방전 테스트 공정 시 발광 다이오드(73,75)의 점등 여부 즉, 온/오프 여부를 통하여 슈퍼 커패시터(100)의 충방전 상태를 쉽게 확인할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

10 : 배선기판
18 : 외부 저속 패드
20 : 셀
40 : 리드
50 : 트레이
51 : 수납 공간
60 : 프로브 기판
63 : 프로브 핀
71 : 전원 공급부
72 : 릴레이
73 : 충전용 발광 다이오드
74 : 제어기
75 : 방전용 발광 다이오드
76 : 타이머
79 : 제어부
100 : 슈퍼 커패시터
200 : 테스트 장치

Claims (5)

1. 트레이에 수납된 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 외부 접속 패드에 접촉하는 프로브 핀이 형성된 프로브 기판;
   상기 슈퍼 커패시터에 프로브 핀이 접촉된 상기 프로브 기판으로 전원을 공급하여 상기 슈퍼 커패시터에 전원을 충전시키는 전원 공급부;
   상기 전원 공급부에서 상기 슈퍼 커패시터로 전원이 공급되는 충전 상태를 표시하는 충전용 발광 다이오드;
   상기 슈퍼 커패시터에 프로브 핀이 접촉된 상기 프로브 기판을 통하여 상기 슈퍼 커패시터로부터 전원을 공급받아 상기 슈퍼 커패시터를 방전시키며 방전 상태를 표시하는 방전용 발광 다이오드;
   상기 슈퍼 커패시터에 상기 프로브 기판의 프로브 핀이 접촉된 상태에서, 상기 슈퍼 커패시터에 전원을 충전할 때 상기 프로브 기판과 상기 전원 공급부를 연결하고, 상기 슈퍼 커패시터를 방전시킬 때 상기 프로브 기판과 상기 방전용 발광 다이오드를 연결하여 상기 슈퍼 커패시터에 대한 충방전 테스트를 수행하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 프로브 기판과 상기 전원 공급부의 연결과, 상기 프로브 기판과 상기 방전용 발광 다이오드의 연결을 스위칭 하는 릴레이;
   상기 릴레이의 연결 상태를 스위칭 하는 제어기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 릴레이의 연결 상태를 스위칭 하는 시간 정보를 제공하는 타이머;를 더 포함하며,
   상기 제어기는 상기 타이머의 시간 정보에 따라 상기 릴레이의 연결 상태를 스위칭 하는 것을 특징으로 하는 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 충전용 발광 다이오드는
   상기 제어부와 상기 전원 공급부 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
   상기 슈퍼 커패시터에 정전류 전원을 공급하여 충전을 시작한 후, 일정 수준에 도달하면 상기 슈퍼 커패시터에 정전압 전원을 공급하여 상기 슈퍼 커패시터를 만충시키는 것을 특징으로 하는 칩 타입의 슈퍼 커패시터의 테스트 장치.

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