KR20000024691A - 폴리아닐린 유전체층을 포함한 탄탈 캐패시터제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄탈 전해 캐패시터 제조시 유전체층위에 이산화 망간층이 형성된 탄탈 소자에 전도도를 높이기 위해 형성되는 고분자 유전체층인 폴리피롤층 대신 폴리아닐린층을 형성시켜 저렴한 가격으로 캐패시터를 제조할 수 있는 폴리아닐린 유전체층을 포함한 탄탈 캐패시터 제조방법에 관한 것으로서, 화성 과정에서 탄탈 소자의 표면에 생성된 산화피막(Ta2O5)위에 이산화망간(MnO2)층을 형성하는 소성 공정을 포함한 탄탈 전해 캐패시터 제조방법에 있어서, 소성 공정(S40)에 의해 생성된 이산화 망간층(MnO2)(14)이 형성된 탄탈 소자를 폴리아닐린 용액에 함침시킨 후 전해 중합법을 사용하여 폴리아닐린층(16)을 형성하는 폴리아닐린층 형성과정(S50)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 탄탈 전해 캐패시터의 제조 공정에 관한 것으로, 특히 탄탈 전해 캐패시터 제조시 유전체층위에 이산화 망간층이 형성된 탄탈 소자에 전도도를 높이기 위해 형성되는 고분자 유전체층인 폴리피롤층 대신 폴리아닐린층을 형성시켜 저렴한 가격으로 캐패시터를 제조할 수 있는 폴리아닐린 유전체층을 포함한 탄탈 캐패시터 제조방법에 관한 것이다.
탄탈 캐패시터의 제작시 완성된 탄탈 캐패시터의 전도도를 향상시키기 위해 전도성 고분자층을 탄탈 소자에 형성시키고 있다. 도 1은 전도도 향상을 위해 탄탈 소자에 폴리피롤층이 형성되는 탄탈 캐패시터의 제조 공정을 나타내는 순서도로서 그 공정을 설명하면 다음과 같다.
완성된 탄탈 캐패시터를 얻기 위해서는 탄탈 분말에 결합체 역할을 하는 용제를 혼합한 후, 용제를 건조 제거시킨 후 형태를 형성하고, 리드선을 삽입시키는 성형과정(S1), 성형된 소자를 진공 소결로에서 가열하여 바인더 제거와 소결을 하는 소결 과정(S2), 소결 과정(S2)이 끝난 소자를 전해액에 넣은 후, 직류전압을 인가하여 탄탈 금속의 표면에 산화피막(Ta2O5)을 생성하는 화성 과정(S3), 화성 과정(S3)에서 생성된 산화피막(Ta2O5)에 이산화망간(MnO2)층을 형성하는 소성 공정(S4), 이산화 망간층이 형성된 탄탈 소자를 피롤모노머 용액에 넣고 전압을 인가하여 폴리피롤층을 형성하거나 함침시켜 폴리피롤층을 형성하는 폴리피롤층 형성 공정(S5), 폴리피롤층이 형성된 탄탈 소자에 카본 도포, 은 페이스트 도포, 리드 용접을 하는 조립 공정(S6), 탄탈 캐패시터의 외부 형태를 만드는 외장 공정(S7), 완성된 캐패시터의 시효 경화를 위한 에이징 공정(S8), 절연관을 끼우거나 용량값 등을 표시하는 마킹 공정(S9)을 거치게 된다.
도 2는 상기와 같은 공정을 거쳐 만들어진 탄탈 캐패시터의 탄탈 소자의 표면에 형성된 각각의 층을 나타내는 단면도로서, 내부에는 탄탈 입자(1)가 위치하고 있고, 산화탄탈륨(Ta2O5)(2)으로 만들어진 양극층, 이산화 망간(MnO2)층(3)과 전도성 고분자인 폴리피롤(Polypyrrole)(4)로 이루어지는 전해질층, 카본층(C)(5)과 은층(Ag)(6)으로 이루어지는 음극층으로 이루어짐을 도시하고 있다.
상기한 탄탈 캐패시터의 제조 공정에서와 알수 있는 바와 같이 일반적인 탄탈 캐패시터의 제조시에는 탄탈 소자의 전도도를 높이기 위해 폴리피롤층을 형성하게 되는데, 폴리피롤층을 형성시키는 방법은 상기에 기재되어 있는 바와 같이, 탄탈 소자를 피롤모노머 용액에 넣고 전압을 인가하여 폴리피롤층을 형성하거나, 폴리피롤 용액에 함침시켜 탄탈 소자의 표면에 폴리피롤층을 형성하는 방법을 사용하고 있다.
탄탈 캐패시터의 전도도를 높이기 위해 폴리피롤층을 형성시키는 경우 완성된 캐패시터의 품질은 향상되나 폴리피롤의 가격이 고가이기 때문에 제품 가격이 상승되는 원인이 되고 있어, 제품의 가격을 낮추기 위해서는 폴리피롤보다 낮은 가격을 유지하면서 완성된 캐패시터가 동등한 품질을 유지할 수 있도록 하는 재료가 필요하게 되었다.
본 발명은 위와같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 탄탈 전해 캐패시터의 제조시 탄탈 캐패시터의 전도도를 높이기 위해 폴리피롤층을 대신하여 폴리아닐린 층을 형성시킨 폴리아닐린 유전체층을 포함한 탄탈 캐패시터 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 폴리피롤층이 형성되는 탄탈 캐패시터의 제조 공정을 나타내는 순서도.
도 2는 일반적인 탄탈 캐패시터의 탄탈 소자의 표면 코팅 상태를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 탄탈 캐패시터의 제조 공정을 나타내는 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 탄탈 캐패시터의 탄탈 분말의 표면 코팅 상태를 나타내는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 탄탈 분말 12 : 탄탈 유전체층
14 : 이산화망간(MnO2) 16 : 폴리 아닐린
18 : 카본층 20 : 은(Ag)층
이하, 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명 폴리아닐린층을 포함한 탄탈 캐패시터 제조방법은, 화성 과정에서 탄탈 소자의 표면에 생성된 산화피막(Ta2O5)위에 이산화망간(MnO2)층을 형성하는 소성 공정을 포함한 탄탈 전해 캐패시터 제조방법에 있어서, 소성 공정에 의해 생성된 이산화 망간층위에 폴리아닐린층을 형성하는 폴리아닐린층 형성과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
[표 1]에는 폴리피롤(Polypyrrole)과 폴리 아닐린(Poly aniline)을 사용하여 만들어진 유전체층의 전도도가 나타나 있다.
[표 1]
도핑용 불순물(dopant) | 용매 | 전도도(s/cm) | |
폴리피롤 | DBSA + TSA | DMSO | 8 |
DBSA + anthraquion-2,7-disulfonic acid | DMSO | 8 | |
DBSA + naphthalene-1.5-disulfonic acid | DMSO | 3 | |
DBSA + salicylic acid | DMSO | 0.9 | |
폴리아닐린 | DBSA | chloroform | 10.5 |
HSA | formic acid | 6 | |
DBSA | formic acid | 4 | |
CSA | chloroform | 1 |
( DBSA : Dodecyl benzene sulfonic acid
DMSO : Di methyl sulfoxide
CSA : Camphor sulfonic acid
TSA : Toluene sulfonic acid )
[표 1]에서 나타나 있는 바와 같이 폴리피롤과 폴리 아닐린의 전도도 차이가 크지 않음을 알 수 있기 때문에 탄탈 캐패시터의 제작에 사용되는 탄탈 소자의 전도도를 높이기 위해 탄탈 소자의 표면에 폴리피롤층을 대신하여 폴리아닐린층을 형성하여도 무방함을 알 수 있다.
따라서 본 발명에서는 다음과 같은 방법에 의해 폴리아닐린으로 형성되는 유전체층을 형성한다.
도 3은 본 발명에 따른 탄탈 캐패시터의 제조공정을 나타내는 순서도이고, 도 4는 본 발명에 의해 만들어진 탄탈 캐패시터의 탄탈 소자에 형성된 각각의 층을 나타내는 단면도로서, 도 3에 도시된 순서도에 따라 본 발명의 구성과 작용을 살펴보면 다음과 같다.
탄탈 분말(10)에 결합체 역할을 하는 용제를 혼합한 후, 용제를 건조 제거시킨 후 형태를 형성하고, 리드선을 삽입시키는 성형과정(S10), 성형된 소자를 진공 소결로에서 가열하여 바인더 제거와 소결을 하는 소결 과정(S20), 소결 과정(S11)이 끝난 소자를 전해액에 넣은 후, 직류전압을 인가하여 탄탈 금속의 표면에 산화피막(Ta2O5)(12)을 생성하는 화성 과정(S30), 화성 과정(S30)에서 생성된 산화피막(Ta2O5)(12)에 이산화망간(MnO2)(14)층을 형성하는 소성 공정(S40)을 수행한다.
소성 공정(S40)이 끝난 탄탈 소자를 폴리아닐린 용액에 함침시키고 외부의 전원과 연결시킨 후, 일정한 전압을 가하는 전해 중합법을 사용하게 되면 탄탈 소자의 표면에 형성된 이산화망간(MnO2)(14)층의 상부에 폴리아닐린(16)층이 형성된다(S50).
이때 폴리아닐린 용액은 함침 속도가 빠르고 미세한 부분까지도 함침이 잘되기 때문에, 탄탈 소자를 구성하는 탄탈 입자들 사이에 형성되어 있는 공극부까지 쉽게 함침되어 폴리아닐린 층(16)이 형성된다.
상기 폴리아닐린 층(16)이 형성된 후에는 종래의 탄탈 캐패시터 제작 방법과 마찬가지로 조립 공정(S60), 외장 공정(S70), 에이징 공정(S80), 마킹 공정(S90)을 차례로 수행하여 카본층(C)(18)과 은층(Ag)(20)을 형성시켜 탄탈 캐패시터를 완성하도록 한다.
상기한 바와같이 본 발명은 가격이 싸고 함침이 용이한 폴리아닐린을 이용하여 탄탈 소자에 형성되어 있는 이산화망간층(MnO2)의 상부에 폴리 아닐린층을 형성하여, 탄탈 캐패시터의 전도도를 높이기 위한 폴리피롤층의 역할을 하도록 함으로써 동등 성능의 캐패시터를 저렴한 가격에 제조할 수 있도록 한다.
Claims (1)
- 화성 과정에서 탄탈 소자의 표면에 생성된 산화피막(Ta2O5)위에 이산화망간(MnO2)층을 형성하는 소성 공정을 포함한 탄탈 전해 캐패시터 제조방법에 있어서, 소성 공정(S40)에 의해 생성된 이산화망간층(MnO2)(14)이 형성된 탄탈 소자를 폴리아닐린 용액에 함침시킨 후 전해 중합법을 사용하여 폴리아닐린층(16)을 형성하는 폴리아닐린층 형성과정(S50)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리아닐린 유전체층을 포함한 탄탈 캐패시터 제조방법.
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---|---|---|---|---|
KR100414357B1 (ko) * | 2001-07-13 | 2004-01-07 | 주식회사 네스캡 | 전도성 고분자를 코팅한 금속산화물 전기화학의사커패시터의 전극 및 이의 제조방법 |
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1998
- 1998-10-01 KR KR1019980041329A patent/KR20000024691A/ko not_active Application Discontinuation
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