KR20000043500A - 알루미늄 전해 캐패시터 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전해 캐패시터에 관한 것으로, 압연된 금속박의 평활면을 전기화학적으로 표면을 조면화하여 그 실효면적을 증가시키는 에칭을 실시하고, 에칭된 금속박 위에 메탈-알콕사이드류를 적정 희석재인 알콜류에 혼합한 후, 촉매, 물, 안정화제를 혼합하여 제조된 Sol 용액에 디핑하며, Sol 용액이 코팅된 금속박을 건조로에서 건조시킨 후 열처리로에서 열처리하여 에칭된 금속박 위에 유전체를 형성시킨후, 전해액에 함침하여 이루어지고, 상기의 메탈-알콕사이드는 Ta-Alkoxide, Nb-Alkoxide인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 캐패시터을 제공한다.
Description
본 발명은 전해 캐패시터에 관한 것으로, 특히 전해 캐패시터 제조 과정중에서 유전체층 형성방법을 개선한 알루미늄 전해 캐패시터 제조방법에 관한 것이다.
기존의 전해 캐패시터의 제조공정에서 유전체층을 형성하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
압연된 Al 원박의 평활면을 전기화학적으로 표면을 조면화하여 그 실효면적을 증가시키기 위하여 에칭을 하고, 전해액 중에서 에칭박을 양극으로서 전기분해를 하여 전기화학적으로 Al 박의 표면에 유전체가 되는 산화 Al 피막(Al2O3)을 생성한다.
상기와 같은 유전체층은 Al 포일의 에칭면이 많을수록 증가하므로, 용량 확대를 위해 Al 포일을 에칭하므로서 포일의 기계적 강도를 저하시키고, Al 포일의 에칭면을 증가시키는 되는 한계가 있으므로 전해 캐패시터의 용량 증대에 한계에 도달하게 된다.
마찬가지로 캐패시터의 용량을 향상시키기 위해 Al 포일을 에칭하게 되는데, 포일의 순도가 낮으면 다시 말해서 포일에 불순물이 혼합되어 있으면 그 부분이 과도하게 에칭되어 포일이 관통되게 되어 쇼트의 원인이 되므로 포일의 순도가 99.99% 이상의 고순도 이어야 하기 때문에 포일의 가격이 고가이다.
또한 포일의 에칭시 에칭 전해액으로 염산을 사용하기 때문에 염소이온으로 인해 포일의 부식이 촉진되어 소자의 수명과 성능을 저하시키고, 화성공정을 통해 Al 산화피막(유전체층)을 형성하기 때문에 화성공정이 길고 복잡하여 생산성이 떨어지며, 유전체로 Al2O3밖에 사용할 수 없기 때문에 용량 구현에 한계가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 기존의 화성공정에 의해 제조된 Al2O3의 단점인 유효 표면적 제약 문제를 해결하기 위해 Nb-Alkoxide, Ta-Alkoxide를 Sol-Gel 법으로 적용하여 Nb2O5, Ta2O5를 생성시켜 용량을 확대시킨 양극박을 제조하고, 이를 다양한 전해액과 매칭시켜 소자를 구성하므로서 소자의 소형화, 고압용 고용량 캐패시터를 제조하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 압연된 금속박의 평활면을 전기화학적으로 표면을 조면화하여 그 실효면적을 증가시키는 에칭을 실시하고, 에칭된 금속박 위에 메탈-알콕사이드류를 적정 희석재인 알콜류에 혼합한 후, 촉매, 물, 안정화제를 혼합하여 제조된 Sol 용액에 디핑하며, Sol 용액이 코팅된 금속박을 건조로에서 건조시킨 후 열처리로에서 열처리하여 에칭된 금속박 위에 유전체를 형성시킨후, 전해액에 함침하여 이루어지고, 상기한 메탈-알콕사이드는 Ta-Alkoxide, Nb-Alkoxide인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 캐패시터을 제공한다.
일반적인 전해캐패시터 제조공정을 참조로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다. 일반적인 알루미늄 전해캐패서터의 제조공정을 요약해서 설명하면 한쪽의 전극을 양극으로 하고 양극의 표면에 치밀한 산화알루미늄피막을 형성한다. 또 다른 한쪽에 음극의 전극을 형성한다. 알루미늄 박끼리의 접촉을 방지하고 전해액을 유지하기 위해 전해지를 사용한다. 대칭된 양, 음극박 및 전해지를 원형으로 감아서 캐패시터 소자를 형성한다.
상기한 바와 같이 기존에는 양극박의 표면을 전해액에 넣고 전기분해를 하여 산화알루피늄 피막의 유전체를 형성하게 되는데, 본 발명에서는 유전체 형성과정을 다음과 같은 졸 용액에 디핑하여 형성한다.
졸 용액에 에칭된 또는 화성된 알루미늄 포일을 디핑(dipping) 한 후 건조, 열처리 공정을 통해 양극박 제조한다. 졸 용액의 종류로는 유전율이 큰 Nb2O5, Ta2O5등의 산화물을 사용한다.
음극박은 99∼99.7%의 에칭된 알루미늄 포일을 사용한다.
전해액의 구성은 용매로는 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), Dethylene glycol, γ-Buthylactone, N-methyl Formamide 등을 단독으로 사용하거나 혼합하여 사용한다.
용질로서는 암모늄 염(ammonium salts)류, 아민(amine)류, 산(acid)류의 혼합용질을 사용한다.
상기에서 암모늄 염류를 구체적으로 설명하면, ammonium adipate, ammonium sebacate, ammonium dodecaneclionate, ammonium phosphate dibasic 등이고, 아민류는 트리에틸아민(triethylamine), 트리에타놀아민(triethanolamine) 등이며, 산류는 adipic acid, boric acid, maleic acid, sebacic acid 등이다.
첨가제로서 p-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzyl alcohol, sobital, mannitol, m-nitroacetophenone 등의 물질을 사용한다.
전술한 바와 같은 전해액에 알루미늄 포일을 디핑한 후 건조, 열처리 공정을 통해 양극박을 제조한다.
양극박 제조후의 다음 공정은 일반적인 알루미늄 전해 캐패시터 재조공정과 동일하다.
전술한 바와 같은 본 발명의 효과는 포일의 유효 표면적 증대로 인해 캐패시터의 용량이 향상되고, 알루미늄 포일의 에칭 정도 약화로 인한 포일의 가격 비용이 절감되며, 알루미늄 포일의 에칭 정도 약화로 소자의 임피던스, 리플 커렌트(Ripple Current)가 감소한다.
Claims (2)
- 압연된 금속박의 평활면을 전기화학적으로 표면을 조면화하여 그 실효면적을 증가시키는 에칭을 실시하고, 에칭된 금속박 위에 메탈-알콕사이드류를 적정 희석재인 알콜류에 혼합한 후, 촉매, 물, 안정화제를 혼합하여 제조된 Sol 용액에 디핑하며, Sol 용액이 코팅된 금속박을 건조로에서 건조시킨 후 열처리로에서 열처리하여 에칭된 금속박 위에 유전체를 형성시킨후, 전해액에 함침하여 이루어진 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 캐패시터.
- 제 1 항에 있어서,메탈-알콕사이드는 Ta-Alkoxide, Nb-Alkoxide인 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 캐패시터.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20020089685A (ko) * | 2001-05-23 | 2002-11-30 | 삼성전기주식회사 | 알루미늄 전해 콘덴서용 초저임피던스 전해액 및 이를함유하는 전해콘덴서 |
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1998
- 1998-12-29 KR KR1019980059893A patent/KR20000043500A/ko not_active Application Discontinuation
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