KR200211021Y1 - 탄탈고체 전해컨덴서의 다공질 탄탈펠릿 - Google Patents

Abstract

본 고안은 탄탈고체 전해컨덴서를 구성시 소결소자의 표면에 형성되는 유전체층의 상면으로 형성하는 전해질층에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다공질 소결소자를 사용하여 전해질층을 형성하고 계면접촉 저항을 최소화시키도록 형성하는 탄탈고체 전해컨덴서의 다공질 탄탈펠릿에 관한 것이다.

본 고안은, 소성로, 전해액 및 소결소자를 포함하여 소결소자의 표면에 유전체층을 형성하고 그 형성된 유전체층의 표면에 전해질층을 형성하는 탄탈고체 전해컨덴서의 소결소자에 있어서, 상기 소결소자는 소성작업시 소결소자의 표면에 전해질층을 형성하는 경우 계면접촉 저항을 최소화시킬 수 있도록 다공질의 탄탈펠릿으로 소결소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 탄탈고체 전해컨덴서의 다공질 탄탈펠릿을 제공한다.

Description

탄탈고체 전해컨덴서의 다공질 탄탈펠릿

본 고안은 탄탈고체 전해컨덴서를 구성하는 기본입자인 소결소자에 유전체층 과 전해질층을 형성하는 것에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화학적 결합하에 의하여 소결소자의 표면에 다공질의 탄탈펠릿을 사용하여 전해질층을 형성하고 그로인해 유전체층과 전해질층의 두 접촉면의 결합력이 향상된 탄탈고체 전해컨덴서의 다공질 탄탈펠릿에 관한 것이다.

일반적으로 탄탈고체 전해컨덴서를 제조하는 경우는, 소결소자의 유전체층 표면에 전해질층을 형성하는데, 상기 전해질층은 단지 Ta₂O₅층의 외부로 MnO₂층이 그대로 얹혀진 상태로 구성된다. 상기 소결소자에 전해질층을 형성하는 적정온도는 200 - 300。C의 사이에서 전해질층을 형성하는 것이 이상적이라 말할 수 있다.

또한, 일반적으로 탄탈고체 전해컨덴서의 제조공정은, 성형공정 → 소결공정 → 화성공정 → 소성공정 → 조립공정 → 외장/에이징(Aging)/마킹공정을 거친 뒤 제품을 최종검사하여 인증된 탄탈고체 전해컨덴서를 출하하게 된다.

특히, 화성공정이란 소결된 소자의 리드에 (+) 전압을 인가하고 화성조에 (-) 전압을 인가하여 컨덴서의 표면에 유전체를 형성하는 공정이다. 상기 화성공정에서는 전해액중에 소결소자를 넣어서 직류전압(또는 화성전압)을 인가하여 탄탈금 속의 표면에 산화피막(Ta₂O₅)을 형성시키게 되는데, 상기 산화피막이 유전체로 된다. 일반적으로 화성전압은 콘덴서 정격전압의 3 - 4배로서 알루미늄 전해 콘덴서보다 상당히 높게 설정되게 되는데, 이는 고체전해질(MnO₂)을 사용하고 있기 때문에 산화피막의 손상에 대한 수복효과가 적은 것을 보상하기 위한 것이다.

상기 화성공정을 마친 뒤 소성공정을 진행하게 되는데, 상기 소성공정은 유전체층의 표면에 전해질층을 형성하는 단계로, 이는 탄탈고체 전해컨덴서의 성능을 좌우하는 중요한 공정이라 말할 수 있다.

도 1은 종래의 탄탈고체 전해컨덴서의 전해질층이 형성된 상태를 나타내는 도면으로서, 소결소자(4)는 화성공정에서 유전체를 형성한 표면층에 Ta₂O₅층(6)을 형성하고, 상기 Ta₂O₅층(6)의 외부로 MnO₂층(8)을 형성한다. 상기 Ta₂O₅층(6)은 상부에 MnO₂층(8)을 적층하는 형태로 형성하는데, 상기 Ta₂O₅층(6)은 표면의 상부에 또다시 MnO₂층(8)을 형성하는 이유는 상기 Ta₂O₅층(6)과 MnO₂층(8)의 계면접촉 저항을 줄이기 위함이다.

전술한 소결소자의 유전체층의 표면으로 형성되는 전해질층은 소결소자의 표면에 Ta₂O₅층을 형성하고 상기 Ta₂O₅층의 표면에 MnO₂층을 형성하는데, 그 이유는 전해질층의 결합력을 향상시켜 탄탈고체 전해컨덴서의 성능을 향상시키고자 하는 것으로서, 종래의 방법에 의해 간단하게 Ta₂O₅층의 표면에 MnO₂층을 형성하는 경우는 시간이 경과되면 완성된 탄탈고체 전해컨덴서의 결합력이 약해져 상호간의 층이 쉽게 분리되고 계면접촉 저항이 크게되어 탄탈고체 전해컨덴서의 성능을 떨어뜨리는 문제점을 발생시켰다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은, 소결소자의 표면에 형성한 유전체층의 외부로 전해질층을 형성할 경우에 Ta₂O₅층과 MnO₂층의 두 층사이에서 일어나는 계면접촉 저항이 최소화되고, 그로인해 탄탈고체 전해컨덴서의 누설전류 특성 및 정전용량 특성을 향상시킬 수 있는 탄탈고체 전해컨덴서의 다공질 탄탈펠릿을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안은, 소성로, 전해액 및 소결소자를 포함하여 소결소자의 표면에 유전체층을 형성하고 그 형성된 유전체층의 표면에 전해질층을 형성하는 탄탈고체 전해컨덴서의 소결소자에 있어서, 상기 소결소자는 소성작업시 소결소자의 표면에 전해질층을 형성하는 경우 계면접촉 저항을 최소화시킬 수 있도록 다공질의 탄탈펠릿으로 소결소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 탄탈고체 전해컨덴서의 다공질 탄탈펠릿을 제공한다.

도 1은 종래의 탄탈고체 전해컨덴서의 전해질층이 형성된 상태를 나타내는 도면.

도 2는 본 고안의 탄탈고체 전해컨덴서의 전해질층이 형성되는 상태를 나타내는 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

30: 소결소자 34: 탄탈펠릿

38: 소성로 40: 리드 프레임

44: 리드 와이어 48: 전해액

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예에 의한 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 탄탈고체 전해컨덴서의 전해질층이 형성되는 상태를 나타내는 도면이다.

본 고안의 소성공정을 통해 전해질층을 형성하는 경우는, 소성로(38)의 내부에 전해액(48)이 들어있고, 상기 전해액(48)속에 탄탈펠릿(34)으로 형성되는 소결소자(30)를 함침하여 그 소결소자(30)의 유전체층의 상면으로 전해질층을 형성하게 된다.

상기 소결소자(30)는 내부에 작은 구멍이 형성되어 있는 다공질의 탄탈펠릿(34)을 사용한다. 상기 소성로(38)의 전해액(48)속에 소결소자(30)를 함침하게 되면 리드 프레임(40)의 하측으로 형성된 다수의 리드 와이어(44)의 말단에 형성된 소결소자(30)가 전해액(48)속으로 함침하게 되는 것이다.

본 고안의 전술한 구성에 대한 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

상기 소결소자(30)는 표면에 형성된 유전체층의 상면으로 전해질층을 형성할 경우 다공질의 탄탈펠릿(34)으로 소결소자를 형성하므로 함침액이 탄탈펠릿의 내부에 완전히 침투하게 되고, 그로인해 소결소자의 표면에는 Ta₂O₅층의 코팅이 완벽하게 이루어지며, 또한 상기 Ta₂O₅층의 외부에 MnO₂층이 완벽하게 형성되므로 양층간의 밀착력이 증대되어 계면접촉 저항을 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.

전술한 구성과 작용에 의해 나타나는 본 고안의 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

소결소자를 형성하는 탄탈펠릿이 다공질 재료이므로 함침액이 탄탈펠릿의 내부에 원활하게 침투하여 Ta₂O₅층을 완전히 코팅시킬 수 있어 소성공정에서 소결소자에 대한 열분해를 진행하는 경우 열분해반응도 원활하게 발생하므로 완성된 탄탈고체 전해컨덴서의 전해질층에서 발생되던 계면접촉 저항을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 탄탈고체 전해컨덴서는 계면접촉 저항이 최소화됨으로 탄탈고체 전체컨덴서의 누설전류 특성 및 정전용량 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 소성로, 전해액 및 소결소자를 포함하여 소결소자의 표면에 유전체층을 형성하고 그 형성된 유전체층의 표면에 전해질층을 형성하는 탄탈고체 전해컨덴서의 소결소자에 있어서, 상기 소결소자(30)는 소성작업시 소결소자의 표면에 전해질층을 형성하는 경우 계면접촉 저항을 최소화시킬 수 있도록 다공질의 탄탈펠릿(34)으로 소결소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 탄탈고체 전해컨덴서의 다공질 탄탈펠릿.