KR20160074216A - 고체 전해 캐패시터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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곽성호
최희성
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Abstract

본 발명은 고체 전해 캐패시터에 관한 것으로, 금속 분말 및 무기 첨가제의 혼합물을 포함하는 칩성형체가 소결되어 형성된 칩소결체 및 상기 칩소결체 내부에 일부가 삽입되어 배치된 양극 인출선을 포함하고, 상기 칩소결체는 상기 무기 첨가제를 제거함으로써 생성된 공극을 포함한다.

Description

고체 전해 캐패시터 및 그 제조 방법{Solid Electrolyte Capacitor And Manufacturing Methode Of The Same}
본 발명은 고체 전해 캐패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
탄탈(tantalum: Ta) 소재는 융점이 높고 연성, 내식성 등이 우수한 기계적, 물리적 특징으로 인해 전기, 전자를 비롯하여 기계, 화공, 의료뿐만 아니라 우주, 군사 등 산업전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있는 금속이다.
특히 탄탈 소재는 모든 금속 중 가장 안정한 양극 산화피막을 형성시킬 수 있는 특성으로 현재 소형 커패시터의 양극소재로 널리 이용되고 있다.
더욱이 탄탈 소재는 최근 전자, 정보통신 등 IT 산업의 급격한 발달로 인해 매년 그 사용량이 10%씩 급격히 증가하고 있다.
탄탈 캐패시터(Tantalum Capacitor)는 탄탈 파우더(Tantalum Powder)를 소결하여 굳혔을때 나오는 빈틈을 이용하는 구조로 되어 있으며, 전극 금속으로서의 탄탈 표면에, 양극 산화법에 의해 산화 탄탈(Ta2O5)을 형성하고, 이것을 유전체로 하여, 그 위에 전해질로서 이산화망간층(MnO2)을 형성한다.
또한 음극 전극의 도출 때문에 이산화망간(MnO2)층 위에 카본층 및 금속층으로서 은(Ag)층을 형성하게 된다.
최근 소형 고용량화 제품 개발에 따라 탄탈 소자 제조에 나노 미립자를 사용하게 되고, 이에 따라 다공성 소체의 함침성이 취약해지는 문제가 있다.
즉, 탄탈 파우더는 나노 미립자를 이용하여 높은 비표면적을 확보하여 작은 크기로 높은 용량 구현을 목적으로 하나, 나노 미립자를 사용할 경우 음극층으로 사용되는 질산망간 수용액이나 도전성 고분자 중합액의 함침성이 취약해지는 문제가 있다.
이로 인하여, 제품의 용량 구현 및 등가직렬저항(ESR)이 낮은 제품 구현이 어려운 실정이다.
한국특허공개공보 제2009-0067792호
본 발명은 함침성이 우수한 칩소결체를 포함함으로써, 높은 용량 및 우수한 등가직렬저항(ESR) 특성을 가질 수 있는 고체 전해 캐패시터에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터는, 금속 분말 및 무기 첨가제의 혼합물을 포함하는 칩성형체가 소결되어 형성된 칩소결체 및 상기 칩소결체 내부에 일부가 삽입되어 배치된 양극 인출선을 포함하고, 상기 칩소결체는 상기 무기 첨가제를 제거함으로써 생성된 공극을 포함한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터의 제조 방법은, 금속 분말 및 무기 첨가제를 교반 및 성형하여 칩성형체를 형성하는 단계, 상기 칩성형체를 압축하여 칩압축체를 형성하는 단계, 상기 칩압축체를 소결하여 칩소결체를 형성하는 단계 및 상기 칩소결체에서 무기 첨가제를 제거하여 공극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 함침성이 향상된 고체 전해 캐패시터를 얻을 수 있어, 높은 용량 및 우수한 등가직렬저항(ESR) 특성 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터를 제조하기 위해 형성한 칩성형체를 절단한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터를 제조하기 위해 형성한 칩압축체를 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터를 제조하기 위해 형성한 칩소결체를 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터의 사시도이다.
도 5는 도 4의 고체 전해 캐패시터를 AA'를 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터의 단면도이다.
본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
고체 전해 캐패시터
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)를 제조하기 위해 형성한 칩성형체(110)를 절단한 단면도, 도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)를 제조하기 위해 형성한 칩압축체(120)를 절단한 단면도, 도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)를 제조하기 위해 형성한 칩소결체(130)를 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)는, 금속 분말(111) 및 무기 첨가제(112)의 혼합물을 포함하는 칩성형체가 소결되어 형성된 칩소결체(130) 및 상기 칩소결체(130) 내부일부가 삽입되어 배치된 양극 인출선(113)을 포함하고, 상기 칩소결체(130)는 상기 무기 첨가제(112)를 제거함으로써 생성된 공극(114)을 포함한다.
상기 칩소결체(130)는 금속 분말(111) 및 무기 첨가제(112)를 포함하는 칩성형체(110)를 압축 및 소결하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 금속 분말(111) 및 무기 첨가제(112)를 일정비율로 교반시키고, 교반을 통해 혼합된 금속 분말(111) 및 무기 첨가제(112)의 혼합물을 직육면체로 성형하여 칩성형체(110)를 형성한다. 그 후, 상기 칩성형체(110)를 압축하여 칩압축체(120)를 형성한 후, 이를 고온과 고진동 하에서 소결시켜 칩소결체(130)를 제작할 수 있다.
상기 금속 분말(111)은 고체 전해 캐패시터(100)의 칩소결체(130)에 사용될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), 니오브(Nb), 바나듐(V), 티탄(Ti) 및 지르코늄(Zr)을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고체 전해 캐패시터(100)의 칩소결체(130)는 탄탈(Ta) 분말을 사용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고체 전해 캐패시터(100)의 칩성형체(110)는 상기 금속 분말(111)에 무기 첨가제(112)를 일정비율로 포함한다. 상기 무기 첨가제(112)는 칩소결체(130) 형성 후 용제에 의해 상기 금속 분말(111)에 대하여 선택적으로 제거될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 고체 전해 캐패시터(100)에서 사용하는 무기 첨가제(112)는 실리카 분말일 수 있다. 실리카 분말은 상기 금속 분말(111)에 대하여 선택적으로 제거하기 용이하고, 높은 경도를 가지고 있어 압축 및 소결 공정 시 분해되거나 휘발되지 않아 공극율을 조절하기 용이하다. 또한, 화학적으로 안정하여 공정 진행시 안정성이 높고, 금속 분말(111)과 교반 시 혼합성이 우수하여 고르게 교반된다.
상기 무기 첨가제(112)의 입경은 1 μm 내지 10 μm 가 바람직하다. 상기 무기 첨가제(112)의 입경이 1 μm 보다 작으면 칩소결체(130) 내부에 형성되는 공극(114)의 크기가 작아지므로 상기 칩소결체(130)를 포함하여 제작되는 고체 전해 캐패시터(100)의 함침성 개선이 미미하다. 또한, 상기 무기 첨가제(112)의 입경이 10 μm 보다 크면 공극(114)의 크기가 커져 고체 전해 캐패시터(100)의 용량 확보가 어려운 문제가 있다.
다시 설명하면, 상기 칩성형체(110)를 압축하여 형성한 칩압축체(120)에 존재하는 무기 첨가제(112)의 체적이, 상기 칩압축체(120)를 소결하여 형성한 칩소결체(130) 내에서 공극(114)의 체적에 해당한다. 따라서, 상기 칩소결체(130)를 이용하여 제조되는 고체 전해 캐패시터(100)의 함침성 개선 및 충분한 용량 확보를 위해 상기 무기 첨가제(112)의 입경은 1 μm 내지 10 μm 가 바람직하다.
본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)에 포함되는 칩소결체(130)는 공극(114)을 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 공극(114)은 상기 칩소결체(130) 내에 존재하며 무기 첨가제(112)가 존재하였다가 제거됨으로써 형성된다. 따라서, 상기 공극(114)의 형상은 칩소결체(130)로부터 제거된 무기 첨가제(112)의 형상에 해당한다. 도 3은 일 실시 예를 도시한 것으로, 상기 공극(114)의 형상은 구형에 한정되지 않고 고랑(furrow), 홈(groove), 오목한 부분(depression) 또는 파인 부분(indentation) 등 다양할 수 있다.
일반적으로 고체 전해 캐패시터에서 사용하는 탄탈 파우더는 나노 미립자를 이용하여 높은 비표면적을 확보하여 작은 크기로 높은 용량 구현을 목적으로 하지만, 이러한 나노 미립자를 사용할 경우 음극층으로 사용되는 질산망간 수용액이나 도전성 고분자 중합액의 함침성이 취약해지는 문제가 있다. 이로 인하여, 제품의 용량 구현 및 등가직렬저항(ESR)이 낮은 제품 구현이 어려운 실정이다.
본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)는 무기 첨가제(112)를 제거하여 생성된 공극(114)을 포함하는 칩소결체(130)를 포함하기 때문에 함침성이 개선되며, 높은 용량 및 우수한 등가직렬저항(ESR) 특성 구현이 가능하다.
본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)는, 칩소결체(130)의 내부에 일부가 삽입되어 배치된 양극 인출선(113)을 포함한다.
상기 양극 인출선(113)은 탄탈 성분을 포함할 수 있으며, 고체 전해 캐패시터(100)의 칩소결체(130)에 일부가 삽입되어 양극 리드 프레임(210)(참조: 도 6)을 통해 외부의 전원에 연결되어 양극을 형성한다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 양극 인출선(113)은 고체 전해 캐패시터(100)의 칩소결체(130)의 일면에서 도출되듯이 배치될 수 있다. 또한, 칩소결체(130)의 중심부에서 인출되지 않고 상기 칩소결체(130)의 일측으로 치우쳐(편심되어) 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)의 사시도이고, 도 5는 도 4의 고체 전해 캐패시터(100)를 AA'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)는, 칩소결체(130)의 외부면에 유전체 산화 피막층(140), 고체 전해질층(150), 카본(carbon)층(160) 및 음극층(170)으로 된 음극 보강층(160, 170)을 순차적으로 포함할 수 있다.
상기 유전체 산화 피막층(140)은 전기화학 반응을 이용한 화성공정에 의해서 상기 칩소결체(130)의 외부면에 산화피막인 산화탄탈륨(Ta2O5)을 성장시켜 형성시킬 수 있다.
상기 유전체 산화 피막층(140)의 표면상에는 고체 전해질층(150)이 형성될 수 있다. 상기 고체 전해질층(150)은 도전성 고분자 또는 이산화망간(MnO2) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 고체 전해질층(150)이 도전성 고분자로 형성되는 경우 화학 중합법 또는 전해 중합법에 의해 상기 유전체 산화 피막층(140)의 표면에 형성될 수 있다. 상기 도전성 고분자 재료로는 도전성을 갖는 고분자 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리피롤, 폴리 티오펜, 폴리 아닐린, 폴리 피롤 등을 포함할 수 있다.
상기 고체 전해질층(150)이 이산화망간(MnO2)으로 형성되는 경우, 표면에 유전체 산화 피막층(140)이 형성된 칩소결체(130)를 질산망간과 같은 망간 수용액 중에 침적시킨 후 망간 수용액을 가열분해하여 유전체 산화 피막층(140)의 표면에 전도성의 이산화망간을 형성할 수 있다.
상기 고체 전해질층(150) 상에는 음극 보강층(160, 170)이 형성될 수 있다. 상기 음극 보강층(160, 170)은 카본층(160) 및 음극층(170)을 포함할 수 있다. 상기 카본층(160)은 카본 페이스트로 형성될 수 있으며, 천연 흑연이나 카본 블랙등의 도전성 탄소재료 분말을 바인더나 분산제등과 혼합한 상태로, 수중 또는 유기용제 중에 분산시킨 카본 페이스트를 상기 고체 전해질층(150) 상에 도포하여 형성할 수 있다.
상기 카본층(160) 상에는 음극 리드 프레임(220)(참조: 도 6)과의 전기 연결성을 향상시키기 위하여 도전성 금속을 포함하는 음극층(170)이 배치될 수 있으며, 상기 음극층(170)에 포함된 도전성 금속은 은(Ag)일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(200)의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(200)는, 앞서 설명한 음극 보강층(160, 170) 등을 외부면에 도포한 칩소결체(130)에, 양극 인출선(113)과 연결되는 양극 리드 프레임(210) 및 칩소결체(130) 외부면에 형성된 음극 보강층(160, 170)과 연결된 음극 리드 프레임(220)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 음극 보강층(160, 170) 등이 외부면에 형성된 칩소결체(130), 양극 인출선(113), 양극 리드 프레임(210) 및 음극 리드 프레임(220)을 둘러싸는 몰딩부(230)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 양극 리드 프레임(210) 및 음극 리드 프레임(220)의 일부는 몰딩부(230)의 외부로 노출된다.
상기 양극 리드 프레임(210) 및 음극 리드 프레임(220)은 외부의 전원(미도시)과 연결되어 상기 양극 인출선(113) 및 음극 보강층(160, 170)으로 전류를 통하도록 하는 역할을 한다. 즉, 상기 양극 리드 프레임(210) 및 음극 리드 프레임(220)은 몰딩부(230)의 외부로 노출되어 다른 전자 제품과의 전기적 연결을 위한 연결 단자로 사용된다.
몰딩부(230)는 외부로부터 고체 전해 캐패시터(100)를 보호하는 역할을 하며, 주로 에폭시나 실리카 계열의 EMC 등으로 구성되나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
고체 전해 캐패시터의 제조 방법
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)의 제조 방법 설명한다. 다만, 중복 기재를 피하기 위해 앞서 설명한 내용과 동일한 내용은 기재를 생략하였다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 고체 전해 캐패시터(100)의 제조 방법은, 금속 분말(111) 및 무기 첨가제(112)를 교반 및 성형하여 칩성형체(110)를 형성하는 단계, 상기 칩성형체(110)를 소결하여 칩소결체(130)를 형성하는 단계 및 상기 칩소결체(130)에서 상기 무기 첨가제(112)를 제거하여 공극(114)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 칩성형체(110)를 형성하는 단계 후에 상기 칩성형체(110)를 압축하여 칩압축체(120)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 그 후 상기 칩압축체(120)를 소결하여 칩소결체(130)를 형성할 수 있다.
도 1을 참조하면, 앞서 설명한 금속 분말(111) 및 무기 첨가제(112)를 교반기에 의해 교반하여 혼합하여 혼합 파우더를 형성하고 이를 적당한 형상으로 성형하여 칩성형체(110)를 형성한다. 직육면체로 성형함이 일반적이지만 여기에 한정하는 것은 아니다. 그 후, 상기 성형체의 일면에 양극 인출선(113)을 삽입할 수 있다. 그 다음, 도 2를 참조하면, 상기 칩성형체(110)를 압축하여 칩압축체(120)를 형성한다.
다음으로, 도 3을 참조하면 상기 칩압축체(120)를 고온과 고진동 하에서 소결하여 칩소결체(130)를 형성한다. 그 후, 상기 칩소결체(130)의 내부에 포함되어 있는 무기 첨가제(112)를 제거하기 위해 화학처리를 한다. 상기 화학처리는 상기 무기 첨가제(112)를 용해할 수 있는 용액에 상기 칩소결체(130)를 침지함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 상기 용액은 무기 첨가제(112)만을 용해하고 칩소결체(130)를 구성하는 다른 물질에 영향을 주지 않는 것으로 선택하는 것이 바람직하다.
상기 칩소결체(130) 내부에 포함되어 있는 무기 첨가제(112)가 실리카 분말인 경우, 상기 용액은 불화암모늄을 포함할 수 있다. 상기 불화암모늄은 실리카 용해제(silica dissolving agent)로서 상기 칩소결체(130)에서 실리카 분말을 선택적으로 제거할 수 있다.
상기와 같이 칩소결체(130) 내부의 무기 첨가제(112)를 제거함으로써 상기 칩소결체(130) 내부에 공극(114)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 칩소결체(130)에서 무기 첨가제(112)를 제거하는 단계 이후에, 상기 칩소결체(130)의 표면에 유전체 산화 피막층(140), 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층(150) 및 음극 보강층(160, 170)이 순차적으로 형성할 수 있다.
상기 유전체 산화 피막층(140)은 전기화학 반응을 이용한 화성공정에 의해서 상기 칩소결체(130)의 외부면에 산화피막인 산화탄탈륨(Ta2O5)을 성장시켜 형성시킬 수 있다.
다음으로, 상기 유전체 산화 피막층(140)의 표면상에는 고체 전해질층(150)이 형성될 수 있다. 상기 고체 전해질층(150)은 도전성 고분자 또는 이산화망간(MnO2) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 고체 전해질층(150)이 도전성 고분자로 형성되는 경우 화학 중합법 또는 전해 중합법에 의해 상기 유전체 산화 피막층(140)의 표면에 형성될 수 있다. 상기 도전성 고분자 재료로는 도전성을 갖는 고분자 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리피롤, 폴리 티오펜, 폴리 아닐린, 폴리 피롤 등을 포함할 수 있다.
상기 고체 전해질층(150)이 이산화망간(MnO2)으로 형성되는 경우, 표면에 유전체 산화 피막층(140)이 형성된 칩소결체(130)를 질산망간과 같은 망간 수용액 중에 침적시킨 후 망간 수용액을 가열분해하여 유전체 산화 피막층(140)의 표면에 전도성의 이산화망간을 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 고체 전해질층(150) 상에는 음극 보강층(160, 170)이 형성될 수 있다. 상기 음극 보강층(160, 170)은 카본층(160) 및 음극층(170)을 포함할 수 있다. 상기 카본층(160)은 카본 페이스트로 형성될 수 있으며, 천연 흑연이나 카본 블랙등의 도전성 탄소재료 분말을 바인더나 분산제등과 혼합한 상태로, 수중 또는 유기용제 중에 분산시킨 카본 페이스트를 상기 고체 전해질층(150) 상에 도포하여 형성할 수 있다.
상기 카본층(160) 상에는 음극 리드 프레임(220)(참조: 도 6)과의 전기 연결성을 향상시키기 위하여 도전성 금속을 포함하는 음극층(170)이 배치될 수 있으며, 상기 음극층(170)에 포함된 도전성 금속은 은(Ag)일 수 있다.
도 6은 양극 리드 프레임(210), 음극 리드 프레임(220) 및 몰딩부(230)를 더 포함하는 고체 전해 캐패시터(100)를 도시한다.
도 6을 참조하면, 앞서 설명한 음극층(170) 등을 도포한 칩 소결체 및 양극 인출선(113)을 포함하는 고체 전해 캐패시터(100)에, 양극 인출선(113)과 접하도록 양극 리드 프레임(210)을 추가적으로 형성하고, 칩소결체(130)의 외부면에 형성된 음극 보강층(160, 170)과 접하도록 음극 리드 프레임(220)을 추가적으로 형성할 수 있다. 상기 양극 리드 프레임(210) 및 음극 리드 프레임(220)은 니켈/철 합금 등의 도전성 금속으로 이루어질 수 있다.
양극 리드 프레임(210) 및 음극 리드 프레임(220)은 서로 평행하게 이격되어 배치될 수 있다. 각각의 하면은 이후 형성되는 몰딩부(230)의 하면으로 노출시켜 다른 전자 제품과의 전기적 연결을 위한 연결 단자로 사용되도록 할 수 있다.
양극 리드 프레임(210)은 양극 인출선(113)과 접하도록 형성된다. 양극 리드 프레임(210)과 양극 인출선(113)이 접하는 부분을 전기 용접에 의해 접합하거나 도전성 접착제를 사용하여 접합할 수 있다.
음극 리드 프레임(220)은 음극 보강층(160, 170)과의 접합 강도를 증가시키기 위해 평평하게 구성되어 상기 음극 보강층(160, 170)과의 접합 면적이 넓도록 형성할 수 있다. 상기 음극 리드 프레임(220)의 상부면에 도전성 접착제 등을 사용하여 접착층(미도시)을 형성하고, 그 위에 음극 보강층(160, 170)의 일면을 접하도록 실장할 수 있다. 상기 도전성 접착제는 에폭시 계열의 열경화성 수지 및 도전성 물질을 포함할 수 있으며, 상기 도전성 물질에는 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
다음으로 음극 보강층(160, 170) 등이 외부면에 도포된 칩소결체(130), 양극 인출선(113), 양극 리드 프레임(210) 및 음극 리드 프레임(220)을 둘러싸도록 몰딩부(230)를 형성할 수 있다. 상기 몰딩부(230)는 EMC(에폭시 몰딩 컴파운드; epoxy molding compound) 등의 수지를 트랜스퍼 몰딩(transfer molding)하여 형성될 수 있다. 이때, 몰딩부(230)는 양극 리드 프레임(210) 및 음극 리드 프레임(220)의 일부가 노출되도록 형성된다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100, 200: 고체 전해 캐패시터
110: 칩성형체
111: 금속 분말
112: 무기 첨가제
113: 양극 인출선
114: 공극
120: 칩압축체
130: 칩소결체
140: 유전체 산화 피막층
150: 고체 전해질층
160: 카본층
170: 음극층
160, 170: 음극 보강층
210: 양극 리드 프레임
220: 음극 리드 프레임
230: 몰딩부

Claims (17)

  1. 금속 분말 및 무기 첨가제의 혼합물을 포함하는 칩성형체가 소결되어 형성된 칩소결체; 및
    상기 칩소결체 내부에 일부가 삽입되어 배치된 양극 인출선;을 포함하고,
    상기 칩소결체는 상기 무기 첨가제를 제거함으로써 생성된 공극을 포함하는 고체 전해 캐패시터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기 첨가제는 실리카 분말인 고체 전해 캐패시터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무기 첨가제의 입경이 1 μm 내지 10 μm 인 고체 전해 캐패시터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공극의 형상은 칩소결체로부터 제거된 무기 첨가제의 형상인 고체 전해 캐패시터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속 분말은 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), 니오브(Nb), 바나듐(V), 티탄(Ti) 및 지르코늄(Zr)을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상인 고체 전해 캐패시터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 칩소결체의 표면에는 유전체 산화 피막층, 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층 및 음극 보강층이 순차적으로 도포되어 형성된 고체 전해 캐패시터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고체 전해질층은 이산화망간(MnO2) 및 전도성 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 형성된 고체 전해 캐패시터.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 음극 보강층은 카본(Carbon)과 은(Ag)이 순차적으로 도포되어 형성된 고체 전해 캐패시터.
  9. 금속 분말 및 무기 첨가제를 교반 및 성형하여 칩성형체를 형성하는 단계;
    상기 칩성형체를 소결하여 칩소결체를 형성하는 단계; 및
    상기 칩소결체에서 상기 무기 첨가제를 제거하여 공극을 형성하는 단계;를 포함하는 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 무기 첨가제는 실리카 분말인 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 무기 첨가제의 입경이 1 μm 내지 10 μm 인 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 칩소결체에서 무기 첨가제를 제거하는 단계에서 상기 무기 첨가제를 제거하는 방법은, 상기 칩소결체를 불화암모늄을 포함하는 용액에 침지하여 무기 첨가제를 제거하는 방법인 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 금속 분말은 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), 니오브(Nb), 바나듐(V), 티탄(Ti) 및 지르코늄(Zr)을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상인 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 칩소결체를 형성하는 단계 전에 상기 칩성형체의 일면에 양극 인출선을 삽입하는 단계를 더 포함하는 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 칩소결체에서 무기 첨가제를 제거하는 단계 이후에, 상기 칩소결체의 표면에 유전체 산화 피막층, 음극의 극성을 갖는 고체 전해질층 및 음극 보강층이 순차적으로 형성하는 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 고체 전해질층은 이산화망간(MnO2) 및 전도성 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 형성된 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 음극 보강층은 카본(Carbon)과 은(Ag)이 순차적으로 도포되어 형성된 고체 전해 캐패시터의 제조 방법.
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