KR20170051825A - 표면 실장형 슈퍼 커패시터 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면 실장형 슈퍼 커패시터 및 그의 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법은 내부 공간이 형성되고, 전기전도성을 갖은 리드들을 갖는 리드 스트립을 준비하는 단계, 리드들의 각각의 내부 공간에 전해액이 함침된 제1 전극, 분리막 및 전해액이 함침된 제2 전극을 순차적으로 적층하여 셀을 형성하는 단계, 리드 스트립의 리드들에 각각 대응되는 배선기판들을 갖는 배선기판 스트립과 리드 스트립을 접합하는 단계 및 리드들과 대응되는 배선기판 스트립의 배선기판별로 절단하여 개별 슈퍼 커패시터로 분리하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 슈퍼 커패시터(super capacitor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해액을 함침한 전극을 타발하여 셀로 제조한 표면 실장형 슈퍼 커패시터 및 그의 제조 방법에 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(pseudocapacitor), 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, 전해액, 집전체(current collector), 분리막(separator)으로 이루어져 있으며, 단위 셀 전극의 양단에 수 볼트의 전압을 가해전해질 내의 이온들이 전기장을 따라 이동하여 전극 표면에 흡착되어 발생되는 전기 화학적 메카니즘을 작동원리로 한다.
그러나 종래의 슈퍼 커패시터는 셀을 형성한 후, 셀 내부로 전해액을 주입시켜 전극을 함침 함으로써, 공정이 복잡해지고 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한 전해액을 주입하는 공정 중 전해액의 누액이 발생될 문제점도 안고 있다.
따라서, 전술된 문제점을 극복할 새로운 제조 방법이 필요한 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전해액을 미리 함침한 전극을 사용하여 셀을 형성하는 표면 실장형 슈퍼 커패시터 및 그의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법은, 내부 공간이 형성되고, 전기전도성을 갖은 리드들을 갖는 리드 스트립을 준비하는 단계, 상기 리드들의 각각의 내부 공간에 전해액이 함침된 제1 전극, 분리막 및 전해액이 함침된 제2 전극을 순차적으로 적층하여 셀을 형성하는 단계, 상기 리드 스트립의 상기 리드들에 각각 대응되는 배선기판들을 갖는 배선기판 스트립과 상기 리드 스트립을 접합하는 단계 및 상기 리드들과 대응되는 상기 배선기판 스트립의 배선기판별로 절단하여 개별 슈퍼 커패시터로 분리하는 단계를 포함한다.
또한 상기 셀을 형성하는 단계는, 전극시트를 준비하는 단계, 상기 전극시트에 상기 전해액을 함침하는 단계 및 상기 함침된 전극시트를 타발하여 상기 제1 및 제2 전극을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 전해액을 함침하는 단계는, 상기 전해액에 상기 전극시트를 담그거나 상기 전해액을 상기 전극시트에 분사하여 함침하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 배선기판 스트립과 상기 리드 스트립을 접합하는 단계는, 상기 배선기판을 상기 리드의 내부 공간과 봉합하여 셀을 덮도록 접합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터는, 내부 공간이 형성되고, 상기 내부 공간의 가장자리 부분에서 외측으로 절곡된 형태로 형성되는 접합부를 포함하는 리드, 상기 리드의 내부 공간에 실장되고, 전해액이 함침된 제1 전극, 분리막 및 전해액이 함침된 제2 전극이 순차적으로 적층되는 셀 및 상기 리드의 내부 공간에 실장된 셀을 덮어 상기 셀이 실장된 영역을 외부와 밀폐시키는 배선기판를 포함한다.
본 발명에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터 및 그의 제조 방법에 의하면, 전해액을 미리 함침한 전극을 사용하여 셀을 형성함으로써, 종래에 셀 내부로 전해액을 주입하는 공정을 건너뛸 수 있다.
또한 종래의 셀 내부로 전해액을 주입하는 공정 중에 발생될 수 있는 누액을 미연에 방지할 수 있다.
또한 공정이 단순화되어 제조단가를 낮추어 비용절감을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.
도 3은 도 1의 슈퍼 커패시터의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 4는 도 3의 셀 형성 단계를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법을 보여주는 도면들이다.
도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.
도 3은 도 1의 슈퍼 커패시터의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 4는 도 3의 셀 형성 단계를 상세하게 설명하는 흐름도이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법을 보여주는 도면들이다.
하기의 발명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 외의 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 본 발명의 실시예에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터(100)는 리드(11), 셀(20) 및 배선기판(31)을 포함한다. 슈퍼 커패시터(100)는 배선기판(31)의 상부면(35)에 셀(20)이 실장되고, 셀(20)이 실장된 영역이 리드(11)로 봉합된 구조를 갖는다. 이때 셀(20)은 전해액이 함침된 제1 전극(21), 분리막(23) 및 전해액이 함침된 제2 전극(25)을 포함한다. 여기서 제1 전극(21) 및 제2 전극(25)은 Au, Ag, Ni, Cu, Al, Pt, Ti, Ir, IrO2, Ru, RuO2 로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 이루어 질 수 있다.
리드(11)는 덮개부(17)와 접합부(19)로 구성될 수 있다. 덮개부(17)는 내부 공간(13)이 형성되어 있다. 접합부(19)는 덮개부(17)의 가장자리 부분과 일체로 형성되어 있지만, 이에 한정하지 않고 분리된 형태로 형성될 수 있다. 접합부(19)는 덮개부(17)의 가장자리 부분에서 외측으로 절곡된 형태로 형성될 수 있다. 이러한 리드(11)는 전기 전도성이 양호한 금속 소재로 제조되며, 바람직하게는 구리, 알루미늄, 니켈, 철, STS(stainless steel) 또는 이들의 합금으로 제조될 수 있다.
셀(20)은 리드(11)의 내부공간(13)에 실장되며, 제1 전극(21), 분리막(23) 및 제2 전극(25)을 포함한다. 여기서, 제1 및 제2 전극(21, 25)은 미리 전해액을 함침한 상태이며, 전해액이 함침된 제1 및 제2 전극(21, 25)을 생성하는 과정은 후술되는 도 7에서 상세하게 설명한다.
제1 전극(21)은 리드(11)의 내부 공간(13) 중 바닥면(15)에 접한다. 여기서 제1 전극(21)은 제1 접합 부재(41)를 매개로 접합되어 리드(11)와 전기적으로 연결된다. 분리막(23)은 제1 전극(21) 위에 적층된다. 제2 전극(25)은 분리막(23) 위에 적층된다. 이 때, 제1 전극(21)과 제2 전극(25)은 양극 또는 음극 중에 하나이며 서로 다른 극성을 갖는다. 제1 접합 부재(41)로는 전기 전도성을 갖는 접착제로서, 카본 페이스트, 도전성 폴리머, 은-에폭시 접착제 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 제1 접합 부재(41)는 액상 또는 시트 형태로 제공될 수 있다.
배선기판(31)은 리드(11)의 내부 공간(13)에 실장된 셀(20)을 덮어 셀(20)이 실장된 영역을 외부와 밀폐시킨다. 배선기판(31)의 상부면(35)에는 셀(20)이 실장될 수 있는 전극 실장 영역(36)이 형성되어 있다. 이러한 배선기판(31)은 기판 몸체(32)와, 기판 몸체(32)에 형성된 회로 배선 패턴(34)을 포함한다. 회로 배선 패턴(34)은 리드 접합 패턴(37), 비아 홀(38) 및 외부 접속 패드(39)를 포함한다.
기판 몸체(32)는 상부면(35)에 셀(20)을 실장할 수 있는 전극 실장 영역(36)이 형성되어 있으며, 절연성 소재로 제조될 수 있다. 이때 기판 몸체(32)의 소재로는 PPS(Polypheny sulfide), PI(Polyimide), FR4 또는 세라믹 소재가 사용될 수 있다.
회로 배선 패턴(34)은 기판 몸체(32)의 상부면(35)에 형성되는 전극 실장 영역(36) 및 리드 접합 패턴(37)과, 기판 몸체(32)의 하부면(33)에 형성되는 복수의 외부 접속 패드(39)를 포함한다.
전극 실장 영역(36)은 기판 몸체(32)의 상부면(35)의 중심 부분에 형성되어 제2 접합부재(43)을 매개로 제2 전극(25)과 전기적으로 연결된다.
리드 접합 패턴(37)은 전극 실장 영역(36)의 둘레에 형성된다. 그리고 복수의 외부 접속 패드(39)는 기판 몸체(32)의 하부면(33)에 형성되며, 기판 몸체(32)를 관통하는 비아 홀(38)에 의해 전극 실장 영역(36) 및 리드 접합 패턴(37)과 각각 전기적으로 연결된다. 전극 실장 영역(36) 및 리드 배선 패턴(37)의 소재로는 금속 소재가 사용되고, 바람직하게는 구리가 사용될 수 있다. 이때 리드 접합 패턴(37)은 전극 실장 영역(36)을 둘러싸는 고리 형태로 형성되며, 전극 실장 영역(36)에 대해서 일정 간격 이격되어 형성되어 있다. 리드 접합 패턴(37)은 리드(11)의 접합부(19)와 접합하여 전기적으로 연결한다.
복수의 외부 접속 패드(39)는 셀의 제1 및 제2 전극(21, 25)에 대응되게 한 쌍이 마련될 수 있다. 한 쌍의 외부 접속 패드(39)는 동일한 형태로 배선기판(31)의 하부면(33)에 형성될 수 있고, 작업자가 슈퍼 커패시터(100)로 제조한 이후에 제1 및 제2 전극(21, 25)에 연결된 단자를 쉽게 구분할 수 있도록 서로 다른 길이로 형성될 수도 있다.
따라서 본 실시예에 따른 슈퍼 커패시터(100)는 셀(20)의 제2 전극(25)이 전극 실장 영역(35) 및 비아 홀(38)을 통해서 배선기판(31)의 하부면(33)에 형성된 외부 접속 패드(39)와 전기적으로 연결된다. 셀(20)의 제1 전극(21)은 리드(11), 리드 접합 패턴(37) 및 비아 홀(38)을 통해서 배선기판(11)의 하부면(33)에 형성된 외부 접속 패드(39)와 전기적으로 연결된다. 배선기판(31)의 전극 실장 영역(35)이 제2 접합 부재(43)를 매개로 셀(20)의 제2 전극(25)과 전기적으로 연결되고, 리드 접합 패턴(37)이 제3 접합 부재(45)를 매개로 리드(11)의 접합부(19)와 전기적으로 연결된다. 이때 리드(11)의 내부 공간(13)에 형성된 셀(20)이 제2 접합 부재(43)를 매개로 배선기판(31)의 전극 실장 영역(35)과 연결되고, 배선기판(31)의 리드 접합 패턴(37)이 제3 접합 부재(45)를 매개로 리드(11)의 접합부(19)와 연결되어 셀(20)을 밀폐시킨다.
여기서, 제2 및 제3 접합 부재(43, 45)는 전기 전도성을 갖는 접착제로서, 카본 페이스트, 솔더 페이스트, 도전성 폴리머, 은-에폭시 접착제 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 제2 및 제3 접합 부재(43, 45)는 액상 또는 시트 형태로 제공될 수 있다. 제2 접합 부재(43)는 인쇄 방법으로 배선기판(31)의 전극 실장 영역(36) 위에 형성될 수 있다.
제2 접합 부재(43)를 인쇄 방법으로 배선기판(31)의 전극 실장 영역(36) 위에 형성하는 이유는 제2 접합 부재(43)의 도포량과 접합 면적을 규격화하여 제2 전극(25)과의 접합 작업을 간편하고 효율적으로 수행하고, 그 접합 상태를 보다 안정적으로 유지하면서, 제2 전극(25)을 접합하는 과정에서 제2 접합 부재(43)가 전극 실장 영역(35) 외로 번지는 것을 방지하기 위해서이다.
제3 접합 부재(45)는 인쇄 방법으로 배선기판(31)의 리드 접합 패턴(37) 위에 형성될 수 있다. 제3 접합 부재(45)를 인쇄 방법으로 배선기판(31)의 리드 접합 패턴(37) 위에 형성하는 이유는 제3 접합 부재(45)의 도포량과 접합 면적을 규격화하여 리드(11)의 접합 작업을 간편하고 효율적으로 수행하고, 그 접합 상태를 보다 안정적으로 유지하면서, 리드(11)를 접합하는 과정에서 제3 접합 부재(45)가 전극 실장 영역(35)로 번지는 것을 방지하기 위해서이다. 여기서 제2 및 제3 접합 부재(43, 45)는 일괄적으로 형성할 수 있지만, 이것에 한정되어 있는 것은 아니다.
이와 같이 본 실시예에 따른 슈퍼 커패시터(100)는 전해액이 미리 함침된 전극을 사용하여 셀을 형성함으로써, 종래에 셀 내부로 전해액을 주입하는 공정을 수행하지 않고, 전해액을 주입하는 공정 중에 발생될 수 있는 누액을 미연에 방지하며, 공정이 단순화되어 제조단가를 낮추어 비용절감을 할 수 있다.
또한 슈퍼 커패시터(100)는 리드(40)의 내부 공간(13)에 셀(20)이 실장되어 배선기판(31)에 의해 봉합되고, 배선기판(31)의 하부면(33)에 외부 접속 패드(39)가 형성된 구조를 갖는다. 이로 인해 슈퍼 커패시터(100)의 조립 공정을 간소화하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 슈퍼 커패시터(100)를 외부 접속 패드(39)를 이용하여 전자기기의 기판에 표면 실장할 수 있다. 그리고 슈퍼 커패시터(100)의 크기를 줄이고, 슈퍼 커패시터(100)를 전자기기의 기판에 실장 시 실장 면적을 줄일 수 있다.
슈퍼 커패시터(100)의 제조 방법에 대해서, 도 3 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
여기서, 도 3은 도 1의 슈퍼 커패시터의 제조 방법에 따른 흐름도이고, 도 4는 도 3의 셀 형성 단계를 상세하게 설명하는 흐름도이다. 그리고 도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법을 보여주는 도면들이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 표면 실장형 슈퍼 커패시터(100)의 제조 방법은 리드 스트립(10)을 준비하는 단계(S61), 리드(11)의 내부 공간(13)에 셀을 형성하는 단계(S63), 리드 스트립(10)과 배선기판 스트립(30)을 접합하는 단계(S65), 리드 스트립(10) 및 배선기판 스트립(30)을 절단하여 개별 슈퍼 커패시터로 분리하는 단계(S67)를 포함한다.
특히, 리드(11)의 내부 공간(13)에 셀을 형성하는 단계(S63)는 전극시트(27)를 준비하는 단계(S71), 전극시트(27)에 전해액을 함침하는 단계(S73), 제1 및 제2 전극(21, 25)을 생성하는 단계(S75) 및 제1 전극(21), 분리막(23), 제2 전극(25)를 순차적으로 적층하여 셀을 형성하는 단계(S77)로 구분할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, S61단계에서 리드 스트립(10)을 준비한다. 리드 스트립(10)은 복수의 슈퍼 커패시터를 제조할 수 있도록 복수의 리드(11)들이 일괄적으로 형성된 구조를 갖는다. 즉 리드 스트립(10)의 슈퍼 커패시터(100)별 리드(11)가 m×n 행렬(m, n은 자연수)로 배열 및 형성된다.
복수의 리드(11)는 주위의 리드(11)들과 서로 연결되어 있다. 리드(11)들은 각각의 리드(11)의 접합부(19)의 제1 절단 영역(51)을 매개로 연결되어 있다. 그러나 이것에 한정되어 있는 것은 아니다. 예컨대 리드(11)들이 연결되어 있는 형태는 바(bar)형태로 연결되어 있을 수도 있다.
다음으로 도 7 및 도 8을 참조하면, S63단계에서 리드 스트립(10)의 복수의 리드(11)의 내부 공간(13)에 셀(20)을 형성한다. 셀(20)은 리드(11)의 내부 공간(13)에 형성되며, 제1 전극(21), 분리막(23) 및 제2 전극(25)을 포함한다.
이 때, 제1 및 제2 전극(21, 25)은 다음과 같은 단계에 의해 생성된다. 전극시트(27)를 준비하고, 전극시트(27)에 전해액을 함침한다. 여기서, 함침을 수행하는 방법은 전해액에 전극시트(27)를 일정시간을 담그거나(도 7(a)), 분사장치(29)로 전해액을 전극시트(27)에 일정시간 분사(도 7(b))하는 방법일 수 있다. 전해액이 함침된 전극시트(27)는 기 설정된 형태로 타발하여 제1 및 제2 전극(21, 25)을 생성한다. 기 설정된 형태는 사각 형태를 일반적으로 사용하지만 이에 한정하지 않으며, 삼각 형태, 다각 형태, 원 형태 등일 수 있다. 특히, 제1 및 제2 전극(21, 25)이 미리 전해액을 함침함으로써, 슈퍼 커패시터(100)가 완성된 시점에서 누액이 발생되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.
제1 전극(21)은 리드(11)의 내부 공간(13)의 바닥면(15)에 제1 접합 부재(41)를 매개로 접합되어 전기적으로 연결된다. 즉 덮개부(17)의 내부 공간(13)의 바닥면(15)에 제1 전극(21)을 접합한다. 이어서 제1 전극(21)의 위에 분리막(23)을 적층한다. 제2 전극(25)은 분리막(23) 위에 적층한다. 이때 제1 전극(21)과 제2 전극(25)은 양극 또는 음극 중에 하나이며 서로 다른 극성을 갖는다.
한편 S61단계 및 S63단계와는 별도로, 도 8을 참조하면, 배선기판 스트립(30)을 준비하는 공정을 수행할 수 있다. 배선기판 스트립(30)은 복수의 슈퍼 커패시터를 제조할 수 있도록 복수의 배선기판(31)이 일괄적으로 형성된 구조를 갖는다. 즉 배선기판 스트립(30)은 슈퍼 커패시터별 배선기판(31)이 mn(m, n은 자연수)로 배열 및 형성되며 복수의 배선기판(31)은 제2 절단 영역(53)에 의해 구분된다. 여기서 배선기판 스트립(30)의 배선기판(31)은 리드 스트립(10)의 리드(11)의 개수와 동일하다.
다음으로 도 9를 참조하면, S65단계에서 배선기판 스트립(30)과 리드 스트립(10)을 접합한다. 이때 배선기판 스트립(30)의 배선기판(31)들과 리드 스트립(10)의 리드(11)들은 동일한 개수를 가진다. 배선기판(31)의 전극 실장 영역(36)이 제2 접합 부재(43)를 매개로 셀(20)의 제2 전극(25)과 전기적으로 연결되고, 리드 접합 패턴(37)이 제3 접합 부재(45)를 매개로 리드(11)의 접합부(19)와 전기적으로 연결된다. 이때 리드(11)의 내부 공간(13)에 형성된 셀(20)이 제2 접합 부재(43)를 매개로 배선기판(31)의 전극 실장 영역(36)과 연결되고, 배선기판(31)의 리드 접합 패턴(37)이 제3 접합 부재(45)를 매개로 리드(11)의 접합부(19)와 연결되어 셀(20)을 밀폐시킨다.
그리고 도 10을 참조하면, S67단계에서 리드 스트립(10) 및 배선기판 스트립(30)을 절단하여 개별 슈퍼 커패시터(100)를 얻을 수 있다. 즉 리드 스트립(10)의 제1 절단 영역(51)과 배선기판 스트립(30)의 제2 절단 영역(53)을 따라서 절단하여 개별 슈퍼 커패시터(100)로 분리함으로써, 제1 실시예에 따른 슈퍼 커패시터(100)를 제조한다. 리드 스트립(10) 및 배선기판 스트립(30)을 절단하는 방법으로는 레이저, 절단기 및 펀칭기 중 하나의 방법으로 절단한다. 리드 스트립(10)의 리드(11)들과 배선기판 스트립(30)의 배선기판(31)들을 레이저, 절단기 및 펀칭기 중 하나의 방법으로 절단함으로써, 잔존 리드 및 배선기판을 남기지 않기 때문에 공정의 간소화 및 공정비용을 줄일 수 있다.
한편, 도 11에서는 리드 스트립(10)의 리드(11)들이 제1 및 제2 절단영역(51, 53)을 절단하여 개별 슈퍼 커패시터로 분리했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 리드 스트립(10)의 각각의 리드(11)들은 서로 바(bar)형태로 연결되어 있을 수도 있다.
이와 같이 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 : 리드 스트립
11 : 리드
13 : 내부 공간 15 : 바닥면
17 : 덮개부 19 : 접합부
20 : 셀 21 : 제1 전극
23 : 분리막 25 : 제2 전극
27 : 전극시트 29 : 분사장치
30 : 배선기판 스트립 31 : 배선기판
32 : 기판 몸체 33 : 하부면
34 : 회로 배선 패턴 35 : 상부면
36 : 전극 실장 영역 37 : 리드 접합 패턴
38 : 비아 홀 39 : 외부 접속 패드
41 : 제1 접합 부재 43 : 제2 접합 부재
45 : 제3 접합 부재 51 : 제1 절단 영역
53 : 제2 절단 영역 100 : 슈퍼 커패시터
13 : 내부 공간 15 : 바닥면
17 : 덮개부 19 : 접합부
20 : 셀 21 : 제1 전극
23 : 분리막 25 : 제2 전극
27 : 전극시트 29 : 분사장치
30 : 배선기판 스트립 31 : 배선기판
32 : 기판 몸체 33 : 하부면
34 : 회로 배선 패턴 35 : 상부면
36 : 전극 실장 영역 37 : 리드 접합 패턴
38 : 비아 홀 39 : 외부 접속 패드
41 : 제1 접합 부재 43 : 제2 접합 부재
45 : 제3 접합 부재 51 : 제1 절단 영역
53 : 제2 절단 영역 100 : 슈퍼 커패시터
Claims (5)
- 내부 공간이 형성되고, 전기전도성을 갖은 리드들을 갖는 리드 스트립을 준비하는 단계;
상기 리드들의 각각의 내부 공간에 전해액이 함침된 제1 전극, 분리막 및 전해액이 함침된 제2 전극을 순차적으로 적층하여 셀을 형성하는 단계;
상기 리드 스트립의 상기 리드들에 각각 대응되는 배선기판들을 갖는 배선기판 스트립과 상기 리드 스트립을 접합하는 단계; 및
상기 리드들과 대응되는 상기 배선기판 스트립의 배선기판별로 절단하여 개별 슈퍼 커패시터로 분리하는 단계;
를 포함하는 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 셀을 형성하는 단계는,
전극시트를 준비하는 단계;
상기 전극시트에 상기 전해액을 함침하는 단계; 및
상기 함침된 전극시트를 타발하여 상기 제1 및 제2 전극을 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법. - 제 2항에 있어서,
상기 전해액을 함침하는 단계는,
상기 전해액에 상기 전극시트를 담그거나 상기 전해액을 상기 전극시트에 분사하여 함침하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 배선기판 스트립과 상기 리드 스트립을 접합하는 단계는,
상기 배선기판을 상기 리드의 내부 공간과 봉합하여 셀을 덮도록 접합하는 것을 특징으로 하는 표면 실장형 슈퍼 커패시터의 제조 방법. - 내부 공간이 형성되고, 상기 내부 공간의 가장자리 부분에서 외측으로 절곡된 형태로 형성되는 접합부를 포함하는 리드;
상기 리드의 내부 공간에 실장되고, 전해액이 함침된 제1 전극, 분리막 및 전해액이 함침된 제2 전극이 순차적으로 적층되는 셀; 및
상기 리드의 내부 공간에 실장된 셀을 덮어 상기 셀이 실장된 영역을 외부와 밀폐시키는 배선기판;
를 포함하는 표면 실장형 슈퍼 커패시터.
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| KR101182191B1 (ko) * | 2011-08-08 | 2012-09-12 | 비나텍주식회사 | 덮개 단자를 갖는 슈퍼 커패시터 및 그의 제조 방법 |
| KR20130085563A (ko) * | 2011-12-22 | 2013-07-30 | 비나텍주식회사 | 표면 실장형 슈퍼 커패시터 및 그의 제조 방법 |
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2015
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