그래픽카드의 캐패시터에 대한 글입니다. 출처는 http://www.pcpop.com 꽤 시간이 지났고, 중국 시장 위주로 쓴 글이라서 지금과는 좀 다른 부분들이 있지만 참고하기에는 좋은 글이라서 올립니다. ...실은 제 귀차니즘 때문에 몇달을 미뤄버렸군요. OTL

대게 '캐패시터'와 '콘덴서'를 섞어서 말하는데, 여기서는 전부 '캐패시터'로 통일했습니다. 분명 '콘덴서' 쪽이 더 익숙한 용어겠지만.


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유저들이 그래픽카드를 고를 때에는 코어, 메모리, 클럭, 쿨러, 가격 등을 주로 봅니다. 이러한 스펙들은 매우 직관적이며 이해하기 쉽습니다. 하지만 일부 사람들은 그래픽카드의 제조나 사용 재료에 대해서는 홀시하는 경향이 있는데, 왜냐하면 이런 것들은 주관적인 부분이 상대적으로 많을 뿐더라 그래픽카드의 성능과 직접적인 상관이 없기 때문입니다.

여러 매체들에서 그래픽카드를 소개할때 기술이 튼실하고 재료를 아끼지 않았으며 부품이 호화롭다는 말을 씁니다. 그럼 어떤 그래픽카드를 가리켜서 기술이 튼실하고 재료를 아끼지 않으며 부품이 호화롭다고 말을 해야 할까요? 이것은 3D마크를 돌려서 나오는 점수처럼 간단히 알 수 있는 것이 아닙니다. 일반적으로는 그래픽카드의 기판 설계를 보고 기술을 이야기하며, 캐패시터(콘덴서), 인덕터 등의 부품을 보고 부품의 질을 결정하게 됩니다.



똑같은 레퍼런스 기판 설계에서, 사용한 부품은 매우 중요합니다.

많은 제조사들은 NVIDIA와 ATI에서 제공하는 레퍼런스 기판을 사용합니다. 레퍼런스 기판의 경우 의심할 것이 없겠지만 비 레퍼런스 기판의 경우, 기능을 개선하기 위한 것인지 원가를 낮추기 위한 것인지 심각하게 따져볼 필요가 있습니다. 여러 회사의 기판이 완전히 같다면 그렇다면 기판의 부품이야말로 제일 중요한 것이 되겠는데, 눈에 잘 띄지 않는 캐패시터 같은 부품이 제품의 등급을 나누고, 혹은 저가형 제품을 만드는 중요 수단이 되는 것이기도 합니다.



그럼 어떤 부품을 써야 좋다고 할 수 있으며, 캐패시터의 좋고 나쁨이 그래픽카드에 어떤 영향을 미치는 것일까요?

그래픽카드를 소개할때 캐패시터의 스펙이나 메이커 등의 특징은 매우 중요한 소개 대상이지만, 캐패시터의 특수성 때문에 소개글을 쓰는 본인마저도 이해가 부족하여, 많은 사이트에서 그래픽카드의 재료를 소개할때 아는 것이 없으면서도 아는척하면서 독자들에게 틀린 정보를 제공하는 일이 빈번합니다. 예를 들자면 솔리드 캐패시터, 전해 콘덴서, 캔타입 콘덴서, 표면실장형 캐패시터 등을 헷갈린다던가 등등 말입니다.


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메모리는 기본적으로 '투명하게 공개된' 스펙-ns-을 통해 클럭이 결정되며, 제조사의 차이는 매우 적고 오버클럭은 운이라고 할 수 있습니다.

몇년 전에 이쪽 업계에서는 '그래픽카드를 볼때는 메모리를 먼저 봐라'라는 말이 유행했었습니다. 그것은 메모리가 그래픽카드의 성능에 미치는 영향이 매우 컸을 뿐만 아니라, 빠른 메모리의 원가가 결코 저렴하지 않았기에 메모리를 통해 제품의 수준을 구분할 수 있었고, 추가로 당시에 오버클럭이 매우 유행했었기 때문입니다. 허나 지금 널리 사용되는 GDDR3 메모리는 이미 속도가 그 극한에 도달하여 대부분의 고급형 그래피갘드에서는 1.0ns 메모리를 사용하기 때문에, 메모리를 통한 구분은 더이상 사용되지 않게 되었습니다.

아래는 현재 판매되는 지포스 8600 시리즈입니다. P401 레퍼런스 기판을 사용하고 1.0ns 메모리를 256MB 128비트로 구성하여 기본 클럭이 200MHz 정도인데, 그렇다면 이들 제품은 어떤 차이점이 있을까요? 브랜드와 쿨러의 차이 뿐? 자세히 관찰해 본다면 아래 사진들에서 분명 다른 것을 볼 수 있을 것입니다.






이렇게 많은 회사들이 전부 똑같은 레퍼런스 기판을 사용하지만, 사용한 부품에 있어서는 차이를 보이고 있습니다. 쿨러야 맘대로 교체가 가능하니까 넘어가더라도 캐패시터는 여러 종류의 조합 방식이 사용되고 있습니다.

그래픽카드 제조사의 입장에서 본다면 레퍼런스 기판을 사용하건 자체 개발한 비 레퍼런스 기판을 사용하건 일단 기판을 확정하고 나면 그 제조 원가는 고정되게 됩니다. 그 밖에 GPU와 메모리의 2대 핵심 부품은 애초부터 가격을 정할 수가 없는 것이고, 오직 캐패시터 같은 부품만이 '맘대로' 바꿀 수 있는 부품인 것입니다. 그래서 제조사가 다르면 그래픽카드의 캐패시터도 다른 것을 사용하게 되는 것이며, 제조사 뿐만 아니라 모델명에 따라서도 그래픽카드의 원료가 차이가 나는 것입니다.



캐패시터의 외관은 비슷하지만 그 가격은 10배 이상이 납니다.

그래픽카드만 놓고 보면 그 제조 원가의 80%가 GPU, 메모리, 쿨러를 구입하는데 들어가고, 캐패시터가 치지하는 가격은 그리 크지 않지만(중급형 그래픽카드의 경우 몇천원 정도) 그 유연성은 매우 큽니다. 캐패시터에 따라서 제조 원가가 10배 이상 나기도 하니까요. 따라서 제조사에서는 캐패시터의 수준을 낮춰서 메모리 칩을 더 살 금액을 확보할 수 있는 것인데, 지금처럼 그래픽카드 업계의 이익이 매우 작은 시기에는 이정도의 원가 절감도 상당히 매력적일 수밖에 없습니다. 따라서 캐패시터의 품질을 낮추는 것은 그래픽카드의 제조 원가를 낮추는 중요 수단 중에 하나이며, 그래픽카드의 모델에 따른 품질을 구분하는 방법의 하나이기도 합니다. (뭐 요즘은 오히려 별 중요하지 않은 데에도 고급형 캐패시터를 사용했다고 강조하는 경우도 있긴 합니다만)


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'이 그래픽카드는 고급형 캔타입 콘덴서를 썼으니 전해 콘덴서보다 좋이다', '이거는 표면실장형 콘덴서니까 솔리드 캐패시터보다도 더 좋다' 이런 말들은 일부 사이트나 용팔이(...)들이 사람을 현혹시킬때 주로 하는 말인데, 이런 말을 하는 사람들이야말로 쥐뿔도 아는게 없으면서 떠드는 것일 뿐이고, 관련 사항에 대해 잘 알고 있는 사람이라면 그저 비웃을 뿐입니다.

이런 말이 나오게 된 주요 원인은 캐패시터의 종류가 매우 많을 뿐만 아니라, 그런 구분 방식이 서로 중첩되어 있다는 것 때문입니다. 그렇다면 먼저 컴퓨터 부품에 자주 쓰이는 캐패시터의 분류 방법을 보도록 하겠습니다.

무엇을 캐패시터라고 부르는가

캐패시터는 2개의 도채 사이에 한개의 절연체를 끼워 만든 전자 부품입니다. 햄버거처럼 말이지요. 캐패시터는 전자 설비 중에서 제일 기초적이며 제일 중요한 부품 중에 하나입니다. 캐패시터의 생산량은 전세계 전자 부품(여기에는 저항이나 인덕터도 포함) 중에서 40% 이상을 차지하고 있습니다. 작게는 플래시 드라이브에서 디지털 카메라에 크게는 비행기에 로켓에 이르기까지 모든 전자 설비에서 쓰이고 있습니다. 제일 기본적인 전자 부품으로서 캐패시터는 전자 설비에서 빠질 수 없는 물건이라 할 수 있겠습니다.


캐패시터의 회로 기호. 여기에 기본 구조가 그대로 나타나 있습니다.

캐패시터는 비록 작지만 한 나라의 공업 기술 수준을 알아볼 수 있는 제품입니다. 특히 고급형 캐패시터는 그 나라의 정밀 가공, 화학 공업, 재료공업, 기초 연구 수준을 판단할 수 있습니다. 일본과 미국은 캐패시터 설계 연구 능력이 최고 수준인 나라인데, 그 고급 제품 설계 제조에는 CPU보다 떨어지지 않는 높은 수준을 필요로 하기도 합니다.

흔히들 '무슨 그래픽카드는 일제 고급형 캐패시터를 사용했다' 이런 말을 들었을텐데, 중국과 대만의 캐패시터 생산량은 적지 않지만(원문이 중국에서 쓰여졌기에 이런 말을 하는듯. 한국도 마찬가지지만), 그 품질과 성능에는 미국과 일제 캐패시터와 아직도 큰 차이가 있기에, 중국산 캐패시터는 중저가형 제품에만 쓰이고 있습니다.

캐패시터의 용도

캐패시터는 매우 괌범위한 분야에서 쓰이고 있습니다. 캐패시터의 역할은 다음과 같습니다.

1. 직류 전기를 막을때: 직류가 흐르는걸 막지만 교류는 통과시킵니다.

2. 측로: 교류 회로에서 일부 병렬 연결된 부품에 저 저항 통로를 제공합니다.

3. 전기적 결합: 2개의 회로 사이를 이을때, 교류 신호가 다음 극 회로에 전송되도록 해줍니다.

4. 필터: 이것은 컴퓨터 부품에서 매우 중요한 역할입니다. 그래픽카드의 캐패시터는 바로 이 역할을 위해 장착되어 있습니다. (메인보드 전원부 캐패시터도 비슷하겠지만)

5. 온도 보정: 다른 부품의 온도 적응성이 부족할때 캐패시터를 사용하여 이를 보정, 회로의 안정성을 개선합니다.

6. 시간 측정: 캐패시터와 저항을 같이 사용하어 회로의 시간 상수를 확정합니다.

7. 동조: 클럭과 관련된 회로에서 시스템 동조를 합니다. 핸드폰, 텔레비전, 녹음기 등등.

8. 정류: 예정된 시간에 따라 켜거나 끄는 반도체의 전원 회로에서 쓰입니다.

9. 전기 저장: 전기를 저장했다가 필요할 때에 방출합니다. 카메라 플래시, 가열 장비, UPS 등등.

캐패시터의 분류

캐패시터는 2개의 극이 있는 반도체(+와 -) 사이에 절연체를 넣어서 만든 전자 부품이라고 설명했습니다. 그 구조가 특수하기 때문에 여러 방식으로 분류할 수 있는데, 사용하는 전해질과 +/-극을 이루는 물질, 그리고 장착 방법에 따라 구분하게 되며, 이런 방식을 서로 중첩되기 때문에 매우 복잡합니다.


캐패시터의 분류는 매우 복잡합니다. 여기에서는 컴퓨터에서 자주 쓰이는 캐패시터들만 실제 사진을 표기했습니다.

위의 표는 매우 간단하며, 그나마 완전하지 않은 캐패시터 분류표입니다. 메인보드와 확장카드에서 제일 자주 쓰이는 캐패시터들이며, 직관적인 트리 방식으로 캐패시터의 종류를 나누고 명명 방식을 구분했습니다.

제일 많이 보이는 원통형 캐패시터는 대부분 알루미늄 전해질 캐패시터이며, 모든 솔리드 캐패시터와 전해 캐패시터는 알루미늄 캐패시터에 속합니다. 솔리드 캐패시터는 -극의 재료에 따라서 반도체와 고분자 화합물의 2종류로 나뉘는데, +극은 역시 알루미늄입니다.


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앞에서 캐패시터의 종류를 보았으니 이번에는 여러 캐패시터의 특징과 장/단점을 보도록 하겠습니다. 먼저 무기질 캐패시터, 유기질 캐패시터, 전해질 캐패시터로 나눠서 보겠습니다.

무기질 캐패시터

무기질 캐패시터는 크게 세라믹 캐패시터와 운모 캐패시터로 나뉩니다. 그 기본 구조는 세라믹이나 운모 조각 양면에 은과 같은 전기 도금된 금속 재료를 넣는 것인데, 컴퓨터 부품에서 세라믹 캐패시터는 매우 자주 쓰이는 물건입니다.

세라믹 캐패시터는 매우 안정적이고, 고클럭 성능이 아주 뛰어나며, 극성이 없고, 압력이나 열에 잘 견디고, 저항이 낮고 크기가 작기 때문에 매우 넓은 분야에서 사용되고 있습니다. 세라믹 캐패시터는 GHz 급의 고클럭 부품에서 쓰이는데, 예를 들어보자면 군용 레이더라던가 MRI 등이 있습니다. 물론 CPU, GPU, 칩셋 표면에도 세라믹 캐패시터가 있습니다.



CPU 뒷면과 GPU 윗면, 그리고 GPU 주위 기판에 붙어있는 것들이 바로 세라믹 캐패시터입니다.

세라믹 캐패시터가 이렇게 보급된 원인은 높은 클럭에서 정상 작동하는 캐패시터가 오직 세라믹 캐패시터밖에 없기 때문입니다. 그래서 CPU 소켓 주변이나 뒷면, 그래픽카드 GPU 주위나 뒷면, 시스템 메모리, 비디오 메모리, 칩셋, PCI-E 슬롯 부분 등, 무릇 고클럭으로 작동하는 부품 주위에는 빽빽하게 세라믹 캐패시터가 장착되어 있음을 볼 수 있습니다.



디지털 전원부는 고성능의 멀티 레벨 세라믹 캐패시터에 의존하고 있습니다. 위 사진은 그래픽카드의 전원부인데 사진 왼쪽, 그리고 그래픽카드 뒷면에 세라믹 캐패시터가 일렬로 부착되어 있음을 볼 수 있습니다.

하지만 세라믹 캐패시터의 가격은 매우 비싸고 그 용량이 한정되어 있기에 전원부 필터 캐패시터로는 적당하지 않습니다. 하지만 최근 기술이 발전함에 따라서 고급형 디지털 전원부에서는 대량의 멀티 레벨 세라믹 캐패시터를 사용하여 간섭 저항 능력, 안정성, 전환 효율이 대폭 향상 되었습니다.

유기질 캐패시터

박막 캐패시터는 전형적인 유기질 캐패시터입니다. 스피커나 라디오 등에서 자주 쓰이지요.



흔히 사용되는 박막 캐패시터

박막 캐패시터의 기본 구조는 2층의 폴리프로필렌 비닐과 2층의 금속 박막을 교차하여 묶은 것입니다. 이런 캐패시터의 절연체는 고분자 유기물이기 때문에 유기질 캐패시터라고 하는 것인데, 그 특징은 세라믹 캐패시터와 비슷하여 극성이 없고 고클럭 특징이 좋으며 크기가 작고 압력에 잘 견디지만, 마찬가지로 용량이 작고 가격이 비싸다는 단점이 있습니다. 또한 유기물 절연체를 사용했기 때문에 높은 온도를 견디는 능력이 그리 높지 않다는 단점도 있습니다.

전해 캐패시터

절연체의 재료를 무기질과 유기질로 나눈다면, 왜 전해 캐패시터만 따로 분류하는 것일까요. 그건 무기질 캐패시터와 유기질 캐패시터의 절연체가 생산 과정에서 이미 확정되었기 때문입니다. 세라믹이나 운모나 비닐 등등. 하지만 전해 캐패시터의 절연체는 생상 과정 중에 화학 반응을 통해 생성되는데, 예를 들자면 알루미늄 조각을 산성 용액(전해액)에 담가 전기 화학 부식을 일으킨 후에, 캐패시터 양 극의 유효 표면이 늘어나고, 거기에 전해액과 금속 사이의 산화막 절연체가 매우 얇아서 용량이 아주 커지게 됩니다. 그렇기 때문에 전해 캐패시터의 절연체는 무기질이지만 무기질 캐패시터와는 큰 차이가 있어서 이렇게 구별하게 된 것입니다.



전해 캐패시터의 +극은 금속 박막이고 -극은 대부분 전해액이며 절연체는 금속 산화물입니다.

메인보드, 그래픽카드 등의 제품에서는 기본적으로 전해 캐패시터가 사용되기 때문에 여기서는 전해 캐패시터를 중점적으로 설명하도록 하겠습니다. 여러분들이 익숙하게 알고 있을 알루미늄 캐패시터나 탄탈 캐패시터도 모두 전해 캐패시터에 속합니다. 만약 캐패시터를 전자 부품에서 제일 중요하며 다른 것으로 대체할 수 없는 부품이라고 말한다면, 전해 캐패시터는 전체 캐패시터 산업에서 절반 이상을 차지한다고 볼 수 있습니다.



크고 작은 전해 캐패시터

먼저 전해 캐패시터의 성능과 특징에 대해 보도록 하겠습니다. 그래야만 어떤 메인보드나 그래픽카드, 심지어 대부분의 컴퓨터 장치에서 전해 캐패시터가 어떻게 사용되는지를 알 수 있을테니까요.

1. 크기가 매우 큽니다. 다른 종류의 캐패시터보다 몇십배 혹은 몇백배에 달합니다.

2. 용량이 매우 큽니다. 대형 캐패시터는 몇만μf에서 심지어 몇f의 용량까지도 있습니다. (하지만 멀티 레벨 캐패시터하고 비교할 수는 없겠지요)

3. 다른 캐패시터보다 가격이 압도적으로 저렴합니다. 전해 캐패시터의 재료는 일반적인 공업 재료-알루미늄이라던가-입니다. 전해 캐패시터를 만드는 제조 설비도 일반적인 공업 설비이기에, 대규모 생산이 가능하여 제조 원가가 상대적으로 낮습니다.

현재 새로운 전해 캐패시터의 발전은 매우 빠릅니다. 일부 제품의 성능은 무기질 캐패시터의 수준에 도달하였으며, 전해 캐패시터는 일부 무기질 캐패시터와 유기질 캐패시터를 대체해나가고 있습니다. 전해 캐패시터의 사용 범위는 매우 넓은데, 통신 제품, 디지털 제품, 카 오디오, 엔진, ABS, GPS, 전자식 인젝터 등 거의 모든 가전 제품에 사용되고 있습니다. 기술의 발전에 따라 제품의 소형화 요구가 비교적 높은 군용 장치에도 전해 캐패시터가 광범위하게 사용되고 있습니다. 대체로 전원 공급 장치에는 대부분 전해 캐패시터가 사용되며, 메인보드나 그래픽카드에서도 빠지지 않습니다.

전해 캐패시터는 그 제조 원가는 저렴하지만 그 구조는 매우 복잡합니다. +극과 -극에 따라서 여러 종류로 나뉘게 되는데, 아래에서는 메인보드/카드에 주로 쓰이는 전해 캐패시터 몇개를 보도록 하겠습니다.


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전해 캐패시터의 전통적인 분류 방법은 +극의 재질에 따라 분류하는 것입니다. 예를 들자면 알루미늄, 탄탈, 니오브 등의 금속인데, 그중 니오브 캐패시터는 매우 적게 사용되며, 메인보드다 각종 카드류에서 제일 자주 사용되는 것은 바로 알루미늄 캐패시터와 탄탈 캐패시터입니다.

알루미늄 전해 캐패시터

각종 전해 캐패시터의 외관 차이는 매우 크지만, 장착 방법이 표면실장형이건 삽입형이건(나중에 자세하게 소개), 겉 부분이 비닐로 감싸진 비닐 캐패시터라면 +극이 알루미늄이고 이것이 바로 알루미늄 전해 캐패시터라는 결론인데, 많은 사람들은 이런 '비닐 캐패시터'야말로 곧 전해 캐패시터라고 오해하고 있습니다.



둘 다 '캔타입', 한쪽은 삽입형이고 한쪽은 표면실장형, 한쪽은 솔리드고 한쪽은 전해 캐패시터.



둘 다 '비닐' 삽입형이지만 한쪽은 솔리드고 한쪽은 전해 캐패시터.

캐패시터의 장착 방법과 캐패시터의 품질에는 직접적인 관련이 없으며, 전해 캐패시터의 성능은 구체적인 모델명에 따라 결정됩니다. 알루미늄 전해 캐패시터를 여러 종류로 나눌 수 있기에 여기에 대해서는 나중에 다시 소개하겠습니다.

탄탈 전해 캐패시터

+극에 탄탈을 사용했다면 그것이 바로 탄탈 캐패시터입니다. 많은 사람들이 그래픽카드에 작은 노란색 캐패시터가 다닥다닥 붙어있는걸 보고 '이 그래픽카드는 나쁘지 않다'라고 말을 하는데, 대부분 그렇습니다. 왜냐하면 그것이 고급형 그래픽카드에만 사용된다는 값비싼 탄탈 캐패시터이기 때문입니다.



X800 시절 ATI 라데온은 대량의 탄탈 캐패시터를 사용하여 코어와 메모리에 전원을 공급했습니다.(왼쪽 사진) X1800 부터 ATI는 코어/메모리 전원부에 멀티 레벨 세라믹 캐패시터를 사용하였고, 탄탈 캐패시터(오른쪽 사진)는 부가 기능 칩의 전원 공급에 사용하였습니다. NVIDIA 지포스 8800 시리즈 그래픽카드의 전원부는 모두 알루미늄 솔리드 캐패시터와 탄탈 캐패시터의 조합으로 되어 있습니다.



지포스 8800GTS와 라데온 HD 2600XT는 탄탈 캐패시터와 알루미늄 솔리드 캐패시터를 사용합니다.

탄탈 캐패시터의 크기는 매우 작기에 모두 표면 실장형으로 장착하며, 그 껍데기는 수지로 둘러 싸고 있습니다. 다만 주의해야 할것은 탄탈 캐패시터의 +극은 탄탈이고 -극은 전해질이기 때문에 탄탈 캐패시터 역시 많은 사람들이 싫어하는(?) 전해 캐패시터에 속한다는 것입니다. 중요한 것은 전해 캐패시터의 종류가 많다는 것이지요.

알루미늄 캐패시터와 탄탈 캐패시터는 장착 방법에 따라 결정되는 것이 아닙니다. 사진에 나와있는 검은색과 하얀색 직사각형 부품은 일반적으로 사람들이 탄탈 캐패시터로 알고 있지만 실제로는 +극이 알루미늄일 수도 있는데 그렇다면 이것은 알루미늄 캐패시터이지 탄탈 캐패시터가 아닙니다.

전통적인 관점에서는 탄탈 캐패시터의 성능이 알루미늄 캐패시터보다 좋다고 보고 있습니다. 왜냐하면 탄탈 캐패시터의 절연체와 +극이 산화후에 오산화이탄탈을 생성하는데 그 절연 능력(ε)이 알루미늄 캐패시터의 삼산화이알루미늄 절연체보다 높기 때문입니다. 따라서 용량이 똑같다는 가정 하에 탄탈 캐패시터의 크기는 알루미늄 캐패시터보다 더 작습니다. 여기에 탄탈의 성질이 비교적 안정적이라서 일반적으로 탄탈 캐패시터의 성능이 알루미늄 캐패시터보다 좋다고 생각하는 것입니다.

하지만 이렇게 +극을 통해 캐패시터의 성능을 판단하는 방법은 예전에나 쓰던 것입니다. 현재 전해 캐패시터의 성능을 결정하는 제일 중요한 부분은 +극이 아니라 전해질, 바로 -극이기 때문입니다. 왜냐하면 다른 -극와 다른 +극을 조합하여 여러 종류의 전해 캐패시터를 만들 수 있는데 그 성능은 크게 다릅니다. 동일한 +극을 사용한 캐패시터도 전해질에 따라서 그 성능 차이가 매우 크기 때문에, +극이 캐패시터의 성능에 미치는 영향은 갈수록 -극보다 줄어들고 있습니다.


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전해액(알루미늄-전해액 캐패시터)

전해 캐패시터의 +극은 여러 종류가 있지만 자주 쓰이는 금속은 알루미늄과 탄탈 뿐인 반면, -극인 전해질은 그 성분이 매우 복잡합니다. 다양한 전해질은 캐패시터의 성능야 미치는 영향이 매우 크며, 제조 원가도 천자 만별이기에 여기서 자세히 소개하고자 합니다.

전해액은 제일 전통적인 전해질로서, 전해액은 감마부틸에스테르 유기용제에 약산염 캐패시터질을 거쳐 가열하여 얻은 것입니다. 우리가 보는 일반적인 의미의 알루미늄 전해 캐패시터의 음극은 모두 이런 전해액입니다.



고급형 알루미늄 전해액 캐패시터인 루비콘 MCZ

전해액을 -극으로 사용하면 상당한 장점이 있습니다. 먼저 액체와 절연체의 전촉 면적이 비교적 크기에 , 캐패시터의 용량을 높이는데 도움이 됩니다.(1500μf 정도는 어렵지 않습니다) 다음은 전해액이 높은 온도를 견디는 능력이 괜찮다는 것이며, SMT 공정을 사용하면 압력에도 강한 장점이 있습니다. 그 밖에 전해액을 -극으로 사용한 전해 캐패시터는 절연체가 절연 파괴된 후에도 전류가 지속적으로 파괴하지 않는다면 캐패시터의 자기 수복이 가능합니다.(금속 산화물이 자동적으로 생성됩니다)

하지만 전해 캐패시터에도 단점이 있습니다. 먼저 온도가 높으면 쉽게 폭발하거나 전해액이 새면서 수명과 안정성에 큰 영향을 준다는 것입니다. 고온 고압에서 전해액이 순간적으로 기화할 수 있는데 이때 체적이 커지면서 폭발하게 됩니다.(이것을 우리는 콘덴서가 터졌다고 합니다. 정도가 덜하면 임신했다던가 배가 나왔다던가 등등) 다음은 전해액에 이온 전도를 사용했는데 그 전도율이 매우 낮아 0.01S/CM(전도율. 저항의 역수)밖에 안되기 때문에, 이는 캐패시터의 ESR값(등가직렬저항)를 매우 높이는 원인이 됩니다.

+극을 알루미늄으로, -극을 전해액으로 만든 캐패시터의 정식 명칭은 알루미늄 전해 캐패시터라고 하는데, '액체(전해액)'이 포함되기 때문에 액체 캐패시터에 속하게 되며, 이것이 너무 자주 쓰이다 보니 '보통' 전해 캐패시터와 같은 의미로 쓰이게 된 것입니다. 아래에서 볼 캐패시터는 '보통' 캐패시터가 아닌 '고체', 즉 솔리드 캐패시터입니다.

이산화망간(탄탈-이산화망간 전해 캐패시터)

이산화망간은 보통 탄탈 캐패시터의 -극 재료로 쓰이기에 이런 검은색/노란색 탄탈 캐패시터의 정식 명칭은 '탄탈-이상화망간 전해 캐패시터'가 되겠습니다. 이것은 전해액이 없기 때문에 당연헤 '고체(솔리드)' 캐패시터에 속하게 됩니다.

고체 이산화망간의 전도 방식은 전자 전도이며, 전도율은 전해액 이온 전도의 열배(0.1S/CM)이라서 ESR이 전해액보다 낮습니다. 일반적으로 말해서 탄탈-이산화망간 전해 캐패시터는 알루비늄 전해 캐패시터보다 더 좋으며, 고체(솔리드) 전해질은 전해액이 세거나 터져버리는 위험도 없습니다.그 밖에도 고온에서도 잘 버티는 특성이 있어 500도 정도에서도 사용이 가능합니다.



모든 전해 컨덴서는 극성이 바뀌면 안됩니다.

이산화망간의 단점은 그 극성이 반대인 상황에서 쉽게 고온을 발생하며, 고온에서 산소를 방출함과 동시에 오산화이탄탈 절연체층에 결정 변화가 생기면서 부스러지는 경우가 생기고, 산소가 포함된 분열층이 탄탈 가루와 혼합되면서 극렬한 폭발을 일으킬 수도 있다는 것입니다. 그 밖에도 이산화망간 -극 재료의 가격이 비교적 비싸다는 점도 있습니다.

전통적인 탄탈 캐패시터는 알루미늄 캐패시터보다 성능이 좋은데, 대게는 탄탈에 이산화망간 -극이 더해진 후에야 알루미늄 전해 캐패시터보다 더 나은 성능을 보여줍니다. 만약 알루미늄 전해 캐패시터의 -극을 2산화망간으로 바꾼다면 그 성능 차이는 상당할 것입니다.

탄탈-이산화망간 전해 캐패시터의 특징을 본다면 그 사용 범위가 세라믹 캐패시터와 알루미늄 전해액 캐패시터 사이에 위치하고 있습니다. 왜냐하면 그 크기는 세라믹 캐패시터보다 약간 크지만 용량은 알루미늄 전해 캐패시터와 비교할 정도로 크기 때문입니다. 따라서 용량이 큰 캐패시터가 반드시 필요하지만 크 면적에 제한이 있는 곳에 일반적으로 탄탈 캐패시터를 사용합니다. 예를 들자면 메인보드-카드의 기판 뒷면이나 쿨러 바로 아래 부분처럼 원통형 캐패시터를 넣을 수 없는 부분이 탄탈 캐패시터를 쓰기에 좋은 곳입니다.

TCNQ(Tetracyanoquinidimethane)

TCNQ(Tetracyanoquinidimethane)는 일종의 유기 반도체로서 금속과 결합하여 금속 유기 연합 염기를 생성합니다. TCNQ의 용도는 매우 넓으며, 캐패시터에 사용되기 시작한 것은 90년대 중후반부터이며, 이의 출현은 전해 캐패시터 기술의 혁명이 시작되었음을 의미합니다.



보라색 비닐 껍질이 씌워진 것이 알루미늄-TCNQ 전해 캐패시터입니다.
그림 설명은 보라색이 산요 오스콘 유기 반도체 솔리드 캐패시터, 하늘색 글자와 반원이 그려진 깡통 캐패시터가 NCC(니폰 케미콘)의 PXA 고급형 알루미늄 중합물 솔리드 캐패시터.

TCNQ는 일종의 유기 반도체이기에 TCNQ를 사용하는 캐패시터는 유기 반도체 캐패시터라고 부르기도 합니다. 초창기의 산요 오스콘(OSCON)이 여기에 속합니다. TCNQ의 출현으로 전해 캐패시터의 성능은 세라믹 캐패시터가 전통적으로 점유하던 영역에까지 도전하게 되어, 전해 캐패시터의 작동 클럭이 기존의 20KHz에서 1Mhz까지 수직 상승하게 되었습니다. TCNQ의 출현은 과거 +극으로 전해 캐패시터의 성능을 구분하던 방법을 한물 간 것으로 만들어 버렸습니다. 왜냐하면 +극에 알루미늄을 사용한 알루미늄 캐패시터에 TCNQ로 -극 재질을 사용한다면 그 성능은 전통적인 탄탈-이산화망간 캐패시터와 비교할 만하기 때문입니다. TCNQ의 전도 방식은 전자 전도로서 전도율은 1S/CM으로 전해액의 100배이고 이산화망간의 10배에 달합니다.

TCNQ를 -극으로 사용한 유기 반도체 캐패시터는 그 성능이 매우 안정적이고 제조 원가가 상대적으로 낮습니다. 하지만 열에 견디는 성능이 그리 좋지 않아 그 용해 온도가 겨우 230~240도밖에 안됩니다. 그래서 유기 반도체 캐패시터는 일반적으로 SMT 표면 실장형 공정을 많이 사용하지 않는데, 그것은 고온의 접착 공정을 견디지 못하기 때문입니다. 그래서 우리가 흔히 보는 유기 반도체 캐패시터는 대게가 삽입식으로 장착됩니다. TCNQ의 다른 단점은 환경 오염입니다. TCNQ는 일종의 시안화합물로서 높은 온도에서 쉽게 극독성 시안 기체를 방출하기에, 생산과 사용에 제한이 있을 수밖에 없습니다.

저반적으로 말해서 TCNQ는 전통적인 알루비늄 전해 캐패시터를 다시 만든 것으로서 성능과 안정성이 크게 개선되었습니다. 여러분이 원통형 캐패시터를 비교할때 '고체(솔리드)' 캐패시터가 '액체' 캐패시터보다 좋다고 생각하는 것이 바로 이것 때문입니다. 하지만 RCNQ의 유독성과 SMT를 통한 잔자동 조립 공정을 쓰기 힘들다는 것은 그 사용률을 낮춘 원인이며, 결국 성능이 더 좋은 고체중합물로 대체되게 됩니다.


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만약 TCNQ가 전해 캐패시터 혁명의 시작이었다면, 혁명을 성공한 주인공은 PPY(폴리피롤)과 PEDT(폴리에틸렌디옥시티오펜)과 같은 종류의 고체중합물이라 할 수 있겠습니다.

고체 중합물 도체(알루미늄-솔리드 중합물 도체 캐패시터)

70년대 말에 사람들은 뒤섞는 방법을 사용하여 우수한 전도 중합물 재료를 얻어내는 방법을 발견하면서 고체중합물도체의 기술 혁명이 시작되었습니다. 1985년에 일본이 처음으로 PPY를 개발하였는데, 만약 복합법을 사용한다면 전도율을 구리와 은의 수준까지 끌어오릴 수 있었으며, 금속이 아니라 공업용 비닐로 만든 것이라서 금속보다 부착성이 더 좋았을 뿐만 아니라, 가격도 구리와 은보다 많이 저렴했으며, 그 밖에도 압력을 받을때 전도율에 변화가 생기는 특징도 있었습니다.(이 특징은 사람의 신경계통과 같습니다) 이런 점들은 캐패시터 연구자들이 꿈에서 그리던 -극 물질이라 할 수 있겠습니다.

2000년에 미국의 엘런 히거, 미국의 엘런 맥더미드, 일본의 시라카와 히데키가 대규모로 전도성 고분자 PPY를 만드는 방법을 발면하면서 노벨 화학상을 공동 수상하게 되는데, 이는 고체중합물도체의 중요성을 잘 설명해주는 사건이라 할 수 있겠습니다. PPY의 용도는 매우 넓어서 스텔스 전투기부터 인공 손에 이르기까지, 모니터와 배터리부터 캐패시터까지 사용될 수 있습니다. PPY의 연구 개발 실력은 그 나라의 화학 공학 수준을 볼 수 있다고 해도 과언이 아닙니다.



지포스 8800GTS 320/640MB에 사용된 산요 SVP 알루미늄-고체중합물도체 캐패시터

캐패시터의 -극으로 사용하는 것은 PPY에 있어서 극히 일부분의 응용 분야일 뿐입니다. 하지만 이것은 전해 캐패시터의 성능을 다시 한번 크게 향상시켰습니다. PPY와 PEDT(3 , 4 - ethylenedioxythiophene)를 -극의 재료로 사용한 캐패시터를 고체중합물도체 캐패시터라고 부릅니다. 그 전도율은 100S/CM에 달하는데 이는 TCNQ염의 100배, 이산화망간의 1000배, 전해액의 10000배에 달합니다. 뿐만 아니라 고체중합물도체는 오염이 없으며 300도 이상의 고온에도 견딜 수 있어 SMT 표면실장형 공정을 통해 장착이 가능하여 대규모 생산이 쉬워집니다.



산요 CVEX 고체중합물도체+전해액 혼합 캐패시터. 캐패시터 위에 방폭 벤트가 있음의 주의하시길.

고체중합물도체 캐패시터는 안정성이 좋고 고온에서도 전해질이 용해될 뿐 터지지 않기에, 일반적인 알루미늄 전해 캐패시터처럼 방폭 벤트가 없습니다. (산요 CVEX 캐패시터는 -극을 고체중합물도체와 전해액을 혼합해서 만들었기 때문에 방폭 벤트가 있습니다) 고체중합물도체 캐패시터의 단점이라면 그 가격이 비싸고 전압을 견디는 성능이 떨어진다는 것입니다.



지포스 8800 울트라. 세라믹 캐패시터, 탄탈 캐패시터, 고체중합물 캐패시터를 사용했습니다. 보라색은 산요, 빨간색은 후지쯔의 알루미늄-고체중합물도체 캐패시터입니다.

NVIDIA의 최고급 그래픽카드인 지포스 8800 울트라는(이 글이 나왔을 당시에는 분명 최강의 그래픽카드였습니다) 산요와 후지쯔의 16V 180uf 고체중합물도체 캐패시터를 사용하고 있습니다. 분명 이걸 보고 수많은 자칭 '고수'들이 16V나 180uf 가지고 도대체 뭘 하느냐, 1500uf짜리 알루미늄 전해 캐패시터보다도 떨어진다라고 말을 할텐데, 분명 16V 180uf라는 스펙은 별게 아니지만, 16V의 전압에서 매우 낮은 ESR을 보여주는 것은 일반 전해 캐패시터로는 불가능하며, 그렇기 때문에 고체중합물 캐패시터야말로 지포스 8800 울트라 같은 전력 소모량이 많은 그래픽카드에 쓰인 것입니다.


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앞에서도 몇번 나온 단어인, 표면실장형(SMT)과 십입형에 대해 설명하고자 합니다. 흔히 그래픽카드를 소개할때 고급형 SMT 캐패시터를 사용했다던가 운운하는 말들이 있지요.

표면실장형과 삽입형의 차이는 설치 방법

삽입형이건 표면실장형이건 모두 캐패시터를 기판에 직립으로 세우게 됩니다. 제일 간단한 구분 방법이라면 SMT(Surface Mount Technology, 표면실장형) 캐패시터의 경우 캐패시터 아래에 검은색 고무 받침대가 있다는 것입니다.



표면 실장형의 경우 크기에 상관없이 전부 받침대가 있습니다.



받침대가 없다면 전부 삽입형입니다.

표면실장형 캐패시터가 왜 받침대가 필요한 것일까요. 그것은 기판 표면에 납땜하는 캐패시터의 다리와 기판의 결합을 좀 더 안정적이고 견고하게 만들기 위해서입니다. 그 밖에도 SMT라는 방식을 이렇게 이해하는 방법도 있습니다. 기판 윗부분에 납땜하고 부품 다리가 기판을 통과하지 않으면 표면실장형이고, 부품 다리가 기판을 통과하여 기판 뒷부분에 납땜된다면 삽입형이라고.



산요 표면실장형 캐패시터입니다. 원래는 표면실장형이지만 다리를 펴고 받침대를 떼버리면 삽입형이 되버리겠지요.

이렇게 바꾸는 일부 매니아들이 캐패시터를 교환할때 삽입형 캐패시터만 인두를 사용해서 납땜이 가능하기 때문입니다. 표면실장형 캐패시터는 값비싼 전용 기계를 써야만 납땜이 가능합니다.



삽입형 캐패시터는 기판에 일일이 손으로 끼워 넣고 손으로 납땜해야 합니다.

이것은 공장에서도 똑같이 적용됩니다. 실력있는 대형 공장에서는 생산량을 늘리기 위해 필연적으로 여러대의 SMT 기기를 구입하여 생산 라인을 확충하게 되며, 따라서 그래픽카드에도 표면실장형 캐패시터를 대량으로 사용하여 자동화 장착을 하게 됩니다. 반면 소형 공장에서는 SMT 기계를 구입할 수 없거나 그 수가 한정되어 있기에, SMT 기기를 쓰지 않으면 안될 소형 저항과 캐패시터에만 사용하게 되고, 다른 덩치가 큰 제품에는 삽입형을 쓰게 됩니다.

그 외에 반드시 알아야 할것은 유럽-미국 공장에서는 기계 가격이 사람 인건비보다 더 저렴하기 때문에 대부분 SMT 방식으로 만들게 되지만, 중국 시장에서는 인건비가 더 저렴하기 때문에 삽입형을 사용하는 경우가 있다는 것입니다. 물론 삽입형은 중저가형 그래픽카드에 주로 사용하고 그급형에서는 제품 품질을 지키기 위해 사람이 직접 납땜하는 것은 피하겠지요.

삽입형과 표면실장형의 장단점

위에서 소개한 것은 여러분들이 이해하기 쉬웠을 것입니다. 삽입형의 장점은 기계 설비를 장만하는데 큰 돈이 들지 않고 수작업으로 진행하여 제조 원가가 낮다는것(중국에서나 가능한 이야기겠지만)이며, 표면실장형의 장점은 전자동 파이프라인식 작업으로 생산 물량이 많고 정확도가 높으며 생산 과정에서 파손되는 제품이 적다는 것입니다.



하지만 둘 다 단점이 있습니다. 삽입형 캐패시터는 그 다리가 기판을 뚫고 통과해야 하는데, 층수가 많은 기판에서는 기판 뒷면에도 표면실장형 부품을 부착하면서 간섭이 생길 수 있습니다. 일반적으로 8층 이상의 기판에서는 삽입형 캐패시터를 매우 적게 사용하며(예를 들어서 ATI/NVIDIA의 256비트 레퍼런스 기판 그래픽카드) 따라서 반드시 표면실장형 캐패시터를 사용해야 합니다.



많은 중급형 그래픽카드의 기판에는 삽입형과 표면실장형을 모두 지원합니다. 부품을 넣을 구멍과 납땜을 할 접점이 모두 있습니다.

표면실장형의 단점은 온도입니다. 부품을 기판에 붙이는 공정에는 높은 온도로 부품을 부착시키는데, 일부 캐패시터는 고온에 노출된 이후에 성능이 떨어지는 문제가 있으며, 특히 -극에 전해액을 사용한 캐패시터들은 고온에 노출된 후에 전해액이 마르는 문제가 발생하기도 합니다. 따라서 저가형 액체 캐패시터는 표면실장형으로 장착하지 못하며, 일부 특수 재료의 솔리드 캐패시터만이 표면실장형 방법으로 장착될 수 있습니다. (자주색의 산요 오스콘 유기도체 캐패시터가 여기에 속합니다)



자주색의 산요 오스콘 유기반도체 솔리드 캐패시터와 NCC의 PXA 고급형 알루미늄 중합물 솔리드 캐패시터입니다. 둘 다 받침대가 없는 삽입형 캐패시터입니다.

따라서 이렇게도 말할 수 있습니다. 표면실장형 캐패시터의 대부분은 고급형 캐패시터인데, 그것은 표면실장형 캐패시터가 높은 온도를 견디는 능력이 뛰어나기 때문이며, 표면실장형 공정의 대부분이 중고급형 그래픽카드에 제작에 사용되기 때문이기도 합니다. 하지만 삽입형이라고 해서 무조건 저가형 제품인것은 아닌데, 산요나 NCC 등의 유명 회사에서 만드는 고급형 캐패시터는, 동일한 모델의 캐패시터를 삽입형과 표면실장형의 두가지 종류로 만드는 경우가 있습니다. 이것은 제조 공장의 수요에 맞추기 위해서이지요.

종합해서 말하면, 캐패시터에 표면 실장형이나 삽입형 등의 방식을 사용하는 것과 재료의 좋고 나쁨에는 그 어떤 관계가 없다는 것입니다. 그 밖에도, 일부 소형 캐패시터-탄탈 캐패시터나 세라믹 캐패시터의 경우 반드시 표면실장 기술로 장착해야 합니다.


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상당수의 캐패시터 윗부분에 K자나 X자 모양으로 흠이 퍼져 있는 것을 봤을 것입니다. 혹은 이런게 없는 캐패시터도 있고 말입니다. 이런 무늬는 캐패시터가 터지는 것을 막기 위해 일부러 새겨넣은 것입니다. 어떤 사람들은 이헌 흠을 파놓은 걸로 캐패시터가 터지는 것을 막을 수 있냐고 반문할 수도 있겠습니다.



알루미늄 전해 캐패시터에는 꼭 방폭 벤트가 있습니다.

방폭 벤트의 작용

알루미늄 전해 캐패시터(제일 자주 보이는 전해액 캐패시터)의 전해질은 유기용제나 약한 산-염기로 이루어져 있습니다.따라서 고온을 견디는 능력이 부족하게 되는데, 만약 캐패시터를 높은 온도에서 장시간 작동한다면 용액이 쉽게 증발하거나, 누설되거나, 압력이 높을 때에는 심지어 기화되어 내부 체적이 늘어나며 폭발할 수도 있습니다. 전해액 캐패시터는 작동 환경에 따라 수명이 정해지기에, 많은 경우 캐패시터의 폭발을 막을 수 없습니다. 따라서 캐패시터를 만들때에는 반드시 폭발에서 오는 위험을 막을 방법을 고려해야 하는데, 여기에는 어떤 것이 있을까요.

사실 알루미늄 전해 캐패시터의 구조는 폭죽과 매우 비슷합니다. 폭죽의 크기는 작지만 그 위력은 약하지 않은데 그 주요 원인은 폭죽 표면을 한층 한층의 종이로 둘러 쌌기 때문입니다. 더 빡빡하게 둘러 쌀수록 그 폭발 위력은 커지게 되지요. 만약 수백개의 폭죽 중에서 한두개가 밀봉이 긴밀하게 되지 않았다면 불발탄이 되어 그 어떤 위력도 없을 것입니다.



캐패시터의 전해액이 새는 것은 자주 있는 일입니다. 일부는 저렇게 새어나온 후에도 정상 작동합니다.

캐패시터도 이런 불발 폭죽에 속합니다. 캐패시터 윗부분에 흠을 내서 만약의 사태가 발생했을때 기화된 전해액에 반드시 제일 약한 부위-캐패시터 윗부분의 흠이 파진곳-를 통해 나가게 만드는 것입니다. 이렇게 해야 캐패시터 바깥의 껍질 전부가 터지면서 사분오열되어 캐패시터 주변의 부품이 손상되는 것을 막는 것입니다. 이렇게 보면 캐패시터의 폭발을 진짜 폭발로 보긴 어렵겠지요. 수리할때 캐패시터만 교환하면 되니까.

캐패시터의 방폭 벤트 사례

방폭 벤트가 있다고 해서 전부 액체 캐패시터는 아닙니다: 일반적으로는 방폭 벤트가 캐패시터에 새겨져 있으면 전부 액체 캐패시터 아니면 고체와 액체의 혼합 캐패시터로 보고 있습니다. 오직 -극에 액체를 사용한다면 터질 가능성이 있기에 반드시 방폭 벤트를 사용하게 됩니다. 하지만 일부 제조사는 솔리드 캐패시터를 생산할때 제때 패키징 공정 전환을 하지 않았기에 캐패시터 윗부분에 방폭 벤트가 있는 경우가 있습지다. 제일 전형적인 예가 바로 후지쯔의 노랜삭 솔리드 중합물 캐패시터입니다.



아수스와 ONDA의 메인보드와 그래픽카드에는 이런 캐패시터가 매우 많이 사용됩니다.

후지쯔의 이 노란색 캐패시터는 비록 방폭 벤트가 있지만 확실한 솔리드 중합물 캐패시터입니다. 후지쯔의 이 캐패시터는 제조 공정 과정에서 제때에 방폭 벤트를 넣는 과정을 제외하지 않은 결과이기도 합니다. 현재 나오는 후지쯔의 새 모델은 자주 보이는 빨간색 껍데기를 사용한 패키징으로 바뀌었습니다.

방폭 벤트가 없다고 해서 꼭 솔리드 캐패시터는 아닙니다: 솔리드 캐패시터에 방폭 벤트를 넣었다고 해서 별다른 장/단점이 생기는건 아닙니다만, 액체 캐패시터에는 꼭 방폭 벤트가 있어야 합니다. 하지만 일부 공장에서는 위험을 무시하고 공정 단계를 축약하여 제조 원가를 낮추기 위해 방폭 벤트를 생략하기도 하며, 더 심한 경우에는 일반 캐패시터나 중고 캐패시터에 캐패시터의 케이스만 바꿔서 사람들을 속이는 경우가 있습니다.



이런 캐패시터는 그냥 껍질만 그럴싸한걸 덮어 씌운 것일 뿐입니다. 비록 방폭 벤트는 없지만 그 본질은 보통의 알루미늄 전해 캐패시터에 불과하며, 일단 캐패시터의 수명이 다 되면 무시무시한 폭발이 일어날 수도 있습니다.

솔리드 캐패시터도 터질 수 있습니다: 이론적으로 보면 솔리드 캐패시터는 터질 수가 없습니다. 하지만 극성이 반대로 연결되었다면 어떤 캐패시터이건 타버릴 수 있는데 그것은 솔리드 캐패시터도 예외가 아닙니다. 만약 +극에 탄탈을 사용하고 -극에 이산화망간을 사용한 캐패시터의 극성을 반대로 연결하면 터지게 되지만, +극에 탄탈을 -극에 알루미늄을 사용한 캐패시터는 타기만 할 뿐 터지지 않기에 많이 안전하다고 볼 수 있습니다. 따라서 이산화망간 캐패시터는 현재 그리 많이 쓰이진 않습니다.



이전에 산요 SVP 솔리드 중합물 캐패시터가 이렇게 터졌다는 이야기가 있었는데, 결국은 개그로 끝났지요.

비닐 캐패시터와 캔타입 캐패시터로 구별하는 방법의 문제

캐패시터는 +극, -극, 절연체, 장착 방법에 따라서 구분을 하며, 혹은 무기질이나 무기질, 단층이나 다층에 따라서 구분하기도 합니다. 이런 구분 방법 중에는 생김새에 따라 구분하는 것은 없는데, 무릇 사람들이 말하는 '비닐 캐패시터'와 '캔타입 캐패시터'라는 것이 캐패시터의 생김새에 따라 구분하는 것으로서, 캐래시터의 성능과는 대게 아무런 상관도 없습니다.



필름 캐패시터는 흔히들 말하는 알루미늄 전해액 캐패시터입니다.

모든 원통형 알루미늄 전해 캐패시터는 알루미늄 껍데기를 사용하며, 바깥의 일부분만 PVC 박막 필름으로 코팅되어 있기에 필름 캐패시터라고 불립니다. 알루비늄 전해액 캐패시터는 방폭 벤트가 있어야 하기에 고급형 알루미늄 외각이 필요하진 않으며, 이것 때문에 필름 캐패시터의 제조 원가가 저렴해지는 것도 있습니다. 반면 솔리드 캐패시터는 방폭 벤트가 필요 없고 가격이 비싸기에 고급형 솔리드 캐패시터는 일반적으로 예쁘게 생긴 알루미늄 껍데기를 사용합니다. 하지만 솔리드 캐패시터 중에도 후지쯔나 산요의 유기 반도체 캐패시터는 전통적인 패키징 방식을 사용합니다.



'캔 타입' 캐패시터이고, 비닐 필름도 없으니 매우 고급형 캐패시터로 보입니다. 비록 산요 CVEX 하이브리드 캐패시터와 비슷하게 생기긴 하였지만 그 본질은 일반적인 알루미늄 캐패시터일 뿐입니다.

우수한 품질의 솔리드 캐패시터와 고체-액체 혼합형 캐패시터가 메인보드와 각종 카드에 대량으로 사용된 이후, 일부 일반 알루미늄 전해액 캐패시터를 만드는 공장에서 자신들의 제품을 더 좋게 치장하기 위해 그럴싸해 보이는 알루미늄 껍데기를 씌워서 팔기 시작했습니다. 이런 캐패시터가 그래픽카드에 장착되어 있으면 매우 그럴싸하게 보이지만 가격은 그리 비싸지 않으며 현재는 널리 사용되고 있습니다. 여기서 특별히 강조하고 싶은 것은 이런 '캔타입' 캐패시터는 아무리 껍데기를 좋은걸 썼다고 해서 성능이 향상된 것이 아리나는 것입니다.



이런 '캔타입' 캐패시터는 위험합니다.


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앞에서는 자주 쓰이는 캐패시터의 종류와 특징에 대해 소개했습니다. 여기서부터는 구체적으로 캐패시터 제조사와 자주 쓰이는 모델 넘버를 소개하여 여러분들의 이해를 돕도록 하겠습니다. 전통적인 알루미늄 전해액 캐패시터는 그 종류와 스펙이 매우 많아 일일이 소개를 한다는 것이 불가능하니, 여기서는 현재 제일 널리 쓰이는 솔리드 캐패시터만 사용하도록 하겠습니다.

알루미늄 전해 캐패시터의 분류는 부족한 글이지만 예전에 올라왔던 것을 참고하시길 http://gigglehd.com/zbxe/170742

산요-자주색 필름과 알루미늄 케이스

산요 캐패시터의 종류와 생산량은 제일 많으며, 신형 캐패시터 방면에서도 연구 제조 기술은 선두에 속합니다. 하지만 성능만 놓고 보면 제일 좋은 캐패시터라고 할 수는 없으나, 생산 규모, 물량, 품질 조절, 연구 개발의 수준에서 볼때 산요의 종합적인 수준은 업계 최강이라 할 수 있겠습니다.

제일 자주 쓰이는 산요 캐패시터의 대부분은 오스콘(OSCON) 시리즈인데 이 시리즈 캐패시터는 ESR 값이 낮은 유기 반도체 솔리드 중합물 캐패시터이며, 종합적인 성능은 알루미늄 전해액 캐패시터보다 매우 우수합니다. 메인보드나 그래피가큳에서 자주 쓰이는 산요 캐패시터는 다음 3가지입니다.

SP 시리즈: 삽입식, 알루미늄-유기 반도체 전해 캐패시터



레퍼런스 지포스 8600GTS에는 자주색 필름이 쓰인 캐패시터가 4개 있습니다.

산요 TCNQ 유기 반도체 캐패시터의 종류는 매우 많은데, 음향 설비에 쓰이는 제품은 가격이 매우 비싸고, 메인보드나 그래픽카드에 쓰이는 제품은 단가가 130원 정도입니다.

SEPC 시리즈: 삽입식, 알루미늄-솔리드 중합물 전해 캐패시터



중국 제조사의 지포스 8600GT. 자주색 캔타입 캐패시터 3개가 있습니다.

SEPC는 삽입식이지만 ESR 값이 표면실장형인 SVP보다도 더 낮으며, 가격은 비슷한 정도입니다.

SVP 시리즈: 표면 실장형, 알루미늄-솔리드 중합물 전해 캐패시터. SEPC의 표면 실장형 모델이라고 보면 되겠습니다.



겔럭시 지포스 8600GTS. 주 전원부가 모두 SVP입니다.

산요 SVP 시리즈 캐패시터는 제일 자주 보이는 제품이지만, 산요의 최고급형 솔리드 중합물 캐패시터는 아닙니다. 4개 글자를 모델명으로 사용하는 제품들, 가령 SVPS나 SVPD 같은 제품들이 더 나은 스펙의 제품입니다.

SVP 시리즈는 용량과 전압에 따라서 다양한 모델이 있지만, 가격은 350~600원 정도입니다. 물론 대량 구매한다면 더 저렴해지겠지요.

Nippon Chemi Con(NCC) 일본화학공업 - 하늘색 껍데기

NCC의 발전 역사는 전해 캐패시터의 발전 역사라고 말할 수도 있습니다. 알루미늄 전해 캐패시터의 일인자는 NCC이며, 그 출하량도 산요나 후지쯔보다 엄청나게 많습니다. NCC의 새 모델인 PS 시리즈 솔리드 중합물 캐패시터는 산요의 SVP나 SP 시리즈에 해당하는데, 역시 고급형 솔리드 캐패시터에 속하며, 많은 메인보드와 그래픽카드 제조사에서도 산요와 NCC의 캐패시터를 같이 사용하고 있습니다.

PS 시리즈: 삽입식, 알루미늄-솔리드 중합물 전해 캐패시터





위에서 나온 사진들이지만, 산요는 보라색, NCC는 하늘색입니다.

하늘색 껍데기를 사용하며, 일반 PS 시리즈는 PS라는 글자가 있으며, ESR이 낮은 모델은 A/C 같은 글자만 있습니다.

PX 시리즈: 표면실장형, 알루미늄-고체 중합물 전해 캐패시터



소텍의 지포스 8600GT. 전부 NCC PXA형 캐패시터입니다.

산요와 NCC의 캐패시터는 그 종류, 스펙, 가격까지도 매우 비슷합니다. 산요보다는 NCC가 더 자주 쓰인다는 것 정도?

후지쯔 - 노란색 필름과 빨간색 알루미늄 껍질

후지쯔의 캐패시터는 산요나 NCC처럼 그리 자주 쓰이진 않습니다. 하지만 아수스와 ONDA는 이 회사의 제품을 매우 즐겨 사용하는데, 아수스의 고급형 메인보드의 경우 대부분이 빨간색 알루미늄 껍질을 사용한 후지쯔 솔리드 중합물 캐패시터로 채워져 있습니다.



노란색 필름으로 포장한 것은 후지쯔 초창기의 제품이며, 그 스펙은 평범했고 가격도 매우 저렴했습니다. 물론 솔리드 중합물 캐패시터임에는 틀림 없겠지만 그 포스는 많이 떨어지는 편입니다.

후지쯔의 고급형 솔리드 캐패시터는 현재 산요와 NCC를 위협할 정도의 낮은 ESR값(겨우 5mΩ)가 특징이며, 가격도 상대적으로 저렴합니다. 하지만 종합 스펙은 약간 떨어지는 부분이 있습니다.



파워칼러 라데온 X1950GT 엑셀레로 버전입니다. 6개의 후지쯔 삽입식 캐패시터가 쓰이고 있습니다.





NVIDIA의 지포스 8800 GTX에는 3개의 NCC 캐패시터가 장착되었지만 지포스 8800 울트라에서는 후지쯔의 캐패시터로 바뀌었습니다. 바로 아주 낮은 ESR 때문이겠지요.

니치콘(Nichicon) - 검은색 껍질

니치콘 역시 전 세계적인 일류 캐패시터 제조사입니다. 대용량 알루미늄 전해 캐패시터 분야에서 뛰어난 기술을 지니고 있을 뿐만 아니라, 파나소닉의 탄탈 캐패시터 부서를 인수하여 제품 라인업이 더욱 풍부해졌습니다. 초창기의 알루미늄 전해액 캐패시터는 메인보드와 그래픽카드 제조사들이 대량으로 사용하였지만, 그 솔리드 캐패시터의 ESR 값이 너무 높았기에 다른 회사들의 제품에 의해 대체되어, 현재는 그리 많이 쓰이지 않습니다.

듣보잡 메이커의 전해액 캐패시터. 종류가 너무 많아서 열거가 불가능

전체적으로 보면 메인보드나 그래픽카드에 사용되는 솔리드 캐패시터는 앞서 소개한 몇 종류가 전부입니다. 각 회사들의 색상은 전부 다르기에 쉽게 구별할 수 있습니다. 하지만 일반 알루미늄 전해액 캐패시터는 그렇게 쉽게 구분하기가 힘들며, 일제 캐패시터 외에 중국이나 대만의 캐패시터는 매우 복잡하여, 수많은 캐패시터를 봐도 메이커조차 찾기 힘든 경우가 있습니다. 하지만 이런 캐패시터는 중저가형 그래픽카드에 자주 쓰이는데 직접 보도록 하겠습니다.



대만 사콘(Sacon)의 알루미늄 전해 캐패시터

이런 캐패시터는 그래픽카드에서 자주 쓰이는데, 알루미늄 껍질을 사용하여 사람들이 솔리드 캐패시터인 것처럼 오해하게 만듭니다. 실제로는 보통의 알루미늄 전해 캐패시터이며, 중국의 싸구려 듣보잡 회사들이 저가형 그래픽카드에서 이런 제품들을 대량으로 사용합니다. 그 특징은 용량이 크고 가격이 저렴하다는 것입니다. 이런 캐패시터는 1개 가격이 30원도 안되는 경우가 있습니다.


제일 마지막 11페이지는 별 다른 내용이 없어서 생략합니다. 이 글은 여기서 끝내고, 다음번에는 탄탈 캐패시터에 대한 글을 올려야 되겠군요 -_-a