Способ формовки анодов электролитических конденсаторов

Со оа Соавтскин

Социалистинвюсин

Рвсяу6лин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЮЛЬСТВУ (1i) 650112 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено05.01.76(21) 2д081д1у18 21 (51) М. Кл с присоединением заявки №

Н 01 б 9/24

Гесударственньй камнтет

СССР на делан нзебретеннй н еткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.795юллетень № 8

Дата опубликования описания 02,04,79

{53) УДК 621.314. .4(088. 8) Ф. К. Андрющенко, Б. И. Байрачный, В. Г. Шидловский, Л. А. Корсун, H. Б. Скатков и А. Б. Заховаев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМОВКИ АНОДОВ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ

КОНДЕ НСА ТОРОВ

Изобретение относится к области электронной техники и может быть применено при изготовлении электролитических и оксиднополупроводниковых конденсаторов на основе тантала и ниобия.

Известен способ формовки анодов алек- 5 тролитических конденсаторов, включающий первичную формовку в расплаве солей на постоянном T îêå и вторичную формовку в ортофосфорной кислоте, содержащей фториды (1).

Однако этот способ малопроизводителен.

Известен способ формовки анодов электролитических конденсаторов из тант5 тала и ниобия, включающий первичную формовку в ортофосфорной кислоте и вторичную — в расплаве солей кислорОдсо держащих кислот при равных напряжениях первичной и вторичной формовки (2).

Недостатками известного способа являются значительная длительность процесса выращивания оксидных пленок и невысокая термоэлектрическая устойчивость оксидов, что снижает производительность труда и не позволяет получать конденсаторы с достаточно низкими токами утечки.

Цель изобретения - снижение токов утечки конденсаторов и повьпиение произ вадительности формовки.

Достигается тем, что в способе формовки анодов электролитических конденсаторов,преимущественно танталовых, включающем первичную формовку в электролите, содержащем в своем соста ве фосфор, и вторичную формовку в расплаве солей кислородсодержаших кислот, вторичную формовку проводят при напряжении, величина которого составляет

0,1-0,6 напряжения первичной формовки, причем погружение анодов в расплав солей осуществляют под напряжением, а первичную формовку осуществляют в электролите, содержащем пирофосфорную кислоту.

По предложенному способу может производиться формовка анодов танталовых, 650112

Таблица 1

Напряжение пробоя секций, В

160

20- 30

32 — 39

120

55-65

67-78 а также ниобиевых электролитических конденсаторов, прп этом вторичную формовку ниобиевых конденсаторов проводят при напряжении, величина которого составляет 0,1-0,3 напряжения первичной формовки.

При формовке таптала и ниобия в фосфорсодержащих электролитах происходит внедрение фосфора в оксидные слои.

Фосфор энергетически в аимодействует Î с кисл родом оксидов и тем самум пре,пятствует миграции кислорода по оксиду йри термических и термоэлектрических воздействиях в процессе изготовления и эксплуатации конденсаторов. Это придает

Оксидным слоям .значительную. устОйчи вость и стабильность. Пирофосфорная кислота вследствие повышенного содержания фосфора в своем составе и значительной константы диссоцпации способствует 26 эффективному легированию оксида фосфора при формовке.

При формовке в расплаве кислородсодержащих солей протекают процессы проявления и одновременного залечивания 25 дефектов оксида, совершенствование стехиометрии оксидов за счет заполнения кислородных вакансий ионным током кислорода. При напряжениях формовки в расплаве, близких к значениям на первичной 36 формовке, процессы проявления дефектов и структурные изменения в оксиде (диффузия кислорода в металл, перераспределение фосфора, кристаллизация оксида) превалируют над залечивающими явления- N ми, что делает невозможным получение достаточно толстых и однородных по стро ению оксидных диэлектриков с устойчиЪыми в последующем изопяционйыми характеристиками. зффективное легирование фосфором, уменьшение напряжения формовки в рас плаве солей (по отношению к первичной формовке) и погружение анодов в расплав под напряжением предотвращают кристаллизацию диэлектрика, образование нестехиометричности, процессы лавинного пробоя при промежуточных подформовках, вследствие чего снижаются токи утечки конденса торов. Выбором условий вторичной формовки достигается удлинение срока службы расплавов и сокращается общая продолжительность формовки.

Пример. Ниобиевые аноды разме ром 5,75- T,5 мм после спекания формуют в растворе, содержащем 5 4 пирофосфорной кислоты, при напряжениях 120 и 160 В.

Доформовку до 160 В проводят в растворе пирофосфорной кислоты концентрацией

0,57о. Формовку и доформовку производят в электролитах, имеющих комнатную температуру. Затем аноды формуют в расплаве азотнокислых солей натрия и калия о (1: 1 по весу) при 250 С и напряжениях

24 В и 30 В в течение 2 и 2,5 час соответственно. Погружение анодов в рас-плав солей выполняют под анодным напряжением 12 В и 16 В. Затем наносят полупроводниковые слои двуокиси марганца и проводят подформовки в 0,05 А-ном водном растворе уксусной кислоты. Изготов ленные таким образом секции имеют большее напряжение пробоя на промежуточных подформовках по сравнению с секциями, изготовленными известным способом (см. табл. 1).

Применение предложенного способа позволяет изготовить ниобиевые оксиднополупроводниковые конденсаторы на рабочие напряжения 30 В и 40 B (известным способом это оказалось невозможным из за малых величин пробивного напряжения) .

Конденсаторы, изготовленные предложенным способом, имеют д статочно высокую стабильность тока утечки при испытаниях на термоэлектростарение (см. табл. 2) .

650112

Табл ица 2

2,8

30х 15

40х 10

6,0

12,7

4,0

Составитель Л. Прокопенко

Техред Л. Алферова Корректор Г. Назарова

Редактор Е. Дайч

Заказ 2270/4 Тираж 922 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ формовки анодов электролитических конденсаторов, преимущественно танталовых, включающих первичную формовку в электролите, содержащем в своем составе фосфор, и вторичную формовку в расплаве солей кислородсодержащих кислот, отличающийся тем, что, с целью снижения токов утечки конденсаторов и повышения производитель» 25 ности формовки, вторичную формовку проводят при напряжении, величина котороr о составляет 0,1 0,6 напряжения пер» вичной формовки, причем погружение анодов в расплав солей осуществляют под напряжением, а первичную формовку осуществляют в электролите, содержащем пирофосфорную кислоту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 358731 кл Н 01 G 9/04 1971

2. Патент Англии N 958669, кл. Н E М, 1967.