Verfahren zur Herstellung eines Kondensators mit einer formierten
dielektrischen Deckschicht und einer Halbleiterschicht Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators mit einer eine formierte dielektrische
Deckschicht tragenden Elektrode und einer auf dieser durch Umsetzung gebildeten
Halbleiterschicht. Zu dieser Gruppe von Kondensatoren zählt insbesondere der Tantalkondensator,
bei dem der Anodenkörper aus gesintertem Tantalpulver besteht und als Träger für
den Schichtaufbau dient, der im wesentlichen aus der dielektrischen Schicht, der
Halbleiterschicht und der Abnahmeelektrode besteht.Method of manufacturing a capacitor with a formed
dielectric cover layer and a semiconductor layer The invention relates
to a method of manufacturing a capacitor having a formed dielectric
Cover layer carrying electrode and one formed on this by reaction
Semiconductor layer. This group of capacitors includes in particular the tantalum capacitor,
in which the anode body consists of sintered tantalum powder and as a carrier for
the layer structure is used, which consists essentially of the dielectric layer, the
Semiconductor layer and the pick-up electrode.
Es ist schon vorgeschlagen worden, daß dieser grundsätzliche Schichtaufbau
durch Zwischenschichten od. dgl. verbessert werden kann. Diese Schichten bedürfen
aber im Zusammenhang mit der nachstehend beschriebenen Erfindung keiner weiteren
Erläuterung, da die Erfindung selbst auf die Herstellung der Halbleiterschicht eines
solchen Kondensators und damit zusammenhängende Fragen gerichtet ist.It has already been suggested that this basic layer structure
can be improved by intermediate layers or the like. These layers need
but no further in connection with the invention described below
Explanation, since the invention itself is based on the production of the semiconductor layer of a
such capacitor and related issues is addressed.
Bisher ist die Halbleiterschicht, beispielsweise aus Mangandioxyd
bei Tantalkondensatoren, dadurch erzeugt worden, daß der Sinterkörper mit einer
wäßrigen Lösung von Mangannitrat getränkt und dieses dann thermisch zu Mangandioxyd
zersetzt wurde. Um das Tränken im Rahmen eines laufenden Fertigungsprozesses zu
ermöglichen, wird der Sinterkörper in die wäßrige Lösung von Mangannitrat eingetaucht
Die Erfahrungen haben gezeigt, daß dieses Verfahren wesentliche Nachteile besitzt,
die zu einem hohen Ausschuß bei der Fertigung führen. Einer dieser Nachteile besteht
darin, daß beim Eintauchen des Sinterkörpers in die Mangannitrat-Lösung, auch wenn
das Eintauchen nur bis zu einer begrenzten Höhe erfolgt, mit anschließender thermischer
Zersetzung zu Mangandioxyd ein Neben- oder sogar Kurzschluß zwischen der Zuleitung
zum Sinterkörper (Anode) und der Halbleiterschicht schwer zu vermeiden ist, weil
der Sinterkörper infolge seiner Porosität die Mangannitrat-Lösung schwammartig aufsaugt,
so daß eine isolierende Brücke zwischen Anodenzuleitung und Halbleiterschicht nicht
oder nur schlecht vorhanden ist.So far, the semiconductor layer, for example made of manganese dioxide
in tantalum capacitors, produced in that the sintered body with a
aqueous solution of manganese nitrate and this then thermally to manganese dioxide
was decomposed. To allow the impregnation as part of an ongoing manufacturing process
allow, the sintered body is immersed in the aqueous solution of manganese nitrate
Experience has shown that this process has significant disadvantages,
which lead to a high level of waste in production. One of these drawbacks is there
in that when the sintered body is immersed in the manganese nitrate solution, even if
the immersion takes place only up to a limited height, with subsequent thermal
Decomposition to manganese dioxide a secondary or even short circuit between the supply line
to the sintered body (anode) and the semiconductor layer is difficult to avoid because
the sintered body absorbs the manganese nitrate solution like a sponge due to its porosity,
so that an insulating bridge between anode lead and semiconductor layer is not
or is only poorly available.
Es wurden nun Überlegungen darüber angestellt, wie dieser Mangel beseitigt
werden kann. Erwägungen in der Richtung, ein begrenztes Gebiet zwischen der Zuleitung
zum Sinterkörper (Anode) und der Halbleiterschicht vor ihrer Herstellung durch eine
Isolierschicht, z. B. einen Lacküberzug, abzudecken, scheitern an der Tatsache,
daß die thermische Zersetzung des Mangannitrates mindestens an eine Temperatur von
350 bis 400° C gebunden ist. Es ist aber kein Lack bekannt, der bis zu diesen hohen
Temperaturen beständig ist, so daß dieser Weg zunächst nicht in Frage zu kommen
schien.Consideration has now been given to how this deficiency can be remedied
can be. Considerations in the direction of having a limited area between the feed line
to the sintered body (anode) and the semiconductor layer before their production by a
Insulating layer, e.g. B. to cover a lacquer coating, fail due to the fact
that the thermal decomposition of the manganese nitrate at least to a temperature of
350 to 400 ° C is bound. But there is no known paint that can reach this high level
Temperatures is stable, so that this route is initially out of the question
seemed.
Weitere Überlegungen des Erfinders führten nun zu der Erkenntnis,
daß die Chemie auch noch andere Möglichkeiten zur Erzeugung von Mangandioxyd aus
Mangan(II)-Salzen bietet, bei denen mit einer wesentlich niedrigeren Temperatur
gearbeitet werden kann. Das von dem Erfinder ausgewählte Verfahren besteht darin,
daß in an sich bekannter Weise von einer Mangan(II)-Salzlösung, z. B. Mangannitrat,
ausgegangen wird, das dann aber zunächst eine Behandlung mit NH.- Gas erfolgt, die
bewirkt, daß sich eine gallertartige Masse von Manganhydroxyd oder Manganoxyhydraten
abscheidet. Durch anschließendes Erhitzen dieser Verbindungen im Sauerstoffstrom
kann diese gallertartige Masse bei einer Temperatur von etwa 150 bis 250° C, also
bei einer Temperatur, die wesentlich unter der des üblichen Verfahrens liegt, zu.
Mangandioxyd aufoxydiert werden. Die Versuche haben gezeigt, daß sich mit Hilfe
dieses Verfahrens eine festhaftende, einwandfreie Braunsteinschicht erzielen läßt.Further considerations of the inventor now led to the realization that
that chemistry also offers other possibilities for the production of manganese dioxide
Manganese (II) salts offers at those with a much lower temperature
can be worked. The method chosen by the inventor consists in
that in a known manner of a manganese (II) salt solution, for. B. Manganese Nitrate,
is assumed, but then first a treatment with NH gas takes place, the
causes a gelatinous mass of manganese hydroxide or manganese oxyhydrates
separates. By then heating these compounds in a stream of oxygen
can this gelatinous mass at a temperature of about 150 to 250 ° C, that is
at a temperature well below that of the usual process.
Manganese dioxide are oxidized. The experiments have shown that with the help
this process can achieve a firmly adhering, flawless layer of manganese dioxide.
Die mit dem nach derErfindung ausgewähltenVerfahren verbundene niedrige
Arbeitstemperatur ermöglicht es nun andererseits, den Gedanken der Isolierung der
Umgebung der Anodenzuleitung zu verwirklichen. So wird erfindungsgemäß ein begrenzter
Bereich um die Anodenleitung und diese selbst mit Hilfe eines Lackes oder Isolierstoffes
isoliert und hierauf die Halbleiterschicht bei einer Temperatur gebildet, bei der
der Isolierstoff noch beständig ist.
Diese Isolierung erfolgt durch
Aufbringen eines Lackes oder Aufsintern eines isolierenden Materials auf die zu
isolierenden Stellen des Sinterkörpers, insbesondere auf die Stirnseite des Sinterkörpers,
die von der Anodenzuleitung durchsetzt wird. Der Erfinder hat erkannt, daß aber
auch nicht jeder Lack-bzw. Isolierstoff für den angegebenen Zweck verwendbar ist,
sondern daß diese Stoffe gewisse Eigenschaften besitzen müssen. Der Lack bzw. der
aufzuschmelzende Isolierstoff darf selbst nicht porös sein, nachdem er ausgehärtet
bzw. aufgeschmolzen ist, und muß außerdem die Fähigkeit besitzen, nur bis zu einer
begrenzten Tiefe - bis- dahin aber einwandfrei - die Poren des Sinterkörpers zu
verschließen. Eine dritte Eigenschaft, die de Lack bzw. Isolierstoff haben sollte,
ist die Eigenschaft des Wasserabstoßens. Ein die vorstehenden Bedingungen erfüllender
Isolierstoff ist z. B. der Silikon-Kautschuk, der in Form einer Lösung oder Emulsion
aufgetragen und dann durch Anwendung von Wärme ausgehärtet wird.The low associated with the method selected according to the invention
Working temperature makes it possible on the other hand, the idea of isolation of the
Realize around the anode lead. Thus, according to the invention, it becomes a limited one
Area around the anode lead and this itself with the help of a varnish or insulating material
insulated and then formed the semiconductor layer at a temperature at which
the insulating material is still resistant.
This isolation is done by
Applying a varnish or sintering an insulating material on the to
insulating points of the sintered body, in particular on the end face of the sintered body,
which is penetrated by the anode lead. The inventor realized that but
also not every paint or. Insulating material can be used for the specified purpose,
but that these substances must have certain properties. The paint or the
The insulating material to be melted must not itself be porous after it has hardened
or melted, and must also have the ability to only up to one
limited depth - until then - but perfectly - the pores of the sintered body
close. A third property that the paint or insulating material should have,
is the property of water repellency. One that fulfills the above conditions
Insulating material is z. B. the silicone rubber, which is in the form of a solution or emulsion
applied and then cured by applying heat.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.The invention is described using an exemplary embodiment.
Die Zeichnung zeigt einen Kondensator des üblichen Schichtaufbaus
mit einem Sinterkörper aus Tantal1, der Anodenzuleitung 2, der Kathodenzuleitung
3, der dielektrischen Schicht 4 und der Graphitschicht 7. Die Kathode 5 besteht
aus einer aufgespritzten Metallschicht. Der Bereich um den Zuleitungsdraht zum Sinterkörper
(Anode) ist mit einem Isolierstoff 6 abgedeckt, was in Verbindung mit dem ausgewählten
Verfahren zur Herstellung der in der Figur nicht sichtbaren Mangandioxydschicht,
die auf der dielektrischen Schicht 4 aus Tat 05 entsteht, einwandfreie Tantalkondensatoren
ergibt.The drawing shows a capacitor with the usual layer structure
with a sintered body made of tantalum 1, the anode lead 2, the cathode lead
3, the dielectric layer 4 and the graphite layer 7. The cathode 5 consists
from a sprayed-on metal layer. The area around the lead wire to the sintered body
(Anode) is covered with an insulating material 6, which is in conjunction with the selected
Process for the production of the manganese dioxide layer not visible in the figure,
which arises on the dielectric layer 4 from Tat 05, flawless tantalum capacitors
results.
Im Sinne der Erfindung liegt es, nach der Erzeugung der Mangandioxydschicht
den oberen Teil des aufgebrachten Lack- bzw. Isolierstoffkegels 6 abzuschneiden
und zu entfernen, um den Anodendraht für das weitere Fertigungsverfahren in größerer
Länge bereitszustellen.It is within the meaning of the invention after the production of the manganese dioxide layer
Cut off the upper part of the applied lacquer or insulating material cone 6
and remove to the anode wire for the further manufacturing process in larger
Length to be provided.