DE1240992B

DE1240992B - Verfahren zur Herstellung einer festhaftenden, halbleitenden Schicht auf der Anode eines Trockenkondensators

Info

Publication number: DE1240992B
Application number: DEF43459A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Akio Muramatsu
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1963-09-27
Filing date: 1964-07-16
Publication date: 1967-05-24

Description

Verfahren zur Herstellung einer festhaftenden, halbleit,enden Schicht auf der Anode eines Trockenkondensators Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer festhaftenden, halbleitenden Schicht auf der Anode, insbesondere Sinteranode, eines Trockenkondensators durch Tauchen derselben in eine Mangannitrat, und Nickelnitrat enthaltende Lösung und Umwandlung dieser Salze in halbleitende Oxyde durch Pyrolyse.
Bei der Herstellung elektrischer Trockenkondensatoren werden die Anoden, die aus einem Ventilmetall, wie z. B. Tantal, Niob, Zirkon oder Aluminium, bestehen, in der Regel zunächst durch anodische Oxydation ihrer Oberfläche mit einer Oxydschicht als Dielektrikum versehen. Die so formierten Anoden werden dann in eine Salzlösung getaucht, in der Regel eine Lösung aus Mangannitrat. Hierauf wird durch thermische Zersetzung aus dem Salz ein Oxyd gebildet, in der Regel Manganoxyd. Bei der Herstellung der halbleitenden Oxydschicht ist es bisher üblich, die Tränkung in die Salzlösung, d. h. in der Regel die Mangannitratlösung, und die thermische Zersetzung zu einem halbleitenden Oxyd, d. h. in der Regel zu Mangandioxyd, mehrmals zu wiederholen, da es nur so gelingt, eine halbleitende Oxydschicht ausreichender Stärke herzustellen.
Es ist bekannt, die Haftung der halbleitenden Oxydschicht dadurch zu verbessern, daß der Mangannitratlösung ein feines Pulver, z. B. aus Mangandioxyd oder Kieselsäureanhydrid, zugesetzt wird. Bei Anodenkörpern mit porösen Oberflächen, z. B. Sinteranoden, wird jedoch durch den Zusatz des feinen Pulvers die Tränkung der Poren des Anodenkörpers außerordentlich erschwert.
Die Erfindung will diesen Nachteil beseitigen, die Häufigkeit der Tränkung und der thermischen Zersetzung verringern und die halbleitende Oxydschicht in gleichmäßiger Stärke festhaftend auf die Anodenkörper aufbringen. Bei einem Verfahren zur Herstellung einer halbleitenden Schicht auf der Anode, insbesondere Sinteranode, eines Trockenkondensators durch Tauchen derselben in eine Mangannitrat und Nickelnitrat enthaltende Lösung und pyrolytische Zersetzung dieser Salze in halbleitende Oxyde wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Lösung 0,3 bis 60/(, Nickelnitrat und 27 bis 600/, Mangannitrat enthält.
Während bei der Herstellung einer halbleitenden Oxydschicht durch Tauchen in eine reine Mangannitratlösung eine Schicht ungleicher Stärke auf der Anode entsteht, so daß ein zusätzlicher Arbeitsgang zur Verbesserung dieser Unebenheiten erforderlich ist, kann dieser Arbeitsgang bei einem erfindungsgemäßen Verfahren entfallen, da hierbei Scbichten gleichmäßiger Stärke gebildet werden. Bei der Herstellung einer halbleitenden Schicht auf der Anode eines Trockenkondensators ist es bekannt, dieselbe in eine 0,01 bis 58 Gewichtsprozent Mangannitrat enthaltende Nickelnitratlösung zu tauchen und anschließend diese Salze pyrolytisch zu zersetzen. An Hand der nachstehenden Meßreihen wird im einzelnen erläutert, daß nur innerhalb des beanspruchten Konzentrationsbereichs brauchbare Kondensatoren hergestellt werden können.
1. Ni(NO"),-Gehalt = 3 Gewichtsprozent

/o Mn(NO3)2

40 45 50 55

0

C [#J] ...... 7,61 7,58 7,52 7,70

t9 Ö [0/01 ..... 3,6 3,3 2,1 1,4

Ip# [nA] ...... 50 43 24 36

7 , 6 5,0 5,4

Zio kir. 121 ... 8,4

2. Mn(N0,),-Gehalt = 55 Gewichtsprozent

Ü/o Ni(NO3)2

0 1 2 3 4 5_

C [#tF] ..... 6,0 7,40 7,70 747 740

tg ö (O/J .... 0,53 0,82 1,4 5:9 5:5

IR [nA] .... 29 70 36 17 23

Zio kH. 1-QI - - 2,9 4,1 5,4 17 15

C bedeutet die Kapazität, tg ö den Verlustwinkel, IR den Streustrom und Zi, kil, den Scheinwiderstand bei der Frequenz von 10 kHz.
In der ersten Meßreihe verschlechtern sich bei abnehmender Mangannitratkonzentration die elektrischen Werte hinsichtlich des Verlustwinkels, des Streustromes und des Scheinwiderstandes.
Aus der zweiten Meßreihe ergibt sich, daß ein Nickelnitratzusatz innerhalb des beanspruchten Bereiches eine erhebliche Kapazitätssteigerung bewirkt. Bei einer Erhöhung des Nickelnitratgehaltes über 6 Gewichtsprozent in einer Mangannitratlösung mit 55 Gewichtsprozent ergeben sich unbrauchbare Kondensatoren. Bei einem Nickelnitratgehalt von 10, 20 und 40 Gewichtsprozent waren die elektrischen Werte (C, tg 6, IR, Z) nicht meßbar. Die Verwendung einer Mangannitrattauchlösung, die einen Nickelnitratzusatz von über 6 Gewichtsprozent enthält, ermöglicht offenbar keine Herstellung brauchbarer Kondensatoren.
Die Sinteranoden wurden in beiden Versuchsreihen insgesamt viermal mit der Lösung des Nitratgernisches getränkt und bei 280'C 4 Minuten lang therrnisch zersetzt. Je eine Zwischenformierung in verdünnter Essigsäure bei 90'C erfolgte nach der zweiten und letzten Pyrolyse.
Die Sinteranoden, die in der üblichen Weise ohne Nickelnitratzusatz hergestellt worden sind, wurden sechsmal getränkt und nach jeweils zwei thermischen Zersetzungen zwischenformiert. Durch den Nickelnitratzusatz innerhalb des beanspruchten Bereiches ergibt sich demnach eine Einsparung von zwei Tränkungs- und Zersetzungsvorgängen und einer Zwischenformierung. Außerdem wird die Kapazität gesteigert.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung einer halbleitenden Schicht auf der Anode, insbesondere Sinteranode, eines Trockenkondensators durch Tauchen derselben in eine Mangannitrat und Nickelnitrat enthaltende Lösung und pyrolytische Zersetzung dieser Salze in halbleitende Oxyde, d a d u r c h ge kenn z ei chn et, daß dieLösung0,3 bis 6% Nickelnitrat und 27 bis 60 0/0 Mangannitrat enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1113 988; französische Patentschrift Nr. 1283 455.