DE1614902C - Verfahren zur Herstellung von Elektro lytkondensatoren mit festem Halbleiter Elektrolyten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Elektro lytkondensatoren mit festem Halbleiter ElektrolytenInfo
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Description
1 2
Bei der Herstellung von Elektrolytkondensatoren als halbleitende Zwischenschicht eine Mangandioxyderfolgt
das Aufbringen von festen Halbleiter-Elektro- schicht durch kathodische Reduktion einer wässerigen
Iyten auf einer aufgerauhten Folie oder einem Sinter- Kaliumpermanganatlösung abgeschieden wird, der
körper aus Aluminium, Tantal od. dgl. in der Regel Ventilmetallkörper hierauf durch anodische Formiedurch
Pyrolyse einer durch Tauchen aufgebrachten, 5 rung mit einer die Halbleiterzwischenschicht unterthermisch zersetzbaren Verbindung des Halbleiters. wandernden dielektrischen Schicht versehen wird, wo-Die
Leitfähigkeit einer in üblicher Weise durch nach auf der erstaufgebrachten Mangandioxydschicht
Tauchen in 58%ige Mangannitratlösung und Pyrolyse eine weitere Mangandioxydschicht durch kathodische
erzeugten Schicht aus Braunstein ist jedoch in vielen Reduktion in einer Kaliumpermanganatlösung gebildet
Fällen nicht ausreichend und der Verlustwinkel zu io wird, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß die Abhoch.
Außerdem ergeben die pyrolytisch hergestellten scheidung der ersten Mangandioxydschicht in einer
Überzüge einen ungenügenden Schutz gegen chemi- ., bis 0,3 % Kaliumpermanganat enthaltenden wässeschen
Angriff, z. B. gegen die bei der Pyrolyse ent- rigen Lösung bei einer Stromdichte bis zu 1 mA/cma
stehenden nitrosen Dämpfe, und auch in mechanischer für Aluminiumelektroden und bis zu 0,13 mA/cm2 für
Hinsicht erweisen sich die pyrolytisch aufgebrachten 15 Tantalanoden bei Raumtemperaturen maximal 5 Mi-Schichten
als zu brüchig, was insbesondere der Ver- nuten lang erfolgt und daß die kathodische Abscheiwendung
von so beschichteten Folien für gewickelte dung der zweiten Mangandioxydschicht längere Zeit
Kondensatoren im Wege steht. hindurch, gegebenenfalls in einer konzentrierteren KaIi-
Zur Behebung dieser Mängel wurden bereits Kon- umpermanganatlösung bei höherer Stromdichte, erfolgt,
densatoren mit elektrolytisch abgeschiedener Halb- 20 Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältleiterschicht
vorgeschlagen, womit auch dem bei Kon- liehe Schicht weist eine Reihe von besonderen Vordensatoren
mit pyrolytisch erzeugter Halbleiterschicht zügen auf. Die hohe Verdünnung der wässerigen
auftretenden Nachteil begegnet wird, daß sie eine zu Behandlungslösung ermöglicht im Vergleich zu dem
niedere Betriebsspannung bei sehr stark herabge- aus der USA.-Patentschrift 3 254 390 bekannten Versetzter
Nennleistung aufweisen. Zu diesem Zweck 25 fahren mit wesentlich höherer Konzentration der
wurde auf einer Elektrölytkondensator-Anode die Permanganatlösung ein leichtes Eindringen des wässe-Beschichturig
mit dem Halbleiter durch kathodische rigen Elektrolyten in die Poren des zu beschichtenden
Reduktion aus einer wässerigen Lösung einer Verbin- Anodenmaterials, so daß die elektrolytisch niedergedung
des Halbleitermetalles, das in einer höheren schlagene Schicht des Halbleiteroxydes trotz der
Wertigkeitsstufe als in dem herzustellenden Halbleiter- 30 kurzen Behandlungsdauer von höchstens 5 Minuten
oxyd vorliegt, vorgenommen, worauf erst die oxydi- in allen feinen verzweigten Poren der hochaufgerauhsche
Sperrschicht in einem Formierbad erzeugt wurde ten Aluminiumfolie, Tantalfolie bzw. der Aluminium-
und gegebenenfalls eine oder weitere elektrolytische oder Tantal-Sinterkörper ausgebildet werden kann und
Abscheidungen von Halbleiteroxyd nachfolgten. Mit dabei absolut blasenfrei ist. Tatsächlich ist das bediesem
aus der USA.-Patentschrift 3 254 390 bekann- 35 kannte Verfahren nur auf schwach geätzte Folien geten
Verfahren konnte auf einer schwach geätzten Alu- richtet, es ist aber nicht auf hochporöse Sinterkörper
minium- bzw. Tantalfolie aus 2%'ger Kaliumper- und hochaufgerauhte Folien anwendbar,
manganatlösung bei erhöhter Temperatur (50 bzw. Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise mit be-
manganatlösung bei erhöhter Temperatur (50 bzw. Durch die erfindungsgemäße Arbeitsweise mit be-
90° C) während einer Behandlungsdauer von 30 Minu- sonders kurzzeitiger Erstabscheidung aus stark verten
mit 0,8 mA/cm2 ein erster Überzug aus Mangan- 40 dünnter Permanganatlösung kommt die wesentlich
dioxyd niedergeschlagen werden, worauf nach dem höhere Leitfähigkeit des elektrolytisch abgeschiedenen
Formieren und einer" zweiten elektrolytischen Ab- Halbleiteroxydes als z. B. von durch Pyrolyse erhaltescheidung
von Mangandioxyd sowie Fertigstellung ein nem Braunstein besser zur Wirkung und ergeben sich
Kondensator mit verbesserten Eigenschaften erhalten besonders hohe Kapazitäten pro Volumeinheit. So
wurde. Die bei der ersten elektrolytischen Abscheidung 45 liefern die erfindungsgemäß erhältlichen Elektrolytaufgebrachte Mangandioxydschicht bildet an der kondensatoren ein etwa zwei- bis dreimal so großes
Oberfläche des Ventilmetallkörpers eine Halbleiter- .. CV-Produkt als die nach der USA.-Patentschrift er-,
zwischenschicht, die bei der nachfolgenden Formierung haltenen Erzeugnisse. Die. elektrolytisch aufgebrachte
von dem aus dem Ventilmetall erzeugten Oxyd unter- Halbleiterschicht verleiht außerdem dem Anodenwandert
wird. 50 metall durch den gleichmäßigen Überzug einen guten
Dieses bekannte Verfahren erweist sich jedoch für Schutz in mechanischer und chemischer Hinsicht. So
ein hochporöses Anodenmaterial als nicht geeignet, kann z.B. eine erfindungsgemäß ausgebildete Alumiweil
es offensichtlich nicht gelingt, in den zahlreichen niumanode nach dem Eintauchen in eine wässerige
feinen Poren einer hochaufgerauhten Folie oder eines Mangannitratlösung ohne weiteres durch Erhitzen bis
porösen Sinterkörpers aus Aluminium oder Tantal die 55 auf 500° C pyrolysiert werden, ohne daß die aggresangestrebte
vollständige und gleichmäßige Bcschich- siven nitrosen Dämpfe schaden. Wird dagegen eine
tung mit dem festen Halbleiteroxyd zu erzeugen. ungeschützte Anode in Mangannitratlösung getaucht
Es wurde nun gefunden, daß es auch im Falle eines und pyrolysiert, so ist unbedingt eine Nachformierung
so hochporösen Anodenmaterials unter Einhaltung der Anode nach erfolgter Pyrolyse notwendig. Bei Verganz
bestimmter Abscheidungsbedingungen möglich 60 wendung von Folien als Anodenmaterial wird bei der
ist, eine den hier zu stellenden Anforderungen ent- Pyrolyse bzw. bei kathodischcr Abscheidung nach der
sprechende elektronische Beschichtung mit dem bekannten Methode die Folie mehr oder minder
Halbleiteroxyd herbeizuführen und dabei noch zusatz- brüchig, wogegen sie bei erfindungsgemäß aufgeliche
Vorteile gegenüber dem bekannten Verfahren zu brachtem Halbleiter, auch wenn auf die erste dünne
erzielen. 65 Schicht später noch viel dickere Schichten aufgebracht
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen werden, schmiegsam bleibt. Es können daher auch geeines
Elektrolytkondensators, bei dem auf einem Sin- wickelte Kondensatoren aus erfindungsgemäß vorbeterkörper
oder auf einer Ätzfolie eines Ventilmetalls schichteten Anoden hergestellt werden.
Die erfindungsgemäße elektrolytische Abscheidung des Halbleiter-Elektrolyten wird, wie bereits erwähnt,
in wenigstens zwei Stufen durchgeführt, wobei die erste Beschichtung vor dem Formieren aus stark verdünnter
Lösung bei niederer Stromdichte nur einige Minuten lang erfolgen darf. Dabei kann das elektrolytische
Aufbringen der Halbleiter-Elektrolytschicht und gegebenenfalls auch4 das Formieren mehrmals
wiederholt werden. Zur Verbesserung der Leitfähigkeit der Halbleiterschicht und zur Verringerung der Fehlerstellen
erweist sich eine kurze Wärmebehandlung als vorteilhaft. Zu diesem Zwecke kann, z. B. nach dem
Formieren, die Anode rasch auf 500° C erhitzt werden, wobei Aufheizzeit und Verweilzeit zusammen nur
ungefähr 1 Minute betragen soll. Diese Erhitzung erfolgt zweckmäßig in einem Anlaßofen.
Die Fertigstellung der Kondensatoren nach beendetem Beschichten kann hierauf in bekannter Weise ausgeführt
werden, z. B. durch Graphitieren und Versilbern und Verzinnen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geht von einer nicht
formierten hochporösen Anode aus, die dem Vorbeschichten, hierauf dem Formieren, sodann einem Nachbeschichten
und gegebenenfalls noch einem sehr kurzen Nachformieren sowie einer kurzen Wärmebehandlung
unterworfen wird, wonach der Kathodenanschluß in bekannter Weise, was z. B. auch durch
Aufdampfen im Hochvakuum geschehen kann, aufgebracht wird. Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und insbesondere bei der vorgenannten, auf zwei Verfahrensschritte des Beschichtens
beschränkten Arbeitsweise ist es besonders wichtig, schon b'ei der zuerst aufgebrachten Schicht des Halbleiters
hohe Dichte und große Gleichmäßigkeit zu erzielen. Wird die erste Schicht zu dick aufgebracht, so
kommt es bei der späteren Wärmebehandlung zu Rißbildungen und Abblätterungen. Die Schichtdicke ist
eine Funktion aus Beschichtungszeit, Stromdichte und Konzentration der Lösung, wobei die erfindungsgemäß
vorgesehenen Bedingungen besonders beachtet werden müssen. Auf eine gesunde erste Schicht können nach
einer Wärmebehandlung dann ohne weiteres noch dickere Schichten ohne Rißbildung und ohne Abblätterungen
leicht aufgebracht werden, wobei die gegebenenfalls bis zu 20 mA/cm2 betragende Stromdichte
natürlich stets unterhalb der Gasungsgrenze bleiben muß. Die Elektrolysendauer kann bei dieser
zweiten Abscheidung z. B. V2 Stunde betragen und gewünschtenfalls
bis zu 2 Stunden und mehr ausmachen. Unter eine bereits wärmebehandelte Schicht läßt sich
die aktive Formierschicht nicht mehr leicht aufbringen. Andererseits läßt sich auf eine aktive Formierschicht
nur schwer die Halbleiterschicht aufbringen. Die auf die Formierschicht aufgebrachten Halblciterschichten
blättern jedoch nicht mehr ab. Es ergibt sich daher für das erfindungsgemäße elektrolytische Beschichten mit
einem Halbleiteroxyd bei Verwendung von Kaliumpermanganat als Halbleiterverbindung der folgende
Weg als besonders zweckmäßig: .
Die erste elektrolytisch abgeschiedene Halbleiterschicht
wird aus einer stark verdünnten Kaliumpermanganatlösung, die nur 3 g KMnO.,/1 entionisiertes
Wasser enthält, mit niederer Stromdichte, z. B. I mA/cm- oder darunter, während 5 Minuten bei
Raumtemperatur auf nichtformiertc hoch aufgerauhte
Aluminiumfolie aufgebracht. Wird ein Tantalsinterkörper als Ventilmetall eingesetzt, so wird in der vor
genannten Lösung nur mit einem Strom von < 0,2 m A/ mm3 des Sinterkörpervolumens (entsprechend
< 0,13 mA/cm2) vorbeschichtet. Nach diesem Vorgang wird noch keine Wärmebehandlung ausgeführt,
sondern sofort die aktive Formierschicht erzeugt. Diese Formierung geht nun unter der Halbleiterschicht
sehr rasch und ohne sichtbare Gasbildung vor sich; als Formierzeit reicht eine Stunde vollkommen
aus.
ίο Der Formierstrom sinkt schon nach wenigen
Minuten auf einen sehr kleinen Wert ab. Der Halbleiter, der sich bereits in den feinsten Kanälen des hoch
aufgerauhten Ventilmaterials befindet, ist ein guter Sauerstoffträger und ergibt gleichzeitig infolge seiner
höheren Leitfähigkeit gegenüber den sonst üblichen flüssigen Formierelektrolyten einen minimalen Spannungsabfall.
Infolge dieses geringen Spannungsabfalles wird die Formierschicht von allem Anfang an mit der
vollen Formierspannung formiert. Die Folge davon ist, daß beim Nachformieren der bereits mit dem Halbleiter
beschichteten Anode die Formierspannung nur sehr wenig herabgesetzt werden muß. Beispielsweise
muß bei dem normalen Verfahren mit pyrolytisch aufgebrachter Halbleiterschicht die Nachformierspannung
nach der ersten Pyrolyse bereits auf 20 V herabgesetzt werden, wenn die Formierspannung 25 V betragen hat.
Ähnliches gilt für das bekannte elektrolytische Aufbringen aus einer wesentlich höher konzentrierten
Kaliumpermanganatlösung. Bei der beschriebenen Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens mit
der Formierung erst nach dem ersten Beschichten kann aber mit vollen 25 V formiert werden. Die Nachformierung
nach der zweiten anodischen Beschichtung ist noch mit 23 V ohne weiteres durchführbar. Als Nennspannung
des fertigen Kondensators kann bei den erfindungsgemäß gefertigten Kondensatoren bis zu
80 °/„ der Formierspannung zugelassen werden; bei dem
normalen pyrolytischen Verfahren darf hingegen die Nennspannung ein Drittel der Formierspannung nicht
wesentlich übersteigen und auch bei dem bekannten elektrolytischen Beschichten darf die Nennspannung
höchstens 67°/0 der Formierspannung betragen.
Die zweite elektrolytische Beschichtung kann dann mit etwas höherer Stromdichte und Elektrolytkonzentration,
vorzugsweise mit bis zu doppelt so hoher Stromdichte bzw. Kaliumpermanganatkonzentration,
und auch in längerer Zeit, z. B. bis zu 2 Stunden, je nach gewünschter Schichtdicke, erfolgen. Erst nach der
Nachformierung dieser zuletzt aufgebrachten Schicht kann bei dieser Ausführungsform eine kurze Wärmebehandlung
zur Verbesserung der Leitfähigkeit des Halbleiters und zur Verringerung der Fehlerstellen ausgeführt
werden. '
Eine weitere Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Formiervorgarig
auch mit derselben Lösung durchgeführt werden kann, die zur clektrolytischen Abscheidung des Halbleiters
dient. Man kann also die stark verdünnte, für die erste Beschichtung benutzte Kaliumpermanganatlösung bei
entsprechender Umpolung der Elektroden verwenden. Während des Fonniervorganges können mehrere,
etwa 10 bis 20 Sekunden dauernde Wärmebehandlungen bei etwa 500 C vorgenommen werden, um auf
dem Ventilmetall, insbesondere auf Aluminiumfolien
für Fest-Elektrolytkondensatoren,, eine' möglichst
lückenlose und fehlerarme Formierschicht zu.or/ielen.
Zu diesem Zwecke wird die Folie aus dem Formierbad genommen, in entionisiertem Wasser gereinigt und
gleich erhitzt und dann wieder in das Formierbad zurückgegeben.
Die Formierung der Aluminiumfolie selbst kann zweckmäßig in wässeriger Ammoniumpentaboratlösung
bei Raumtemperatur erfolgen. Durch diese Zwischenerhitzung erreicht man sehr kleine Restströme
und eine weitgehend fehlerfreie Oxydschicht.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch unter Erhaltung seiner Vorteile mit dem Pyrolyseprozeß kombiniert werden, und zwar dadurch, daß auf
die elektrolytisch abgeschiedenen Halbleiterschichten zusätzlich noch eine pyrolytisch erzeugte Schicht des
festen Halbleiter-Elektrolyten aufgebracht wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante wird von
der Beobachtung ausgegangen, daß sich die elektrolytisch erzeugte Halbleiterschicht bei der Formierung
ähnlich verhält wie die bekannten Hydratschichten. Daher können nach dieser weiteren Ausführungsweise
der Erfindung diese Halbleiterschichten auch an Stelle von Hydratschichten des Ventilmetalles, z. B. von
Eloxierschichten, oder mit diesen zusammen aufgebracht und zum Schütze des Ventilmetalles verwendet
werden.
Die Erfindung und deren Vorteile soll an Hand der folgenden Beispiele noch näher erläutert werden.
Es werden zwei Elektrolytkondensatoren miteinander verglichen, die sich nur durch die verschiedene
Herstellungsweise der Halbleiterschichten aus Braunstein voneinander unterscheiden.
Ein Trocken-Tantal-Elektrolytkondensator mit einer Sinteranode von 1 mm Durchmesser, 1,1 mm Höhe,
25 V Formierspannung, mit pyrolytisch aufgebrachter Halbleiterschicht aus Mangandioxyd zeigt die folgenden
Meßwerte: Spannung 15 V, Kapazität 1,122 μΈ,
tgö = 10%, Reststrom < 0,01 mA.
Ein Trocken-Tantal-Elektrolytkondensator gemäß der Erfindung mit Sinteranode von 1 mm Durchmesser
und 1,1 mm Höhe, wurde in folgender Weise hergestellt. ·■■"■,
Der Tantalsinterkörper wird mittels eines Tantaldrahtes
an den negativen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen und eine Tantalfolie als Gegenelektrode
eingesetzt. Als Elektrolyt wird 0,1 n-KMnO4-Lösung
verwendet, die Stromdichte auf einen Wert unter 0,2 mA/mm3 Sinterkörper, z. B. auf 0,07 mA/mm3,
eingeregelt und 5 Minuten lang bei Raumtemperatur elektrolysiert, worauf die Elektroden sofort aus dem
Elektrolyten herausgenommen und gut gewaschen werden.
Hierauf wird der so vorbeschichtete Tantal-Sinterkörper
als Anode geschaltet und zusammen mit der Gegenelektrode aus Tantal in eine 58°/oige Mangannitratlösung
getaucht und mit einer Stromdichte von maximal 0,2 mA/mm3 unter Steigerung der Spannung
bis zu einer konstanten Formierspannung (25 V) beaufschlagt. Der Formiervorgang dauert etwa 1 Stunde
und findet bei Raumtemperatur statt. Im allgemeinen ist dabei der Reststrom schon nach 20 Minuten auf
einen sehr niederen Wert abgesunken.
Nach gründlichem Waschen wird der Tantal-Sinterkörper wieder in eine 0,1 n-KMnOj-Lösung getaucht,
als Kathode geschaltet und bei Raumtemperatur einer zweiten elektrolytischen Beschichtung mit Braunstein
unterworfen. Diese Nachbeschichtung wird mit 0,14 mA/mm3 während 2 Stunden vorgenommen.
Hierauf wird der Sinterkörper nochmals mit entionisiertem Wasser gewaschen, gewünschtenfalls auf diesem
noch eine Braunsteinschicht pyrolytisch erzeugt, mit einer Graphitschicht und schließlich mit einem Einbrennsilberlack
versehen.
Der erfindungsgemäß erhaltene Kondensator hatte folgende Meßwerte: Spannung22V,Kapazitätl,532(xF,
tg δ = 4,5%, Reststrom < 0,01 mA.
Die tg <5- Messung erfolgte direkt an der Braunsteinschicht, wobei die Tantalsinterkörper nur die Braunsteinschicht
aufweisen, so daß die ungleichen Einflüsse
ίο der zusätzlichen Graphit- und Silberschichten entfielen.
Bei dem fertiggestellten Kondensator mit Graphitschicht und Einbrennsilberschicht wurden im Falle der
Erfindung Verlustfaktoren von weniger als 2°/0 erreicht.
Der erfindungsgemäß hergestellte Kondensator hat eine um 50°/0 höhere zulässige Nennspannung. Die
Kapazität ist trotz der höheren Nennspannung noch um rund 40 % höher als bei dem nach dem normalen
Verfahren hergestellten Kondensator. Würde man noch die Formierspannung um 50°/0 senken, so hätte
der erfindungsgemäß ausgebildete Kondensator eine etwa 90°/0 höhere Kapazität (beide Kondensatoren
sind dabei auf gleiche Nennspannung bezogen). Der Verlustfaktor ist nur halb so groß gegenüber dem nach
dem normalen Verfahren hergestellten Vergleichskondensator.
Die Überlegenheit des erfindungsgemäß ausgebildeten Elektrolytkondensators ist insbesondere daraus zu
ersehen, daß für einen derartigen Kondensator eine Ladungsmenge von 5360 μΟο^ Tantalsinterkörper erreicht
werden kann, wogegen bisher nur Werte von 1000 bis 3000 μ<^^ Sinterkörper, je nach Elektrolyt,
üblich waren.
Analog Beispiel 1 werden zwei hoch aufgerauhte Aluminiumfolien mit auf verschiedene Weise erzeugten
Halbleiterschichten miteinander verglichen. Bezüglich der Messung des Verlustfaktors und seiner Bewertung
4« gilt dabei das zu Beispiel 1 Gesagte in entsprechender
Weise.
Eine Folie von 1 cm2 Größe und 90 μ Stärke wurde nach Behandeln mit 58%iger Mangannitratlösung und
Pyrolyse während 1 Minute bei 5000C 1 Stunde lang
in wässeriger Ammoniumpentaboratlösung nachformiert. Diese Folie zeigte die folgenden Meßwerte:
Spannung 15 V, Kapazität 11,8 μΡ, tgo = 16,6%,
Reststrom = 0,05 mA.
Eine Folie von gleicher Größe und Stärke wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet, ebenfalls einer Wärmebehandlung von 1 Minute Dauer bei 500cC unterworfen, aber bereits nach 10 Minuten Nachformierung in wässeriger Ammonpentaboratlösung herausgenommen. Die so behandelte Folie ergab die nachstehenden Meßwerte: Spannung 15 V, Kapazität 14,8 ^F, tg<5 = 9,3%, Reststrom <0,01 mA.
Eine Folie von gleicher Größe und Stärke wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet, ebenfalls einer Wärmebehandlung von 1 Minute Dauer bei 500cC unterworfen, aber bereits nach 10 Minuten Nachformierung in wässeriger Ammonpentaboratlösung herausgenommen. Die so behandelte Folie ergab die nachstehenden Meßwerte: Spannung 15 V, Kapazität 14,8 ^F, tg<5 = 9,3%, Reststrom <0,01 mA.
Das Beispiel zeigt besonders deutlich den Unterschied in den Formierzeiten, die notwendig sind, um
die Schäden an der Formierschicht, die beim Aufbringen der Braunsteinschicht entstehen, wieder zu
beseitigen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bleibt die Formierschicht praktisch ungeschädigt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten festen Halbleiterschichten auf Ventilmetallen eröffnen
eine vielseitige Anwendung der Verfahrensprodukte. Wird beispielsweise ein elektrolytisches Beschichten
von langen, hochaufgerauhten Folienbändern des Ventilmetalles im Durchlaufverfahren vorge-
nommen, so ist eine anschließende Herstellung von Wickelkondensatoren, auch in Verbindung mit flüssigen
oder pastenförmigen Betriebselektrolyten, möglich. Folien, Sinterkörper oder andere Gegenstände, die mit
einer elektrolytisch abgeschiedenen Schicht eines festen Halbleiters versehen werden, eignen sich auch besonders
zur Herstellung integrierter Schaltkreise für Widerstandsschichten sowie von im Aufdampfverfahren
erzeugten Kondensatoren.
IO
Claims (8)
1. Verfahren zum Herstellen eines Elektrolytkondensators,
bei dem auf einem Sinterkörper oder auf einer Ätzfolie eines Ventilmetalls als halbleitende
Zwischenschicht eine Mangandioxydschicht durch kathodische Reduktion einer wässe-
: rigen Kaliumpermanganatlösung abgeschieden wird, der Ventilmetallkörper hierauf durch anodische
Formierung mit einer die Halbleiterzwischen- so schicht unterwandernden dielektrischen Schicht
versehen wird, wonach auf der erstaufgebrachten Mangandioxydschicht eine weitere Mangandioxydschicht
durch kathodische Reduktion in einer Kaliumpermanganatlösung gebildet wird, d a durch
gekennzeichnet, daß die Abscheidung der ersten Mangandioxydschicht in einer bis 0,3 °/0 Kaliumpermanganat enthaltenden
wässerigen Lösung bei einer Stromdichte bis zu lmA/cm2 für Aluminiumelektroden und bis zu
0,13 mA/cma für Tantalanoden bei Raumtemperaturen maximal 5 Minuten lang erfolgt und daß
die kathodische Abscheidung der zweiten Mangandioxydschicht längere Zeit hindurch, gegebenenfalls in einer konzentrierteren Kaliumpermanganat-
lösung bei höherer Stromdichte, erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit der elektrolytisch
aufgebrachten Mangandioxydschichten durch eine kurze Wärmebehandlung, z. B. von 1 Minute
Dauer bei 5000C, erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kathodische Abscheidung
der zweiten Mangandioxydschicht mit bis zu doppelt so hoher Stromdichte bzw. Kaliumpermanganatkonzentration
vorgenommen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formieren mit
derselben Lösung, die zur elektrolytischen Abscheidung der ersten Mangandioxydschicht dient,
durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die elektrolytisch
abgeschiedenen Mangandioxydschichten zusätzlich noch eine pyrolytisch erzeugte Mangandioxydschicht
aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytisch
abgeschiedenen Mangandioxydschichten an Stelle von Hydratschichten des Ventilmetalles, z. B. von
Eloxalschichten, oder zusätzlich zu diesen aufgebracht werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische
Abscheidung an langen, hochaufgerauhten Folienbändern des Ventilmetalles im Durchlaufverfahren
für die Herstellung von Wickelkondensatoren vorgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die elektrolytisch
beschichteten, formierten und gegebenenfalls kurz wärmebehandelten Folien aus dem Ventilmetall die
Kathode durch Aufdampfen auf die Mangandioxydschicht im Hochvakuum aufgebracht wird.
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011109756A1 (de) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | H.C. Starck Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren aus Ventilmetallpulvern |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011109756A1 (de) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | H.C. Starck Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren aus Ventilmetallpulvern |
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