144245. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés elektrolitikus kondenzátorok formálására

Megjelent: 1958. szeptember 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.245. SZÁM 21. g. 1—16. OSZTÁLY — KA-512. ALAPSZÁM Eljárás és berendezés elektrolitikus kondenzátorok formálására Bejelentő: Magyar Állam, mint a feltalálók Katona János gépészmérnök, dr. Kőrösy Ferenc vegyészmérnök budapesti lakosok jogutódja Bejelentés napja: 1955. július 18. Az elektrolitikus kondenzátorok gyártási technológiájában az általánosan ismert és kialakult módszer szerint az anódfólia felület feldurvítás után (vegyi maratás, homokolás, fémszórás stb.) oxidációnak, előformálásnak lesz alávetve, amely művelet alatt kialakul a dielektromos záróréteg. A formálás, a réteg kialakítás művelete alatt a kondenzátorra egyenfeszültséget kapcsolunk, a feszültséget fokozatosan emeljük a kívánt maximális formáló feszültségig (ez átlalában a csúcsfeszültség egy-kétszerese). E maximális feszültség elérése után a feszültséget állandóan tartva folytatjuk a kondenzátorok formálását mindaddig, amíg a kondenzátorok áthaladó árama a kívánt alacsony végértékre, a maradék áram értékére beáll. Tehát a formálás időkarakterisztikájának két szakasza figyelhető meg, amit 1. ábra és 2. ábra mutat. 1. ábrán a formálási feszültség, 2. ábrán a formáló áram időkarakterisztikája látható. Az 1. szakasz a maximális feszültség eléréséig, a II. szakasz a min. végáram, a maradékáram eléréséig tart. Az I. szakasz az 1. ábra szerint a lineáristól kissé eltérő az E/ = f (t) karakterisztikán látható az 1. ábrán. E szakasz meredeksége a formálási áramsűrűségtől függ és annak növekedtével a meredekség is emelkedik. Az 1/ = f (t) karakterisztika II. szakasza exponenciális jelegű. Az exponenciális összefüggés miatt a görbe alsó szakasza erősen ellapul, a kívánt végső maradékáram értéke igen lassan áll be. Ezért a formálás ideje jelentékenyen megnő. E maradekáram. melyet a formálás végén megkapunk, nem stabilis. A kiformált kondenzátor hoszszabb, pár hetes, vagy hónapos fektetése esetén jelentékeny romlást mutat. A romlás oka az, hogy a kiformált réteg nem áll ellen megfelelőképpen az elektrolit korrózív hatásának, hibahelyek keletkeznek, az átvezetési áram a kezdetihez képest 4—5-szörösre is megnő. Fenti hátrányok kiküszöbölését célozza jelen bejelentés tárgya. Az elektrolitikus kondenzátorokon kialakított záróréteg ellenállása követi a félvezetők és szigetelők ellenállásának hőmérséklet függését: log I = cT + b. ahol la rétegen átfolyó áram, T az abszolút hőmérséklet, b és c anyagállandók. Célszerűnek látszik ezen összefüggés alapján a réteg kialakítás (formálás) hőmérsékletét felemelni és kihasználva a fenti összefüggést, a formálást a legmagasabb hőmérsékleten végezni, amelyet egyáltalában az elektrolit elbír. A formálást e magas hőmérsékleten azonban csak a karakterisztika erősen görbült szakaszán végezzük és még mielőtt a karakterisztika a laposodó részbe átkerül, kihasználva fenti logaritmikus összefüggést, a formálást fokozatosan a szobahőmérsékletig csökkenő hőmérsékleten fejezzük be. A 3. ábra mutatja ennek a formálásnak lényegét. A tekercs formába előkészített formálatlan kondenzátort célszerűen 80—120 C° hőmérsékletre melegített elektrolitba .tesszük. A betevés fokozatos bemerítéssel történik, hogy az elektrolit a tekercsben levő gáz és levegő zárványokat kihajtsa. Ezután megkezdjük a formálást fenti hőmérsékleten. E formálást 3. ábra szerint azonban csak A pontig folytatjuk magas hőmérsékleten. A pont még az exponenciális karakterisztika erősebben görbülő szakaszán helyezkedik el. Ha a formálás fenti magas hőmérsékleten A pontig eljutott, a kondenzátor tekercset a fürdőből kiemeljük, vagy a fürdőt lesüllyesztjük. Ezalatt a tekercsek fokozatosan szobahőmérsékletig hűlnek le. A formálást fokozatosan hűlő környezetben tovább -folytatjuk a kívánt végleges maradék áram eléréséig. A ponttól kezdve érvényesül az átvezetési áram logaritmikus függése a hőmérséklettől, formálás igen gyorsan folytatódik és a for* málás összes ideje az eddig ismert.formálási módszerek A

jr

i

—V5

részére csökken le. A berendezés elvi sémáját 4. ábra mutatja, ahol I fűtőtesttel fűtött 2 formáló fürdőbe helyezzük 3 kondenzátor tekercset, melyet 4 emelő szerkezettel mozgatunk. A formálást 5 mA mérővel és 6 V mérővel ellenőrizzük. Gyártási célokra alkalmas berendezést 5. ábra mutat. Itt 7 gyűjtő sín rendszerre függesztjük 9 kondenzátor tekercset és azokat 8 melegített elektrolit fürdőbe függesztjük% A

fürdő felett 10 elszívó berendezés helyezkedik el. A fürdő hőmérsékletét pedig 11 hőfok regulátorral állandóan tartjuk. Az elpárolgott elektrolitot 12 vezeték-