160002. lajstromszámú szabadalom • Eljárás félvezető- katódos elektrolitkondenzátorok előállítására

160002 3 4 A találmány célja a katódot alkotó félvezető réteg felvitelekor fellépő károsodások mértékének csökkentésével olyan eljárás biztosítása, amelynek segítségével jelentősen megjavult elektromos tulajdonságokkal rendelkező félvezető katódos elektrolitkondenzátorok állíthatók elő. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a kondenzátor elektromos értékei jelentősen megjavulnak, ha a dielektrikumot alkotó oxidréteget a katódot alkotó félvezető réteg felvitele előtt hőkezeljük, és az eközben létrejött károsodást további anódikus oxidációval még a katódot alkotó félvezető oxidréteg kialakítása előtt helyrehozzuk. Megállapítottuk, hogy már egy hőkezelésnek és utána következő elektrolitikus oxidációnak is van előnyös hatása, azonban jelentős javulást legalább két hőkezeléssel és azt követő elektrolitikus oxidációval érhetünk el. A találmány eljárás félvezető katódos eiektrolitkondenzá torok előállítására az anód elektrolitikus oxidálása, az oxidált anódból félvezető ka-. tódréteg kialakítása útján kondenzátor készítése, az így kapott kondenzátor elektrolitikus utóoxidálása, majd a kondenzátor házba szerelése és elektromos utókezelése útján, amely abban áll, hogy az anód elektrolitikus oxidálása közben vagy után, a félvezető katódréteg kialakítása előtt az anódot az anódikus oxidáció hőmérsékleténél legalább 50 °C-kal magasabb, célszerűen 250 °C fölötti hőmérsékleten egyszer vagy többször, célszerűen kétszer hőkezeljük, és minden egyes hőkezelés után további anódikus oxidációnak vetjük alá. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a hőkezelés(ek) utáni, a félvezető réteg kialakítása előtti anódikus oxidációba^ az előző anódikus oxidáció végfeszültségén vagy annál legfeljebb 8%-kal kisebb végfeszültségen végezzük. A találmány szerinti eljárás foganatosítására az alábbi kiviteli példákat adjuk meg. 1. példa a) Három db (la, Ha, Illa jelű), egyenként 5,0 cm2

felületű tantállemezt (az anódot) 0,1 g/l foszforsavtartalmú, 90 °C hőmérsékletű elektrolitban tantál katódok között 100 V oxidáló feszültségen elektrolitikusan oxidálunk, míg az átvezetési áram gyakorlatilag konstanssá nem válik. Ezután az la jelű lemezt nem hőkezeljük. A Ha jelű lemezt 400 °C-on hőkezeljük, majd ezt követően szoba-hőfokon tömény ecetsavban 1 óra hosszat 96 V feszültségen további anódikus oxidációnak vetjük alá. A Illa jelű lemezt 400 °C-on hőkezeljük, majd ecetsavban szobahőfokon 1 óra hosszat 98 V feszültségen további anódikus oxidációnak vetjük alá, végül a 400 °C-os hőkezelést és a további anódikus oxidálást megismételjük. Ezután mindhárom lemezt mangán(II)-nitrátolvadékba mártjuk, majd a mangánsóréteget 375 °C hőmérsékleten kb. 20 percen át hőbontásnak vetjük alá. Ezt követően a lemezeket 45— 50 V feszültségen utóoxidáljuk. Az olvadékba mártást, a hőkezelést és az utóoxidálást hatszor megismételjük, és ilyen módon a lemezeket félvezető mangán-dioxid réteggel látjuk el. Az így kapott kondenzátortestekre kolloid grafitbevonatot viszünk fel, majd a kondenzátortesteket házba építjük. b) Másik három (Ib, IIb, Illb jelű) lemezzel az a) alattiak szerint járunk el, de a hőkezeléseket 300 °C-on végezzük. A kapott kondenzátorokon mért átvezetési áram értékeit az alábbi táblázatban közöljük: a b I. 2,4 /./A 2,4 pA II. 0,8 «A 1,3 '/,A III. 0,2 '/,A 0,6 «A A táblázatból kitűnik, hogy a találmány szerinti eljárás már egyszeri közbenső hőkezelés és azt követő további anódikus oxidáció esetén is kedvezően befolyásolja az átvezetési áramot, de kétszeri hőkezelés és azt követő további anódikus oxidáció még további jelentős javulást eredményez. 2. példa Két db ismert módon készült, 3 mm átmérőjű, 8 min hosszú zsugorított hengeres tantál anódtestet 0,1 g/l koncentrációjú vizes foszforsavelektrolitban 90 °C hőmérsékleten tantál anódok között elektrolitikusan oxidáljuk 100 V oxidáló végfeszültségen, amíg az átvezetési áram gyakorlatilag konstanssá nem válik. Ezután az elektrolitikus oxidációt 2%-os kénsavfürdőben 160 °C-on 160 V oxidáló feszültségen folytatjuk, amíg az átvezetési áram ismét konstanssá nem válik. Az így kezelt anódtestek közül az egyikei (1. sz.) nem hőkezeljük. A második anódtestet (2. sz.) 350—400 °C közötti hőmérsékleten hőkezeljük, ezt követően szobahőfokon kb. 0,01 n salétromsavban 155 V feszültségen 1,5' óra hosszat további anódikus oxidációnak vetjük alá, majd a hőkezelést és a további anódikus oxidációt megismételjük. Mindkét anódtestet az 1. példa szerinti módon látjuk el félvezető mangán-dioxid réteggel és építjük házba, azonban az utóoxidálást 45—50 V helyett 70—75 V feszültségen végezzük. A hőkezeletlen (1. sz.) kondenzátor átvezetési árama 4 mikrpamper, míg a találmány szerint kezelt kondenzátoré 1,4 mikroamper. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2