197458. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított villamos tulajdonságú szilárd elektrolitú aluminium elektrolit kondenzátor előállítására
3 197458 4 A találmány tárgya olyan eljárás, mely javított villamos tulajdonságú szilárd elektrolitú alumínium elektrolit kondenzátor előállítására szolgál. Az elektronikus iparág a korszerű elektromos és elektronikus áramkörök gyártásához nagy fajlagos kapacitású kondenzátorokat igényel. A korábbi években erre a célra szinte kizárólag az ún. .nedves’ (folyadék elektrolitú) alumínium elektrolit kondenzátorokat alkalmazták. A nedves alumínium elektrolit kondenzátor széleskörű alkalmazása elsősorban a nagy fajlagos kapacitása és az alacsony előállítási ára miatt terjedt el. Közismert napjainkban az a tény, hogy a korszerű áramkörök megjelenésével a hagyományos kivitelű elektrolit kondenzátorok már nem felelnek meg. Az új áramkörök, melyek korszerű követelményeket elégítenek ki, nevezetesen a széles üzemi hőmérséklettartomány, a nagy alkatrészsűrüség, a hibrid integrált áramkörök alkalmazása slb., a folyadék elektrolitot nem tartalmazó, de mégis nagy fajlagos kapacitású kondenzátorok felhasználását igénylik. A napjaink gyakorlatában erre a célra szinte kizárólag a szintereit anódú, szilárd elektrolitú tantál kondenzátorokat alkalmazzák. E kondenzátorok klímaállósága a nedves alumínium elektrolit kondenzátorokénál jobb. A fajlagos kapacitásuk magasabb és a villamos paraméterekeik kedvezőbbek, így a korszerű követelményeket jobban kielégítik. E kedvező tulajdonságuk ellenére azonban ezeknek a szilárd elektrolitú tantál kondenzátoroknak számos hátrányos tulajdonsága is van, melyek a következők:- az alkalmazott alapanyag magas éra,- a színtereit anódtest struktúrájából adódó ún. .pórus önindukció’, amely néhány 10 kHz felett, rontja a nagyfrekvenciás tulajdonságokat. E hátrányos tulajdonságot részletesen vizsgálja a J. Vergnolle, Distributed Nett work Analysis of Porous Elektrode Capacitors (JES Vol. Ill, No 7 july 1967) cimű szakcikke. E hátrányos tulajdonságok kiküszöbölésére számos megoldás született. E megoldások célkitűzése elsősorban az, hogy mangándioxid félvezető réteget alakítsanak ki az ariódikusan oxidált alumínium hordozón és ilyen módon szilárd elektrolitú aluminium elektrolit kondenzátor típusokat hozzanak létre. Egy ilyen eljárást ír le a HU 149 540 lajstromszámú szabadalmi irat. E szabadalom tárgya lényegében olyan eljárás, mely - szilárd - elektrolit kondenzátor előállításét célozza. Ennek az eljárásnak az a lényege, hogy nagytisztaságú alumínium huzalból vagy rúdból való anódjának a felületét először mechanikailag, majd elektrokémiai maratással növelik. A nagyított felületre elektrolízissel először pórusos szerkezetű, majd dielektromos záróréteget képező kettős oxidréteget alakítanak ki. Az így kialakított anód felületén öregító hőkezelés után kátédként pirolítikus bontással több lépcsőben félvezető rétegeket képeznek ki. A kálódnak mangándioxidot alkalmaznak, amely mangándioxid réteget az anód felületére felvitt mangánnitrát 750-850 °C-on való pirolítikus bontásával 4-8 rétegben alakítanak ki. Közismert, hogy a szilárd elektrolit kondenzátorok dielektrikuma napjainkban a hordozó ventilfémen - tantál, aluminium - anódikus oxidációval kialakított fémoxid - tantálperítoxid, ftluminiumoxid -, a katód fegyverzet pedig általában mangándioxid, melyet mangán(II)nitrát, hóbontásával állítanak elő a hordozó anódtest.en. A napjainkban széles körben elterjedt szilárd elektrolitú kondenzátoroknak gyártási alapproblémája az, hogy a 1. ) Kellő tömörségű, kis ellenállású félvezető (mangándioxid) katód fegyverzetet általában csak többszöri (6-12) alkalommal felhordott és hóbontott. ( .pirolizált’) mangán(II)nitrát oldatból lehet előállítani. 2. ) A mangán(II)nitrát hóbontásakor keletkező bomlástermékek viszont károsítják a dielektrikumot és ez a károsodás utólag csak részben javítható. Más szavakkal kifejezve az ismert eljárások során a kevés számú mangándioxid réteg magas veszteséget, a sok mangándioxid réteg pedig magas átvezetési áramot eredményez. Ismeretes az is, hogy míg a tantálpentoxid aránylag jól ellenáll a pirolíziskor keletkező nitrózus gőzök korrodeáló hatásának, addig az alumíniumoxid jelentős mértékben károsodik, így a magas rétegszámú höbontás az aluminium hordozón közvetlenül nehezen hajtható végre. E tényből fakad az a törekvés, hogy a gyártó vállalatok a technológiában rendszerint kerülő megoldásokat alkalmaznak. A találmány tárgya egy olyan eljárás, mely javított villamos tulajdonságú, szilárd elektrolitú alumínium elektrolit kondenzátor előállítására szolgál. A találmány célja a félvezető, szilárd elektrolitú alumínium elektrolit kondenzátor előállításét célzó ismert eljárásoktól eltérő, azoknál egyszerűbb és gazdaságosabb megoldás kidolgozása, amely az ismert és forgalomba hozott típusoknál jobb váltakozóáramú villamos paraméterekkel rendelkezik. A kitűzött cél megvalósítása érdekében I a szilárd elektrolitú alumínium kondenzátorok 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
