DE1439500C3

DE1439500C3 - Verfahren zum Herstellen eines Kondensators mit festem Elektrolyten

Info

Publication number: DE1439500C3
Application number: DE19611439500
Authority: DE
Inventors: Jochen Von Dr. 8501 Behringersdorf Bonin; Hans Eugen Dr. Phys. 7015 Korntal Lauckner; Wolfgang Paignton Devon Mosebach (Grossbritannien); Karl-Heinz Wilhelm Eduard 8501 Roethenbach Thiele
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1961-07-14
Filing date: 1961-07-14
Publication date: 1974-10-31
Also published as: NL280890A; DE1439500A1; BE619967R; DE1439500B2

Description

Als Material für die Trägerfolie können auch Glas, keramische Stoffe oder auch Papier gewählt werden.

Die Trägerfolie kann auch beiderseits mit dem notwendigen Schichtaufbau versehen werden. Um eine besonders große Kapazitätserhöhung zu erzielen, ist es von Vorteil, denselben Schichtaufbau unter Zwischenlage von Isolierschichten mehrfach zu wiederholen und anschließend zu einem Wickel aufzurollen.

Die Erfindung hat den Vorteil wesentlich geringerer Herstellungskosten gegenüber den bekannten Kondensatoren mit Sinterkörpern. Gegenüber den bekannten Kunststoff- insbesondere Polystyrolkondensatoren ist eine wesentlich höhere Kapazität pro Volumeinheit erzielbar.

Außerdem wird durch Verwendung einer Tantalschicht auf einer Unterlage in hohem Maße Tantal eingespart, welches nicht zur Bildung der Kapazität beiträgt. Infolge des hohen spezifischen Gewichts von Tantal ergibt sich eine beträchtliche Gewichtsersparnis.

Ein Ausführungsbeispiel für einen nach der Erfindung hergestellten Kondensator ist in der Zeichnung dargestellt. Die F i g. 1 und 2 zeigen ein zum Aufrollen bestimmtes Kondensatorband mit folgendem ίο Schichtaufbau:

1 isolierende Trägerfolie

2 Tantalschicht

3 dielektrische Tantaloxidschicht
4 Manganoxidschicht

5 leitende Gegenelektrode

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Platte aus Ventilmetall, beispielsweise Tantal, wird Patentansprüche: eine dünne Schicht aus Tantaloxid durch anodische Oxidation auf der Plattenoberfläche erzeugt. Auf

1. Verfahren zum Herstellen eines Wickel- diesem Oxidfilm befindet sich eine dünne Halbleiterkondensators mit einer Anode aus Ventilmetall, 5 schicht vom p-Typ, die in der Lage ist, in der Obereiner aufformierten dielektrischen Schicht, einer flächenschicht der Oxidschicht p-Leitfähigkeit zu er-Halbleiterschicht und einer metallischen Kathode, zeugen. Auf der Halbleiterschicht vom p-Typ befindadurch gekennzeichnet, daß auf eine det sich gegebenenfalls eine weitere Schicht guter isolierende Trägerfolie eine dünne Schicht aus elektrischer Leitfähigkeit, die aus irgendeinem der Tantal durch Kathodenzerstäubung aufgebracht io zuvor genannten Metalle, wie Tantal, Titan oder wird, daß das Tantal anodisch oxidiert wird, daß Aluminium, bestehen kann. Als p-leitende Schicht auf die Oxidschicht" Manganoxid aufgedampft wird Germanium verwendet, das unter Vakuum auf- oder durch Kathodenzerstäubung aufgebracht gedampft wird.

und daß eine Metallschicht als Kathode aufge- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tantalelektro-

brachtwird. 15 lytkondensator mit an sich bekannter Schichtenfolge

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- in der Weise herzustellen, daß er als Wickelkondenkennzeichnet, daß als Gegenelektrode Gold, SiI- sator ausgebildet werden kann.

ber oder Aluminium aufgebracht wird. Die Aufgabe wird durch die Erfindung für einen

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- eingangs beschriebenen Kondensator dadurch gelöst, kennzeichnet, daß als Trägerfolie eine 6 bis 20 μπι 2o daß auf eine isolierende Trägerfolie eine dünne starke Polyesterharzfolie verwendet wird. Schicht aus Tantal durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird, daß das Tantal anodisch oxidiert wird, daß auf die Oxidschicht Manganoxid aufgedampft

oder durch Kathodenzerstäubung aufgebracht und

25 daß eine Metallschicht als Kathode aufgebracht wird. Kondensatoren mit festem Elektrolyten lassen sich

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum nicht ohne weiteres als Wickelkondensatoren ausbil-

Herstellen eines Wickelkondensators mit einer Anode den, weil das Aufrollen zu einem Wickel in der emp-

aus Ventilmetall, einer aufformierten dielektrischen findlichen Halbleiterschicht, die als fester Elektrolyt

Schicht, einer Halbleiterschicht und einer metalli- 30 dient, zu Beschädigungen führt. Überraschenderweise

sehen Kathode. läßt sich aber ein Wickelkondensator herstellen, wenn

In früheren Arbeiten wurde bereits vorgeschlagen, man an Stelle einer Folie aus Ventilmetall eine Veneinen Kondensator mit einem festen Elektrolyten zu tilmetallschicht verwendet, die auf eine isolierende versehen, dessen Schichtaufbau im Normalfall auf Folie aufgebracht ist.

einem filmbildenden Metall, z. B. Tantal oder Alu- 35 Gemäß der Erfindung wird Tantal durch Kathodenminium, besteht, das durch anodische Oxidation mit zerstäubung auf eine isolierende Trägerfolie, vorzugseiner dielektrischen Schicht überzogen ist, auf der weise auf eine 6 bis 20 μΐη starke Polyesterharzfolie, sich eine Halbleiterschicht, ζ. B. aus Mangandioxid aufgebracht. Allein durch das Aufbringen mittels (Braunstein), befindet, die ihrerseits mit einer elek- Kathodenzerstäubung gelingt es, Tantalschichten von trisch gut leitenden Schicht als Gegenelektrode abge- 40 solcher Dicke auf einer isolierenden Unterlage zu erdeckt ist (Patentanmeldung St 13 099 VHIc/21g- zeugen, daß sie sich einerseits oberflächlich oxidieren 10/02). Auf diese Weise ist es möglich, die Nach- lassen, ohne daß die Schicht über ihre ganze Dicke führung bestimmter Stoffe zu den wirksamen Schich- oxidiert, anderseits, daß ein Aufwickeln möglich ist, ten des Kondensators zu bewirken. ohne daß die Tantalschicht Risse bekommt oder ab- ί *

Bei Kondensatoren dieser Art hat man bisher als 45 blättert. Auch ist es nur auf diesem Wege möglich, ^

Anode einen Sinterkörper aus filmbildendem Mate- eine Schicht aus dem hochschmelzenden Tantal auf

rial, ζ. B. Tantal, verwendet, der formiert, mangani- einer Kunststoffolie zu erzeugen,

siert und anschließend mit einem elektrisch leitenden Anschließend erfolgt in bekannter Weise die

Überzug versehen worden ist. anodische Oxidation des auf der Trägerfolie befind-

Es ist auch bereits bekannt, bei Tantalkonden- 50 liehen Metallfilms und hierauf die Kontaktierung der satoren mit flüssigem Elektrolyten eine Folie als entstandenen Oxidschicht mit Manganoxid. Das Träger für den Schichtaufbau zu verwenden und diese Manganoxid wird durch Aufdampfen oder Kathoden-Folie zu einem Wickel aufzurollen. zerstäubung aufgebracht. Auf diese Weise kann eine

Aus der USA.-Patentschrift 2 408 910 ist ein Wik- so dünne Manganoxidschicht erzeugt werden, daß sie kelkondensator bekannt, bei dem eine Aluminium- 55 beim Aufwickeln der Folie nicht beschädigt wird. Das folie beidseitig mit einer Oxidschicht überzogen ist, übliche Aufbringen einer Manganoxidschicht durch auf die als leitende Gegenelektrode vorzugsweise Blei, thermische Zersetzung einer Lösung von Mangan-Zink, Aluminium, Wismut oder Zinn aufgebracht ist. nitrat hat sich im vorliegenden Falle als ungeeignet Um bei dem Aufwickeln Risse im Dielektrikum zu erwiesen. Auf die so erzeugte Manganoxidschicht vermeiden, ist die Kathode auf der von der Anoden- ^6o wird schließlich ein leitender Überzug als Gegenfolie aus gesehen konvexen Seite angeordnet. Um die elektrode aufgebracht, der vorzugsweise aus Gold, besonders wünschenswerten Eigenschaften beizube- Silber oder Aluminium besteht,
halten, wird ein feuchtigkeitsdichtes, isolierendes Das auf diese Weise vorbereitete Kondensator-Material über die andere dielektrische Schicht ge- band wird nun, gegebenenfalls unter Verwendung zogen. ⁶5 einer Zwischenlage aus Papier oder aus einer ande-

Weiterhin ist aus den Unterlagen des deutschen ren geeigneten Isolierstoffolie, zu einem Konden-

Gebrauchsmusters 1 736 203 ein Tantalkondensator satorwickel gerollt, mit den nötigen Anschlußfahnen

mit folgendem Schichtaufbau bekannt: Auf eine versehen und z. B. in ein Gehäuse eingebaut.