DE1614736C

DE1614736C - Verfahren zur Formierung von Elektro den aus Tantal oder Niob fur elektrische Kondensatoren

Info

Publication number: DE1614736C
Authority: DE
Inventors: Ingbert Dr rer nat 8501 Frschbach Harkness Eric Harold 8501 Großweismannsdorf Lipka Sylvia 8500 Nürnberg Haselmann
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Publication date: 1972-01-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Formierung von Elektroden für elektrische Kondensatoren aus Tantal oder Niob. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Formierung von Sinteranoden für Kondensatoren mit einer Halbleiterzwischenschicht, z. B. aus Mangandioxyd.

Zur Herstellung einer dielektrischen Oxydschicht, insbesondere bei Anoden für elektrolytische Kondensatoren, sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, bei denen die verschiedensten Formierelektrolyte verwendet werden. Für die Eigenschaften der dielektrischen Oxydschicht und damit die des fertigen Kondensators ist es wesentlich, welcher Elektrolyt hierzu verwendet wird. Von besonderer Bedeutung sind die Eigenschaften der dielektrischen Oxydschicht bei solchen Kondensatoren, bei denen ein fester Körper mit der dielektrischen Oxydschicht in Kontakt steht. Dies ist insbesondere der Fall bei Kondensatoren mit einer Halbleiterzwischenschicht, die vorzugsweise aus einer durch thermische Zersetzung erzeugten Mangandioxydschicht besteht. Es kann aber auch eine Metallschicht als zweite Belegung direkt auf der dielektrischen Oxydschicht angeordnet sein.

Zur Formierung von Elektroden aus Tantal ist es bereits bekannt, eine verdünnte wäßrige Lösung von Phosphorsäure zu verwenden. So ist beispielsweise in dem Buch »Elektrolytkondensatoren« 'von A. Güntherschulze und H. Betz, Berlin 1952, 2. Auflage auf S. 27 in der Tabelle 20 die Verwendung einer O,()5n-Phosphorsäure zum Fonnieren von Tantal beschrieben.

Weiter ist es aus der deutschen Auslegeschrift 1 178 275 bekannt, zur Herstellung der dielektrischen Oxydschicht auf Tantal- oder Niobkörpern als Formierelektrolyt eine Lösung von Phosphorsäure in einem Glykol-Wasser-Gemisch zu verwenden. Durch Verwendung von solchen Phosphorsäure enthaltenden Elektrolyten werden zwar Oxydschichten erhalten, die indem fertigen Kondensator gute elektrische Werte ergeben, jedoch ist die Funkenspannung, die mit diesen Elektrolyten erreicht wird, verhältnismäßig niedrig. Die so hergestellten Anoden können daher nur für Kondensatoren mit verhältnismäßig niedriger Betriebsspannung verwendet werden.

Andererseits sind Elektrolyte zur Formierung von Tantal- und Niob-EIektroden bekannt, bei denen eine verhältnismäßig hohe Funkenspanining erreicht wird, jedoch sind die elektrischen Werte der damit hergestellten Kondensatoren denen, deren Elektroden in einem phosphorsäurehaltigen Elektrolyten formiert wurden, unterlegen.

So ist beispielsweise aus der deutschen Auslcgeschrift 1 225 2⁽)9 bekannt, zur anodischen Oxydation von Sinterkörpern aus Tantal oder Niob eine konzentrierte wäßrige Lösung von ausschließlich Ameisensäure, Essigsäure oder Propionsäure zu verwenden. Die Konzentration des Formierelektrolyten muß ö hierbei etwa 80% betragen, da bei Abweichung von diesem Wert der Reststrom erheblich ansteigt. Außerdem hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von konzentrierter Ameisensäure oder Essigsäure oft der mittlere Reststrom der Kondensatoren erheblich ansteigt. Die Ursache hierfür ist jedoch nicht bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile dieser

bekannten Formierverfahren zu vermeiden und einen Formierelektrolyten für Tantal- und Niob-Elektroden anzugeben, mit dem einerseits bis zu einer hohen Spannung formiert werden kann, andererseits die daraus hergestellten Kondensatoren gute elektrische Werte haben, insbesondere einen niedrigen Reststrom und niedrige Verluste.
' Gemäß der Erfindung wird zur Formierung von

Anoden aus Tantal oder Niob ein Elektrolyt verwendet, der aus einem Gemisch von 50 bis 90 Volumteilen konzentrierter Essigsäure oder Propionsäure und 50 bis 10 Volumteilen einer l'Voigen wäßrigen Lösung von Phosphorsäure besteht.

Die bevorzugte Zusammensetzung des Elektrolyten ist ein Gemisch aus 80 Volumteilen 96°/oiger Essigsäure und 20 Voluniteilen einer l'Vuigen wäßrigen Lösung von Phosphorsäure (H._SPO₄).

Mit dem Elektrolyten dieser bevorzugten Zusammensetzung wurden Sinterkörper aus Tantal mit einem Gewicht von 0,2 g auf 400 Volt formiert. Die daraus hergestellten Kondensatoren mit einer Halbleiterzwischenschicht aus Mangandioxyd hatten eine Kapazität von 1,1 (tF. Die Verluste dieser Kondensatoren betrugen 0,7 ⁰Ai und der bei 100 Volt in einer 6()ⁿ/oigen Schwefelsäurclösung gemessene Reststrom betrug 0.2 uA.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von dielektrischen Oxydschichten auf Tantal- oder Niobkörpern für elektrische Kondensatoren, insbesondere auf Sinterkörpern für Kondensatoren mit Halbleiterzwischenschicht, dadurch gekenn zeichnet, daß als Formierelektrolyt ein Gemisch aus 50 bis 90 Volumteilen konzentrierter Essigsäure oder Propionsäure und 50 bis 10 Volumteilen einer l'Voigen wäßrigen Lösung von Phosphorsäure verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus 80 Volumteilen 96",Oiger Essigsäure und 20 Volumteilen einer l'Voigen wäßrigen Lösung von Phosphorsäure verwendet wird.