DE1940573A1 - Electrolytic capacitor with two-stage- - anodised anode - Google Patents
Electrolytic capacitor with two-stage- - anodised anodeInfo
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- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
- H01G9/0032—Processes of manufacture formation of the dielectric layer
Abstract
Description
B e s c h r e i b u n g Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit besseren Eigenschaften Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit besseren Eigenschaften mittels statischer elektrolytischer Oxydation der Anode in mindestens zwei Teilabschnitten mit zunehmender Spannung, Herstellung eines Kondensators aus der oxydierte Anode, im Falle von Kondensatoren mit einer Halbleiter-Kathode mit elektrolytischer Fachoxydation des auf diese Weise erhaltenen Kondensators, darauffolgender Anbringung im Kondensatorgehäuse und elektrischer Nachbehandlung des Kondensators.D e ctio n in g Process for the production of electrolytic capacitors with better properties The invention relates to a method of manufacture of electrolytic capacitors with better properties by means of static electrolytic Oxidation of the anode in at least two sections with increasing voltage, Manufacture of a capacitor from the oxidized anode, in the case of capacitors with a semiconductor cathode with electrolytic compartment oxidation of the in this way obtained capacitor, subsequent installation in the capacitor housing and electrical Post-treatment of the capacitor.
Bekanntlich kann die das Dielektrikum der Elektrolytkondensatoren bildende Oxydschicht durch anodische Oxydation des Metalles hergestellt werden. Die Dicke der sich bildenden Oxydschicht ist durch die Spannung bei der anodischen Oxydation bestimmt und die Geschwindigkeit ihres Wachstumes ist der anodischen Stromdichte proportional. It is well known that the dielectric of electrolytic capacitors can forming oxide layer can be produced by anodic oxidation of the metal. The thickness of the oxide layer that forms is determined by the voltage in the anodic Oxidation determines and the rate of their growth is that anodic Current density proportional.
Im Falle einzelner anoden bei gesinterten, auf Plättchen aufgedampften, usw. Körpern oder bei den vor der Oxydation aus Bändern gewickelten Typen, usw. erfolgt die Herstellung der Oxydschicht im allgemeinen in der Weise, daß at der Letalloberfläche durch anodische Oxydation eine Oxydschicht von stetig zunehmender Dicke gebildet wird, und zwar gewöhnlich mit konstanter Stromdichte und ständig zunehmender Spannung (Figur 1, Abschnitt "a"), und dann die Oxydation nach dem Erreichen der dem Verwendungszweck entsprechenden Dicke, das heißt nach dem Erreichen der "Oxydationsspannung" bei konstanter Spannung fortgesetzt wird, wobei die Stromdichte ständig sinkt (Figur 1,-Abschnitt "b") und auf einen Grenzwert (Figur 1, "Ir" = Reststrom des Systemes) zuläuft. Diese Art der Oxydation wird zinn Unterschied von der dynamischen Oxydation, bei der ein stetig durch eine Zelle oder durch mehrere nacheinander aufgestellte Zellen laufendes Anodenband oxydiert wird, als statische Oxydation bezeichnet. In the case of individual anodes with sintered, vapor-deposited, etc. bodies or the types wound from tapes before oxidation, etc. the production of the oxide layer is generally carried out in such a way that at the Lethal surface due to anodic oxidation an oxide layer of steadily increasing Thickness is formed, usually with constant current density and continuously increasing tension (Figure 1, section "a"), and then the oxidation after reaching the thickness corresponding to the intended use, i.e. after reaching the "Oxidation voltage" is continued at constant voltage, with the current density constantly decreases (Figure 1, -section "b") and to a limit value (Figure 1, "Ir" = Residual current of the system). This type of oxidation will differ from tin dynamic oxidation, in which one is continuous through one cell or through several consecutively erected cells running anode tape is oxidized, as static Called oxidation.
Mit Hilfe des Abschnittes "b" von konstanter oder nahezu konstanter Oxydationsspannung wird danach getrachtet, daß die Anzahl der in der Oxydationsschicht im Abschnitt "a" von konstarter Stromdichte entstandenen Fehlerstellen vermindert wird und infolgedessen auch die Stärke des durch das System in Sperrichtung fließenden Stromes, das heißt des Reststromes abnimmt. Das Ziel ist, auf diese eisv die Qualität der Oxydschicht zu- verbessern. Die elektrischen Kennzeichen des fertigen Elektrolytkondensators, beispielsweise sein Verlustfaktor, sein Reststrom, usw., werden nämlich von der Qualität der entstandenen Oxydschicht stark beeinflußt. With the help of section "b" of constant or nearly constant Oxidation tension is sought after that the number of in the oxidation layer Defects arising in section "a" of constant current density are reduced and consequently the strength of the reverse flow through the system Current, i.e. the residual current, decreases. The goal is on this eisv the quality to improve the oxide layer. The electrical characteristics of the finished electrolytic capacitor, for example, its loss factor, its residual current, etc., are namely from the Quality of the resulting oxide layer strongly influenced.
Die charakteristischen Stromdichte/Zeit- und Anodenspannung/ /Zeit-Kurven des erwähnten Vorganges sind aus der Figur 1 ersichtlich. The characteristic current density / time and anode voltage / / time curves of the process mentioned can be seen from FIG.
Die Oxydation kann auch derart durchgefülirt werden, daß sie im tbsctinitt "a" oder "b" unterbrochen und in einem neuen Bad von abweichender Konzentration oder Zusammensetzung fortgesetzt @ird. Kit dem neuen Bad wird die Qualität oder die Anzahl der in sie Schicht eingebauten Anionen oder nur die Stromdichte des Abscnnittes "a" beeinflußt. The oxidation can also be carried out in such a way that it is in the tbsctinitt "a" or "b" interrupted and in a new bath of a different concentration or composition continued @ird. Kit the new bathroom will be the quality or the number of anions built into the layer or only the current density of the section "a" affects.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei welchem die totale Oxvdation in mehreren Bädern gesondert durchgeführt wird, das li'0Ißt der Vorgang in der einzelnen Wannen derart gesteuert wird, daß die Spannung in jeder Wanne den entsprechenden Wert des Abschnittes "b" und die Stromdichte in jeder Wanne den Grenzwert "Ir" oder mindestens einen nahe zu diesem liegenden Wert erreicht. A method is also known in which the total oxidation is carried out separately in several baths, this leaves the process in the individual Wells is controlled so that the voltage in each well is the corresponding Value of the section "b" and the current density in each well the limit value "Ir" or reaches at least a value close to this.
Der Zweck der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, mit dessen hilfe die Anzahl der in der Oxydschicht auftretenien Fehlerstellen b'reits während der anodischen Oxydation vermindert werden kann, wodurch die Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit besseren elektrischen Eigenschaften ermöglicht wird. The purpose of the invention is to provide a method with the help of this, the number of faults occurring in the oxide layer is b'reits during the anodic oxidation can be decreased, thereby reducing the production electrolytic capacitors with better electrical properties is made possible.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß Elektrolytkondensatoren mit günstigeren Eigenschaften hergestellt werden können, wenn die Bildung der Oxydschicht in mehrere Teilabschnitte aufgeteilt durchgeführt vi rd und innerhalb der einzelnen Deilabschnitte der Spannungsgradient, das heißt die Geschwindigkeit der Spannungserhöhung vermindert wird. Damit ist die Verminderung der Stromdichte innerhalb der einzelnen Teilabschnitte verbunden. The invention is based on the finding that electrolytic capacitors with more favorable properties can be produced when the formation of the oxide layer divided into several sections carried out vi rd and within each Deil sections of the voltage gradient, that is, the speed of the increase in voltage is decreased. This reduces the current density within each Connected sections.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfähren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit besseren EigeEnschaften mittels statischer elektrolytischer Oxydation der Anode in mindestens zwei Teilabschnitten mit zunehmender Spannung, Herstellung eines Kondensators aus der oxydierten Anode, im Falle von Kondensatoren mit einer Halbleiter-Kathode mit elektrolytischer Nachoxydation des auf diese Weise erhaltenen Kondensators, darauffolgender Montierung in das Kondensatorgehäuse und elektrischer Nachbehandlung des Kondensators wird derart vorgel-ansen, daß am Anode/Kathode-Paar die Gesch. indigkeit der Spannungserhöhung sowie auch die Stromdichte innerhalb der einzelnen Teilabschnitte im Verhältnis zum Anfangswert im betreffenden Teilabschnitt vermindert werden. In the method according to the invention for producing electrolytic capacitors with better properties by means of static electrolytic oxidation of the anode in at least two sections with increasing voltage, manufacture of a capacitor from the oxidized anode, in the case of capacitors with a semiconductor cathode with electrolytic post-oxidation of the capacitor obtained in this way, subsequent Mounting in the capacitor case and electrical Post-treatment of the capacitor is pregelatinized in such a way that the anode / cathode pair the business indibility of the voltage increase as well as the current density within of the individual subsections in relation to the initial value in the relevant subsection be reduced.
Gegenstand der Erfindun- ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit besseren Ei-'enschaften mittels statischer elektrolytischer Oxydation der Anode in mindestens zwei Teilabschnitten mit zunehmender Spannung, Herstellung eines Kondensators aus der oxydierten Anode, im Falle von Kondensatoren mit einer Halbleiter-Kathode mit elektrolytischer Nachoxydation des auf diese Weise erhi.ltenen Kondensators, darauffolgender Anbringung im Kondensatorgehäuse und elektrischer Nachbehandlung des Kondensators, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß am Kathode/Anode-Paar innerhalb der einzelnen Teilabschnitte der Oxydation die Spannungserhöhung mit verminderter Geschwindigkeit vorgenommen wird und bei verminderter Stromstärke, bezogen auf den Anfangswert des betreffenden Teilabsohnittes, gearbeitet wird. The subject matter of the invention is therefore a method for production of electrolytic capacitors with better properties by means of static electrolytic Oxidation of the anode in at least two sections with increasing voltage, Manufacture of a capacitor from the oxidized anode, in the case of capacitors with a semiconductor cathode with electrolytic post-oxidation of the in this way obtained capacitor, subsequent installation in the capacitor housing and electrical Post-treatment of the capacitor, which is characterized in that on the cathode / anode pair within the individual subsections of the oxidation the increase in voltage with reduced Speed is made and at reduced amperage, based on the Initial value of the relevant partial submission is being worked on.
Die Verminderung der Geschwindigkeit der Spannungserhohung gegenüber den bekannten Verfahren beträgt vorzugsweise 10 bis 35/0, insbesondere 16 bis 25%. The decrease in the speed of the increase in tension compared to the known method is preferably 10 to 35/0, in particular 16 to 25%.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Stromdichte in den einzelnen Teilabschnitten "a1" bis zur Stromdichte des folgenden Teilabschnittes "ai+1" vermindert. According to an advantageous embodiment of the method according to the invention the current density in the individual subsections "a1" up to the current density of the following subsection "ai + 1" decreased.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Geschwindigkeit der Spannungserhöhung im ersten Teil (ci) der einzelnen Teilabschnitte bis zum Erreichen- der den betreffenden Teilabschnitten entsprechenden Endspannung auf konstantem Wert ge-alten und dann wird die-Spannung im zweiten Teil (di) der einzelnen Teilabschnitte so lange, bis der Stromdichtewert praktisch einen konstanten Wert erreicht, auf konstantem Wert gehalten. Die in diesem Falle gültigen Stromdichte/Zeit- und Anodenspannung/Zeit--Kurven sind in der Figur 2 dargestellt. Innerhalb der aufeinanderfolgenden Teilabschnitte (ai , ai+1 , usw.) kann-die Stromdichte identisch oder verschieden sein. According to a further advantageous embodiment of the invention The speed of the voltage increase in the first part (ci) of the procedure individual sections until you reach the relevant sections corresponding final voltage to a constant value and then will the tension in the second part (di) of the individual sections until the Current density value practically reached a constant value, held at a constant value. The current density / time and anode voltage / time curves valid in this case are shown in FIG. Within the successive subsections (ai , ai + 1, etc.) the current density can be identical or different.
Das erfindune-s gemäße Verfahren kann auch in der 'f;Jeise vorteilhaft durchgeführt werden, daß die Oxydation in einem oder mehreren Teilabschnitten in Elektrolyten abweichender Zusammensetzung, Konzentration und/oder Temperatur vorgenommen wird. The method according to the invention can also be advantageous in the 'f; Jeise be carried out that the oxidation in one or more sections in Electrolytes of different composition, concentration and / or temperature made will.
Im Falle der erfindungsgemäßen Durchführung der Oxydation der Anode des Elektrolytkondensators wird ein niedrigerer konstanter Stromdichtegrenzwert als mit den bisher bekannten Verfahren erzielt und der Reststrom des auf diese Weise erzeugten Elektrolytkondensators kann praktisch um eine Größenordnung herabgesetzt werden, wobei auch die übrigen Eigenschaften des Kondensators besser sind, und zwar vor allem'seine Lebensdauer und Betriebsspannung erhöht sind und sein Verlustfaktor in breitem Frequenzgebiet geringer ist. Die Temperaturabhängigkeit der an geführten Eigenschaften des Kondensators sowie die Frequenzabhängigkeit der Kapazität und des Verlustfaktors gestalten sich günstiger. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Ausschuß bei der Kondensatorfabrikation bedeutend (um etwa 5O) vermindert werden. In the case of carrying out the oxidation of the anode according to the invention of the electrolytic capacitor becomes a lower constant current density limit value than achieved with the previously known method and the residual flow of the in this way generated electrolytic capacitor can practically be reduced by an order of magnitude the other properties of the capacitor are better, namely above all, its service life and operating voltage are increased and its dissipation factor is lower in a wide frequency range. The temperature dependence of the Properties of the capacitor as well as the frequency dependence of the capacitance and of the loss factor are more favorable. With the method according to the invention the rejects in the capacitor manufacture can be reduced significantly (by about 50) will.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele näher erläutert. The invention is not to be construed as limiting with reference to the following Examples explained in more detail.
Beispiel 1 Es werden 3 Stück Tantalplatten, deren in den Elektrolyt tauchende Gesamtoberfläche jeweils 4,5 bis 5,0 cm2 betrug, in einem '0,1 g/l Phosphorsäure enthaltenden Elektrolyt bei einer Temperatur von 85 + 300 zwischen Tantalkathoden mit einer Oxydations-Spannung oxydiert. Die Oxydation wurde in drei Teilabschnitte aufgeteilt durchgeführt, wobei j jeder Teilabschnitt aus Teilen "c" und "dt' bestand. Example 1 There are 3 pieces of tantalum plates, whose in the electrolyte total immersion surface was 4.5 to 5.0 cm2 in each case, in one 0.1 g / l phosphoric acid containing electrolyte at a temperature from 85 + 300 between Tantalum cathodes are oxidized with an oxidation voltage. The oxidation was in three Sub-sections carried out divided, where j each sub-section is made up of parts "c" and "dt 'existed.
Die Zeitdauer des Teiles "c" des 1. Teilabschnittes betrug 10 Minuten und die Stromdichte betrug 1,2 mA; im 2. Teilabschnitt waren die entsprechenden vierte 20 Minuten beziehungsweise 0,9 mA und im 3. Teilabschnitt betrugen sie 20 Minuten beziehungsweise 0,7 mA. The duration of part "c" of the 1st section was 10 minutes and the current density was 1.2 mA; in the 2nd section were the corresponding fourth 20 minutes or 0.9 mA and in the third section they were 20 Minutes or 0.7 mA.
In den Teilen "d" war die Spannung konstant und stimmte mit der Endspannung des dazugehörigen Teiles "c" überein. Die Zeitdauer der Teile "d" betrug bei der ersten Platte in allen drei Teilabschnitten je 10 Liinuten, bei der zweiten Platte je 5 L'inuten und bei der dritten Platte je 2 Minuten. Der in 10%-iger Phosphorsäure gemessene Reststrom betrug 45 µA, 9 9 beziehungsweise ?;tiA. Außer der Qualitätsverbesserung war auch der Strombedarf bei der Oxydation niedriger a)s im Falle der bekannten Verfahren. In parts "d" the tension was constant and agreed with the final tension of the corresponding part "c". The duration of parts "d" was at first plate in all three sections 10 minutes each, with the second plate 5 minutes each and 2 minutes each for the third plate. The one in 10% phosphoric acid measured residual current was 45 µA, 9 9 or?; tiA. Besides the quality improvement the electricity demand for oxidation was also lower a) s in the case of the known ones Procedure.
Wird die Tantalplatte unter ähnlichen Verhältnissen in einem einzigen Teilabschnitt (Figur 2, Abschnitt "a") oxydiert, so beträgt der in 10%-iger Phosphorsäure gemessene Reststrom 78 µA. Will the tantalum plate under similar conditions in a single If partial section (FIG. 2, section "a") is oxidized, it is 10% phosphoric acid measured residual current 78 µA.
Beispiel 2 Es wurden 3 aus je 10 Stück bestehende Gruppen von in bekannter Weise hergestellten 8 mm langen Ta-Anodenkörpern mit einem Durchmesser, von je 3 mm in einem 0,1 g/l Phosphorsäure enthaltenden Elektrolyt bei einer Temperatur von 85 + 30C zwischen Tantalkathoden mit einer Oxydationsspannung von 100 7 oxydiert. Example 2 3 groups of in 8 mm long Ta anode bodies produced in a known manner with a diameter, of 3 mm each in an electrolyte containing 0.1 g / l of phosphoric acid at one temperature of 85 + 30C between tantalum cathodes with an oxidation voltage of 100 7.
Im Falle der ersten aus 10 Stück bestehenden Gruppe wurde die Oxydation bis zum Erreichen der Spannung von 100 V ohne Unterbrechung durchgeführt (ein einziger Teilabschnitt "ai"). In the case of the first group of 10 pieces, there was oxidation until the voltage of 100 V is reached without Interruption carried out (a single section "ai").
Dan on sank der Reststrom im Abschnitt "b" (die Spannung Wurde @uf 100 V @ehalten) bei jeder Anode auf den konstanten Wert von 140 µA ("Ir").Then the residual current sank in section "b" (the voltage was @uf 100 V @) at each anode to the constant value of 140 µA ("Ir").
@m Falle der zweiten aus 10 Stück bestehenden Gruppe wurde die Oxydation bis zum Erreichen der Spannung von 100 V in drei Peilabschnitte aufgeteilt durchgeführt, wobei zwischen die einzelnen "ci"-Teile 2 Minuten dauernde "di"-Teile eingesch@ltet wurden. Bei der Endspannung von 100 V sank der Reststrom auf 60 µA. In the case of the second group consisting of 10 pieces, oxidation Carried out divided into three DF sections until the voltage of 100 V is reached, "di" parts lasting 2 minutes between the individual "ci" parts became. At the final voltage of 100 V, the residual current sank to 60 µA.
Im Fall@ der @ritten aus 10 Stück bestehenlen Gruppe @urde ähnlich vorgegangen, die Oxydation wurde jedoch in fünf Teilabschnitte aufgeteilt durchgeführt. Bei der Endspannung von 100 V sank der Reststrom auf 8 µA. In the case of the @ rides consisting of 10 pieces, the group @ was similar proceeded, but the oxidation was carried out divided into five sections. At the final voltage of 100 V, the residual current sank to 8 µA.
Wenn aus den in dieser Weise gewo@@enen Anodenkörpern nach eine beknnten
Verfahren Kondensatoren mit eier Halbleiterkathode hergestellt wurden, wurden die
nachstehenden Werte erhalten:
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691940573 DE1940573A1 (en) | 1969-08-08 | 1969-08-08 | Electrolytic capacitor with two-stage- - anodised anode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691940573 DE1940573A1 (en) | 1969-08-08 | 1969-08-08 | Electrolytic capacitor with two-stage- - anodised anode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1940573A1 true DE1940573A1 (en) | 1971-02-11 |
Family
ID=5742363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691940573 Pending DE1940573A1 (en) | 1969-08-08 | 1969-08-08 | Electrolytic capacitor with two-stage- - anodised anode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1940573A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1666642A3 (en) * | 2004-12-06 | 2008-10-22 | Greatbatch, Inc. | Anodizing valve metals by self-adjusted current and power |
-
1969
- 1969-08-08 DE DE19691940573 patent/DE1940573A1/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1666642A3 (en) * | 2004-12-06 | 2008-10-22 | Greatbatch, Inc. | Anodizing valve metals by self-adjusted current and power |
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