DE2257063A1 - Verfahren zum herstellen eines tantaltrocken-elektrolyt-kondensators - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines tantaltrocken-elektrolyt-kondensatorsInfo
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Description
Verfahren zum Herstellen'eines Tantal-Trocken-Elektrolyt-KondensHtors. '.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Tantal-Trocken-Elektrolyt—Kondensators, .welcher
aus einer Tantal-Anode besteht, auf welcher durch einen
Formierprozeß eine als Dielektrikum dienende Oxidschicht aufgebracht ist, welcher ferner als Kathode eine halbleitende Mangandioxidschicht aufweist, welche mit einer
als Stromzuführung dienenden Graphit-Schicht beschichtet ist.
Die Qualität eines Elektrolyt-Kondensators wird nicht
allein von den Eigenschaften des Dielektrikums, sondern in hohem Maße auch von der Güte der kathodischen Zuleitung
bestimmt. Beim Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensator verwendet man als Kathode z. 3. halbleitendes lüangandioxid.
Zur Herstellung dieser Kathode wird die for-, mierte Sinter-Anode kurzzeitig in eine wäßrige Mangan-ITitratlösung
getaucht und anschließend das Mangan-liitrat
pyrolytisch in I.Iangandioxid umgewandelt. Um eine gut haftende
und elektrisch befriedigende Mangandioxidschicht zu erhalten, wird die Beschichtung mehrmals wiederholt.
Außerdem wird nach einigen Pyrolysen jeweils eine Zwischenformierung eingeschoben. Auf der fertigen Mangandioxidschicht
wird schließlich durch Tauchen in eine Lösung mit kolloidalem Graphit eine dünne Graphit-Schicht
erzeugt, die als Stromzuführung zur Kathode dient und die
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gegebenenfalls mit ζ. B. einer Silber-Leitlackschichx
kontaktiert werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem lantal-Trocken-Elektroiyt-Kondensator der
Vorwiderstand - und damit auch der Verlustfaktor und der Scheinwiderstand - nicht allein durch die Sumne der 3ahnwidersxände
der einzelnen Schichten bestimmt wird, sondern daß auch die Verhältnisse an der Grenzfläche Llangandioxid-Graphit
einen großen Einfluß ausüben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensators
anzugeben, durch das eine wesentliche Verbesserung des Scheinwiderstandswertes und des Verlustfaktors erreicht wird,
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Herstellen eines
Tantal-Trocken-Zlektrolyt-Kondensators der eingangs angegebenen
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor der Beschichtung der Kathode mit Graphit von der Liangandioxidoberflache
eine dünne Schicht chemisch abgelöst wird.
Damit erzielt man den Vorteil, daß erstens eine Verkleinerung der Absolutwerte von Scheinwiderstand und Verlustfaktor
von !Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren erreicht wird und zweitens die Temperaturaohängigkeit
dieser 7/erte eine Verbesserung erfährt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Ausführungsbeispiel:
Mit einer fertigen Liangandioxidschicht bedeckte, formierte
Tantal-Sinter-Änodaiwurden vor der Graphitierung 30 bis
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Sekunden in ein Behandlungsbad eingetaucht. Das Bad bestand
aus 2,5 /aiger Essigsäure, der pro Liter 40 ml 30 $iges Wasserstoffperoxid zugesetzt war. Anschließend
wurden die Anoden in verdünnter Essigsäure gespült, um noch vorhandene LTn++-Ionen zu entfernen, und dann in de:
üblichen Weise zu fertigen Kondensatoren (400 /u 3?- 6 V)
weiter verarbeitet.
In Pigur 1 ist die Abhängigkeit der Werte des Scheinwiderstands Z (gemessen bei 10 kHz) als Punktion der Temperatur
T von Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren wiedergegeben. Kurve 1 wurde an Kondensatoren gemessen, von
deren Mangandioxidschicht vor der Graphitierung in einen Bad der im Ausführungsbeispiel genannten Zusammensetzung
eine dünne Schicht chemisch abgelöst wurde.-Kurve 2 wurde
an Kondensatoren gemessen, deren Mangandioxidschicht vor der Graphitierung nicht behandelt wurde. Wie der Figur
leicht zu entnehmen ist, weisen die Kondensatoren, deren Mangandioxidoberfläche behandelt wurde, bedeutend niedrigere
Scheinwiderstandswerte auf. Außerdem ist aus der Pigur ersichtlich, daß die Widerstandstemperatur-Kennlinie
bei diesen Kondensatoren bedeutend flacher verläuft als
bei den unbehandelten.
In Pigur 2 ist der Verlustfaktor tan § (gemessen bei 120 Hz)
in Abhängigkeit von der Temperatur T von Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren
dargestellt. Kurve 3 ist die Ivleßkurve
an rv.ondensatoren, von deren Hangandioxid schicht in
einem Bad der im Ausführungsbeispiel genannten Zusammensetzung eine dünne Schicht chemisch abgelöst wurde, während
Kurve 4 die Meßkurve von unbehandelten Kondensatoren ist. Aus der Pigur ist zu entnehmen, daß der Verlustfaktor bei
Kondensatoren, deren Kangandioxidschicht dem erfindungsgeinäßen
Verfahren vor der Graphitierung unterzogen wurde,
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nieclriger ausfällt als bei den unbehandelten Vergleichskondensatoren. Weiterhin ist aus der Figur leicht ersichtlich,
daS auch die Temperaturabhängigkeit des Verlustfaktors bei den behandelten Kondensatoren bedeutend geringer
als bei den unbehandelten ist.
Die beobachtete Verbesserung der elektrischen Y/erte von
Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren wird darauf zurückgeführt,
daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine bessere Kontaktierung zwischen der als Kathode dienenden
Mangandioxidschicht und der stromzuführenden Graphitschicht erreicht wird. Es wird angenommen, daß durch das
erfindungsgenä3e Verfahren minderwertiges Mangandioxid
abgelöst und durch das saure I-iedium eine positive Oberflächenladung
erzeugt wird, so daß elektrostatisch günstige Voraussetzungen für einen niederohmigen Kontakt
zwischen der Mangandioxidoberfläche und der Graphitschicht gegeben sind, da die einzelnen Graphitteilchen infolge der
ammoniakalischen Stabilisierung der verwendeten Graphitsuspension
eine negative Überflächenladung besitzen.
6 Patentansprüche
2 Figuren
2 Figuren
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Claims (6)
- Patentansprüche .Verfahren zum Herstellen eines TantaL-Trocken-E-lektrolyt-Kondensators, welcher aus einer gesinterten Tantal-Anode besteht, auf welcher durch einen Jormie^prozeß eine als Dielektrikum dienende Oxidschicht aufgebracht ist., v/elcher ferner als Kathode eine halbleitende Iviangandi oxid schient aufweist, welche mit einer als Stromzuführung dienenden Graphitschient beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Beschichtung der Kathode mit Graphit von der Llangandioxidoberf lache eine dünne Schicht chemisch abgelöst wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung in einem Essigsäure-Wasserstoffperoxid-Bad erfolgt. · .
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Behandlung in einem 2,5 '/oigen Essigsäurebad erfolgt, dem pro Liter 40 ml 30 $iges Wasserstoffperoxid zugesetzt ist.
- 4.-Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> gekennzeichnet durch eine Behandlungszeit von 30 bis 60 Sekunden.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß nach der Behandlung eine Spülung in einer Lösung mit Pp-V/ert kleiner als 4 vorgenommen wird.VPA 9/140/2074 40 98 24 /0 A 1 2-D-— Ο —
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülung in einem Bad ait 2,5 Essigsäure erfolgtVPA 9/140/2074409824/0412
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