DE60015141T2

DE60015141T2 - Herstellungsverfahren von festelektrolytkondensatoren

Info

Publication number: DE60015141T2
Application number: DE60015141T
Authority: DE
Inventors: David Bovey Tracey HUNTINGTON
Original assignee: AVX Ltd
Current assignee: AVX Ltd
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: WO2001011638A1; ATE280430T1; CN1171260C; DE60015141D1; KR20020038722A; IL147933A0; KR100601411B1; JP4542295B2; EP1203383B1; GB9918852D0; CN1369098A; EP1203383A1; JP2003506887A; IL147933A; AU6457600A; US6849292B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Festkörperkondensatoren und betrifft insbesondere Verfahren zur Massenherstellung von Festkörperkondensatoren.
Aus US 4 599 788 A ist ein Verfahren zur Herstellung von mehreren Festkörperkondensatoren bekannt.
Ein Verfahren zur Massenherstellung von Festkörper-Tantal-Kondensatoren wird in der Beschreibung des US-Patents mit der Nummer 5,357,399 (Erfinder Ian Salisbury) beschrieben. Dieses Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Substrat-Wafers aus Festkörper-Tantal, Bilden einer gesinterten, hochporösen Schicht aus Tantal auf dem Substrat, Zersägen der Schicht aus porösem Tantal in einem orthogonalen Muster aus Kanälen, um eine Matrix aus aufrecht stehenden porösen quaderförmigen Tantal-Körpern zu erzeugen, Anodisieren der Körper, um darauf eine dielektrische Schicht zu bilden, Eintauchen der Körper in eine Mangan-Nitrat-Lösung und Aufheizen, um die aufgetragene Lösung in Mangandioxid umzuwandeln und so eine Kathodenschicht zu bilden, Aufbringen von jeweils leitfähigen Schichten aus Kohlenstoff und anschließend Silber auf die oberen Enden jedes Körpers, Bonden eines Deckels aus einem Wafer aus Festkörpermetall auf der Silberschicht; Einspritzen von isolierendem Harz in die Kanäle zwischen den Körpern, die durch das Substrat und den Deckel begrenzt werden, und Zerschneiden des Aufbaus senkrecht zur Ebene der Wafer und entlang der Mittellinie jedes Kanals, um auf diese Art mehrere Kondensatoren zu bilden, bei denen der Anodenanschluss aus Substratmaterial besteht, der Kathodenanschluss aus Deckelmaterial besteht und der Kondensatorkörper aus dem beschichteten porösen Tantal-Körper besteht.
In unserer ebenfalls anhängigen Anmeldung PCT/GB99/03566 (die der britischen Anmeldung mit der Anmeldenummer 9916047.5 entspricht) wird eine Abwandlung des Verfahrens nach Salisbury beschrieben, bei der die Deckelschicht fortgelassen wird. Die Kondensatoren, die nach diesem Verfahren hergestellt werden, zeigen bei jedem Kondensator eine maximierte Volumeneffizienz.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Festkörperkondensatoren anzugeben und insbesondere ein Verfahren, das einfacher ist und bei dem weniger Überschussmaterial entsteht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von mehreren Festkörperkondensatoren angegeben, das die Merkmale in Anspruch 1 aufweist.
Die Grünkörperformung beinhaltet einen Pressvorgang, bei dem eine Kombination aus Stempel und Stanzvorrichtung verwendet wird, wobei ein Stempel mehrere Löcher aufweist, die den gewünschten Abmessungen der Körper sowie ihrer Verteilung entsprechen, und bei dem mehrere Stanzvorrichtungen verwendet werden, um die Grünmischung in den Löchern auf das Substrat zu drücken. Der Pressvorgang mit dem Stempel kann wiederholt werden, um bei jedem einzelnen Körper Schichten aus Grünmaterial zu erzeugen.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Gleichrichtermetall ein Metall, insbesondere Tantal. Jedoch können auch andere Gleichrichtermetalle und Materialien bei dem Prozess gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele von geeigneten Materialien sind Niob, Molybdän, Silizium, Aluminium, Titan, Wolfram, Zirkon sowie deren Legierungen und außerdem Gleichrichteroxidmateriali en. Besonders bevorzugte Beispiele von geeigneten Metallen sind Niob und Tantal.
Wenn das Gleichrichtermetall Tantal ist, so ist das Substrat vorzugsweise ein Wafer aus festem Tantal, so dass dadurch sichergestellt wird, dass physikalische und chemische Kompatibilität mit dem porösen Metall gegeben ist. Allgemein sollte das Substrat mit dem Gleichrichtermaterial kompatibel sein. Typischerweise wird das Substratmaterial aus festem Gleichrichtermaterial bestehen.
Unter Umständen muss eine Keimschicht aus grobkörnigem Pulver auf das Substrat aufgebracht werden und mit diesem gesintert werden, bevor feinkörnigeres Grünpulver bzw. eine Bindermischung auf das Substrat gepresst wird, um die aufrecht stehenden Körper zu erzeugen. Das grobkörnigere Pulver sorgt für eine mechanische Verbindung, durch die sichergestellt wird, dass eine starke Verbindung zwischen den gesinterten porösen Körpern und dem Substrat hergestellt wird. Die starke Verbindung ist notwendig, um sicherzustellen, dass sich der poröse Körpers während der darauf folgenden Schritte des Herstellungsprozesses nicht von dem Substrat lösen kann.
Vorzugsweise wird die Keimschicht nur an Positionen auf dem Substrat aufgetragen, an denen sich die porösen Körper befinden sollen. Folglich wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von mehreren Festkörperkondensatoren angegeben, das umfasst: Bereitstellen einer Substratschicht, Formen von mehreren aufrecht stehenden Körpern aus porösem gesintertem Gleichrichtermaterial auf einer Oberfläche der Substratschicht, Formen einer Isolatorschicht auf und in der porösen Struktur von den Körpern, Formen einer leitfähigen Kathodenschicht auf der Isolatorschicht, und Formen von Kathodenanschlusseinrichtungen auf einem oberen Abschnitt jedes Körpers und Zerteilen des bearbeiteten Substrats, um mehrere individuelle Kondensatorkörper zu erzeugen, bei denen jeweils ein Abschnitt des Substrats einen Anodenanschluss bildet, wobei ein poröser Körper ein Anodenanschluss mit Kathodenanschlusseinrichtung auf einem oberen Abschnitt davon ist, wobei vor der Formung der Gleichrichterkörper auf dem Substrat eine Keimungsschicht aus relativ grobkörnigem Material auf dem Substrat aufgetragen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Keimungsschicht als eine Matrix aus Keimungstabletten auf dem Substrat vorgesehen ist.
Vorzugsweise umfassen die Tabletten das gleiche Gleichrichtermaterial wie die aufrecht stehenden Körper. Die Tabletten können durch Aufbringen einer Schicht mit einem Matrixdrucker geformt werden, die der gewünschten Verteilung der Tabletten entspricht. Alternativ kann eine Schablonierung verwendet werden, um ein geeignetes Muster aus Tabletten anzuordnen. Das Verfahren ist nicht auf diese beiden Arten beschränkt, und es können andere Verfahren zur Aufbringung einer geeigneten Matrix aus Tabletten aus Keimungsmaterial eingesetzt werden. Ein Vorteil der Anordnung einer Matrix aus Keimungstabletten besteht darin, dass die konventionelle Bearbeitung einer gleichförmigen Keimungsschicht umgangen wird. Außerdem wird weniger Keimungsschichtmaterial verschwendet, was entsprechende ökonomische und ökologische Vorteile mit sich bringt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Tabletten im Matrixdruckverfahren und mit einer Paste aus relativ grobkörnigem Gleichrichtermaterialpulver in dem gewünschten Muster auf dem Substrat angeordnet.
Nach dem Aufbringen wird die Matrix aus Tabletten dann üblicherweise gesintert, um das Muster aus Keimungstabletten an Ort und Stelle zu fixieren.
Es ist nicht unbedingt notwendig, eine Matrix aus Tabletten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anzuordnen, und bei einer alternativen Ausführungsform kann eine gleichförmige Schicht auf das Substrat aufgebracht werden, durch Sintern fixiert werden und dann bearbeitet werden, um selektiv die Keimungsschicht zu entfernen und so das gewünschte Muster aus Keimungstabletten zu erzeugen.
Die Kathodenanschlusseinrichtung kann eine oder mehrere leitfähige Schichten umfassen, die auf einem oberen Abschnitt der aufrecht stehenden Körper angeordnet ist bzw. sind. Die Kathodenanschlusseinrichtung kann Metallplättchenabschnitte umfassen, die bei jedem aufrecht stehenden Körper vorgesehen sind.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Anschlusseinrichtung einen Deckel aus festem Gleichrichtermetall, der so angeordnet ist, dass die aufrecht stehenden Körper zwischen dem Deckel und dem Substrat eingeklemmt werden. Der Deckel wird vorzugsweise zugleich mit dem Substrat geteilt, um die individuellen Kondensatorkörper zu bilden, wobei bei jedem der Deckelabschnitt einen Kathodenanschluss bildet. Ein derartiges Verfahren wird vollständig in dem US-Patent 5 357 399 beschrieben und wird hier nicht weiter erläutert.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Deckel fortgelassen, und in Bereichen am oberen Ende der aufrecht stehenden Körper werden Anschlussschichten aus leitfähigem Material vorgesehen, um Kathodenanschlüsse zu jedem Kondensator zu bilden.
Der Raum zwischen den aufrecht stehenden Körpern auf dem Substrat wird vorzugsweise mit einem Isolatormaterial gefüllt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Raum mit einem isolierenden Plastikharzmaterial, wie zum Beispiel Epoxyharz, gefüllt. Auf diese Art kann, wenn das Substrat geteilt wird, jeder Kondensatorkörper mit einer Schutzharzabdeckung um die Abschnitte des porösen Körpers versehen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kondensator geschaffen, der mit einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine elektronische oder elektrische Vorrichtung mit einem Kondensator geschaffen, der nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
Die dielektrische Schicht kann durch einen elektrolytischen Anodisierungsprozess erzeugt werden, bei dem ein Oxidfilm vorsichtig auf der Oberfläche des porösen gesinterten Anodenkörpers aufgebaut wird. Geeignete Verfahren sind dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt.
Die Kathodenschicht kann erzeugt werden durch Eintauchen der Anodenkörper in eine Kathodenschicht-Precursor-Lösung, wie zum Beispiel Mangannitrat, und anschließendes Aufheizen, um eine Kathodenschicht aus Mangandioxid herzustellen. Das Eintauchen und Aufheizen kann wiederholt werden, um graduell die gewünschte Tiefe und Integrität der Kathodenschicht einzustellen.
Typischerweise wird beim Eintauchprozess die Kathodenschicht nicht nur auf den Anodenkörpern aufgebaut werden, sondern auch auf der freiliegenden Tantal-Substratoberfläche zwischen den Körpern. Damit nun jeder Kathodenanschluss von dem jeweiligen Anodenanschluss isoliert ist, kann ein weiterer Prozessschritt durchgeführt werden, um jede Kathodenschicht (und dielektrische Schicht) von dem Substrat um jeden Anodenkörper herum zu entfernen. Dieser Prozess kann einen weiteren Bearbeitungsprozess beinhalten, bei dem isolierende Kanäle zwischen jedem Anodenkörper geformt werden, indem eine Oberflächenschicht des Substrats beseitigt wird. Wo orthogonale Reihen bearbeitet worden sind, um quaderförmige Anodenkörper zu bilden, können beispielsweise isolierende Kanäle entlang der Mittellinie der Zeilen und Spalten zwischen den Anodenkörpern erzeugt werden. Auf diese Art wird entlang dem Umfang jedes Anodenkörpers des Kondensators eine Stufe gebildet, wobei die Stufe eine unbedeckte Oberfläche aufweist, so dass dadurch die Kathodenschicht von dem freiliegenden Anodenanschluss isoliert wird.
Durch Aufbringen der Kathodenschicht wird aus dem Anodenkörper ein Kondensatorkörper mit einem Anodenabschnitt, der aus einer vernetzten Matrix aus Metallpulver, einer dielektrischen Isolatorschicht aus Metalloxid und einer leitfähigen Kathodenschicht aus dotiertem Oxid besteht.
Das einkapselnde Harz kann unter Druck oder einfach durch einen Tauchvorgang aufgebracht werden, j e nach Eignung und Fließfähigkeit des speziellen Harzes. Sobald sich das Harz gesetzt hat, können das Harz und das Substrat bearbeitet werden oder irgendwie geschnitten werden, um benachbarte Kondensatorkörper zu separieren. Das Einkapselmaterial kann ein Plastikharz sein, wie zum Beispiel Epoxy.
Im Folgenden wird lediglich als Beispiel und mit Bezug auf die Zeichnungen ein Verfahren zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 und 3 bis 5 zeigen Querschnittsansichten eines Substrats bei der Bearbeitung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht auf das Substrat von oben nach dem Schritt, bei dem in dem Prozess die Grünformung durchgeführt wird.
6 zeigt eine Querschnittsansicht von einer Seite eines Kondensators, der gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Ein transversaler Querschnitt durch einen festen Tantal-Wafer ist in 1 als 10 dargestellt. Eine Oberseite des Wafers ist mit mehreren darauf gesinterten Keimungstabletten versehen. Die Keimungstabletten umfassen eine dünne Schicht aus grobkörnigem Kondensator-Tantal-Pulver 12. Die Keimungsschicht wird vorzugsweise durch einen Matrixdruckvorgang erzeugt, bei dem eine Grünpaste aus grobem Pulver in einem orthogonalen Muster (bzw. "check") quaderförmiger Tabletten aufgebracht wird. Die Tabletten werden dann gesintert, um sie auf dem Substrat zu fixieren. Eine grüne (d. h. ungesinterte) Mischung aus feinkörnigem Kondensator-Tautal-Pulver wird dann auf die obere Seite des Substrats gepresst, um eine Grünschicht 13 zu erzeugen. Ein Stempel und eine Stanzvorrichtung werden in Kombination verwendet, um die fließfähige Grünmischung zu formen und um aufrecht stehende quaderförmige Körper 16 zu bilden, wie sie in 2 gezeigt sind.
Die Presse ist in 7 dargestellt. Die Presse umfasst einen Bodenstempel 40 und eine Folge von Stanzvorrichtungen 41. Der Stempel ist eine Matrix aus rechteckigen Löchern 42, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, die der gewünschten Verteilung der Anodenkörper auf dem Substrat entsprechen. Die Stempellöcher werden mit einer grünen Tantalmischung 44 gefüllt. Das Substrat 10 wird dann oben auf dem Stempel angeordnet, wobei die Keimungstabletten (nicht dargestellt) an den Löchern ausgerichtet werden. Ein oberes Muster 43 wird dann auf das Substrat geklemmt, wie es in 7B gezeigt ist. Der zusammengeklemmte Aufbau wird auf die Stanzvorrichtungen gedrückt. Die Stanzvorrichtungen drücken auf das Volumen der Grünmischung in jedem Loch und fügen den jeweiligen Inhalt auf das Substrat. Eine (nicht dargestellte) mechanische Sperre wird verwendet, um den Weg des Stempels zu begrenzen und eine übermäßige Verdichtung des Grünvolumens zu verhindern. Das Muster wird dann gelöst und von dem Stempel separiert. Eine Reihe von schwachen Federn 45, die das Gewicht des Stempels tragen, drücken bei Loslösung des Musters den Stempel und das Substrat von den Stanzvorrichtungen weg, so dass eine Matrix aus grünen, quaderförmigen Körpern zurückbleibt, die auf dem Substrat angeordnet sind, wie es in 2 gezeigt ist. Der Pressvorgang kann wiederholt werden, um die erforderliche Höhe des Grünkörpers sicherzustellen, indem Schichten aus Grünmaterial aufgebaut werden.
Die Grünkörper werden gesintert, um das feinkörnige Pulver bei jedem Körper integral zu einem porösen Netz zu verschmelzen. Das Sintern wird bei etwa 1600 Grad Celsius durchgeführt (die optimale Temperatur hängt von der Korngröße und der Dauer des Sinterungsprozesses ab). Durch den Sinterungsprozess werden außerdem die porösen Körper und die grobe Keimungsschicht 12 miteinander verschmolzen.
Die so geformten Körper definieren ein orthogonales Gitter aus transversalen Kanälen 14 und longitudinalen Kanälen 15, wie es in 2 gezeigt ist.
Die porösen Körper bilden die Anodenabschnitte der Kondensatoren. Eine (nicht dargestellte) isolierende dielektrische Schicht wird auf den Anodenkörpern angebracht, indem in einem Elektrolytbad (von z. B. 0,1 % Phosphorsäurelösung) ein Anodisierungsprozess durchgeführt wird, bei dem der positive Anschluss einer Gleichstromquelle mit dem Substrat verbunden wird. Dies führt zur Bildung einer dünnen Tantal-Pentoxid-Schicht auf der porösen Metalloberfläche der Körper und dem freiliegenden Substrat.
Eine (nicht dargestellte) Kathodenschicht wird dann auf den Anodenkörpern gebildet, indem der allgemein bekannte Manganisierungsprozess durchgeführt wird. Bei diesem Prozess werden die anodisierten Anodenkörper 16 in eine Mangannitratlösung eingetaucht, so dass man auf jedem Körper eine Bedeckung mit einer nassen Lösung erhält und die interne Porosität abgedeckt wird. Das Substrat wird in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit aufgeheizt, um die Nitrat-Bedeckung zu Dioxid umzuwandeln. Das Eintauchen und das Aufheizen kann bis zu 20 Mal oder mehr wiederholt werden, um die gewünschte kohärente Kathodenschicht zu erzeugen.
Um sicherzustellen, dass jede dielektrische oder Kathodenschicht auf dem Umfang der Substratoberfläche bei jedem Anodenkörper isoliert ist, wird ein weiterer Bearbeitungsschritt durchgeführt, bei dem ein orthogonales Muster aus Kanälen 32 in die Substratoberfläche gesägt wird, und zwar entlang der Mittellinien, durch die jeder Anodenkörper separiert wird.
Sobald die Manganisierung abgeschlossen ist, werden die manganisierten Körper mit einer Zwischenschicht 27 aus leitfähigem Kohlenstoff bedeckt, indem sie in ein Bad einer flüssigen Karbonpaste eingetaucht werden. Nachdem sich die Karbonschicht gesetzt hat, wird eine weitere Zwischenschicht 21 aus Silber auf der Karbonschicht abgeschieden, indem die karbonbeschichteten Körper in eine flüssige Silberpaste eingetaucht werden. Die Silberschicht darf nicht über die Karbonschicht 27 hinausgehen, damit sichergestellt ist, dass das Silber keinen direkten Kontakt mit der inkompatiblen Oxidschicht hat.
Die Silberschicht 21 wird dann ruhen gelassen, so dass sie sich verfestigt.
Ein festes Blatt 9 aus Tantal wird dann auf eine Oberfläche aufgebracht, wobei eine Schicht 5 aus PTFE ein Trennungsagens darstellt. Anschließend wird eine gleichförmige Schicht aus Silberpaste 22 auf die freiliegende Oberfläche des PTFE aufgebracht. Das Blatt wird dann mit der Silberseite unten auf den oberen Enden der Körper 16 angeordnet, so dass sich ein Deckel 9 ergibt, wie er in 4 gezeigt ist.
Auf eine Oberseite des Blattes wird Druck nach unten ausgeübt, um die immobilisierte Paste 22 dazu zu bringen, fließend in engen Kontakt mit der Silberzwischenschicht 21 zu treten. Außerdem wird der Kontakt verstärkt, indem bei jedem Kondensator die Paste zu einem geringen Anteil die Seitenwände hinabfließt, jedoch nicht weiter als bis zur Karbonschicht.
Wenn sich der Deckel an Ort und Stelle befindet, werden die Kanäle 14, 15 zwischen den Kondensatorkörpern mit flüssigem Epoxyharz 20 gefüllt, wie es in 4 gezeigt ist. Das Harz umgibt die Seiten jedes Kondensatorkörpers bis zu dem Niveau der Deckelpaste 22. Die Kanäle werden durch Einspritzen von Harz unter Druck aufgefüllt, so dass sichergestellt wird, dass der Raum, der durch die Kanäle definiert wird, vollständig gefüllt wird. Die Integrität der Zwischenschichten 27, 21 und 22 wird im Verlauf des Einkapselungsprozesses durch die strukturelle Beschränkung durch den Tantal-Deckel 9 aufrechterhalten.
Wenn sich das Harz 20 gesetzt hat, wird das Deckelblatt entfernt. Die PTFE-Schicht 5 lässt sich ohne weiteres von der gesetzten Silberschicht 22 ablösen, so dass der Bereich am oberen Ende bei jedem Körper mit einer festen Silberschicht bedeckt zurückbleibt. Das Vorhandensein des Deckels 9 stellt sicher, dass eine flache Oberflächenschicht 22 am oberen Ende gebildet wird, nachdem der Deckel entfernt wurde, wie es in 5 gezeigt ist.
Der Wafer kann nun entlang der Mittellinie jedes Kanals 14, 15 (die als gestrichelte Linie in 5 gezeigt ist) geschnitten werden, um jeden Kondensatorkörper von seinen Nachbarn zu trennen. Die sich daraus ergebenden individuellen Kondensatoren sind als Struktur in 6 gezeigt. Jeder Kondensator besteht aus einem Anodenanschlussabschnitt 23, der aus dem Substratmaterial besteht. Auf dem Substrat steht der Kondensatorkörper 16 aufrecht, der in Seitenwänden 24, 25 aus Epoxyharz eingehüllt ist. Die Stufe 30, 31 in dem Substrat entspricht den bearbeiteten Isolatorkanälen 32 in dem ursprünglichen Substrat-Wafer. Diese Stufe ist frei von Manganbedekkung und sonstigen Kontaminierungen und stellt somit sicher, dass der freiliegende Anodenanschluss von dem Kathodenanschluss isoliert ist. Bei jedem Kondensator ist der Bereich am oberen Ende mit einer Schicht aus Karbonpaste 27, einer Schicht aus Silberpaste 21 und einer weiteren Schicht aus Silberpaste 22, die einen Kathodenanschlussabschnitt der Komponente darstellen, bedeckt.
Eine letzte Prozessstufe ist ein Fünfseiten-Anschlussprozess. Dies ist ein allgemein bekannter Prozess in der Elektronikindustrie, bei dem die Endkappen 28, 29 gebildet werden, die die externen Anschlüsse des Kondensators bilden. Das Metall der Anschlussschicht kann in Form diskreter Schichten aus Silber, Nickel und Zinn vorliegen (vorzugsweise in dieser Reihenfolge). Dies sind geeignete Metalle, um elektrische Verbindungen mittels Verlöten der Kondensatoranschlüsse mit Kontakten oder anderen Komponenten eines elektrischen oder elektronischen Schaltkreises herzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine elegante Anpassung des vorher bekannten Prozesses dar, so dass eine wesentliche Verbesserung bezüglich der ökonomischen Effizienz des Prozesses erreicht wird. Die Schleifvorgänge bei den bekannten Prozessen und die damit verbundene unvermeidliche Produktion von überschüssigem Tantalpulver wird umgangen. Dadurch vereinfacht sich die Herstellungsanlage, da die teure Schleifapparatur obsolet wird. Anstatt dass die gesinterte poröse Schicht abgeschliffen wird, um die Körper zu formen, erfolgt die Formung der Pulver-/Bindermischung in ihrem Grünzustand. In diesem Fall ist es einfach, überschüssige Grünmischung wieder zu verwenden oder zur erneuten Verwendung zurückzuführen.

Claims

Verfahren zum Herstellen mehrerer Festkörperkondensatoren mit den Schritten: Herstellen einer Substratschicht; Formen von mehreren aufrecht stehenden Körpern aus porösem gesintertem Gleichrichtermaterial auf einer Oberfläche der Substratschicht durch (i), Herstellen einer Grünmischung aus Gleichrichtermaterialpulver und Binder (ii), Pressen der Grünmischung auf das Substrat und Formen der Mischung zu mehreren Körpern auf dem Substrat, wobei sich die Mischung im Grünzustand befindet, und (iii) anschließendes Sintern der Körper; Formen einer Isolatorschicht auf und in den Öffnungen des porösen Körpers; Formen einer leitfähigen Kathodenschicht auf der Isolatorschicht; und Formen einer Kathodenanschlusseinrichtung oben auf dem Abschnitt von jedem Körper und Unterteilen des bearbeiteten Substrats, um mehrere individuelle Kondensatoren zu erzeugen, bei denen jeweils ein Ende, das dem Substrat entspricht, einen Anodenanschluss bildet, ein poröser Körper einen kapazitiven Abschnitt bildet und ein gegenüberliegendes Ende mit einer Kathodenanschlusseinrichtung versehen ist, um einen Kathodenanschluss zu bilden, dadurch gekenn zeichnet, dass das Pressen und Formen der Grünkörper mittels einer Kombination aus Prägstempel und Stanzeisen durchgeführt wird, wobei der Prägestempel eine Matrix mit Löchern ist, die den gewünschten Körperabschnitten und Körperverteilungen entsprechen, und mehrere Stanzeisen, die in die Löcher gesto ßen werden, in jedem Loch eine Ladung Grünmischung auf das Substrat pressen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Pressen mit Prägestempel/Stanzeisen wiederholt wird, um bei jedem Körper weitere Schichten aus Grünmaterial aufzubauen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Impfschicht aus grob gemahlenem Gleichrichterpulver auf das Substrat aufgebracht und darauf gesintert wird, bevor die Körper auf dem Substrat gepresst und geformt werden, so dass dadurch eine mechanische Verbindung zwischen den porösen Körpern und dem Substrat hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Matrix aus Impftabletten, bei der jede Tablette eine Schicht aus grob gemahlenem gesintertem Gleichrichtermaterialpulver umfasst, auf dem Substrat in einem Muster geformt wird, das der beabsichtigten Position der Grünkörper entspricht, und die Grünkörper werden auf den Impftabletten geformt, so dass dadurch die Bindung zwischen jedem Körper und dem Substrat verstärkt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Impftabletten durch Siebdruck einer Paste aus grobem Pulver in einem Muster aufgebracht werden, das der Matrix entspricht, und die Paste gesintert wird, um die Körner an Ort und Stelle auf dem Substrat zu fixieren.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Impftabletten durch Aufbringen einer Schicht aus einer Paste aus grobem Pulver mit einer Schablone aufgebracht werden, die der Matrix entspricht, und die Paste gesintert wird, um die Körner auf dem Substrat an Ort und Stelle zu fixieren.