RU2109362C1

RU2109362C1 - Method for modifying foil surface for electrolytic capacitors

Info

Publication number: RU2109362C1
Application number: RU96110976A
Authority: RU
Inventors: В.М. Иевлев; Е.К. Белоногов; С.В. Бурова; В.П. Иевлев; В.В. Комбаров; С.Б. Кущев; А.Д. Поваляев; Т.Л. Тураева
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1998-04-20

Abstract

FIELD: manufacture of electrolytic capacitors. SUBSTANCE: metal foil is coated in inert vacuum medium with mixture of current-conducting and insulating materials with aid of composite target using high-frequency magnetron spraying method. EFFECT: facilitated procedure. 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в производстве электролитических конденсаторов. The invention relates to electronics and can be used in the manufacture of electrolytic capacitors.

Известен способ получения покрытия, состоящего из смеси гранул Al и Al₂O₃ на проводящей подложке методом реактивного испарения алюминия в атмосфере окислителя, который позволяет получать фольги повышенной емкости для электролитических конденсаторов.A known method of producing a coating consisting of a mixture of granules of Al and Al ₂ O ₃ on a conductive substrate by reactive evaporation of aluminum in an oxidizing atmosphere, which allows to obtain foils of high capacity for electrolytic capacitors.

Однако известный способ не позволяет с требуемой точностью контролировать и поддерживать на оптимальном уровне состав рабочей среды в вакуумной камере, следствием чего является недостаточная воспроизводимость количественного соотношения фаз, а следовательно, и электрофизических свойств напыленных слоев. However, the known method does not allow with the required accuracy to control and maintain at an optimal level the composition of the working medium in the vacuum chamber, which results in insufficient reproducibility of the quantitative ratio of phases, and hence the electrophysical properties of the deposited layers.

Изобретение направлено на повышение стабильности процесса и воспроизводимости эксплуатационных характеристик электролитических конденсаторов. The invention is aimed at improving the stability of the process and reproducibility of the operational characteristics of electrolytic capacitors.

Это достигается тем, что процесс нанесения объемно-пористого металлодиэлектрического покрытия на проводящую подложку ведут методом высокочастотного магнетронного распыления обеих фаз в инертной среде. This is achieved by the fact that the process of applying a volume-porous metal-dielectric coating on a conductive substrate is carried out by the method of high-frequency magnetron sputtering of both phases in an inert medium.

На фиг. 1 - 3 представлена структура полученных композитов. In FIG. 1 - 3 presents the structure of the obtained composites.

Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.

Предварительно изготовленную составную мишень из токопроводящего (Al) и диэлектрического материалов (Al₂O₃) помещают в вакуумную камеру, которую откачивают до давления 1,5 • 10^-3 Па. Затем рабочий объем заполняется аргоном до давления 5 • 10^-1 Па. После чего производится нанесение покрытия методом высокочастотного магнетронного распыления мишени. Правильный выбор геометрии распылительной системы и мишени, а также условий осаждения обеспечивает получение равномерных по толщине покрытий Al-Al₂O₃ на проводящей алюминиевой подложке.A prefabricated composite target of conductive (Al) and dielectric materials (Al ₂ O ₃ ) is placed in a vacuum chamber, which is pumped to a pressure of 1.5 • 10 ^-3 Pa. Then the working volume is filled with argon to a pressure of 5 • 10 ^-1 Pa. After that, the coating is applied by the method of high-frequency magnetron sputtering of the target. The correct choice of the geometry of the spray system and the target, as well as the deposition conditions, provides uniform thickness Al-Al ₂ O ₃ coatings on a conductive aluminum substrate.

Анализ электронограмм, представленных на фиг. 1 показал, что полученные пленки представляют собой смесь высокодисперсной проводящей фазы Al и аморфной Al₂O₃. Размер кристаллических частиц Al, хаотично распределенных в матрице Al₂O₃, определен с помощью темнопольного анализа (фиг. 2) и составляет 5 - 50 нм. Пленки имеют сильно развитую поверхность с неровностями величиной 0,5 - 1 мкм (фиг. 3). Такая морфология внешней границы раздела (Al - атмосфера) и структура полученного композита, определяющая высокое значение внутренней поверхности раздела (Al-Al₂O₃), обеспечивают достаточно высокое значение удельной электрической емкости, что в сочетании с хорошей адгезией полученных слоев позволяет их использовать в качестве пористых покрытий катодных фольг при производстве электролитических конденсаторов.Analysis of electron diffraction patterns shown in FIG. 1 showed that the obtained films are a mixture of a highly dispersed conducting phase of Al and amorphous Al ₂ O ₃ . The size of crystalline Al particles randomly distributed in the Al ₂ O ₃ matrix was determined using dark-field analysis (Fig. 2) and is 5–50 nm. The films have a strongly developed surface with irregularities of 0.5-1 microns (Fig. 3). Such a morphology of the external interface (Al - atmosphere) and the structure of the resulting composite, which determines the high value of the internal interface (Al-Al ₂ O ₃ ), provide a sufficiently high value of the specific electric capacitance, which, combined with good adhesion of the obtained layers, allows them to be used in as porous coatings of cathode foils in the manufacture of electrolytic capacitors.

Предлагаемый способ может быть использован для расширения спектра материалов, применяемых для формирования развитого поверхностного рельефа катодных фольг электролитических конденсаторов. The proposed method can be used to expand the spectrum of materials used to form a developed surface relief of cathode foils of electrolytic capacitors.

Claims

A method of modifying the surface of a foil for electrolytic capacitors by magnetron deposition in high vacuum on a metal foil of a coating consisting of a mixture of conductive and dielectric materials, characterized in that the process is carried out by high-frequency sputtering in an inert medium from a composite target.