DE2257063C3 - Verfahren zum Herstellen eines Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensators - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines Tantal-Trocken-Elektrolyt-KondensatorsInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her-Stellen
eines Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensalors, 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 be-Schichtet 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. B. halbleitendes Mangandioxid. Zur Her-Stellung
dieser Kathode wird die formierte Sinter-Anode kurzzeitig in eine wäßrige Mangan-Nitratlösung
getaucht und anschließend das Mangan-Nitrat pyrolytisch in Mangandioxid 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 ein Lösung mit kolloidalem
Graphit eine dünne Graphit-Schicht erzeugt, die als Stromzuführung zur Kathode dient und die
gegebenenfalls mit z. B. einer Silber-Leitlackschicht kontaktiert werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensator
der Vorwiderstand — und damit auch der Verlustfaktor und der Scheinwiderstand — nicht
allein durch die Summe der Bahnwiderstände der einzelnen Schichten bestimmt wird, sondern daß
auch die Verhältnisse an der Grenzfläche Mangandioxid-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-Elektrolyt-Kondensators
der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelö&i, daß vor der Beschichtung der
Kathode mit Graphit von der Mangandioxidoberfläche 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 Temperaturabhängigkeit dieser Werte eine Verbesserung
erfährt.
Die Vorteile des erfindungsgemsßen Verfahrens werden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Ausführungsbeispiel
Mit einer fertigen Mangandioxidschicht bedeckte, formierte Tantal-Sinter-Anoden wurden vor der
Graphitierung 30 bis 60 Sekunden in ein Behandlungsbad eingetaucht. Das Bad bestand aus 2,5°'oiger
Essigsäure, der pro Liter 40 ml 3O°/oiges Wasserstoffperoxid
zugesetzt war. Anschließend wurden die Anoden in verdünnter Essigsäure gespült, um noch
vorhandene Mn+ f-Ionen zu entfernen, und dann in
der üblichen Weise zu fertigen Kondensatoren (400 μΡ - 6 V) weiterverarbeitet.
In Fig. 1 ist die Abhängigkeit der Werte des
Scheinwiderstands Z (gemessen bei 10 kHz) als Funktion der Temperatur T von Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren
wiedergegeben. Kurve 1 wurde an Kondensatoren gemessen, von deren Mangandioxidschicht
vor der Graphitierung in einem 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 Figur ersichtlich, daß die Widerstandstemperatur-Kennlinie bei
diesen Kondensatoren bedeutend flacher verläuft als bei den unbehandelten.
In F i g. 2 ist der Verlustfaktor tan <5 (gemessen bei
120 Hz) in Abhängigkeit von der Temperatur T von Tantal-Trocken-Elektrolyt-Kondensatoren dargestellt.
Kurve 3 ist die Meßkurve an Kondensatoren, von deren Mangandioxidschicht 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 Figur ist zu entnehmen, daß
der Verlustfaktor bei Kondensatoren, deren Mangandioxidschicht dem erfindungsgemäßen Verfahren vor
der Graphitierung unterzogen wurde, niedriger ausfällt als bsi den unbehandelten Vergleichskonden-
satoren. Weiterhin ist aus der Figur leicht ersichtlich, daß auch die Temperaturabhängigkeit des Verlustfaktors
bei den behandelten Kondensatoren bedeutend geringer als bei den unbehandeken ist.
Die beobachtete Verbesserung der elektrischen Werte 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
erfindungsgemäße Verfahren minderwertiges Mangandioxid abgelöst und durch das saure Medium eine
poiitive 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 Oberflächenladung besitzen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zum Herstellen eines Tantal-Trocken-Eelektrolyt-Kondensators,
welcher aus einer gesinterten 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 Graphitschiebt
beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Beschichtung der Kathode mit Graphit
von der Mangandioxidoberfläche 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 gekennzeichnet, daß die Behandlung in ao
einem 2,5°/oigen Essigsäurebad erfolgt, dem pro
Liter 40 ml 30°/oiges Wasserstoffperoxid zugesetzt ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Behandlungs- as
zeit 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 einem pH-Wert kleiner als 4 vorgenommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spülung in einem Bad mit 2,5° oiger Essigsäure erfolgt.
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