-
Hintergrund der Erfindung
-
Elektrolytkondensatoren
werden oft aus Ventilmaterialien geformt, die oxidiert werden können,
um eine dielektrische Schicht zu bilden. Typische Ventilmetalle
sind Mob und Tantal. In jüngster Zeit sind Kondensatoren
entwickelt worden, die eine aus einem elektrisch leitfähigen
Oxid von Niob hergestellte Anode sowie ein Dielektrikum aus Niobpentoxid
verwenden. Kondensatoren auf Grundlage von Nioboxid haben beträchtliche
Vorteile gegenüber Tantalkondensatoren. Zum Beispiel ist
Nioboxid besser verfügbar und potentiell kostengünstiger
zu verarbeiten als Tantal. Nioboxidkondensatoren sind auch stabiler
gegen weitere Oxidation und daher weniger anfällig gegenüber
thermischem Durchgehen bei Überspannung (oder sonstiger Überlastung)
als Tantal oder Niob. Weiter hat Nioboxid eine um mehrere Größenordnungen
niedrigere minimale Zündenergie im Vergleich zu Niob und
Tantal. Nioboxidkondensatoren können auch einen einzigartigen
hochohmigen Ausfallmechanismus aufweisen, der den Leckstrom auf einen
Pegel unterhalb des Punkts des thermischen Durchgehens begrenzt.
In Nioboxidkondensatoren kann sich zum Beispiel bei Kontakt mit
der Atmosphäre nach dem Sintern der NbO-Anode eine passive
kristalline Schicht von NbO2 oder Nb2O5 bilden. Solche
passiven Schichten oder andere Verunreinigungen können
als Kern wirken und zum Bilden von weiterem kristallinem Nb2O5 in der anschließend
anodisch gewachsenen dielektrischen Schicht beitragen. Dies kann
zur Instabilität des Leckstroms bei beschleunigter Temperatur-
und Spannungsbelastung führen.
-
Daher
besteht zur Zeit Bedarf für eine Anode für Elektrolytkondensatoren,
die eine reduzierte Anzahl von Fehlstellen in der dielektrischen
Schicht aufweist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Ausbildung einer Anode für einen Elektrolytkondensator
offenbart. Die Methode umfasst das Pressen eines Presslings aus
Pulver, das eine Ventilmetallzusammensetzung enthält, das
Sintern des gepressten Presslings, um einen Anodenkörper
zu bilden, das Ätzen des Anodenkörpers mit einer
organischen Säure sowie danach das anodische Oxidieren
des geätzten Anodenkörpers in Gegenwart eines
Elektrolyten, um eine dielektrische Schicht zu bilden.
-
Entsprechend
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein Elektrolytkondensator offengelegt, der einen gesinterten,
gepressten Anodenpressling umfasst, der Tantal, Niob oder ein elektrisch
leitfähiges Oxid davon enthält. Der Pressling
besitzt eine mit einer organischen Säure geätzte
Oberfläche. Der Kondensator umfasst weiter eine dielektrische
Schicht, die über der geätzten Oberfläche
des Presslings liegt, und eine Schicht eines festen Elektrolyten,
die über der dielektrischen Schicht liegt.
-
Andere
Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
detaillierter dargelegt.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Eine
vollständige und erhellende Darlegung der vorliegenden
Erfindung einschließlich deren bester Form, die sich an
jemanden mit gewöhnlichem Fachwissen richtet, wird insbesondere
im Rest der Spezifikation gegeben, der sich auf die beigefügten Figuren
bezieht, in denen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführung eines Elektrolytkondensators
der vorliegenden Erfindung ist;
-
2 eine
Schnittansicht des Kondensators von 1 ist;
-
3 eine
schematische Illustration einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zum Laserschweißen eines Kondensators an einen
Anodenanschluss ist;
-
4 eine
Schnittansicht eines lasergeschweißten Kondensators ist,
der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung geformt wurde;
-
5 eine
grafische Darstellung der für die Muster von Beispiel 1
erreichten Leckstromstabilität ist;
-
6 eine
grafische Darstellung der in Beispiel 1 erreichten U-I-Ergebnisse
ist;
-
7 eine
grafische Darstellung der für die Muster von Beispiel 2
erreichten Leckstromstabilität ist;
-
8 eine
grafische Darstellung der in Beispiel 2 erreichten U-I-Ergebnisse
ist;
-
9 eine
grafische Darstellung der für die Muster von Beispiel 3
erreichten Leckstromstabilität ist;
-
10 eine
grafische Darstellung der in Beispiel 3 erreichten U-I-Ergebnisse
ist;
-
11 eine
grafische Darstellung der für die Muster von Beispiel 4
erreichten Leckstromstabilität ist;
-
12 eine
grafische Darstellung der in Beispiel 4 erreichten U-I-Ergebnisse
ist.
-
Der
wiederholte Gebrauch von Referenzzeichen in der vorliegenden Spezifikation
und den Zeichnungen soll dieselben oder analoge Merkmale oder Elemente
der Erfindung darstellen.
-
Detaillierte Beschreibung
repräsentativer Ausführungsformen
-
Es
ist von jemandem mit gewöhnlichem Fachwissen zu verstehen,
dass die vorliegende Diskussion nur eine Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen
ist und nicht als Beschränkung der breiteren Aspekte der
vorliegenden Erfindung gedacht ist. Diese breiteren Aspekte sind
im beispielhaften Aufbau enthalten.
-
Allgemein
ausgedrückt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf
eine Anode für einen Elektrolytkondensator, die mit einer
organischen Säure geätzt wurde, bevor die Anode
zur Erzeugung der dielektrischen Schicht anodisch oxidiert wurde.
Ohne sich durch Theorie einschränken zu wollen, wird angenommen,
dass bestimmte organische Säuren zumindest einen Teil beliebiger
Oxide auf der Anode wegätzen können. Damit erhält
man eine relativ gleichmäßige Oberfläche
zur Erzeugung des Dielektrikums; dies wiederum führt zu
einer dielektrischen Schicht, die eine im Wesentlichen gleichmäßige
Dicke und einen homogenen amorphen Aufbau und damit verbesserte
Leckstrom- und Stabilitätseigenschaften besitzt. Die organische
Säure kann auch andere Vorteile am Rande haben, wie etwa
das Entfernen von metallischen Verunreinigungen von der Oberfläche
der Anode.
-
Die
bei der vorliegenden Erfindung benutzte organische Säure
ist im Allgemeinen „schwach", insofern als sie eine erste
Säuredissoziationskonstante (pKa1)
von ungefähr 0 bis ungefähr 11, in einigen Ausführungsformen
ungefähr 1 bis ungefähr 10 und in einigen Ausführungsformen
ungefähr 2 bis ungefähr 10, bestimmt bei 25°C,
besitzt. Bei der vorliegenden Erfindung kann jede schwache organische
Säure benutzt werden, wie etwa Carbonsäuren, wie
Acrylsäure, Methacrylsäure, Malonsäure,
Bernsteinsäure, Salicylsäure, Sulfosalicylsäure,
Adipinsäure, Maleinsäure, Apfelsäure, Ölsäure,
Gallussäure, Weinsäure (z. B. Rechtsweinsäure,
Mesoweinsäure usw.), Zitronensäure, Ameisensäure,
Essigsäure, Glycolsäure, Oxalsäure, Propionsäure,
Phthalsäure, Isophthalsäure, Glutarsäure,
Gluconsäure, Milchsäure, Asparaginsäure,
Glutaminsäure, Itaconsäure, Trifluoressigsäure,
Barbitursäure, Zimtsäure, Benzoesäure, 4-Hydroxybenzoesäure,
Aminobenzoesäure usw.; Phenole, wie etwa Pyrogallol (Benzol-1,2,3-triol),
Pyrocatechin (Benezenediol) usw; Mischungen davon und so weiter.
Polyprotische Säuren (z. B. diprotische, triprotische usw.)
sind besonders wünschenswert, wie etwa α-Weinsäure
(mit einem pKa1 von 2,98 und einem pKa2 von 4,34), Mesoweinsäure (mit
einem pKa1 von 3,22 und einem pKa2 von 4,82), Oxalsäure (mit einem
pKa1 von 1,23 und einem pKa2 von 4,19),
Zitronensäure (mit einem pKa1 von
3,13, einem pKa2 von 4,76 und einem pKa3 von 6,40) usw.
-
Die
Anode wird im Allgemeinen aus einem Pulver geformt, das eine hohe
spezifische Ladung von ungefähr 25 000 Mikrofarad·Volt
pro Gramm („μF·V/g") oder mehr, in manchen
Ausführungen ungefähr 40 000 μF·V/g
oder mehr, in manchen Ausführungen ungefähr 60
000 μF·V/g oder mehr und in manchen Ausführungen
ungefähr 80 000 μF·V/g bis ungefähr
200 000 μF·V/g oder mehr hat. Das Pulver enthält
eine Ventilmetalizusammensetzung, die ein Ventilmetall (d. h. ein
Metall, das oxidiert werden kann) oder eine auf einem Ventilmetall
basierende Verbindung, wie z. B. Tantal, Niob, Aluminium, Hafnium,
Titan, Legierungen davon, Oxide davon, Nitride davon und so weiter
umfasst. Zum Beispiel kann die Ventilmetallzusammensetzung ein elektrisch
leitfähiges Oxid von Niob, wie etwa Nioboxid, enthalten,
das ein Atomverhältnis von Mob zu Sauerstoff von 1:1,0 ± 1,0,
in einigen Ausführungen 1:1,0 ± 0,3, in einigen Ausführungen
1:1,0 ± 0,1 und in einigen Ausführungen 1:1,0 ± 0,05
besitzt. Zum Beispiel kann das Nioboxid NbO
0.7,
NbO
1.0, NbO
1.1 und
NbO
2 sein. In einer bevorzugten Ausführung
enthält die Zusammensetzung NbO
1.0,
ein leitfähiges Nioboxid, das selbst beim Sintern bei hohen
Temperaturen chemisch stabil bleiben kann. Beispiele für
solche Ventilmetalloxide sind in den
US-Patenten
Nr. 6,322,912 von Fife;
6,391,275 von
Fife et al.;
6,416,730 von
Fife et al.;
6,527,937 von
Fife;
6,576,099 von
Kimmel et al.;
6,592,740 von
Fife et al.;
6,639,787 von
Kimmel et al. und
7,220,397 von
Kimmel et al. beschrieben, sowie den US-Patentanmeldungen Nr. 2005/0019581
von Schnitter; 2005/0103638 von Schnitter et al. und 2005/0013765
von Thomas et al., die hier in ihrer Gesamtheit für alle
Zwecke als Referenz mit aufgenommen werden.
-
Die
zum Bilden des Pulvers benutzten Teilchen können jede gewünschte
Form und Größe besitzen. Zum Beispiel können
die Teilchen flockig, kantig, knollenförmig und Mischungen
oder Abwandlungen davon sein. Die Teilchen weisen auch typischerweise
eine Siebgrößenverteilung von mindestens etwa
60 mesh (Korngröße ca. 0,27 mm), in einigen Ausführungen
von etwa 60 (ca. 0,27 mm) bis etwa 325 mesh (ca. 0,05 mm) und in
einigen Ausführungen von etwa 100 (ca. 0,16 mm) bis etwa
200 mesh (ca. 0,08 mm) auf. Weiter beträgt die spezifische Oberfläche
etwa 0,1 bis etwa 10,0 m2/g, in einigen Ausführungen
etwa 0,5 bis etwa 5,0 m2/g und in einigen
Ausführungen etwa 1,0 bis etwa 2,0 m2/g.
Der Begriff „spezifische Oberfläche" bezieht sich
auf die Oberfläche, die mit der Methode der physikalischen Gasadsorption
(B. E. T.) nach Braunquer, Emmet und Teller, Journal of
American Chemical Society, Vol. 60, 1938, p. 309, mit Stickstoff
als Adsorptionsgas bestimmt wird. Ebenso liegt die sich ergebende
Massendichte (oder Scott-Dichte) zwischen etwa 0,1 und etwa 5,0
Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm3), in einigen
Ausführungen zwischen etwa 0,2 und etwa 2,5 g/cm3, und in einigen Ausführungen zwischen
etwa 0,5 und etwa 1,5 g/cm3.
-
Zur
Erleichterung der Ausbildung der Anode können den elektrisch
leitfähigen Teilchen andere Bestandteile zugefügt
werden. Zum Beispiel können die Teilchen wahlfrei mit einem
Bindemittel und/oder Gleitmittel vermischt werden, um zu gewährleisten, dass
die Teilchen ausreichend aneinander haften, wenn sie zum Ausbilden
des Anodenkörpers gepresst werden. Geeignete Bindemittel
sind Kampfer, Stearin- und andere seifige Fettsäuren, Carbowax (Union
Carbide), Glyptal (General Electric), Polyvinylalkohole, Naphthalin,
Pflanzenwachs und Mikrowachse (aufgereinigte Paraffine). Das Bindemittel kann
in einem Lösungsmittel gelöst und verteilt werden.
Zu beispielhaften Lösungsmitteln können Wasser,
Alkohole und so weiter gehören. Wenn sie eingesetzt werden,
kann der Prozentsatz der Binde- und/oder Gleitmittel von ungefähr
0,1% bis ungefähr 8% des Gewichts der Gesamtmasse variieren.
Es sollte jedoch verstanden werden, dass in der vorliegenden Erfindung
Binde- und Gleitmittel nicht erforderlich sind.
-
Nach
seiner Herstellung wird das resultierende Pulver mit einer beliebigen
herkömmlichen Pulver-Pressform verdichtet. Zum Beispiel
kann die Pressform eine Verdichtungs-Presse mit einer Station sein,
bei der eine Pressform und ein oder mehrere Stempel benutzt werden.
Alternativ dazu können Verdichtungs-Pressformen vom Amboss-Typ
benutzt werden, bei denen nur eine Pressform und ein einziger Unterstempel
benutzt werden. Verdichtungspressen mit Einzelstation stehen in
verschiedenen Grundtypen zur Verfügung, wie z. B. Nocken-,
Kniehebelpressen und Exzenter-/Kurbelpressen mit unterschiedlichen
Eigenschaften, wie einfach wirkend, doppelt wirkend, gleitender
Pressform, beweglicher Platte, entgegenwirkendem Kolben, Schrauben-, Schlag-,
Heißpressen, Prägen oder Maßprägen.
Das Pulver kann um einen Anodendraht verdichtet werden (z. B. einen
Tantal-Draht). Es muss weiterhin erkannt werden, dass der Anodendraht
alternativ dazu nach dem Pressen und/oder Sintern des Anodekörpers
am Anodenkörper befestigt (z. B. angeschweißt) werden
kann. Nach dem Pressen können alle Binde-/Gleitmittel entfernt
werden, indem der Pressling im Vakuum mehrere Minu ten auf eine bestimmte Temperatur
erhitzt wird (z. B. von ungefähr 150°C auf ungefähr
500°C). Alternativ können Binde-/Gleitmittel auch
entfernt werden, indem der Pressling mit einer wässrigen
Lösung in Kontakt gebracht wird, zum Beispiel wie in dem
Bishop et al. erteilten
US-Patent
Nr. 6,197,252 , das hier für alle Zwecke in seiner
Gesamtheit als Referenz mit aufgenommen wird. Danach wird der Pressling
gesintert, um eine poröse Gesamtmasse zu bilden. Zum Beispiel
kann in einer Ausführung der Pressling bei einer Temperatur
von ungefähr 1200°C bis ungefähr 2000°C
im Vakuum gesintert werden, und in einigen Ausführungen
von ungefähr 1500°C bis ungefähr 1800°C.
Beim Sintern schrumpft der Pressling, weil Bindungen zwischen den
Teilchen wachsen. Zusätzlich zu den oben beschriebenen
Techniken kann jedes andere Verfahren zum Ausbilden des Anodenkörpers
gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt werden,
wie z. B. in dem
US-Patent 4,085,435 an
Galvagni,
4,945,452 an
Sturmer et al.,
5,198,968 an
Galvagni,
5,357,399 an
Salisbury,
5,394,295 an
Galvagni et al.,
5,495,386 an Kulkarni
und
6,322,912 an Fife
beschrieben, die hier für alle Zwecke in ihrer Gesamtheit
als Referenz mit aufgenommen werden.
-
Obwohl
nicht erforderlich, kann die Dicke der Anode gewählt werden,
um die elektrische Leistung des Kondensators zu verbessern. Zum
Beispiel kann die Dicke der Anode ungefähr 4 Millimeter
oder weniger betragen, in manchen Ausführungen ungefähr 0,2
bis ungefähr 3 Millimeter und in manchen Ausführungen
ungefähr 0,4 bis ungefähr 1 Millimeter. Auch die
Form der Anode kann gewählt werden, um die elektrischen
Eigenschaften des resultierenden Kondensators zu verbessern. Zum
Beispiel kann die Anode eine Form haben, die bogenförmig,
sinusförmig, rechteckig, U-förmig, V-förmig,
usw. ist. Die Anode kann auch eine „gerillte" Form haben,
die ein oder mehrere Rillen, Fugen, Furchen oder Einbuchtungen enthält,
um das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zu
erhöhen und dadurch den ESR zu minimieren und den Frequenzgang
der Kapazität zu erweitern. Solche „gerillten"
Anoden werden zum Beispiel in den
US-Patenten
Nr. 6,191,936 von Webber et al.,
5,949,639 von Maeda et al. und
3,345,545 von Bourgault
et al., sowie in der US- Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr.
2005/0270725 von Hahn et al. beschrieben, die hier für
alle Zwecke in ihrer Gesamtheit als Referenz mit aufgenommen werden.
-
Nach
der Ausformung wird der Anodenkörper mit der organischen
Säure nach der vorliegenden Erfindung geätzt,
um Oxide zu entfernen, die während und/oder nach dem Sintern
aufgetreten sind. Typischerweise wird die organische Säure
in Form einer ätzenden Lösung mit einer beliebigen
bekannten Technik, wie etwa Tauchen, Drucken, Sprühen,
Pulverbeschichten und so weiter an den Anodenkörper gebracht.
Die ätzende Lösung enthält typischerweise ein
Lösungsmittel, wie etwa Wasser (z. B. entionisiertes Wasser),
Ether (z. B. Diethylether und Tetrahydrofuran), Alkohole (z. B.
Methanol, Ethanol, N-Propanol, Isopropanol und Butanol), Triglyceride,
Ketone (z. B. Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon),
Ester (z. B. Ethylacetat, Butylacetat, Diethylen-Glycoletheracetat
und Methoxypropylacetat), Amide (z. B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylcapryl-/caprin-Fettsäureamid
und N-Alkylpyrrolidone), Nitrile (z. B. Acetonitril, Propionitril,
Butyronitril und Benzonitril), Sulfoxide oder Sulfone (z. B. Dimethylsulfoxide
(DMSO) und Sulfolan) und so weiter. Obwohl nicht unbedingt erforderlich,
werden oft wässrige Lösungsmittel (z. B. Wasser)
verwendet. Tatsächlich kann Wasser ungefähr 1
Gew.-% oder mehr, in einigen Ausführungsformen ungefähr
10 Gew.-% oder mehr und 50 Gew.-%, in einigen Ausführungsformen
ungefähr 70 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen
ungefähr 90 Gew.-% bis 100 Gew.-% der (des) im Elektrolyten
verwendeten Lösungsmittel(s) ausmachen.
-
Bei
Bedarf können bestimmte Parameter der Ätzlösung
gewählt werden, um die Dissoziation der Säure
zu erleichtern, wodurch sie bereitwilliger mit Oxiden auf der Anodenoberfläche
reagieren kann. Zum Beispiel neigen höhere pH-Werte (z.
B. über 7) und höhere Temperaturen dazu, einen
Anstieg der Säuredissoziation zu begünstigen.
Jedoch kann ein zu hoher pH-Wert und eine zu hohe Temperatur unerwünschte
Korrosion der Anode verursachen.
-
Daher
wird der pH-Wert der Ätzlösung typischerweise
innerhalb des Bereichs von ungefähr 2 bis ungefähr
12, in einigen Ausführungsformen von ungefähr
3 bis ungefähr 11 und in einigen Ausführungsformen
von ungefähr 4 bis ungefähr 8 gesteuert. Um den
gewünschten pH-Wert zu erzielen, macht die organische Säure
typischerweise ungefähr 0,1 Gew.-% bis ungefähr
20 Gew.-%, in manchen Ausführungsformen ungefähr
0,5 Gew.-% bis ungefähr 10 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen ungefähr
1 Gew.-% bis ungefähr 5 Gew.-% der Ätzlösung
aus. Desgleichen können Lösungsmittel ungefähr
80 Gew.-% bis ungefähr 99,9 Gew.-%, in manchen Ausführungsformen
ungefähr 90 Gew.-% bis ungefähr 99,5 Gew.-% und
in einigen Ausführungsformen ungefähr 95 Gew.-%
bis ungefähr 99 Gew.-% der Ätzlösung
ausmachen. Es versteht sich jedoch, dass herkömmliche Säureregler
(sauer oder basisch) ebenfalls nach Bedarf in der Ätzlösung
verwendet werden können. Die Temperatur der Ätzlösung
liegt ebenfalls typischerweise zwischen ungefähr 15°C und
ungefähr 90°C, in einigen Ausführungsformen zwischen
ungefähr 20°C und ungefähr 80°C
und in manchen Ausführungsformen zwischen ungefähr 20°C
und ungefähr 75°C.
-
Nach
dem Ätzen kann der Anodenkörper wahlweise gewaschen
werden (z. B. in Wasser), um Reste der Bestandteile zu entfernen.
Danach kann der Anodenkörper so anodisch oxidiert werden,
dass eine dielektrische Schicht über und/oder innerhalb der
Anode gebildet wird. Anodisches Oxidieren ist ein elektrochemischer
Prozess, mit dem die Anode oxidiert wird, um ein Material zu bilden,
das eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante hat. Zum
Beispiel kann eine Anode aus Niobiumoxid (NbO) anodisch oxidiert werden,
um Niobiumpentoxid (Nb2O5)
zu bilden. Typischerweise wird das anodische Oxidieren durchgeführt,
indem anfänglich ein Elektrolyt an die Anode gebracht wird,
wie etwa durch Tauchen der Anode in den Elektrolyten. Der Elektrolyt
liegt im Allgemeinen in Form einer Flüssigkeit, wie einer
Lösung (z. B. wässrig oder nicht-wässrig),
vor.
-
Der
Elektrolyt ist elektrisch leitfähig und kann eine elektrische
Leitfähigkeit von ungefähr 1 Millisiemens pro
Zentimeter („mS/cm") oder mehr haben, in einigen Ausführungsformen
ungefähr 30 mS/cm oder mehr und in einigen Ausführungsformen
zwischen ungefähr 40 mS/cm und ungefähr 100 mS/cm,
bestimmt bei einer Temperatur von 25°C. Um die elektrische
Leitfähigkeit des Elektrolyten zu erhöhen, kann
eine Verbindung verwendet werden, die in der Lage ist, sich in dem
Lösungsmittel zu dissoziieren, um Ionen zu bilden. Geeignete
ionische Verbindungen können zum Beispiel sein: Säuren,
wie Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure,
Phosphorsäure, Polyphosphorsäure, Borsäure,
Boronsäure usw., organische Säuren, darunter Carbonsäuren,
wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Malonsäure,
Bernsteinsäure, Salicylsäure, Sulfosalicylsäure,
Adipinsäure, Maleinsäure, Apfelsäure, Ölsäure,
Gallussäure, Weinsäure, Zitronensäure,
Ameisensäure, Essigsäure, Glycolsäure,
Oxasäure, Propionsäure, Phthalsäure,
Isophthalsäure, Glutarsäure, Gluconsäure,
Milchsäure, Asparaginsäure, Glutaminsäure,
Itaconsäure, Trifluoressigsäure, Barbitursäure,
Zimtsäure, Benzoesäure, 4-Hydroxybenzoesäure,
Aminobenzoesäure usw., Sulfonsäuren, wie Methansulfonsäure,
Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure,
Styrolsulfonsäure, Naphthalindisulfonsäure, Phenolsulfonsäure,
Dodecylsulfonsäure, Phenyldodekansulfonsäure usw.,
polymere Säuren, wie Poly-Acryl- oder Poly-Methacrylsäure
und deren Copolymere (z. B. Malein-Acryl-, Sulfon-Acryl- und Styrol-Acryl-Copolymere),
Carageensäure, Carboxymethylcellulose, Alginsäure
usw. Die Konzentration ionischer Verbindungen wird so gewählt,
dass die gewünschte elektrische Leitfähigkeit
erreicht wird. Zum Beispiel kann eine Säure (z. B. Phosphorsäure)
zwischen ungefähr 0,01 Gew.-% und ungefähr 5 Gew.-%,
in einigen Ausführungsformen zwischen ungefähr
0,05 Gew.-% und ungefähr 0,8 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen
zwischen ungefähr 0,1 Gew.-% und ungefähr 0,5
Gew.-% des Elektrolyten ausmachen. Bei Bedarf können im
Elektrolyten auch Mischungen von ionischen Verbindungen verwendet werden.
Ein Lösungsmittel, wie es oben beschrieben wird, wird auch
allgemein im Elektrolyten verwendet, um als Träger für
die ionische Verbindung usw. zu fungieren. Das Lösungsmittel
kann zwischen etwa 50 Gew.-% und etwa 99,9 Gew.-%, in einigen Ausführungsfor men
zwischen etwa 75 Gew.-% und etwa 99 Gew.-% und in einigen Ausführungsformen
zwischen etwa 80 Gew.-% und etwa 95 Gew.-% des Elektrolyten ausmachen.
-
Ein
Strom wird durch den Elektrolyten geschickt, um die dielektrische
Schicht zu bilden. Der Spannungswert steuert die durchfließende
Ladung (Strom, multipliziert mit der Zeit) und dadurch die Dicke
der dielektrischen Schicht. Die Stromversorgung kann zum Beispiel
anfangs auf einen galvanostatischen Modus eingestellt werden, bis
die erforderliche Spannung erreicht ist. Danach wird die Stromversorgung
auf einen potentiostatischen Modus umgeschaltet, um sicherzustellen,
dass sich die gewünschte Dicke des Dielektrikums auf der
Oberfläche der Anode bildet. Natürlich können
auch andere bekannte Methoden verwendet werden, wie etwa Pulsmethoden.
Die Spannung liegt typischerweise im Bereich von etwa 4 bis ungefähr
200 Volt und in einigen Ausführungen von etwa 9 bis ungefähr
100 Volt. Während der anodischen Oxidation kann der Elektrolyt
auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden, wie etwa
30°C oder mehr, in einigen Ausführungsformen zwischen
etwa 40°C und etwa 200°C und in manchen Ausführungsformen
zwischen etwa 50°C und etwa 100°C. Die anodische
Oxidation kann auch bei Raumtemperatur oder niedriger erfolgen.
Die resultierende dielektrische Schicht kann auf einer Oberfläche
der Anode und/oder in ihren Poren synthetisiert werden.
-
Wenn
die dielektrische Schicht ausgebildet ist, kann optional eine Schutzschicht
aufgebracht werden, wie z. B. aus einem relativ isolierenden Kunstharz-Material
(natürlich oder synthetisch). Dieses Material kann einen
spezifischen Widerstand von mehr als ungefähr 0,05 Ohm·cm,
in manchen Ausführungen von mehr als ungefähr
5 Ohm·cm, in manchen Ausführungen von mehr als
ungefähr 1000 Ohm·cm, in manchen Ausführungen
von mehr als ungefähr 1 × 10
5 Ohm·cm,
und in manchen Ausführungen von mehr als ungefähr
1 × 10
10 Ohm·cm haben. Einige
harzartigen Materialien, die in der vorliegenden Erfindung verwendet
werden können, schließen, ohne aber darauf beschränkt
zu sein, Polyurethan, Polystyrol, Ester von ungesättigten
oder gesättigten Fettsäuren (z. B. Glyceride)
und so weiter, ein. Geeignete Ester von Fettsäuren sind
zum Beispiel Ester der Laurinsäure, Myristinsäure,
Palmitinsäure, Stearinsäure, Elaeostearinsäure, Ölsäure,
Linolsäure, Linolensäure, Aleuritinsäure,
Shellolsäure, und so weiter, sind aber nicht darauf beschränkt.
Es hat sich herausgestellt, dass diese Fettsäureester besonders nützlich
sind, wenn sie in relativ komplexen Kombinationen verwendet werden,
um ein „Trocknungs-Öl" zu bilden, das es erlaubt,
den resultierenden Film schnell zu einer stabilen Schicht zu polymerisieren. Solche
Trocknungs-Öle können Mono-, Di- und/oder Tri-Glyceride
enthalten, die ein Glycerol-Gerüst mit einem, zwei, bzw.
drei Fettsäure-Resten haben, die verestert sind. Einige
geeignete Trocknungs-Öle, die benutzt werden können,
sind zum Beispiel Olivenöl, Leinöl, Rizinusöl,
Tungöl, Sojaöl und Schellack, sind aber nicht
darauf beschränkt. Diese und andere Schutzschicht-Materialien
werden detaillierter in dem Fife, et al. erteilten
US-Patent Nr. 6,674,635 beschrieben,
das hier in seiner Gesamtheit für alle Zwecke als Referenz
mit aufgenommen wird.
-
Das
anodisch oxidierte Teil wird anschließend einem Schritt
zur Herstellung von Katoden gemäß herkömmlicher
Verfahren ausgesetzt. In einigen Ausführungsformen wird
zum Beispiel die Katode durch verschiedene Techniken ausgebildet,
wie etwa pyrolytische Zerlegung von Magannitrat (Mn(NO
3)
2), um eine Katode aus Mangandioxid (MnO
2) herzustellen. Solche Verfahren werden
zum Beispiel im Sturmer, et al. erteilten
US-Patent Nr. 4,945,452 beschrieben,
das hier in seiner Gesamtheit für alle Zwecke als Referenz
mit aufgenommen wird. Alternativ kann eine Beschichtung aus einem
leitfähigen Polymer verwendet werden, um die Katode des
Kondensators auszubilden. Die Beschichtung aus leitfähigem
Polymer kann ein oder mehrere Polyheterocyclen enthalten (z. B.
Polypyrrole, Polythiophene, Poly(3,4Ethylendioxid-Thiophen) (PEDT),
Polyaniline), Polyacetylene, Poly-p-Phenylene, Polyphenolate und
deren Derivate. Darüber hinaus kann, falls gewünscht,
die Beschichtung aus leitfähigem Polymer auch aus mehreren
leitfähigen Polymer- Schichten ausgebildet werden. Zum Beispiel
kann in einer Ausführungsform die leitfähige Polymerbeschichtung eine
Schicht aus PEDT und eine weitere Schicht aus einem Polypyrrol enthalten.
Es können verschiedene Verfahren angewendet werden, um
die Beschichtung aus leitfähigem Polymer auf den Anoden-Teil
aufzubringen. Zum Beispiel können herkömmliche
Verfahren, wie Elektropolymerisation, Siebdruck, Eintauchen, Elektrotauchbeschichtung
und Spritzen verwendet werden, um eine Beschichtung aus leitfähigem
Polymer auszubilden. In einer Ausführung können
zum Beispiel die Monomere, die zum Ausbilden des leitfähigen
Polymers (z. B. 3,4-Ethylen-Dioxythiophen) verwendet werden, anfangs
mit einem Polymerisations-Katalysator gemischt werden, um eine Lösung
zu bilden. Zum Beispiel ist ein geeigneter Polymerisations-Katalysator
BAYTRON C, wobei es sich um Eisen-III-Toluol-Sulfonat handelt, das
von H. C. Starck vertrieben wird. BAYTRON C ist ein im Handel verfügbarer
Katalysator für BAYTRON M, bei welchem es sich um 3,4-Ethylendioxythiophen
handelt, ein PEDT-Monomer, welches ebenfalls von H. C. Starck vertrieben
wird. Sobald eine Katalysatordispersion ausgebildet wurde, kann
das Anodenteil dann in die Dispersion getaucht werden, so dass sich das
leitfähige Polymer auf der Oberfläche des Anodenteils
ausbildet. Alternativ dazu können Katalysator und Monomer(e)
auch separat auf das Anodenteil aufgetragen werden. In einer Ausführung
kann der Katalysator zum Beispiel in einem Lösungsmittel
(z. B. Butanol) gelöst werden und dann als Tauchlösung auf
das Anodenteil aufgebracht werden. Das Anodenteil kann dann getrocknet
werden, um das Lösungsmittel davon zu entfernen. Danach
kann das Anodenteil in eine Lösung getaucht werden, die
das geeignete Monomer enthält. Sobald das Monomer die Oberfläche
des Anodenteils kontaktiert, die den Katalysator enthält,
polymerisiert es chemisch darauf. Zusätzlich kann der Katalysator
(z. B. BAYTRON C) auch mit den Materialien gemischt werden, die
zur Ausbildung der optionalen Schutzschicht benutzt werden (z. B.
harzartige Materialien). In solchen Fällen kann das Anodenteil
danach in eine Lösung getaucht werden, die das Monomer
(BAYTRON M) enthält. Als Folge davon kann das Monomer den
Katalysator in und/oder auf der Oberfläche der Schutzschicht
kontaktieren und damit reagieren, um die das leitfähige
Polymer enthaltende Beschichtung auszubilden. Obwohl oben verschiedene
Verfahren beschrieben worden sind, versteht es sich, dass jedes andere
Verfahren zum Aufbringen der leitfähigen Beschichtung(en)
auf dem Anodenteil in der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann. Zum Beispiel werden andere Verfahren zum Aufbringen solcher leitfähigen
Polymerbeschichtung(en) in den
US-Patenten
5,457,862 von Sakata et al.,
5,473,503 von Sakata
et al.,
5,729,428 von
Sakata et al. und
5,812,367 von
Kudoh et al. beschrieben, die hier in ihrer Gesamtheit für
alle Zwecke als Referenz mit aufgenommen werden.
-
In
den meisten Ausführungen wird das leitfähige Polymer
nach dem Aufbringen ausgeheilt. Die Ausheilung kann nach jedem Aufbringen
einer Schicht aus leitfähigem Polymer erfolgen, oder sie kann
nach dem Aufbringen der gesamten Beschichtung mit leitfähigem
Polymer erfolgen. In einigen Ausführungen kann das leitfähige
Polymer zum Beispiel durch Tauchen des Presslings in eine Elektrolytlösung,
wie etwa eine Lösung von Phosphorsäure und/oder
Schwefelsäure, und anschließendes Anlegen einer
konstanten Spannung an die Lösung bis zum Absinken des
Stroms auf einen vorgewählten Pegel ausgeheilt werden.
Bei Bedarf kann dieses Ausheilen in mehreren Schritten erfolgen.
In einer Ausführung wird zum Beispiel der Pressling, der
eine leitfähige Polymerbeschichtung hat, zuerst in Phosphorsäure
getaucht und ungefähr 20 Volt daran angelegt, und anschließend
wird er in Schwefelsäure getaucht und ungefähr
2 Volt daran angelegt. In dieser Ausführungsform kann die
Verwendung der zweiten Niederspannung-Schwefelsäure- oder
-Toluolsulfonsäurelösung die Erhöhung
der Kapazität und die Reduzierung des Verlustfaktors des
resultierenden Kondensators unterstützen. Nach Aufbringen
einer oder aller der oben beschriebenen Schichten kann der Pressling
dann bei Bedarf gewaschen werden, um verschiedene Nebenprodukte, überschüssigen Katalysator
und so weiter zu entfernen. Weiterhin kann in manchen Fällen
nach einigen oder allen oben beschriebenen Tauchschritten eine Trocknung
angewendet werden. Zum Beispiel kann das Trocknen nach Aufbringen
des Katalysators und/oder nach dem Waschen des Presslings erwünscht
sein, um die Poren des Presslings zu öffnen, damit er während nachfolgender
Tauchschritte eine Flüssigkeit aufnehmen kann.
-
Wenn
die Katode ausgebildet ist, kann auf dem Teil optional eine Kohlenstoffbeschichtung
(z. B. Graphit) bzw. eine Silberschicht aufgebracht werden. Die
Silberbeschichtung kann zum Beispiel als lötbarer Leiter,
Kontaktschicht und/oder Ladungskollektor für das Kondensatorelement
dienen, und die Kohlenstoffbeschichtung kann den Kontakt der Silberbeschichtung
mit dem festen Elektrolyten einschränken. Diese Beschichtungen
können den festen Elektrolyten teilweise oder ganz bedecken.
-
Das
resultierende Kondensatorelement kann dann mit Methoden, die in
der Technik bekannt sind, mit Anschlüssen versehen werden.
Unter Bezugnahme auf 1–2 wird
zum Beispiel eine Ausführung eines Kondensatorelements 30 gezeigt,
das eine allgemein rechteckige Form hat und eine Vorderfläche 36,
eine Rückfläche 38, eine obere bzw. untere
Fläche 37 und 39 sowie Seitenflächen 32 (von denen
nur eine dargestellt ist) besitzt. Ein Anodendraht 34 erstreckt
sich von der Vorderfläche 36 des Kondensatorelements 30 in
Längsrichtung („y"-Richtung). Wie weiter in 2 gezeigt
wird, besitzt das Kondensatorelement 30 einen Anodenkörper 50, eine
dielektrische Schicht 52, die auf dem Anodenkörper 50 aufliegt,
eine Schicht aus einem festen Elektrolyten 54, die auf
der dielektrischen Schicht 52 aufliegt, eine Graphitschicht 56,
die auf der Schicht des organischen Festelektrolyten 54 aufliegt,
und eine Silberschicht 58, die auf der Graphitschicht 56 aufliegt.
Es versteht sich natürlich, dass solche Schichten auf jeder
beliebigen Fläche des Kondensators aufgebracht werden können
und nicht auf die dargestellte Weise aufgebracht zu werden brauchen.
-
Nach
Formierung des Kondensatorelements 30 können Anoden-
und Katoden-Anschlussleitungen elektrisch mit dem Anodendraht 34 bzw.
der Schicht des festen Elektrolyten 54 (über die
Graphit- bzw. Silberschichten) verbunden werden. Die spezifische
Konfiguration der Anschlüsse kann variieren, wie in der
Technik wohl bekannt ist. Mit Bezug auf 3 ist zum
Beispiel eine Ausführung gezeigt, die einen Anoden-Anschluss 70 und
einen Katoden-Anschluss 80 enthält. In dieser
besonderen Ausführung enthält der Katodenanschluss
einen ersten Bereich 82, der im Wesentlichen senkrecht
zu einem zweiten Bereich 84 angeordnet ist. Der erste Bereich 82 steht im
elektrischen Kontakt der unteren Fläche 39 des Kondensatorelements 30,
und der zweite Bereich 84 steht im elektrischen Kontakt
mit der hinteren Fläche 38 des Kondensatorelements 30.
Um das Kondensatorelement 30 am Katodenanschluss 80 zu
befestigen, kann ein leitfähiger Kleber verwendet werden, wie
in der Technik bekannt ist. Der leitfähige Kleber kann
zum Beispiel leitfähige Metallteilchen enthalten, die in
einer Kunstharz-Mischung eingebettet sind. Die Metallteilchen können
Silber, Kupfer, Gold, Platin, Nickel, Zink, Wismut, usw. sein. Die
Kunstharzmischung kann ein Duroplast-Kunstharz (z. B. Epoxydharz),
einen Härter (z. B. Säureanhydrid) und ein Kopplungsmittel
(z. B. Silan-Kopplungsmittel) enthalten. Geeignete leitfähige
Kleber sind in der US-Patentanmeldungs-Veröffentlichung
mit der Publikations-Nummer 2006/0038304 an Osako et al. beschrieben,
die hier in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke als Referenz
mit aufgenommen wird.
-
Der
Anodenanschluss 70 enthält einen ersten Bereich 76,
der im Wesentlichen senkrecht zu einem zweiten Bereich 74 angeordnet
ist. Der zweite Bereich 74 enthält einen Teilbereich,
der den Anodendraht 34 trägt. In der dargestellten
Ausführung besitzt der Bereich 51 eine „U-Form",
um den Oberflächenkontakt und die mechanische Stabilität
des Drahtes 34 weiter zu verbessern. Der Anodendraht 34 wird
dann mit einem Laser 90 an den Bereich 51 geschweißt.
Wenn das Kondensatorelement an den Anschlüssen befestigt
ist, wird es mit einem Kunstharz-Gehäuse umhüllt,
das dann mit einem Silica enthaltenden Kunstharz oder jedem anderen
bekannten Vergussmaterial gefüllt werden kann. Die Breite
und Länge des Gehäuses kann abhängig
von der beabsichtigten Anwendung unterschiedlich sein. Die Gesamtdicke
des Gehäuses ist jedoch typischerweise klein, so dass die
resultierende Baugruppe einfach in Produkten mit einer geringen
Bauhöhe unter gebracht werden kann (z. B. in „IC-Karten").
Zum Beispiel kann die Dicke des Gehäuses im Bereich von ungefähr
4,0 Millimetern oder weniger liegen, in manchen Ausführungen
von ungefähr 0,1 bis ungefähr 2,5 Millimetern,
und in manchen Ausführungen von ungefähr 0,15
bis ungefähr 2,0 Millimetern. Geeignete Gehäuse
sind zum Beispiel die Gehäuse „A", „B", „H"
oder „T" (AVX Corporation). Unter Bezugnahme auf 4 ist
zum Beispiel eine besondere Ausführung eines solchen Einkapselungs-Gehäuses
für eine Kondensatoranordnung 100 als Element 88 gezeigt.
Das umhüllende Gehäuse 88 bietet einen
zusätzlichen strukturellen und thermischen Schutz für die
Kondensatoranordnung 100. Nach der Einkapselung können
die herausstehenden Bereiche der Anoden- bzw. Kathoden-Anschlüsse
gealtert, überprüft und zugeschnitten werden.
Bei Bedarf können die herausstehenden Bereiche optional
zweimal entlang der Außenseite des Gehäuses 88 gebogen
werden (z. B. in einem Winkel von ungefähr 90°).
-
Als
Ergebnis der vorliegenden Erfindung kann ein Kondensator ausgebildet
werden, der ausgezeichnete elektrische Eigenschaften aufweist. Zum
Beispiel hat der Kondensator nach der vorliegenden Erfindung typischerweise
einen ESR von weniger als etwa 1000 Milliohm (mOhm), in einigen
Ausführungen von weniger als etwa 500 mOhm und in einigen
Ausführungen von weniger als etwa 100 mOhm. Der äquivalente
Reihenverlustwiderstand (ESR) eines Kondensators kennzeichnet im
Allgemeinen das Ausmaß, zu dem der Kondensator beim Laden
und Entladen in einem elektronischen Schaltkreis wie ein Widerstand
wirkt, und wird üblicherweise als ein Widerstand in Reihe
zum Kondensator ausgedrückt. Darüber hinaus kann
der sich ergebende Leckstrom, der sich im Allgemeinen auf den Strom bezieht,
der von einem Leiter zum benachbarten Leiter durch einen Isolator
fließt, auf relativ niedrigen Niveaus gehalten werden.
Zum Beispiel beträgt der numerische Wert des normierten
Leckstroms eines Kondensators nach der vorliegenden Erfindung in
einigen Ausführungen weniger als etwa 0,1 μA/μF·V,
in einigen Ausführungen weniger als etwa 0,01 μA/μF·V und
in einigen Ausführungen weniger als etwa 0,001 μA/μF·V,
wobei μA für Mikroampere steht und μF·V das
Produkt der Kapazität und der Nennspannung ist. Desgleichen
kann die Durchbruchsspannung des Kondensators nach der vorliegenden
Erfindung mindestens 10 Volt betragen, in einigen Ausführungen mindestens
ungefähr 15 Volt, in einigen Ausführungen mindestens
ungefähr 20 Volt und in einigen Ausführungen zwischen
ungefähr 20 Volt bis ungefähr 100 Volt.
-
Die
vorliegende Erfindung kann besser verstanden werden, wenn auf die
folgenden Beispiele Bezug genommen wird.
-
Testverfahren
-
U/I-Kennlinien
-
Die
U/I-Kennlinien eines Kondensators wurden mit einem Reihenwiderstand
von 100 mOhm gemessen. Die angelegte Spannung aus einem bipolaren
Netzteil (Keithley 2400) wurde in Inkrementen von 0,1 V allmählich
erhöht, und der Strom wurde mit einem Digitalmultimeter
(Agilent 34401) bei einer Temperatur von 25°C nach 10 s
Verzögerung gemessen.
-
Reflow/Schnellkochtopf/Reflow-Stabilität
-
Um
die Stromstabilität bei hohen Temperaturen zu prüfen,
wurden die Anoden gemäß einem Temperaturprofil
beim Reflow-Löten erwärmt (Vorwärmen
auf maximal 180°C, Spitze von 250°C bis 255°C
und ein Reflow-Gradient von 3,75 bis 4,25°C pro Sekunde)
unter Verwendung des Heller-Reflow-Ofens und eines Schnellkochtopfes
(120°C, 100% Feuchtigkeit). Genauer wurden die Anoden zuerst
gemäß dem Reflow-Profil erwärmt, dann
2 Stunden lang im Schnellkochtopf erwärmt und schließlich wieder
gemäß dem Reflow-Profil erwärmt. Der
Leckstrom wurde unter Verwendung des Netzteils Hewlett Packard HP6634A
und der Leckstrom-Prüfeinrichtung MC157 von Mantracourt
Electronics LTD, UK, vor und nach dem gesamten Verfahren bei Umgebungstemperatur
25°C nach 20 Sekunden gemessen.
-
BEISPIEL 1
-
80
000 μFV/g Nioboxidpulver (HC Starck) wurden zu Presslingen
gepresst und gesintert, um einen porösen Elektrodenkörper
zu bilden. Die Presslinge wurden dann 1 Stunde lang in verschiedenen Lösungen
schwacher organischer Säuren behandelt, d. h. Benzenediol
(1 Gew.-%, Zimmertemperatur), Benzenetriol (1 Gew.-%, Zimmertemperatur),
Tricarbonsäure (1 Gew.-%, 70°C), Dicarbonsäure
(1 Gew.-%, 70°C) und ein Dihydroxy-Derivat einer Dicarbonsäure
(1 Gew.-%, 70°C). Die anodische Oxidation wurde dann bei
Umgebungstemperatur in einer wässrigen Lösung
ausgeführt, die Phosphorsäure enthielt. Die anodische
Oxidation erfolgte zuerst galvanostatisch bis zur gewünschten
Spannung und dann potentiostatisch. Die Leitfähigkeit des
Elektrolyten mit unterstützendem Elektrolyten betrug 4,5 mS/cm.
Die Spannung wurde so gewählt, dass eine Kapazität
von 100 μF erzielt werden sollte. Nach der anodischen Oxidation
wurden die Presslinge mit einer Mangandioxidschicht, einer Graphitbeschichtung und
einer Silberbeschichtung beschichtet. Die fertiggestellten Teile
wurden mit herkömmlicher Zusammenbautechnik zum B-Gehäuse
(EIA 3528) komplettiert. Die Stromstabilität wurde wie
oben beschrieben gemessen. Die Ergebnisse sind in 5 gezeigt.
Die U/I-Kennlinien des gealterten Kondensators wurden ebenfalls
gemessen. Die Ergebnisse sind in 6 gezeigt.
-
BEISPIEL 2
-
80
000 μFV/g Nioboxidpulver (HC Starck) wurden zu Presslingen
gepresst und gesintert, um einen porösen Elektrodenkörper
zu bilden. Die Presslinge wurden dann 1 Stunde lang bei verschiedenen Temperaturen
in einer wässrigen Lösung eines Dihydroxy-Derivat
einer Dicarbonsäure (1 Gew.-%) behandelt. Die anodische
Oxidation wurde dann wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Nach der anodischen Oxidation wurden die Presslinge mit einer Mangandioxidschicht,
einer Graphitbeschichtung und einer Silberbe schichtung beschichtet.
Die fertiggestellten Teile wurden mit herkömmlicher Zusammenbautechnik
zum B-Gehäuse (EIA 3528) komplettiert. Die Anoden wurden
dann erwärmt und geprüft, wie oben beschrieben.
Die Ergebnisse für den Leckstrom sind in 7 gezeigt,
die U/I-Kennlinien der Kondensatoren in 8.
-
BEISPIEL 3
-
80
000 μFV/g Nioboxidpulver (HC Starck) wurden zu Presslingen
gepresst und gesintert, um einen porösen Elektrodenkörper
zu bilden. Die Presslinge wurden dann 1 Stunde lang bei verschiedenen Konzentrationen
in einer wässrigen Lösung von Dicarbonsäure
(70°C) behandelt. Die anodische Oxidation wurde dann wie
in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Nach der anodischen
Oxidation wurden die Presslinge mit einer Mangandioxidschicht, einer
Graphitbeschichtung und einer Silberbeschichtung beschichtet. Die
fertiggestellten Teile wurden mit herkömmlicher Zusammenbautechnik
zum B-Gehäuse (EIA 3528) komplettiert. Die Anoden wurden
dann erwärmt und geprüft, wie oben beschrieben.
Die Ergebnisse für den Leckstrom sind in 9 gezeigt,
die U/I-Kennlinien der Kondensatoren in 10.
-
BEISPIEL 4
-
80
000 μFV/g Nioboxidpulver (HC Starck) wurden zu Presslingen
gepresst und gesintert, um einen porösen Elektrodenkörper
zu bilden. Die Presslinge wurden dann über verschiedene
Zeitspannen in einer wässrigen Lösung von Dicarbonsäure
(10 Gew.-%, Umgebungstemperatur) behandelt. Die anodische Oxidation
wurde dann wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.
Nach der anodischen Oxidation wurden die Presslinge mit einer Mangandioxidschicht,
einer Graphitbeschichtung und einer Silberbeschichtung beschichtet.
Die fertiggestellten Teile wurden mit herkömmlicher Zusammenbautechnik zum
B-Gehäuse (EIA 3528) komplettiert. Die Anoden wurden dann
erwärmt und geprüft, wie oben beschrieben. Die
Ergebnisse für den Leckstrom sind in 11 gezeigt,
die U/I-Kennlinien der Kondensatoren in 12.
-
Diese
und weitere Modifikationen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung
können von einem Fachmann durchgeführt werden,
ohne dass vom Sinn und Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen
wird. Zusätzlich dazu muss verstanden werden, dass Aspekte
der verschiedenen Ausführungen ganz oder teilweise ausgetauscht
werden können. Weiterhin wird ein Fachmann erkennen, dass die
oben angegebene Beschreibung nur ein Beispiel ist und nicht mit
der Absicht angegeben wurde, die Erfindung einzuschränken,
die in den beigefügten Ansprüchen weiter beschrieben
wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 6322912 [0023]
- - US 6391275 [0023]
- - US 6416730 [0023]
- - US 6527937 [0023]
- - US 6576099 [0023]
- - US 6592740 [0023]
- - US 6639787 [0023]
- - US 7220397 [0023]
- - US 6197252 [0026]
- - US 4085435 [0026]
- - US 4945452 [0026, 0035]
- - US 5198968 [0026]
- - US 5357399 [0026]
- - US 5394295 [0026]
- - US 5495386 [0026]
- - US 6332912 [0026]
- - US 6191936 [0027]
- - US 5949639 [0027]
- - US 3345545 [0027]
- - US 6674635 [0034]
- - US 5457862 [0035]
- - US 5473503 [0035]
- - US 5729428 [0035]
- - US 5812367 [0035]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Braunquer,
Emmet und Teller, Journal of American Chemical Society, Vol. 60,
1938, p. 309 [0024]