Способ подгонки тонкопленочных конденсаторов Советский патент 1977 года по МПК H01G4/255 H01G4/33 

1

Изобретение относится к области конструирования элементов радиоаппаратуры и может быть использовано в производстве тонкопленочных конденсаторов высокой точности.

Известен способ подгонки тонкопленочных конденсаторов, основанный на создании дополиительиой диэлектрической области путем локального анодирования обкладки конденсатора, включающий нанесение электролита с погруженным в него металлическим зондом и подачу импульсного напряжения на конденсатор 1.

Однако этот способ не обеспечивает точности подгонки.

С целью повынтения точности подгонки по предлагаемому способу электролит наносят на диэлектрическую пленку конденсатора таким образом, чтобы он соприкасался с торцевой поверхностью верхней обкладки, а на обкладках конденсатора создают одинаковый потенциал.

На фиг. 1 показан тонкопленочный коиденсатор; на фиг. 2 - то же, после подстройки; на фиг. 3 - тонкоплеиочиый конденсатор с каплей электролита; на фиг. 4 - то же, после подстройки; на фиг. 5 - регулпруе.мый конденсатор; на фиг. 6 - то же, после подстройки; на фиг. 7 - блок-схема установки для осуществления процесса подгонки емкости конденсаторов по предлагаемому способу.

2

Тонкопленочиый конденсатор содержит подложку 1, нижнюю обкладку 2, диэлектрическую пленку 3, верхнюю обкладку 4, каплю электролита 5, окисел 6, регулируемый кондеисатор 7, реле 8 с контактами 8-1-8-5, блок 9 измерения, генератор 10 и блок 11 анодирования. Вспомогательный электрод 12 через контакты 8-5 и 8-3 реле 8 подключается к отрицательному полюсу блока 11 анодирования. Соответственно нижняя и верхняй обкладки 2 и 4 коидеисатора 7 через нормально разомкнутые контакты 8-2 и 8- соответственно подключаются к положительному полюсу блока II анодирования, а через иОрмально замкнутые контакты 8-2 и 8-1 - к блоку 9 измерения.

В зависимости от требуемой точности и необходимых пределов регулирования емкости возможны три варианта нанесения электролНта на поверхность диэлектрической пленки.

Для уменьщеиия емкости в пределах 5-20% подгонку ведут по способу, показанному на фиг. 1, располагая каплю электролита 5 таким

образом, что она покрывает частично верхнюю обкладку 4 вдоль ее границы (фиг. 1), при этом изменение иоминала происходит за счет уменьшения площади верхней обкладки 4 путем перевода в окисел 6 части ее торцевой поверхности (фиг. 2).

При необходимости изменения емкости в пределах 1-5% подгонку ведут по способу, располагая каплю электролита 5 таким образом, что она только касается торцевой поверхности верхней обкладки 4 (фиг. 3). В этом случае в окисел превращается только часть толщины торцевой поверхности верхней обкладки 4, прилегающая к пленке 3 (фиг. 4), а изменение емкости происходит не за счет уменьщенйя площади верхней обкладки 4, а за счет увеличения толщины пленки 3 в области, прилегающей к торцевой поверхности верхней обкладки 4.

При осуществлении юстировки номинала топкопленочного конденсатора па величину менее 1 % от его первоначального значения избирают вариант, показанный на фиг. 3. Электролит 5 помещают на диэлектрическую плепку 3 на небольщом расстоянии от границы верхней обкладки 4 (фиг. 5), затем подают напряжение, превыщающее напряжение формовки конденсатора на величину, соответствующую желаемому эффекту подгонки, в результате происходит окисление нижней обкладки 2.

За счет эффекта растекания область окисления захватывает частично площадь нижней обкладки 2, лежащую под торцевой поверхностью верхней обкладки 4 (фиг. 6). В этом случае, как и в предыдущем, изменение емкости происходит за счет увеличения толщины пленки 3 в области, прилегающей к границе верхней обкладки 4.

Процесс подгонки осуществляется следующим образом.

Подстраиваемый конденсатор 7 подсоединяют к электрической схеме (фиг. 7), подают на поверхность диэлектрической пленки 3 каплю электролита 5, располагая ее либо на торцевой поверхности верхней обкладки 4 (фиг. 1), либо вблизи этой поверхности (фиг. 5), либо так, что капля электролита только касается торцевой поверхпостн (фиг. 3). Способ размещения капли электролита определяется необходимыми пределами изменения емкости.

При включении электрической схемы вначале--производят замер емкости подстраиваемого конденсатора 7 с помощью измерительной установки (блока 9). Включается генератор 10. При срабатывании реле блок 9 отключается, а обкладки 2 и 4 конденсатора 7 и вспомогательный электрод 12 оказываются подключенными соответственно к положительному и отрицательному полюсам источника блока И анодирования.

При подаче напряжения начинается процесс подгонки, при этом возможны два вида работы (непрерывный и импульсный). Непрерывный режим используется при достаточно грубой подгонке емкости под номинал (фиг. 1) при разовых измерениях номинала емкости. По мере того, как величина емкости приближается к заданной, начинается импульсный режим, позволяющий практически одновременно проводить и окисление и измерение. Время измерения и окисления задается скважностью импульсов генератора 10.

В момент достижения заданного поминала электрическую схему отключают - процесс подгонки прекращается.

При наличии определенной связи между блоком 9 и генератором 10 возможна автоматическая подгонка емкости.

По предлагаемому способу варьируются номиналы конденсаторов в пределах 20% с точностью 0,2%, определяемой возможностями используемого прибора. Теоретический предел такой подстройки имеет величину менее 0,01%.

Таким образом, способ подгонки тонкопленочпых конденсаторов позволяет повысить точность и воспроизводимость подгонки, упростить процесс подгонки по сравнению с известным способом, а также повысить надежность метода, поскольку возможность повреждения регулируемого конденсатора полностью исключена.

Формула изобретения

Способ подгонки тонкопленочных конденсаторов, основанный на создании донолнительпой диэлектрической области путем локального анодирования обкладки конденсатора, включающий нанесение электролита с погруженным в него металлическим зондом и подачу импульсного напряжения на конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности подгонки, электролит наносят на диэлектрическую пленку конденсатора таким образом, чтобы он соприкасался с торцевой поверхностью верхней обкладки, а на обкладках конденсатора создают одинаковый потенциал.

Источпик ипформации, принятый во внимание при экспертизе:

1. «Sodelov techn., 1972 г. 20, № 8, 305-306 (прототип).

fut.l

+

PV.

+

/

Y77777777/y, k±l-kb

Г/////////Х//1 3

V- N V

Риг.6