Способ изготовления танталовых и ниобиевых оксидно-полупроводниковых конденсаторов Советский патент 1981 года по МПК H01G9/00 

Данное изобретение относится к электротехнике и может батъ использо вано при изготовлении оксидно-полупроводниковых конденсаторов. Известен способ изготовления оксидно-полупроводниковых конденсаторов , включающий термообработку секций конденсаторов под напряжением l3 . Недостатком известного способа является длительность технологического процесса. Наиболее близок к предлагаемому способ -.изготовления оксид но-полу-., проводниковых конденсаторов, включающий совмещенную термообработку секций конденсаторов под напряжением с монтажем секций в корпус, герметиза цию, разбраковку по электропараметрам и повторную термообработку под напряжением 2. Внедрение данного способа в серийное производство позволило исключить длительную тренировку, которая ранее проводилась после впайки секции и изоляторов в корпус. Однако после впайки часть конденсаторов имеет дефекты внешнего вида (напЛывы припоя, перекосы изоляторов) , которые исправляют повторной пайкой при 150-200 С. При этом узел пайки секции с корпусом Не расплавляют во избежание ухудшения механических и электрических свойств конденсатора. Повторная пайка приводит к увеличению токов утечки, для снижения которых производится повторная тренировка длительностью 15--50 ч. При этом часть конденсаторов не восстанавливается и отбраковывается. При изготовлении конденсаторов повышенной надежности после герметизации проводят повторную тренировку (электростарение) в течение 10-200 ч при рабочем напряжении и температуре для отбраковки ненадежных конденсаторов и стабилизации электропараметров. Значительная длительность данной тренировки препятствует автоматизации производства и снижает производительность труда. Большая длительность испытаний не позволяет оперативно контролировать стабильность электропараметров конденсаторов при совершенствовании технологического процесса и разработке новых типов оксидно-полупроводниковых конденсаторов. Целью данного изобретения является повышение выхода годных.

Для достижения поставленной цели при изготовлении танталовых и ниобиевых оксидно-полупроводниковых конденсаторов способом, включающим термообработку секций при 240-290°С под напряжением, совмещенную с монтажом секций, герметизацию, разбраковку .по злектропараметрам и повторную термообработку под напряжением, последнюю проводят при температуре, составляющей 0,65-0,9 температуры термообработки секций.

Ниже приведен пример реализации предлагаемого способа.

Из 1537 ниобиевых оксидно-полупроводниковых конденсаторов типономинала .20Вх47 мкф, монтаж секций которых в корпуса был совмещен с термообработкой (240°С под напряжением, было отделено 103 конденсатора с дефектами внешнего вида, дефектами герметизации и конденсаторы, на которые во время пайки не подавалось напряжение, росле исправления дефектов проводилась повторная термообработка при 200tlO°c под напряжением 17,5 В длительностью 90 сек. После герметизации (запайки трубочки) и контроля гер метичности конденсаторы разбраковывали по электропараметраин. Из 103 исправленных конденсаторов окончательно было отбраковано 19 штук, остальные годные. В то же время при восстановлении по известному способу изготовления оксидно-полупроводниковых конденсаторов тренировкой в течение 50ч окончательный браК составляет 45-50 штук на каждую сотню исправленных конденсаторов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход годных на 1,8% при одновременном сокращении длительности технологического процесса.

В таблице приведены электропараметры конденсаторов типономинала 20Вх47мкФ, изготовленных согласно . предлагаемому способу.

Как видно из таблицы,конденсаторы, изготовленные согласно предлагаемому способу, обладают стабильными электрическими характеристиками.

Как показал пример реализации, предлагаемый способ позволяет заменить длительные тренировки и испытания кратковременной термообработкой под напряжением .

Ниже приводится обоснование этого способа.

Сопротивление изоляции оксиднополупроводниковых конденсаторов СИ) яВляется суммой сопротивления изоляции оксида R QY.C- и сопротивления изоляции границы оксид-полупроводник

.

Сопротивление изоляции оксида(Й( определяется наличием дефектов и стехиометрией оксида, а сопротивление

изоляции границы ИГР- блокировкой де-; фектов оксида (например отрицательно заряженными ионами кислорода) и качеством нанесения полупроводникового слоя. Ионы кислорода препятствуют вхождению электронов в оксидный слой и тем самым ограничивают величину тока утечки конденсаторов. При хранении и электростарении в первую оч эредь происходит разрушение слоя ионов кислорода (снижаетсяЯ-гр), особенно при.плохом качеСтве полупроводни кового слоя, и наблюдается скачкооЪразное возрастание токов утечки до

мкА. Оксидно-полупроводниковы конденсаторы стабильны, еспк9.(-)р, T.Kj при старении утойчивость оксидов несравненно выШе устойчивости состояния гр.аницы раздела оксид-полупроводник. Отбраковка ненадежных изделий сводится к выявлению конденсаторов, именадих о Р . Тренировка снижает точки утечки путем згшечивания дефектов оксида и нестехиометричностей, выявляет-и отбраковывает конденсаторы нестабильные при последующей эксплуатции, т.к. конденсаторы имеютROX R . При этом также, стабилизируется емкость конденсаторов.

Повторная термообработка, под напряжением при температуре, меньшей 0,65 температуры первичной термообработки 80-12О с), замедлит активность ионно-электронных процессов, что снизит эффективность способа.

Повторная термообработка при температуре больше 0,9 температуры первичной термообработки приведет к разрушению узлов герметизации и монтажа секций в корпус, возрастанию величин тангенса угла потерь и эквивалентного последовательного сопротивления.

Диффузионные процессы в оксидных пленках NtijjOg характеризуются длиной перемещения в. них ионов кислорода - так называемой диффузионной длиной Е. . Термообработка под напряжением является стимуляцией этих диффузионных процессов.

Верхнее значение температуры термообработки под напряжением в предлагаемом способе задано с целью предотвращения возможного разрушения узлов монтажа и герметизации конденсаторов. Нижнее значение определяется торможением электронно-ионного зарядопереноса, что удлиняет цикл термообработки под напряжением, препят.ствуя автоматизации технологического процесса.

Таким образом, предлагаемый способ производства оксидно-полупроводниковых конденсаторов позволяет сократить .длительность изготовления, упростить технологию и повысить выход годных .изделий на 2-3%.

Формула изобретения

Способ изготовления танталовых и ниобиевых оксидно-полупроводниковых конденсаторов, включающий термообработку секций при температуре 240290 С под напряжением, совмещенную с монтажом секций, герметизацию, разбраковку по электропараметрам и повторную термообработку под напряжением отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных, пов.торную термообработку под напряжение проводят при температуре, составляющей 0,65-0,9 температуры термообработки секций.

Источники информации, ,принятые во внимание при экспертизе

1.Закгейм Л.Н.Элеткролитические конденсаторы, М.,энергия 1963,

.с. 229-232.

2.Авторское свидетельство СССР 609427, кл. Н 016 9/24, 1976 (прототип .