Способ изготовления танталовых и ниобиевых оксидно- полупроводниковых конденсаторов

Способ изготовления танталовых и ниобиевых оксидно- полупроводниковых конденсаторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р >871243 (6I) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 100778 (21) 2640888/18-21 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано 071081. Бюллетень Н9 37

Дата опубликования описания 07.1031 (51)М. Кл З

Н 01 G 9/24

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. З19. 4 (088 ° 8) (723 Авторы изобретения

Л.A.Êoðñóí, В.Я.Каган, Е.Л.Шинянская и И

1 (71) Заявитель

54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКСИДНО-ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ (КОНДЕНСАТОРОВ

Данное изобретение относится к электротехнике и может быть использо. вано при изготовлении оксидно-полупроводниковых конденсаторов.

Известен способ изготовления оксидно-полупроводниковых конденсато-. ров, включающий термообработку секций конденсаторов под напряжением (11 .

Недостатком известного способа является длительность технологического процесса.

Наиболее близок к предлагаемому способ ;изготовления оксидно-полу-. проводниковых конденсаторов, включающий совмещенную термообработку сек- 15 ций конденсаторов под напряжением с монтажем секций в корпус, герметизацию, разбраковку по электропараметрам и повторную термообработку под напряжением Е2а. 20

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 иэоляторов1, которые исправляют повторной пайкой при 150-200 С.

При этом узел пайки секции с корпусом 30 не расплавляют во избежание ухудшения механических и электрических свойств конденсатора.

Повторная пайка приводит к увели=чению 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

85 С 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.

871243

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

lIo электропараметрам и повторную термообработку под напряжением, последнюю проводят при температуре, состав- ляющей 0,65-0,9 температуры термообработки секций. 10

Ниже приведен пример реализации предлагаемого способа.

Из 1537 ниобиевых оксидно-полупроводниковых конденсаторов типономинала 20Вх47 мкф, монтаж секций которых 15 в корпуса был совмещен с термообработкой (240ОС) под напряжением, было отделено 103 конденсатора с дефектами внешнего вида, дефектами герметизации и конденсаторы, на которые во 2О время пайки не подавалось напряжение.

После исправления дефектов проводилась повторная термообработка при

200+10 С под напряжением 17,5 В длительностью 90 сек. После герметизации (запайки трубочки) и контроля герметичности конденсаторы разбраковывали по электропараметрам. Из 103 исправленных конденсаторов. окончательно было отбраковано 19 штук, остальные годные. В то же время при восстанов- 30 лении по известному способу изготовления оксидно-полупроводниковых конденсаторов тренировкой в течение

50 ч окончательный браК составляет

45-50 штук на каждую сотню исправлен- 35 ных конденсаторов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход годных на

1,8% при одновременном сокращении длительности технологического процес- gg са.

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 заме- зО нить длительные тренировки и испытания кратковременной термообработкой под напряжением.

Ниже привбдится обоснование этого, способа. 55

Сопротивление изоляции оксиднополупроводниковых конденсаторов (Я) является суммой сопротивления изоляции оксида Я Ок, и сопротивления изоляции границы оксид-полупроводник

"= око+ л °

Сопротивление изоляции оксида(Я ) определяется наличием дефектов и стехиометрией оксида, а сопротивление изоляции границы Rqp- 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 очередь происходит разрушение слоя ионов кислорода (снижаетсяЙ р), особенно при.плохом качестве полупроводникового слоя, и наблюдается скачкообразное возрастание токов утечки до

10 -10 8 мкА. Оксидно-полупроводниковые конденсаторы стабильны, если оКсъЯ,д, т.к, при старении утойчивость оксидов несравненно выше устойчивости состояния границы раздела оксид-полупроводник. Отбраковка ненадежных изделий сводится к выявлению конденсаторов, имеющих,„с (<Я р . Тренировка снижает точки утечки путем залечивания дефектов оксида и нестехиометричностей, выявляет .и отбраковывает конденсаторы, нестабильные при последующей эксплуатации, т. к. конденсаторы имеют Рокс С(Я,р.

При этом также, стабилизируется емкость конденсаторов.

Повторная термообработка под напряжением при температуре, .меньшей

0,65 температуры первичной термообработки (80-120 C), 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 ХЬЮГО и Тс 06 характеризуются длиной перемещения в. них ионов кислорода — так называемой "диффузионной длиной В ". 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, препятствуя 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%.

871г43 да (наплывы и др.) 7,6,47,0

9,0

16,2

5,9

12,0

38,545,0 .

3,26,0

Дефекты герметичности изолятора с корпусом

1,0

10,0

2,5. 10,г г,о50 0 г,з6,3

3,018,0

Напряжение во время, пайки отсутствовало

2,07,0

4,55,3

42,045,0

6,8-.

10,г

4,34,8

Нормы технических Условий

33,061,0

2О,0

50,0 175,0

25,0

25,0

Формула изобретения

Составитель A.Ñàëûíñêèé

Редактор Б.федотов Техред Ж.Кастелевич . Корректор Ю.Макаренко

Заказ 8447/25 Тираж 787

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Способ изготовления танталовых и 2$ ниобиевых оксидно-полупроводниковых коНденсаторов, включающий термообработку секций при температуре .240-.

290оС под напряжением, совмещенную с монтажом секций, герметизацию, раз- 3g браковку по электропараметрам и повторную термообработку под напряжением, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных, пов,торную термообработку под напряжением проводят при температуре, составляющей 0,65-0,9 температуры термообработки секций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Закгейм Л.H.Элеткролитические конденсаторы, M., "Энергия"„ 1963, с. 229-232.

2. Авторское свидетельство СССР

В 609427, кл. Н 01 G 9/24, 1976 (прототип) .