Електролітичний конденсатор

Эпектролитический конденсатор, содержащий намотанные в виде рулона и размещенные в корпусе анод бумажные прокладки, пропитанные электролитом, и катод выполненный в виде пористой пленки толщиной 0,2 - 3 мкм нанесенной на алюминиевую фольгу или конденсаторную бумагу, отличающийся тем, что катод выполнен из нитрида титана Изобретение относится к технологии изготовления элементов радиоэлектроники и может быть использовано в производстве алюминиевых оксидноэлектролитических конденсаторов Наиболее близким техническим решением к заявляемому является электролитический конденсатор, содержащий намотанные в виде рулона и размещенные в корпусе анод, бумажные прокладки, пропитанные электролитом и катод, выполненный в виде пористой пленки толщиной 0 2 - 3 мкм В качестве материала катода он содержит молибден или хром Недостаток этого конденсатора - невысокая удельная емкость катодной фольги, составляющая 300-350 мкФ/см2 на толщине 30 мкм из-за сложности формирования пористой пленки из молибдена или хрома В результате удельная емкость электролитического конденсатора также невысокая Для того, чтобы удельная емкость конденсатора не отличалась от удельной емкости анода, определяющего емкость конденсатора, более чем на 10%, должно выполняться условие Выпускаемая катодная фольга НР отвечает этим требованиям В основу изобретения поставлена задача усовершенствования электролитического конден сатора, в котором применение нового материала пористой пленки на катодной фольге позволило бы повысить удельную емкость катодной фольги и за счет этого увеличить удельную емкость конденсатора Задача достигается тем, что в электролитическом конденсаторе, содержащем намотанные в виде рулона и размещенные в корпусе анод, бумажные прокладки, пропитанные электролитом и катод, выполненный в виде пористой пленки толщиной 0,2 3 мкм, нанесенной на алюминиевую фольгу или конденсаторную бумагу, согласно изобретению, катод выполнен из нитрида титана Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения повышает удельную емкость конденсатора Удельная емкость катодной фольги конденсатора зависит от пористости поверхности и коррозионной устойчивости в электролите Нитрид титана, нанесенный на обе стороны катодной фольги, обладает развитой поверхностью, хорошей электропроводимостью и теплопроводностью, термостойкостью и коррозионной устойчивостью к рабочему электролиту конденсаторов, хорошей адгезией к подложке без ее специальной очистки В результате повышается удельная емкость катодной фольги, которая достигает 1500 - 2000 мкФ/см2. v С к > Ю Са, где Ск - удельная емкость катода, С а - удельная емкость анода Удельная емкость современной анодной фольго составляет 45-50 мкФ/см2 при 30 вольтах. Соответственно удельная емкость катода, позволяющая полностью реализовать удельную емкость анода, должна быть не менее 450-500 мкФ/см2 СМ О см 00 со см 27382 Изобретение поясняется чертежами На фиг 1 изображен разрез пакета обкладок конденсатора с катодом в виде пористой пленки нитрида титана, нанесенной на алюминиевую фольгу или конденсаторную бумагу На фиг 2 даны графики изменения удельной емкости и тангенса угла потерь электролитического конденсатора в сравнении с аналогами при испытаниях на долговечность Конденсатор состоит из анодной фольги 1, бумажных прокладок 2, пропитанных электролитом, пористого тонкопленочного катода 3, нанесенного на алюминиевую катодную фольгу или конденсаторную бумагу 4 Работа устройства поясняется примерами Пример 1. Катоды электролитических конденсаторов типа К50-35 изготавливают созданием пористой пленки нитрида титана на обеих сторонах алюминиевой фольги толщиной 50 мкм методом плазменно-дугового напыления Пористую пленку наносят на гладкую алюминиевую фольгу, крацованную алюминиевую фольгу, травленную алюминиевую фольгу (высоковольтную и низковольтную) и измеряют удельную емкость катодной фольги Пористая пленка из нитрида титана составляет 1 мкм и 2,5 мкм Минимальная толщина пористой пленки нитрида титана (0,2 мкм) обусловлена необходимостью формирования сплошного покрытия Максимальная толщина (3 мкм) выбирается из условия незаростания пор пористой пленки при соблюдении соотношения толщины двухсторонней пористой пленки и подложки во избежание возникновения трещин №№ п/п При толщинах пористой пленки нитрида титана менее 0,2 мкм и выше 3 мкм удельная емкость катодной фольги падает Результаты измерений по сравнению с катодами, выполненными в виде пористой пленки из молибдена или хрома, приведены в таблице 1 Из таблицы 1 видно, что нанесение слоя пористого нитрида титана на алюминиевую фольгу увеличивает удельную емкость катодной фольги в 2,5 - 20 раз в зависимости от состояния поверхности исходной фольги Пример 2. Катоды электролитических конденсаторов типа К50-35 изготавливают созданием пористой пленки нитрида титана одновременно на две стороны алюминиевой фольги методом электронно-лучевого испарения Пакет, состоящий из послойно расположенных анодной фольги, бумажной прокладки, катодной фольги и второй бумажной прокладки, сворачивают в рулон и помещают в корпус Затем измеряют удельную емкость конденсаторов Результаты измерений по сравнению с конденсаторами, содержащие катод, выполненный в виде пористой пленки из молибдена или хрома, приведены в таблице 2 Из таблицы 2 видно, что конденсаторы, изготовленные согласно настоящему изобретению, обладают удельной емкостью на 20% больше удельной емкости известных конденсаторов При испытании конденсаторов типа К50-35 на долговечность с предлагаемой катодной фольгой 1 в сравнении с травленой алюминиевой 3 и напыленной молибденом 2, наиболее устойчивые параметры оказались у фольги с покрытием из нитрида титана (фиг 2) Емкость таких конденсаторов оставалась стабильной при испытаниях свыше 10000 часов Вид катодного электрода 11/11 1 Толщина покрытия, мкм Таблица 1 Удельная емкость, мкФ/см2 Гладкая алюминиевая фольга - без пористой пленки - с пористой пленкой из нитрида титана 3.5 2 1,0 85 2.5 76 7,6 Крацованная алюминиевая фольга - без пористой пленки - с пористой пленкой из нитрида титана 3 95 89 162 1,0 404 Травленная алюминиевая фольга (высоковольтная) - без пористой пленки - с пористой пленкой из нитрида титана 4 1,0 2,5 Травленная алюминиевая фольга (низковольтная) - с пористой пленкой из нитрида титана 5 Гладкая алюминиевая фольга с пористой пленкой из молибдена 6 196 1,0 1442 2,5 - без пористой пленки 1670 1,5 27 1,5 310 Травленная алюминиевая фольга (низковольтная) с пористой пленкой из молибдена 27382 Таблица 2 Толщина пористой пленки, мкм Материал пористой пленки Емкость конденсатора, мкФ Нитрид титана 0,1 164 Нитрид титана 0,2 255 Нитрид титана 1,0 294 Нитрид титана 2,5 304 Нитрид титана 3,0 270 Нитрид титана 4,0 218 Молибден 1,5 243 Хром 1,5 242 Алюминий 3,0 195 Фиг. 1 1000 ІООО 3000 4000 Фиг. 2 5000 £000 7000 27382 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03