BRPI0923067B1

BRPI0923067B1 - Processo para a produção de um capacitor de eletrólito sólido e corpo de anodo com extensão plana

Info

Publication number: BRPI0923067B1
Application number: BRPI0923067-0A
Authority: BR
Inventors: Ralph Otterstedt; Marianne Gottschling
Original assignee: H.C. Starck Tantalum and Niobium GmbH
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2019-05-07
Also published as: JP2012513105A; IL213094A; RU2551889C2; JP5933267B2; RU2011129437A; HK1200239A1; US20120033350A1; CN103943364B; WO2010079029A2; EP2380181A2; BRPI0923067A2; MX2011006014A; CN102257584B; CN102257584A; EP2380181B1; RU2551889C9; WO2010079029A3; DE102008063853B4; DE102008063853A1; PH12018500281A1

Abstract

anodo condensador de eletrólito sólido a invenção se refere a um anodo condensador de eletrólito sólido, na base de óxido de nióbio, a um processo para a produção de um anódio deste tipo, pela conformação de um corpo básico de anodo e sinteração para um corpo de anodo, bem como abrange um processo para produzir condensadores de eletrólito sólido com um anodo de óxido de nióbio

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM CAPACITOR DE ELETRÓLITO SÓLIDO E CORPO DE ANODO COM EXTENSÃO PLANA.

[001] A presente invenção refere-se a um anodo capacitor de eletrólito sólido, na base de NbO, um processo para a sua produção e anodos capacitores de eletrólito sólido, com um anodo NbO.

[002] Anodos capacitores de eletrólitos sólidos, com dielétrico de pentóxido de nióbio ou pentóxido de tântalo acharam amplo emprego na indústria eletrônica. Baseiam-se nas elevadas constantes de dieletricidade do pentóxido de nióbio e de tântalo que nesses capacitores forma a camada isolante. A produção dos anodos se verifica pela sinterização de aglomerados finos e porosos de partículas primárias de tântalo ou de nióbio para corpos porosos de anódios, com superfície correspondentemente grande, sendo que os aglomerados, antes da sinterização, são processados para formarem corpos prensados de forma estável que depois, durante 10 até 30 minutos, são sinterizados no vácuo intenso, a uma temperatura de 1000 até 1500°C. Na superfície dos corpos sinterizados (anodos) será depois produzida a camada de pentóxido, por meio de oxidação eletrolítica, sendo que a espessura desta camada é determinada pela tensão máxima da oxidação eletrolítica (tensão de formação). O catodo é produzido pela embebição da estrutura esponjosa com nitrato de manganês que termicamente é transformado para dióxido de manganês, ou com um precursor líquido de um eletrólito de polímero e polimerização, ou uma dispersão de polímeros com um polímero condutor.

[003] Principalmente também se adaptam os subóxidos de nióbio, NbOx, sendo que x = 0,5 até 1,7, baseado em sua elevada condutibilidade como material de anodo. De modo correspondente, em tempo mais recente, houve diferentes propostas para o emprego de NbO como substituição para metal Nb ou Ta como material de anodo. O

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2/16 emprego industrial de NbO como material de anodo, todavia, vem fracassando até agora, devido ao fato de que os capacitores daí produzidos apresentam uma corrente residual demasiado elevada e uma totalidade de anodos produzidos de idêntica maneira apresentam uma distribuição extremamente larga da corrente residual específica. Uma variedade de capacitores de uma batelada de produção apresenta uma inclinação a rupturas de tensão que os tornam imprestáveis.

[004] A razão para a deficiente performance de capacitores com anodos NbO parece residir em uma estrutura defeituosa, gerada pelo processo de produção: contrário a metais dúcteis Nb e Ta, o NbO é uma cerâmica de óxido, comparadamente fragilizada, que durante a perfilação do anodo, evidentemente sofre defeitos como, por exemplo, em forma de microfissuras que também são remediados, apenas de forma incompleta na sinterização.

[005] Verificou-se que tais defeitos não se apresentam quanto à perfilação do corpo do anodo se verificar despressurizado, antes da sinterização.

[006] Constitui, portanto, objeto da invenção um processo para produzir um anodo capacitor de eletrólito sólido, de um pó fino, previamente sinterizado, de NbOx, com x = 0,5 até 1,7, preferencialmente x = 0,7 até 1,3, pela formação de um corpo básico do anodo, a partir do pó e com a sinterização deste corpo básico para um corpo de anodo que se caracteriza pelo fato de que a formação do corpo básico, essencialmente se realiza, sem emprego de pressão.

[007] Também constitui objeto da invenção um processo para produzir um anodo capacitor de eletrólito sólido, pela conformação do corpo de anodo de acordo com a invenção, e aplicação no corpo de anodo formado com um catodo.

[008] De acordo com uma primeira forma de realização da invenção, o pó de NbOx será provido em uma suspensão química, em forma

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3/16 de líquido inerte, preferencialmente em água, sendo aplicado, ou seja, enchido em laminados em forma de colheres de barquinhos ou de tonéis, sendo estes laminados de nióbio ou de tântalo estampados, sendo condensados secos e sinterizados, por meio de agitação e aplicação de ultrassom.

[009] De preferência, a aplicação do pó de NbOx se verifica a partir de uma suspensão diluída por meio de sedimentação. No caso, o laminado de nióbio ou de tântalo será conduzido por um banho de suspensão, de maneira que o pó se sedimenta no laminado, ou seja, nas estruturas acima descritas. De preferência, será empregada uma suspensão aquosa. A concentração do pó de NbOx deve preferencialmente ser inferior a 50g/l, especialmente preferido, inferior a 10g/l, mais preferido entre 2 e 8 g/l. Na suspensão será adicionado continuamente, conforme o pó sedimentado no laminado e que com ele é descarregado. Após uma fase de regulagem inicial, se apresentou na suspensão uma distribuição de tamanhos de partículas de pó de tal ordem, a partir da qual se sedimentam precisamente aqueles tamanhos de partículas que correspondem à distribuição do tamanho de partículas do pó alimentado, de maneira que não se apresentam essencialmente efeitos de segregação. Após a extração do laminado revestido pela sedimentação do pó, o laminado será conduzido por um conjunto de ultrassom, com o qual será compactada a camada pulvérea sedimentada. A camada pulvérea concentrada e úmida será seca. No caso de uma suspensão aquosa, será preferida uma secagem de 60 até 80°C até 150 ate 180°C por um espaço de tempo de várias horas, em regime de temperatura crescente.

[0010] Como pó de NbOx se empregará preferencialmente um pó previamente sinterizado com um tamanho de partículas primário médias de 200 até 1000 nm, mais preferido de 400 até 800 nm (determinado visualmente a partir de registros REM). O tamanho das partículas

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4/16 secundárias (o tamanho das partículas primárias sinterizadas) se situa, de preferência, na faixa de 100 até 180 pm (determinado do valor D50, (conforme o Mastersizer, ASTM B 622). A distribuição do tamanho de partículas secundárias, de acordo com Mastersizer, preferencialmente é definida por D10 = 30 até 70 pm, D50 = 100 até 180 pm e D90 = 200 até 300 pm. As partículas secundárias podem ter formato esférico ou irregular. Será preferido um formato irregular que produz um bolo mais estável após a sedimentação e compactação por ultrassom.

[0011] Segundo outra modalidade da invenção, a conformação é feita pela aplicação de uma pasta contendo o pó de NbOx sobre o laminado de nióbio ou de tântalo.

[0012] Processos deste tipo para produzir corpos básicos de anodo já foram propostos em conexão com a técnica de anodos Nb e de Ta metálica em forma de serigrafia, impressão por gabarito e impressão a jato de tinta e processo de formação por imersão, a fim de produzir estruturas finas. O documento US 3.465.426 reivindica o método para a produção de anodos de capacitor, no qual o anodo é produzido em uma lâmina por perfilação pulvérea.

[0013] O documento EP 1114430B1 reivindica, por exemplo, uma pasta especial para a produção de camadas metálicas refratárias, sinterizadas.

[0014] O documento EP 1208573B1 reivindica anodos para compensadores de eletrólito, nos quais o corpo de anodo consiste em material continuamente deformável que pode ser previamente solidificado.

[0015] Neste processo, passa a ser empregada uma pasta do pó fino de Nb ou de Ta e um aglutinante orgânico que são aplicados em uma base de uma chapa de Nb ou de Ta e sendo seco. Em seguida, por um primeiro tratamento de temperatura, o aglutinante orgânico será removido e depois sinterizado.

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5/16 [0016] Estes processos apresentam a desvantagem de que durante a remoção do aglutinante orgânico se verifica uma mescla do material dos anodos com carbono. Apesar de receitas de pastas aprimoradas com o correr do tempo, não se consegue regular o teor de carbono no capacitor, abaixo de 150 ppm. Não obstante, o carbono será posto em contato com correntes vazantes, indesejavelmente elevadas. Portanto, o processo não encontrou uma expansão no campo técnico. [0017] Verificou-se que uma mescla de carbono no emprego de pó de NbOx nestas pastas não se verifica para a produção de capacitores. Evidentemente, em virtude da existência de oxigênio presente, o carbono pode ser removido completamente o mais tardar no processo da sinterização.

[0018] De acordo com outra modalidade da invenção, a conformação se verifica pela aplicação de uma pasta com aglutinante orgânico sobre uma chapa de nióbio ou tântalo espacial, secagem da pasta e remoção do aglutinante por aquecimento, para uma temperatura na faixa de 150 até 550°C.

[0019] Preferencialmente, a conformação da estrutura anódica será realizada por meio de pasta com um processo de serigrafia. Para isto, o laminado de nióbio ou de tântalo forma um contato de anodo espacial, será aplicado um gabarito, provido de recortes, e a pasta, por meio de um nivelador, será emassada nos recortes do gabarito. Os recortes do gabarito possuem o formato de uma expansão superficial desejada do anodo, por exemplo, retângulos com dimensões de poucos milímetros, em ambas as direções. A espessura do gabarito indica aproximadamente a espessura da posterior estrutura de anodo. A espessura do gabarito pode estar situada entre 50 e 500 pm, preferencialmente entre 100 e 300 pm.

[0020] Constituem também objetos da invenção anodos e capacitores, espacialmente distendidos, sendo que o anodo consiste em uma

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6/16 estrutura sinterizada esponjosa de subóxido de nióbio em NbOx com 0,5 < x < 1,7, apresentando uma superfície de contato de anodo de nióbio e/ou tântalo com extensão plana correspondente, sendo que o teor de carbono da estrutura do anodo é inferior a 25 ppm, preferencialmente inferior a 15 ppm, especialmente preferido inferior a 10 ppm. [0021] Também são objetos da invenção capacitores de eletrólito sólido com um anodo acima descrito que apresenta uma corrente residual específica, inferior a 0,4 nA/pFV.

[0022] A seguir serão descritas pastas especialmente adequadas para um processo da impressão serigráfica.

[0023] Como aglutinantes são empregados, de preferência, hidrocarbonetos, especialmente celuloses como etilcelulose N7, N20, N100, N200 ou N300 ou hidroxipropilcelulose do tipo Klucel H, Klucel M ou Klucel G da empresa Hercules. Outros aglutinantes adequados são polissacarídeos, hemiceluloses, acrilatos, poliéster-poliuretanas, poliéter-poliuretanas, ureia-poliuretanas, alcoóis polivinílicos e suas misturas binárias ou múltiplas.

[0024] De acordo com a compatibilidade, os aglutinantes serão dissolvidos preferencialmente em um solvente como óleo de terpina, glicóis como, por exemplo, etilenoglicol, 1,2-propilenoglicol, butilglicol, trietilenoglicol ou também em água, eventualmente com temperatura ligeiramente aumentada.

[0025] Além disso, podem ser acrescentados ao aglutinante substâncias aglutinantes tensoativos (umectantes, agentes antiespumantes) como sulfinol 104 (empresa Air Products) ou ácido acético 2-{2-(2metoxietóxi)etóxi] (empresa Sigma-Aldrich) ou Byk 024 (empresa BYKGardner) e/ou aditivos reológicos como reolatos 244 (empresa Elementis Specialities).

[0026] Como pó de NbOx são empregados preferencialmente pós secundários esféricos com um tamanho de partículas máximo de 40

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7/16 pm. No caso, são especialmente preferidas distribuições de tamanhos de partícula de D10 = 0,5 até 1,5 pm, D50 = 1,5 até 3 pm e D90 = 7 até 12 pm. O tamanho médio de partículas primárias pode estar situado em 200 até 600 nm.

[0027] O pó NbOx será integrado no sistema aglutinante e homogeneizado em uma unidade de três cilindros. Para mais fácil umectação, antes de ser integrado o pó pode ser espumado em uma solução de umectante. O teor de substâncias sólidas da pasta influencia também a sua viscosidade, é no mínimo de 70 e no máximo de 87%, em peso, de preferência de 75-85%, em peso, da formulação geral.

[0028] Após a homogeneização das pastas, pastas com uma viscosidade determinada de 80 a 110 Pas a 10 s^-1 e 3,5 até 10 Pas a 50 s^-1 para o processo de impressão serigráfica se adaptam especialmente, viscosidade esta determinada a partir da curva de fluxo no scanner de scherraten (método rotacional) entre 10 e 50 s^-1, com um sistema medidor de cone-placa com 4° graus de ângulo e 20 mm de diâmetro. Pastas, de acordo com a invenção, se destacam também pelo fato de que as suas características reológicas, caracterizadas pelo ponto de fluidez, a parcela elástica e viscosa da viscosidade complexa na faixa linear-viscoelástico, bem como a extensão de sua redução na aplicação de uma solicitação de cisalhamento, ou seja, o seu aumento do retorno de uma solicitação de cisalhamento (propriedades tixotrópicas) estão de tal modo reguladas que resultam anodos com arestas suficientemente íngremes e superfície plana. O ponto de fluidez será determinado no modo oscilante do reômetro a 1 Hz com uma geometria de placa-placa, com regulagem de tensão de empuxe. Pastas, de acordo com a invenção, se destacam também pelo fato de que as suas características reológicas, caracterizadas pelo ponto de fluidez, a parcela elástica é viscosa da viscosidade complexa no âmbito linearviscoelástico, bem como a extensão de sua redução na aplicação de

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8/16 uma solicitação de cisalhamento, ou seja, o seu aumento na retomada de uma solicitação de cisalhamento (propriedades tixotrópicas) estão de tal modo reguladas que resultam anodos com arestas suficientemente íngremes e superfície plana. O ponto de fluidez será determinado no modo oscilatório do reômetro a 1 Hz, com uma geometria de placa-placa regulada em regime de tensão de empuxe. Conforme a definição, o ponto de fluidez terá sido ultrapassado quando a parcela elástica da viscosidade complexa não mais estiver independente da tensão de empuxe, isto é, quando diminui e com tensão de empuxe crescente. O valor da tensão de empuxe, quando ainda pode se verificar nenhuma queda da parcela elástica, é determinado como ponto de fluidez.

[0029] No ponto de fluidez, a parcela elástica da viscosidade em pastas, de acordo com a invenção, é de 500 - 15000 Pas, preferencialmente 750 - 7500 Pas e especialmente preferido 1000 - 5000 Pas. A parcela viscosa de pastas, de acordo com a invenção, é no mínimo 0,5 e no máximo 1,5 vezes, preferencialmente preferido, no mínimo 0,75 e no máximo 1,25 vezes, e especialmente preferido no mínimo 0,9 e no máximo 1,1 vezes tão grande como a parcela elástica da viscosidade no ponto de fluidez.

[0030] Para o emprego na impressão serigráfica, o comportamento reológico da pasta, em regime de solicitação de cisalhamento, bem como após o término da solicitação de cisalhamento, (propriedades tixotrópicas) é decisivo para a qualidade da imagem impressa. Pela solicitação de cisalhamento a estrutura, produtora da pseudoplasticidade da pasta, cuja intensidade é caracterizada pela parcela elástica da viscosidade no ponto de fluidez, terá sido neutralizada. Nas pastas, de acordo com a invenção, a parcela elástica será neutralizada em uma tensão de empuxe três vezes mais alta do que no ponto de fluidez, em 50%, preferencialmente em 75% e especialmente preferido,

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9/16 em 90%. No caso de uma tensão de empuxe três vezes mais elevada do que no ponto de fluidez, a parcela viscosa se reduz, de acordo com a invenção, para menos de 2500 Pas, preferencialmente para menos de 1000 Pas e especialmente preferido para menos de 500 Pas.

[0031] Após a retomada da tensão de empuxe para o valor no ponto de fluidez, a estrutura da pasta passa a se recompor. De acordo com a invenção, depois de 5 segundos, terão sido reconstituídos novamente, no mínimo 25 e no máximo 90%, preferencialmente 50 - 80% da estrutura (isto é, da parcela elástica da viscosidade, antes de ultrapassar o ponto de fluidez). A parcela viscosa da viscosidade complexa, após a retomada da tensão de empuxe, conforme a invenção é no mínimo 1,25 vezes até no máximo 10 vezes, preferencialmente 2 até 5 vezes maior do que a parcela elástica da viscosidade complexa.

[0032] A projeção íngreme das arestas dos anodos é importante para o aproveitamento do espaço das geometrias padrão de capacitores que são retangulares e, portanto, não deverá apresentar um plano demasiado achatado. Uma aresta muito aguda como, por exemplo, resulta na prensagem do anodo, é desvantajosa porque pela passivação e pelo revestimento desta aresta se produz um esforço adicional (por exemplo, uma chamada passivação Core-shell).

[0033] Como medida M adimensional para a projeção íngreme de uma aresta de um anodo da altura H, impressa sob uma chapa plana, será definido o trecho S medido perpendicularmente para com a aresta situada entre o ponto onde o anodo começa a se elevar, de modo significativo, do plano da chapa e o ponto onde ao menos a altura média do anodo H tiver sido alcançada, será definida de modo padronizado para a altura terminal média do anodo H.

[0034] Esta medida H/S adimensional corresponde ao aclive médio da aresta. Caso esta medida, isto é, o aclive médio for um, isto significa que o trecho possui o mesmo comprimento como o anodo

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10/16 possui em altura. Caso a medida for dois, então o trecho terá a metade da extensão como corresponde a altura do anodo. Para uma aresta perpendicular, a medida não é definida, ou seja, ela é interminável.

[0035] Como o perfil da aresta é medido com uma largura de passo terminal s do profilômetro a laser, a medida será no máximo H/S. Todas as arestas com aclive interminável e H/S recebem a mesma medida H/S que lhes é alocada e, portanto, não pode ser diferenciadas. S deve ser escolhido de tal modo que H/S seja no mínimo 5.

[0036] Para avaliar toda a largura da aresta e para alisar difusões, a altura será medida em ao menos 20 locais ao longo da aresta, sendo mediada de modo aritmético.

[0037] Nos anodos, de acordo com a invenção, a medida M adimensional apresenta valores entre 0,5 e 4,5, preferencialmente 1 4,5, especialmente preferido, 2,5 - 4,5.

[0038] Em seguida, a invenção será explicitada com base nas figuras anexas:

[0039] A figura 1 apresenta o segmento de um laminado de nióbio ou de tântalo, adequado para o processo de sedimentação e formação, com estruturas de contato de anodos recortadas;

[0040] A figura 2 apresenta a estrutura, conforme a figura 1, como é preferencialmente empregada;

[0041] A figura 3 mostra esquematicamente um dispositivo visto por cima, adequado para o processo da sedimentação e formação: [0042] A figura 4 mostra um corte A-A pelo dispositivo, de acordo com a figura 3;

[0043] A figura 5 apresenta um corte B-B pelo dispositivo, de acordo com a figura 4;

[0044] A figura 6 apresenta o scanner perfilômetro sobre um revestimento de pasta, produzido de acordo com o processo de impressão serigráfica.

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11/16 [0045] A figura 7 mostra o traçado da aresta medida sobre 20 locais de medição e padronizada para a altura terminal média do anodo e o aclive daí determinado da aresta de um anodo, de acordo com a invenção.

[0046] A figura 8 mostra o traçado da aresta medida sobre 20 locais da medição e padronizada para a altura terminal média de anodo, bem como o aclive daí determinado da aresta de um anodo comparativo.

[0047] As figuras 4 e 5 apresentam faces de intersecção que são representadas por linhas grossas e linhas visuais por linhas finas, desde que nada diferente resulte do contexto.

[0048] Conforme apresentado na figura 1, no laminado 1 de nióbio ou tântalo serão realizados para o processo da sedimentação / formação, preferencialmente recortes 5 com formato de meandro, de maneira que são formadas faces de contato de anodo 2 e filetes de contato de anodo 3 que estão interligados através de filetes principais 4. Desta maneira, um laminado pode apresentar mais do que 100, preferencialmente 1000 e mais, superfícies de contato de anodo 2. Os recortes 5 podem ser produzidos por estampagem ou corte a laser. As dimensões das faces de contato de anodo 5 podem ser de poucos mm em cada direção. Para evitar a sedimentação nos filetes 3, estes, conforme representado na figura 2 em corte - tanto no ponto de união para o filete principal 4 como também no ponto de ligação para a superfície de contato do anodo 2, serão dobrados, de maneira que os filetes 3 se projetam perpendicularmente em direção ascendente. O número de referências 6 designa a camada de NbOx, sedimentada na superfície de contato do anodo 2. O número 7 indica que o pó também se sedimenta nos filetes principais. Isto pode ser amplamente evitado quando os filetes principais 4 forem dobrados conforme indicado à direita, na figura 2. Na representação esquemática, exemplificada das figuras 1 e

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2, as faces de contato dos anodos são representadas como faces planas. Também é possível conformar as faces de contato dos anodos em forma de colher, convexas ou em forma de caixa, com borda circundante. As faces de contato dos anodos, por exemplo, representadas em formato retangular, podem também ser conformadas circulares e redondas, ovaladas ou em outros formatos.

[0049] As figuras de 3 a 5 apresentam um dispositivo 1 para a concretização do processo da sedimentação /formação. Este dispositivo se compõe de dois recipientes que se entrecruzam, em cujo ponto de cruzamento se encontra o recipiente de sedimentação 2. Por um dos recipientes (recipiente de passagem de laminado), será conduzido o laminado designado com letras minúsculas, sendo que seguidamente ocupa as posições a, b, c, d e e (figura 4) com as dimensões de movimentação indicadas pela seta. O laminado com a estrutura, por exemplo, de acordo com a figura 2, será introduzido no ponto a, sendo abaixado no ponto b, no compartimento de introdução 3, abaixo do nível do líquido 12, em seguida, no ponto c, será atravessado sob a descarga do recipiente de sedimentação, quando é formada a camada de sedimentação, sendo que no ponto d é suspenso para o compartimento de eclusagem em 4, através do nível do líquido 12 e no ponto e é conduzido para a compactação de ultrassom, não representada, para secagem e sinterização.

[0050] No outro recipiente (figura 5), disposto transversalmente para com o primeiro recipiente, a suspensão contendo o pó de NbOx, no compartimento de fluxo 5, será rebombeada com o misturador 2, no recipiente de sedimentação 2, conforme indicado pelas setas curvadas. Da correnteza de suspensão, rebombeada acima do recipiente de sedimentação 2 se depositam partículas de pó que penetram no recipiente de sedimentação 2, aberto na parte superior e que possui uma grade de tranquilização 13. Pela admissão de pó fresco 6 será conti

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13/16 nuamente conduzido pó, na medida em que é retirado com as lâminas eclusadas. No fundo do recipiente, o pó depositado no ponto 8, será novamente conduzido para a suspensão através da linha 7.

[0051] O recipiente de passagem de laminado 3, 4 está blindado por meio de uma blindagem angular 9 contra o recipiente de revolvimento da suspensão 5 (figura 4), sendo que na aresta inferior da blindagem 9 está prevista uma passagem 11, pela qual o pó não depositado no laminado pode reingressar no compartimento de circulação da suspensão 5.

[0052] A invenção será explicitada com base nos exemplos seguintes:

Exemplo 1:

[0053] Será empregado um pó de subóxido de nióbio da fórmula NbO1,07 com uma superfície BET de 124 m²/g e uma distribuição de tamanho de partículas correspondendo a D10 = 33 pm, D50 = 107 pm e D90 = 286 pm de conformação irregular. O pó consiste em partículas primárias sinterizadas, cujo diâmetro resulta visualmente por registros REM, na base de aproximadamente 620 nm.

[0054] O pó será pulverizado uniformemente na superfície de um recipiente de vidros cheio de uma quantidade reduzida de um umectante contendo água. Na proximidade do fundo do recipiente será mantido um laminado de nióbio, estruturado de acordo com a figura 2, com uma espessura de 70 pm, com 64 superfícies de contato de anodo de 6 x 6 mm², em um braço giratório sob uma cobertura. Depois de 15 minutos, o laminado será girado, de maneira que não mais estará encoberto pela cobertura. Depois de estar sedimentada nas superfícies de contato do anodo, uma camada com uma espessura aproximada de 0,5 mm do pó, o laminado será novamente girado sob a cobertura. Não será mais polvilhado pó adicional na superfície da água. Depois de estar sedimentado, o pó disperso na água, o laminado será

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14/16 retirado e durante 30 segundos será depositado em uma placa excitada por um quartzo de ultrassom a vibrações verticais. A lâmina revestida será depois seca em um forno de secagem, inicialmente durante 4 horas, a 60°C, depois por mais 4 horas a 80°C e finalmente por mais 4 horas a 120°C. O laminado seco será depois introduzido em um forno de sinterização de vácuo intenso, sendo que após a evacuação do forno, a temperatura do forno é regulada dentro de uma hora para 1400°C, sendo mantido nesta temperatura ainda durante 15 minutos. Em seguida, será resfriado para a temperatura ambiente.

[0055] As faces de contato do anodo são recobertas na parte superior com uma camada de subóxido de nióbio, firmemente aderente, algo áspera e porosa. O aumento do peso do laminado é de 4,03 g, isto é, o peso médio do anodo (o revestimento de uma superfície de contato de anodo) é de 63 mg.

[0056] Para testar as propriedades do capacitor, o laminado com os 64 anodos será mergulhado para baixo em um ácido fosfórico a 0,1%, em peso, de maneira que os filetes 3 (figura 2) permanecem parcialmente acima da superfície do ácido. Será feita a conformação para uma tensão de formação de 30 V com uma intensidade de corrente limitada até 300 mA, sendo que a tensão, após a redução da intensidade da corrente para zero, ainda será mantida durante 2 horas.

[0057] A medição da corrente residual se verifica contra 0,1%, em peso, de ácido fosfórico como catodo. A medição de capacitação se verifica contra 18%, em peso, de ácido sulfúrico como catodo com uma tensão de Bias de 10 V e uma tensão alternada, com uma frequência de 120 Hz. Mediado sobre 64 anodos, resulta uma capacidade específica de 148.380 pFV/g e uma corrente residual mediada de 0,43 nA/pFV.

Exemplo 2:

[0058] Será empregado um pó de subóxido de nióbio da fórmula

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NbOo,95 com uma superfície específica de 0,76 m²/g e uma distribuição de tamanhos de grãos correspondendo a D10 = 0,85 pm, D50 = 2,0 pm, D90 = 8,0 pm e D100 = 36,2 pm.

[0059] Será produzida uma pasta pela mistura de

14,3%, em peso, de um aglutinante contendo 5%, em peso de etilcelulose N7 em óleo de terpina

0,5%, em peso, de MEEE como umectante e

85,2%, em peso, do pó de NbOx e subsequente homogeneização na unidade de três cilindros. A partir da curva de fluxo no scanner de Scherrate (método rotativo) entre 10 e 50 s^-1, registrado com um sistema medidor de coneplaca com 4° de ângulo e 20 mm de diâmetro da fase ligeiramente tixotrópica, resultam viscosidades de 90 Pas a 10 s ^-1 e 5,2 Pas a 50 s^-1. [0060] Com a pasta são impressos, em uma impressora semiautomática EKRA M2 três laminados de nióbio (exemplos 2a, 2b e 3c) de 10X10 cm² de tamanho e uma espessura de 70 pm com um gabarito de aço nobre espesso de 150 pm, com 108 recortes de 4,6X4,6 mm², que estão dispostos em seis carreiras duplas a 18 recortes. A aplicação se verifica com um raspador de borracha, com uma dureza de 90 Shore. A pressão do nivelador e a velocidade, bem como a massa da pasta aplicada no laminado são como segue:

Exemplo 2a: 50 N, 60 mm/s, 0,997 g

Exemplo 2b: 70 N, 80 mm/s, 0,946 g e

Exemplo 2c: 30 N, 40 mm/s, 1,061 g.

[0061] Os laminados impressos serão secos durante 1 hora na estufa de secagem de ar ambiente a 80°C. As estruturas secas serão caracterizadas geometricamente por meio do perfilômetro a laser. A figura 6 apresenta o perfil da espessura da impressão de pasta seca do exemplo 2b. Na direção do avanço do nivelador resulta um ligeiro aumento da espessura (à direita na figura 6).

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16/16 [0062] Os laminados secos e impressos serão isentos de aglutinante em um passo de trabalho com uma subsequente curva de aquecimento em um forno de vácuo intenso de alta temperatura, sendo sinterizadas:

da temperatura ambiente para 350°C: 25K/min.

A 350°C: manter durante 15 min., de 350 para 800°C: 25K/min., de 800 para 1050°C: 5K/min., de 1050°C para a temperatura terminal: 25K/min., e na temperatura terminal, manter durante 15 min.

[0063] Serão sinterizadas folhas a 1300°C, 1370°C e 1440°C (temperatura terminal). A aderência dos anodos em todos os laminados é boa. Ao socar os laminados na aresta da mesa, não foi possível verificar a soltura de lascas.

[0064] Os anodos dispostos no laminado serão individualizados por processo de serrar (lâmina de serra de 45-NIR(S)) e serão examinados conforme o exemplo 1 no tocante às suas propriedades de condensação. Resulta como valor médio para cada 10 anodos os seguintes valores:

Exemplo 2a: 83.687 pFV/g, 0,203 nA/pFV,

Exemplo 2b: 75.506 pFV/g, 0,158 nA/pFV e

Exemplo 2c: 94.620 pFV/g, 0,386 nA?pFV.

[0065] O teor de carbono em todos os anodos está abaixo de 15 ppm, sendo que nos anodos do exemplo 2a, entre 4 e 6,4 ppm, nos anodos do exemplo 2b, entre 5,2 e 7,3 ppm e nos anodos do exemplo 2c, entre 3,7 e 5,8 ppm.

Claims

reivindicações

1. Processo para a produção de um capacitor de eletrólito sólido com um anodo de pó fino sinterizado, de NbOx, com 0,5<x<1,7 pela formação de um corpo básico de anodo, sinterização para um corpo de anodo, conformação e provimento do corpo de anodo formado com um catodo, sendo que a conformação do corpo básico se verifica com ausência de pressão, caracterizado pelo fato de que a conformação se produz pela aplicação de uma pasta com o pó de NbOx e um aglutinante orgânico sobre uma chapa plana de nióbio ou tântalo, secagem da pasta e remoção do aglutinante por aquecimento para uma temperatura na faixa de 350 até 550°C.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pasta é aplicada por impressão serigráfica.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o pó de NbOx apresenta uma distribuição de tamanho de grãos de D10 = 0,5 até 1,5 pm, D50 = 1,5 até 3 pm e D90 = 7 até 12 pm.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a pasta apresenta uma viscosidade de 80 até 100 Pas a 10 s^-1 e 3,5 até 10 Pas a 50 s^-1, determinada a partir da curva de fluxo no scanner de taxa de cisalhamento (método rotativo) entre 10 e 50 s^-1, registrado com um sistema medidor de cone-placa com 4° de ângulo e 20 mm de diâmetro.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a parcela elástica da viscosidade da pasta no ponto de fluidez é de 500 - 15000 Pas e a parcela viscosa da viscosidade é ao menos 0,5 e, no máximo, 1,5 vezes tão grande quanto a parcela elástica da viscosidade do ponto de fluidez.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a parcela elástica da visco

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2/2 sidade da pasta se reduz com uma tensão de empuxe, ao menos três vezes mais elevada do que no ponto de fluidez, no mínimo em 50% e a parcela viscosa, para menos de 2500 Pas.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a parcela elástica da viscosidade apresenta 5 segundos após a retomada da tensão de empuxe em um valor abaixo de um terço da tensão de empuxo, no ponto de fluidez para 25 até 90% do valor, antes da aplicação da tensão de empuxe majorada e a parcela viscosa da viscosidade complexa é de 5 segundos, após a retomada da tensão de empuxe, sendo no mínimo ainda de 1,25 vezes e no máximo 10 vezes maior do que a parcela elástica da viscosidade complexa.
8. Corpo de anodo com extensão plana, caracterizado pelo fato de que o anodo consiste em uma estrutura plana sinterizada e esponjosa de subóxido de nióbio NbOx, com 0,5<x<1,7 e que apresenta um laminado de contato de anodo com extensão plana correspondente de nióbio e/ou tântalo, sendo que o teor de carbono da estrutura do anodo é inferior a 25 ppm, preferencialmente, inferior a 15 ppm.
9. Corpo de anodo com extensão plana de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o aclive médio, padronizado para a altura do corpo do anodo, das arestas do anodo, está situado na faixa de 0,5 até 4,5.
10. Corpo de anodo com extensão plana de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que possui uma extensão plana em ambas as direções de 2 até 8 mm e uma espessura de 0,05 até 1 mm excluindo a lâmina de contato de anodo.