Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 2 (3-е изд., 1987) (1152096), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Присутствие электролита, сопротивление которого значительно больше, чем металлических электродов, вызывает дополннтельную потерю мощности; 1н6 электролитических конденсаторов примерно на один-два порядка выше, чем металлооксндных. Наличие электролита определяет и значительную температурную зависимость С и (н 6 таких конденсаторов. Конденсаторы с объемно-пористым анодом, поыимо большего уделы>ого заряда, обладают меньшим током утечки, более слабой температурной зависимостью С и 1н6 и большим сроком службы. Наиболее распространенными и дешевыми являются алюминиевые конденсаторы. Они перекрывают номиналы С от десятых долей до десятков тысяч микрофарад и номиналы напряжений от 6 до 500 В.
Танталовые конденсаторы по С и напря>кению перекрывают практически те >ке номиналы, но их габаритные размеры заметно меньше, однако и стоимость в 5 — 6 раз выше. Ллюминиеные фольговые конденсаторы выпускаются и для цепей переменного тока (К50-19). В таних конденсаторах обе обкладки делаются из одинаково заформояаиных алюминиевых лент — анодов, разделенных бумагой, пропитанной электролитом, т.е. фактически мы имеем два электролитнческих конденсатора, включенных последовательно; емкость такого неполярного конденсатора в 2 раза меньше обычного полярного. Нсполярные конденсаторы выпускаются иа напря>кение ло 320 В (действующее значение) и емкость до 750 мкФ. Они чаще всего применяются в пусковых цепях однофазных асинхронных двигателей малой мощности, в качестве фильтров в цепях низких и звуковых частот.
Для длительного включения в ';ели переменного тока такие конденсаторы целесообразно применять прн низких рабочих напряжениях, когда сохраняются их габаритные преимущества по сравне. Элвктроизоллциакныв нворваничввкив ллвяки Равд. 24 иию с металлобумажными н металлопленочными конденсаторами. Н. Окспдно-полупроводниковые конденсаторы (обозначение К55). В оксидно-яолупро. водниковых коьженсаторах вторым электродом служит слой полупроводниковой двуокиси марганца МпОь получаемый пиролитическим разложением раствора нитрата марганца. Ковденсаторы этого типа по сравнениьо с злектролнтаческнми обладают повышенной изденьностью, большим сроком слухьбы и более широким интервалом рабочих температур.
Основным типом таких конденсаторов являются конденсаторы с объемно-пористым анодом, спеченным из тантала, ииобия нли алюминия. Для интегральных схем промышленностью выпускаюгсн чил-конденсаторы, предстааляюшие собой оксидно-полупроводниковые конденсаторы малых габаритных размеров, обычно в бескорпусном исполнении.
В микроэлектронных пленочных схемах используются плсиоч. ные оксидно-полупроводниковые конденсаторы, в которых на напылеиный тантал после анодного окисления реактивным напылением наносится слой двуокиси марганца. П1. Тошьопленочные конденсаторы и активные элементы. Тонкопленочные конденсаторы металл — диэлектрик — металл (МДМ) н металл — диэлектрик — полупроводник (МДП) получили применение главным образом в микроэлектронике как компоненты интегральных схем.
В таких конденсаторах используьотся преимушественно ЭНП из-за их высокой нагревостойкости, химической и радиационной стойкости. При выборе материала пленки определяющей является возможность осуществления контроля удельной емкости и плошади конденсатора в процессе его изготовления. Кроме того, материал должен обеспечивать достаточно высокий выход годвых изделий и высокую стабильность параметров при изменении частоты, напряжения, температуры и влажности. Наибольшее применение в современной микроэлектронике получали пленки ТазОь А1,0з, 510з.
В качестве электрода-подложки используют иремнкй или напылсиные металлы — тантал н алюминий. Верхним электродом чаше всего служат напыленное золото, нихром нлн комбинированный слой аолото— вихром. В сегнетоэлектрических конденсаторах в качестве диэлектрика используются пленки титанатов. Рабочий интервал температур для тонкопленочных кояденсатороз 150— 400 К, а частоты — 50 — 1Оз Гц. Выход годной продукции и надежность существенно зависят от оплошности получаемых ЭНП н их однородности. Электроизоляциоиные неорганические пленки применяются не только как диэлектрик пленочных конденсаторов, но и как разделительная изоляция в пленочных активных приборах, например в планарных триодах, и изоляция соединений элементов в интегральных схемах.
В активных приборах изоляция должна обеспечивать малые токи утечки и низкий 15 5; в криогенных приборах, кроме того, необходимо сохранение этих свонств в широком интервале температур от комнатной до темпера"уры жидкого гелия. Изоляция соединений лзлькна обладзть малой емкостью с тем, чтобы уменьшить паразнтные емкости. Во всех этих приборах применяются оксндные и иитридвые пленки, получаемые различными методами. Для аашиты полупроводниковых прибо)юв в пленочных схем от воздействия пвешней среды наиболее часто примспиют вавьиснную двуокись кремния и стеклообразиые плшькн.
Изоляция проводов. Для изоляции алюминиевых обмоточных проводов и лент получили применение пористые АОП, образуюшие. ся при окислении алюминня в распюрах сильных кислот (серная, щавелевая). Зти пленки обладают значительной порнстостыо, но дио пор всегда закрыто слоем так называемой барьерной пленки, обладающей хорошими электроизоляционными свойствами. Обычььо пористые АОП применяют пропитанными электроизоляциаиными смолами, что повышаег их (1,р и увеличивает влагостойкость. Алюминиевые обмотошые провода с обычной изоляцией применять часто нецелесообразно из-за сушествсшюго увеличения объема абмогкк; однако при значительном снижении толшикы изоляции, которая при применении АОП ие превышает 2 — 5 мкм и одновременном лови- шенин ее нагревостойкости до 900 К, использование алюминиевых проводов может оказаться экономически оправданным. Замена проводов лентами позволяет улучшить теплоотвод и избежа~ь местных превышений температуры в обмотках.
Оксидную изоляцию проводов и лент получают при непрерывном пропускаиии их через электролитическую ванну с соответствующим электролитом, а затем через пропиточную ванну. Помимо высокой иагрсвостойкости, простоты и дешевизны процесса изолирования, оксидная изоляция обладает высокой химической и радиационной стой. костью и может работать при низких темпера. турах, вплоть до температуры жидкого гелия.
24.5. СПЕЦИбьИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПЛЕНОК К специфическим методам испытания ЗНП следует отнести ььетоды определения их толщины и оплошности. 1. Определение толшийы пленок. Почти во всех случаях применения ЭНП необходима ие только измерять толщину готовой пленки, но и контролировать ее в процессе нанесения. К наиболее пьироко применяемым методам измерения толщины относятся оптические, элекг рнческие и гравиметрические; реже применяется метод, при котором гольдина определяется по смешению иглы профилометра иа ступеньке; поверхность подложки — поверхность пленки. Этот метод применим только к пленкам, обладающим достаточно большой твердостью, так как давленве, создаваемое иглой, ыольет дос~игать 50 МПа.
В гравиметрнческих методах определяется изменение массы подложки после нанессняя пленки. Для определе. ния толщины необходимо знать плотность материала пленки и ее площадь. Применение автоматических микровесов позволяет во многих случаях вести контроль толщины плевки в процессе се нанесения. Наиболее совершенными следует считать оптические методы, обладающие высокой точ- % 24.5 Методы испыга ил неорганических пленок Таблица 24.2.
Методы измерения толщины пленок Им>ерзая тсзщяя. ям точяссть ь>стол Условия измерения тнпм пряасроз Оптические: интерферомег- рический 2 — 5 нм Необходима ступенька пленка — подложка !Π— 20 ом 50 — ! 500 Необходима калибровка с помощью другого метода Прозрачные пленки на отражающей подложке.
Неразрушающий метод Прозрачные пленки на отражающей подложке. Возможна автоматизация. Неразрушающий метод То>пцина определяется из взвешивания. Возможна автомати- зация сопоставление цветов — цветовая шкала спектрофото- метрический 2 — 10 000 0,05 9а 0,1 нм эллипсометри- че~кий ж1,0 без верхнего предела О,! нм Гравнметрический ! О ой >а 2,0 без верхнего предела жб,о без верхнего предела Необходима ступенька пленка — подлоигка Механический Мосты звуковой часто- ты Измерение пленок на проводящей подложке.
Необходим второй электрод Применим для контроля напыления Элситрнческие> емкостный ! — !О 000 Кварцевые измеРители толщины КИТ-1, КИТ-2 радиочастот- ный ЭВМ позволяет контролировать толщину плеяки в процессе ее образования. Электрические методы, как и оптические, позволяют измерять толщину пленки при ее осаждении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
