Contribution à l'amélioration des caractéristiques de condensateurs au Tantale

par Ming Zhang

Thèse de doctorat en Physique. Matériaux

Sous la direction de Michel Groos.

Soutenue en 1994

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris .

mots clés

• Condensateurs électrochimiques
• Oxydes -- Analyse
• Tantale -- Analyse

Résumé

Un condensateur au Tantale à électrolyte solide est constitué des éléments suivants : Ta/Ta2O5/MnO2/C/Ag. Parmi les différentes étapes de la fabrication, la pyrolyse avec solution de nitrate de manganèse et la régénération entre pyrolyses sont deux étapes cruciales pour la qualité de l'ensemble du condensateur. Plusieurs méthodes d'analyses et de mesures sont employées pour étudier les propriétés physiques et chimiques des oxydes de tantale et des oxydes de manganèse: la microscopie électronique à balayage (MEB), la diffraction X, les spectroscopies d'électrons AES et ESCA, les mesures électriques, la simulation et l'optimisation par HP- UX Microwave Designs Système (MDS). Deux types d'échantillons sont utilisés: les échantillons d'anodes frittes prélevés lors de la fabrication et les échantillons en forme de plaques fabriqués au laboratoire. L'étude permet de mettre en évidence, à partir des résultats obtenus, la détérioration locale de la couche d'oxyde de tantale a la suite des pyrolyses ainsi que la restauration de cette même couche par régénération au cours de la fabrication. Elle montre l'avantage d'utiliser une solution de grande densité avec agent dopant, pendant la pyrolyse. Elle apporte la preuve que du carbone se trouve emprisonne a l'interface diélectrique-couche cathodique et permet d'estimer la teneur en impuretés dans la couche diélectrique. Enfin une modélisation des condensateurs est proposée ainsi que plusieurs formules empiriques pour l'interprétation des courbes expérimentales obtenues a partir des mesures électriques

Titre traduit

Contribution to improvement of specifications of tantalum capacitors

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