DE2036101A1 - Method of depositing a retaining layer of lead oxide on a "support" - Google Patents

Method of depositing a retaining layer of lead oxide on a "support"

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DE2036101A1 DE19702036101 DE2036101A DE2036101A1 DE 2036101 A1 DE2036101 A1 DE 2036101A1 DE 19702036101 DE19702036101 DE 19702036101 DE 2036101 A DE2036101 A DE 2036101A DE 2036101 A1 DE2036101 A1 DE 2036101A1
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Description

WESTERN ELECTRIC COMPANY Incorporated- Mindt 1/2 -. a/3WESTERN ELECTRIC COMPANY Incorporated- At least 1/2 -. a / 3

New York, N. Y., 10007, VStANew York, N.Y., 10007, VStA

Verfahren zum Niederschlagen einer haftenden Bleidioxidschicht auf eine Unterlage Process for depositing an adhesive lead dioxide layer on a substrate

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Niederschlagen einer haftenden Bleidioxidschicht auf eine Unterlage, und insbesondere auf das Nie der sehlagen solcher Schichten zur Verwendung als der Feststoffelektrolyt bei der Herstellung von Feststoffelektrolyt-Kondensatoren. The invention relates to a method of deposition an adhesive lead dioxide layer on a substrate, and in particular on the never-lying layers of such layers for use than the solid electrolyte in the manufacture of solid electrolytic capacitors.

Obgleich die theoretische Möglichkeit seit langem erkannt wurde, daß die hohe Kapazität pro Flächeneinheit des Dielektrikums , wie diese bei Naßelektrolyt-Kondensatoren auftritt, auch in Kondensatoren erreicht werden könnte, die in ähnlicher Weise erzeugte Metalloxid-Dielektrika benutzen, jedoch die unbequemen ionischen Elektrolyte weglasseh, beruhten die ersten kommerziell erfolgreichen Kondensatoren dieses Typus auf der in den U.S. -Patentschriften 3. 093. 883 und 3.166. 693 beschriebenen Methode. Hiernach wird eine halbleitende Mangandioxidschicht häufig als Feststoff elektrolyt bezeichnet, auf einem anodisch erzeugten dielektrischen Oxidfilm auf einem KondensatorbelagAlthough the theoretical possibility has long been recognized It was found that the high capacitance per unit area of the dielectric, as occurs in wet electrolytic capacitors, also could be achieved in capacitors using similarly produced metal oxide dielectrics, but the inconvenient ones omitting ionic electrolytes, the first commercially successful capacitors of this type were based on the U.S. - Patents 3,093,883 and 3,166. 693 described method. After that, a semiconducting manganese dioxide layer is created often referred to as solid electrolyte, on an anodically generated dielectric oxide film on a capacitor plate

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aus einem filmbildenden Metall, üblicherweise Tantal, auf- ,·. gebracht; der Gegenbelag wird dann durch eine Metallschicht auf der Mangandioxidschicht, üblicherweise unter Zwischenschaltung einer Graphitschicht, gebildet. > from a film-forming metal, usually tantalum, on, ·. brought; the counter-facing is then covered by a metal layer formed on the manganese dioxide layer, usually with the interposition of a graphite layer. >

Frühere Versuche zur Herstellung eines Kondensators ähnlichen Aufbaues, bei denen Bleidioxid als der Feststoffelektrolyt statt des Mangandioxids auf dem dielektrischen Oxidfilm benutzt wurde (vgl. die U.S. -Patentschriften 1. 906. 691 und 3. 066.247), führten nicht zu kommerziell brauchbaren Produkten.Earlier attempts to make a capacitor of a similar construction using lead dioxide as the solid electrolyte was used in place of manganese dioxide on the oxide dielectric film (see U.S. Patents 1,906,691 and 3,066,247), did not lead to commercially viable products.

Später wurde gezeigt, (vgl. U. S. -Patentschrift 2. 993. 266)daß Kondensatoren erfolgreich hergestellt werden könnten durch Anodisieren eines Tantai-Kondensatorbelags zum Erhalt eines dielektrischen Tantaloxid-Films, gefolgt vom Niederschlagen des metallischen Gegenbelags direkt, auf das Tantaloxid - ohne Mangandioxid-Zwischenschicht - wenn als der anfängliche Tantal- , Kondensatorbelag ein auf eine dielektrische Unterlage aufgestäubter Tantalfilm verwendet wird. Selbst mit solchen Kondensatoren, die häufig als Dünnschicht-Kondensatoren bezeichnet werden, können bessere Ausbeuten erhalten werden, insbesondere bei Kondensatoren größerer Flächenausdehnung, wenn eineIt was later shown (see U.S. Patent 2. 993, 266) that Capacitors could be successfully made by anodizing a tantai capacitor sheet to obtain a tantalum oxide dielectric film, followed by deposition of the metallic counter-layer directly on the tantalum oxide - without a manganese dioxide intermediate layer - if used as the initial tantalum, Capacitor coating a tantalum film sputtered onto a dielectric substrate is used. Even with such capacitors often referred to as thin film capacitors are, better yields can be obtained, especially in the case of capacitors with a larger area, if a

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Mangandioxidschicht zwischengeschaltet wird. Die Kondensatoren mit der Mangandioxidschicht zeigen jedoch einen wesentlich höheren Verlustfaktor wegen des durch den spezifischen Widerstand des Mangandioxides eingeführten Serienwiderstandes, ein Umstand* der ihre Anwendung in gewissen Fällen beschränkt.Manganese dioxide layer is interposed. The capacitors with the manganese dioxide layer, however, show a much higher loss factor because of the specific Resistance of manganese dioxide introduced series resistance, a circumstance * which limits their application in certain cases.

Wegen der beträchtlich höheren elektrischen Leitfähigkeit von Bleidioxid könnte dieses Problem des Serienwiderstandes umgangen werden» wenn eine brauchbare Methode zum Niederschlagen einer Bleidioxidschicht mit adäquaten physikalischen Eigenschaften entwickelt würde, um dadurch die Mangandioxidschicht in den Kondensatoren zu ersetzen, gleichgültig ob es sich dabei um DunnscMcht-Kondensatoren oder um Kondensatoren mit massiven Metallbelägen handelt. Die bisherigen Versuche zur Herstellung von Kondensatoren auf diese Weise waren nicht erfolgreich S; und zwar wegen der Schwierigkeit, Bleidioxid erstens in haftenden Schichten, zweitens in Filmform oder drittens in gleichförmigen und kontinuierlichen Schichten niederzuschlagen.Because of the significantly higher electrical conductivity of lead dioxide, this series resistance problem could be circumvented 'if a useful method of depositing a lead dioxide layer with adequate physical properties to replace the manganese dioxide layer in the capacitors, regardless of whether they were DunnscMcht capacitors, were developed or capacitors with solid metal coatings. Previous attempts to manufacture capacitors in this way have not been successful S; because of the difficulty of depositing lead dioxide, firstly in adherent layers, secondly in film form, or thirdly in uniform and continuous layers.

Gemäß der Erfindung werden Bleidioxid-Filme auf eine Unterlage mit mechanischen Eigenschaften niedergeschlagen, sodaß die According to the invention, lead dioxide films are deposited on a substrate with mechanical properties so that the

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Herstellung von Kondensatoren ermöglicht wird, bei denen die Bleidioxid-Schichten als der Feststoffelektrolyt auf dem Metalloxid-Dielektrikum verwendet werden. Solche Kondensatoren haben einen geringeren Serienwiderstand als ähnliche Kondensatoren, bei denen Mangandioxid benutzt wird. Dünnschicht-Kondensatoren, die mit diesen Bleidioxid-Schichten hergestellt werden, sind in höherer Ausbeute als ähnliche Kondensatoren erhältlich, bei denen der metallische Gegenbelag direkt auf das dielektrische Oxid niedergeschlagen wird.Production of capacitors is made possible in which the lead dioxide layers can be used as the solid electrolyte on the metal oxide dielectric. Such capacitors have a lower series resistance than similar capacitors that use manganese dioxide. Thin film capacitors, made with these lead dioxide layers are in higher yield than similar capacitors available with the metallic counter-facing directly on the dielectric oxide is deposited.

Das Bleidioxid wird durch Oxydation einer zweiwertigen Bleiverbindung in Lösung mit Hilfe eines Persulfates erzeugt. Wenn diese Reaktion in der Gegenwart einer Unterlage -Oberfläche ausgeführt wird, so wird das Bleidioxid in der Hauptmasse der Lösung ausfallen, ohne daß ein vernünftiger Niederschlag auf der Oberfläche erhalten würde. Es wurde jedoch gefunden, daß, wenn Silber ionen vorhanden sind, wenn die Oberfläche der Unterlage einer solchen Lösung, die einen leicht sauren pH-Wert besitzt, ausgesetzt wird, ein anfänglicher haftender BleidioxM-Niederschlag auf der Oberfläche erzeugt wird. Danach kann der Bleidioxid-Nieder schlag auf-gebaut werden, indem dieThe lead dioxide is produced by oxidation of a divalent lead compound generated in solution with the help of a persulfate. When this reaction is carried out in the presence of a backing surface the lead dioxide will precipitate in the bulk of the solution without a reasonable precipitate the surface would get. It has been found, however, that when silver ions are present when the surface of the support such a solution, which has a slightly acidic pH, is exposed to an initial adherent lead dioxide precipitate is generated on the surface. The lead dioxide precipitate can then be built up by the

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anfänglich beschichtete Unterlage-Oberfläche einer zweiten Lösung ausgesetzt wird, die mit der vorher benutzten identisch ist. Alternativ kann das Bleidioxid aufgebaut werden durch Aussetzen der anfänglich beschichteten Unterlage-Oberfläche einer solchen Lösung (wie die vorher benutzte), die einen etwas alkalischen pH-Wert besitzt. Bei diesem Verfahren wird, wenn einmal die anfängliche Beschichtung ausgeführt worden ist,initially coated base surface of a second Solution that is identical to the one previously used. Alternatively, the lead dioxide can be built up by Exposing the initially coated substrate surface such a solution (like the one previously used) which has a somewhat alkaline pH. In this procedure, if once the initial coating has been carried out,

der zweite Niederschlagsschritt auch ohne die Gegenwart von \ the second precipitation step even without the presence of \

Silberionen in der Lösung befriedigend fortschreiten.Silver ions progress satisfactorily in the solution.

Zu Erläuterungszwecken wird vorliegend die Erfindung weitgehend anhand gedruckter Kondensatoren beschrieben. Es leuchtet jedoch ein, daß die beschriebene Methode auch bei der Herstellung von Feststoffelektrolyt-Kondensatoren benutzt werden kann, bei denen beispielsweise Folien, gewickelteFor purposes of illustration, the invention is presented largely described using printed capacitors. It is clear, however, that the method described can also be used for the Manufacture of solid electrolytic capacitors can be used in which, for example, foils, wound

Drähte oder poröse Körper aus dem filmbildenden Metall als λ Wires or porous bodies made of the film-forming metal as λ

der eine Kondensatorbelag verwendet werden.a capacitor plate can be used.

Das erf indungs gemäße Verfahren und dessen Anwendung bei der Herstellung eines Feststoffelektrolyt-Kondensators ist in den Ansprüchen angegeben und nachstehend anhand der ZeichnungThe inventive method and its application in the manufacture of a solid electrolytic capacitor is in the Claims indicated and below with reference to the drawing

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im einzelnen erläutert.
Es zeigen:
explained in detail.
Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Unterlage mit einer hierauf niedergeschlagenen Schicht eines filmbildenden Metalls,Fig. 1 is a plan view of a base with a layer of a film-forming layer deposited thereon Metal,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Körper nach Fig. 1 nach Anodisierung,Fig. 2 is a plan view of the body of Fig. 1 according to Anodizing,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Körper nach Fig. 2 nach dem Niederschlagen einer Bleidioxid-Schicht,3 shows a plan view of the body according to FIG. 2 after a lead dioxide layer has been deposited,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Körper nach Fig. 3 nach dem Niederschlagen eines Gegenbelags,Fig. 4 is a plan view of the body of Fig. 3 according to the knocking down of an opposing layer,

Fig. 5 eine Schnittansicht der Anordnung nach Fig. 4 undFIG. 5 shows a sectional view of the arrangement according to FIG. 4 and

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung des Verlustfaktors in Abhängigkeit von der Frequenz.6 shows a diagram to illustrate the loss factor depending on the frequency.

In Fig. 1 ist eine Unterlage 11 dargestellt, auf der ein Metallmuster entsprechend der Erfindung zu erzeugen ist. Das verwendete Unterlagematerial kann von rauher Natur sein und scharfe Konturenänderungen haben, oder kann irgend einesIn Fig. 1, a base 11 is shown on which a metal pattern is to be generated according to the invention. That used Backing material can be rough in nature and have sharp changes in contour, or it can be any

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der üblichen glattflächigen Unterlagsmaterialien sein, die normalerweise bei der Herstellung von Kondensatoren benutzt werden. Bevorzugte Unterlagematerialien sind Gläser, Keramikmaterialien usw.the usual smooth-surfaced underlay materials that normally used in the manufacture of capacitors. Preferred base materials are glasses and ceramic materials etc.

Der erste Schritt zur Herstellung eines Dünnschicht-Kondensators ist die Reinigung der Unterlage 11 nach üblichen Methoden. Hiernach wird eine Schicht eines filmbildenden Metalls 12 auf die Unterlage 11 nach üblichen Methoden niedergeschlagen, z.B. im Wege einer kathodischen Zerstäubung, Vakuumaufdampfung usw., wie dieses beschrieben ist von L. Holland in "Vacuum Deposition of Thin Films, " John Wiley & Sons, 1956.The first step in making a thin film capacitor is the cleaning of the pad 11 according to the usual methods. A layer of a film-forming metal 12 is then applied the substrate 11 is deposited by conventional methods, e.g. by cathodic sputtering, vacuum vapor deposition etc., as described by L. Holland in "Vacuum Deposition of Thin Films," John Wiley & Sons, 1956.

Die hier interessierenden filmbildenden Metalle sind jene, deren Oxide dafür bekannt sind, ausgezeichnete Dielektrika zu liefern, und umfassen Tantal, Aluminium, Niob, Titan und Zirkon.The film-forming metals of interest here are those whose oxides are known to be excellent dielectrics and include tantalum, aluminum, niobium, and titanium Zircon.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung hängt die Minimaldicke der auf der Unterlage niedergeschlagenen Schicht von zwei Faktoren ab. Der erste Faktor ist die Dicke des Metalls, die in das Oxid während der nachfolgenden Anodisierung um-For the purposes of the present invention, the minimum thickness depends the layer deposited on the substrate depends on two factors. The first factor is the thickness of the metal, which are converted into the oxide during the subsequent anodization

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gewandelt wird. Der zweite Faktor ist die minimale Dicke des nach der Anodisierung unoxydiert gebliebenen Metalls, die gerade denjenigen Widerstand zeigt, welcher bei dem filmbildenden Kondensator-Belag maximal zugelassen werden kann. Es wurde bestimmt, daß die bevorzugte Minimaldicke des Metallbelags annähernd 3. 000 A ist.is converted. The second factor is the minimum thickness of the metal that has remained unoxidized after anodizing, which just shows the resistance that is allowed as a maximum in the case of the film-forming capacitor coating can. It has been determined that the preferred minimum thickness of the metal coating is approximately 3,000 Å.

Nachfolgend wird die filmbildende Metallschicht 12 in einem geeigneten Anodisierungbad, beispielsweise Zitronensäure., Phosphorsäure und dergleichen, anodisiert, um einen Oxidfilm 13 zu erzeugen (Fig. 2).Subsequently, the film-forming metal layer 12 in one suitable anodizing bath, for example citric acid., Phosphoric acid and the like, anodized to form an oxide film 13 (Fig. 2).

Sodann wird als nächster Herstellungsschritt eine Schicht aus Bleidioxid 14 auf der anodisch erzeugten Oxidschicht 13 niedergeschlagen (Fig. 3).Then, as the next production step, a layer of lead dioxide 14 is deposited on the anodically produced oxide layer 13 (Fig. 3).

Wie oben angegeben, kann das Bleidioxid in einer Reihe sich wiederholender Behandlungen in sauren Lösungen niedergeschlagen werden, die eine zweiwertige Bleiverbindung, ein Persulfat und Silberionen enthalten, oder alternativ in einem zweistufigen Prozeß, wobei anfänglich die Unterlage der angegebenen sauren Lösung ausgesetzt wird und danach einerAs indicated above, the lead dioxide can precipitate in a series of repetitive treatments in acidic solutions containing a divalent lead compound, a persulfate and silver ions, or alternatively in one two-step process, initially the substrate is exposed to the specified acidic solution and then one

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alkalischen Lösung mit einer zweiwertigen Bleiverbindung und einem Persulfat.alkaline solution with a divalent lead compound and a persulfate.

In beiden Fällen wird im ersten Schritt ein Bleidioxid-Film auf der Oxidschicht 13 erzeugt. Bewerkstelligt wird dieses durch Reagierenlassen einer Lösung, die Ammoniumazetat in einer molaren Konzentration von 1-8, Bleiazetat in einer * In both cases, a lead dioxide film is produced on the oxide layer 13 in the first step. This is achieved by reacting a solution containing ammonium acetate in a molar concentration of 1-8, lead acetate in a *

molaren Konzentration von 0,1-1 und ein lösliches Silbersalzmolar concentration of 0.1-1 and a soluble silver salt

-5 -4-5 -4

in einer molaren Konzentration von 5x10 bis 5x10 enthält und einen pH-Wert im Bereich von 5, 0 - 6, 9 (Optimum * 6, 0) zeigt, mit einer 1-2 molaren Lösung eines Materials, das aus der aus den Per Sulfaten von Natrium, Kalium und Ammonium bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Hierbei sei bemerkt, daß die obere Konzentrationsgrenze für das Bleiazetat der oberen Grenze für das Ammoniumazetat entspricht. Die Reaktion läßt man ausreichend lange ablaufen, um einen Film zu erzeugen, dessen Dicke im Bereich von 200-800 A liegt. Abweichungen von den angegebenen Konzentrations- oder pH-Bereichen haben zur Folge, daß der gewünschte Film nicht erzeugt werden kann.in a molar concentration of 5x10 to 5x10 contains and a pH value in the range of 5, 0 - 6, 9 (optimum * 6, 0) shows, with a 1-2 molar solution of a material that consists of the sulfates of sodium, potassium and per Ammonium existing group is selected. It should be noted here that the upper concentration limit for the lead acetate corresponds to the upper limit for ammonium acetate. The reaction is allowed to proceed long enough to produce a film to produce, the thickness of which is in the range of 200-800 Å. Deviations from the specified concentration or pH ranges result in the desired film not being produced can be generated.

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Die nächste Stufe des Bleidioxid-Niederschlagens ist das Aufwachsenlassen einer Bleidioxid-Schicht auf dem vorher erzeugten Film. Dieses kann erreicht werden entweder dadurch, daß die den Film tragende Unterlage einer Lösung der vorhin verwendeten Art ausgesetzt wird und die Prozedur wiederholt wird, bis eine Bleidioxid-Schicht der gewünschten Dicke erhalten wird, oder dadurch, daß die vorher benutzte Lösung ohne Silbersalz und mit auf 10-12 angehobenem pH-Wert - Optimum bei pH 10, 3 - verwendet wird. Die bequemste Methode hierfür ist, Ammoniumhydroxid zu der vorstehend beschriebenen Reaktions mischung hinzuzugeben, bis der gewünschte pH-Wert erreicht wird. Bleidioxid wächst dann auf dem anfänglich erzeugten Bleidioxid-Film im Wege eines Kristallwachstumsmechanismus und nicht durch Ausfällung, dem anfänglich hierfür verantwortlichen Phänomen, auf. Das Wachstum wird fortgesetzt, bis eine Bleidioxid-Schicht 14 (Fig. 3) der gewünschten Dicke erhalten wird. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist esThe next stage of lead dioxide precipitation is this Growing a lead dioxide layer on the previously formed film. This can be achieved either by that the substrate carrying the film is exposed to a solution of the type previously used and the procedure is repeated until a lead dioxide layer of the desired thickness is obtained, or by adding the previously used solution without silver salt and with the pH value raised to 10-12 - optimum at pH 10.3 - is used. The most convenient way to do this is to add ammonium hydroxide to the reaction mixture described above until the desired pH is reached will. Lead dioxide then grows on the lead dioxide film initially produced by way of a crystal growth mechanism and not by precipitation, which is initially responsible for this Phenomenon, on. The growth is continued until a lead dioxide layer 14 (Fig. 3) of the desired thickness is obtained will. For the purposes of the present invention it is

wünschenswert, eine Schicht im Bereich von 4000 - 6000 A Dicke aufwachsen zu lassen. Schichten mit weniger als 4000 A sind im Kondensator für den beabsichtigten Verwendungszweck unwirksam, während, wie gefunden wurde, Schichten oberhalb 6000 K Dicke nicht genügend an der Unterlage haften.It is desirable to grow a layer in the range of 4000-6000 Å in thickness. Layers with less than 4000 A are ineffective in the capacitor for the intended purpose, while, as has been found, layers above 6000 K in thickness do not adhere sufficiently to the substrate.

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■ ' - JJ. -■ '- YY. -

Nach einer weiteren alternativen Methode kann dieses Ende erreicht werden durch Zugeben einer gesättigten wässrigen ■Another alternative method can end this can be achieved by adding a saturated aqueous ■

Lösung von Kaliumpersulfat zu einer gesättigten Lösung von Bleioxid in einer o, 1 -2, ο molaren Kaliumhydroxid-Lösung. Solution of potassium persulphate to a saturated solution of lead oxide in an o, 1 -2, ο molar potassium hydroxide solution.

Nach Erhalt der Bleidioxid-Schicht 14 in der erforderlichen Dicke wird der metallische Gegenbelag 15 (Fig. 4) auf und in innigen Kontakt mit derBleidioxid-Schicht niedergeschlagen. Die Schnittansicht der resultierenden Anordnung ist in Fig. dargestellt.After receiving the lead dioxide layer 14 in the required Thickness, the metallic counter-facing 15 (Fig. 4) is deposited on and in intimate contact with the lead dioxide layer. The sectional view of the resulting arrangement is shown in FIG.

Nachstehend ist ein Beispiel im einzelnen wiedergegeben.An example is given below in detail.

Eine 2, 5 χ 7/6 cm große Glasunterlage mit einer 800 A dicken Tantalpentoxid-Grundschicht wurde nach üblichen Methoden mit Ultraschall- und Netzmittelwäschen gereinigt. Danach wurde die Unterlage in einer Kathodenzerstäube -Apparatur untergebracht, und es wurde eine 5000 A dicke Tantalschicht niedergeschlagen. Danach wurde ein Muster mit 15 Kondensatoren in die Tantalschicht nach üblichen photolithographischenA 2, 5 χ 7/6 cm glass substrate having a 800 A thick tantalum pentoxide base layer was purified by conventional methods using ultrasound and wetting agents washes. The substrate was then placed in a sputtering apparatus and a 5000 Å thick layer of tantalum was deposited. Thereafter, a pattern with 15 capacitors was made in the tantalum layer according to the usual photolithographic

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Methoden eingeätzt. Sodann wurde das Tantalmuster in einer 0, 01 %igen wässrigen Zitronensäure-Lösung anodisiert, wobei ein konstanter Strom von einem Milliampere pro Quadratzeritimeter benutzt wurde, bis eine Spannung von 130 Volt erreicht wurde . An dieser Stelle wurde die Anordnung der weiteren Anodisierung bei konstanter Spannung 30 Minuten lang belassen. Hierauf folgend wurde ein Bleidioxid-Film auf der anodisierten Schicht erzeugt, und zwar durch Reagierenlassen von 250 Milliliter einer Lösung aus 0, 3 molarem Bleioxid, das in konzentriertem Ammoniumazetat (hergestellt durch Mischen von 9 Volumteilen 30%igem Ammoniumhydroxid mit 7 Volumteilen Eisessig) aufgelöst war, mit einem Liter einer gesättigtenMethods etched in. The tantalum pattern was then anodized in a 0.01% strength aqueous citric acid solution, with a constant current of one milliamp per square inch was used until a voltage of 130 volts was reached. At this point the arrangement of the further Leave anodizing at constant voltage for 30 minutes. Subsequently, a lead dioxide film was anodized on top of the Layer created by reacting 250 milliliters of a solution of 0.3 molar lead oxide in concentrated Ammonium acetate (made by mixing 9 parts by volume of 30% ammonium hydroxide with 7 parts by volume Glacial acetic acid) was dissolved, with one liter of a saturated

-5 wässrigen Lösung von Ammoniumpersulfat und 8x10 molarem Silbernitrat bei Raumtemperatur für 60 Minuten; hierbei entstand eine Bleidioxid-Beschichtung mit einer Dicke von 400 K. -5 aqueous solution of ammonium persulfate and 8x10 molar silver nitrate at room temperature for 60 minutes; this resulted in a lead dioxide coating with a thickness of 400 K.

Sodann wurde die Anordnung aus dem Beschichtungsbad entfernt und zwei Minuten lang in destilliertem Wasser gespült. Als nächstes wurde de Anordnung in eine Lösung eingetaucht, die 2 Volumteile 2-molares Ammoniumpersulfat enthielt, fernerThe assembly was then removed from the plating bath and rinsed in distilled water for two minutes. as next, the assembly was immersed in a solution containing 2 parts by volume of 2 molar ammonium persulfate, furthermore

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4 Volumteile 30%iges Ammoniumhydroxid und 6 Volumteile der vorstehend beschriebenen 0, 3-molaren Bleioxid-Lösung. Ein Aufwachsen einer Bleidioxid-Schicht mit einer Dicke von 5000 A wurde dann innerhalb 40 Minuten erzielt. Danach wurde die Anordnung in destilliertem Wasser 2 Minuten lang gespült4 parts by volume of 30% ammonium hydroxide and 6 parts by volume of the 0.3 molar lead oxide solution described above. A growth of a lead dioxide layer with a thickness of 5000 A was then achieved within 40 minutes. The assembly was then rinsed in distilled water for 2 minutes

und 1 Stunde lang in Luft bei 100 C getrocknet. Eine Überprüfung der resultierenden Bleidioxid-Schicht ergab, daß sie am Unterlageglied gut haftete. Schließlich wurde der Gegenbelag auf die Bleidioxidschicht durch Ausdampfen einer 250 A dicken Nickel-Chrom-Legierung { 80% Nickel und 20% Chrom) und einer 5000 A dicken Goldschicht. Die fertigen Kondensatoren zeigten einen durchschnittlichen Verlustfaktor von annähernd 0, 004 bei 1 Kilohertz.and dried in air at 100 ° C. for 1 hour. A review the resulting lead dioxide layer was found to adhere well to the backing member. Eventually it was the counter-coating onto the lead dioxide layer by evaporating a 250 A thick nickel-chromium alloy (80% nickel and 20% chromium) and a 5000 Å thick gold layer. The finished capacitors showed an average dissipation factor of approximately 0.004 at 1 kilohertz.

Zu Vergleichszwecken wurde die vorstehend beschriebene Prozedur wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß eine 5000 Ä dicke Manganoxid-Schicht nach üblichen pyrolytischen Methoden statt der Bleidioxid-Schicht niedergeschlagen wurde. Die fertiggestellten Kondensatoren hatten einen durchschnittlichen Verlustfaktor von annähernd 0, 04 bei 1 Kilohertz. Demgemäß ist ersichtlich, daß das beschriebene VerfahrenFor comparison purposes, the procedure described above was repeated with the exception that one 5000 Å thick manganese oxide layer according to the usual pyrolytic Methods instead of the lead dioxide layer was deposited. The completed capacitors had an average Loss factor of approximately 0.04 at 1 kilohertz. Accordingly, it can be seen that the method described

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zu einer beachtlichen Verbesserung des Verlustfaktors führt.leads to a considerable improvement in the loss factor.

Um das Haftungsvermögen der beschriebenen Schichten im Vergleich zu den nach üblichen Methoden niedergeschlagenen Bleidioxid-Schichten zu demonstrieren, wurde eine Bleiperoxid-Schicht auf einer anodischen Oxidschicht von 5000 A dickem Tantal hergestellt durch Eintauchen der anodischen Oxidschicht in eine Lösung von Bleitetraazetat in Essigsäureanhydrid, anschließendes Herausziehen der Schicht aus der Lösung und Hydrolisieren des resultierenden Films, indem feuchte Luft gegengeblasen wurde. Das Experiment wurde zwanzig mal wiederholt,und es wurde gefunden, daß das Haftungsvermögen solcher Schichten wesentlich schlechter als das Haftungsvermögen der nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Schichten war, und daß diese Schichten außerdem recht ungleichförmig waren.To improve the adhesion of the described layers compared to those deposited by customary methods To demonstrate lead dioxide layers, a lead peroxide layer was used on an anodic oxide layer of 5000 A thick tantalum produced by dipping the anodic oxide layer into a solution of lead tetraacetate in acetic anhydride, then pulling the layer out of the solution and Hydrolyze the resulting film by exposing moist air was blown against. The experiment was repeated twenty times, and it was found that the adhesiveness such layers are significantly worse than the adhesiveness of those produced by the present process Layers, and that these layers were also quite irregular was.

In Fig, 6 ist ein Diagramm zur Darstellung der Frequenzabhängigkeit des Verlustfaktors für Kondensatoren gezeigt, die einmal entsprechend dem vorliegenden Verfahren6 is a diagram showing the frequency dependency of the dissipation factor for capacitors shown once according to the present method

- 15 · 009886/2016 - 15 009886/2016

hergestellt waren und zum anderen statt der Bleidioxid-Schicht eine Manganoxid-Schicht hatten. Die miteinander verglichnen Kondensatoren hatten gleiche Abmessungen und jeweils Manganoxid- oder Bleidioxid-Schichten in gleichen Dicken . Man sieht, daß der Verlustfaktor der Bleidioxidschicht-Kondensatoren wesentlich niedriger als der der früheren Mangandioxidschicht- Kondensatoren im Frequenzbereich von 0,1 bis 1000 Kilohertz ist.and on the other hand instead of the lead dioxide layer had a manganese oxide layer. The capacitors compared with one another had the same dimensions and Manganese oxide or lead dioxide layers of the same thickness. It can be seen that the dissipation factor of the lead dioxide film capacitors significantly lower than that of the earlier manganese dioxide layer capacitors in the frequency range from 0.1 to 1000 kilohertz is.

-TB --TB -

009886/ 2 0.1-6009886/2 0.1-6

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Verfahren zum Niederschlagen einer haftenden Bleidioxid-Schicht auf eine Unterlage aus einer Lösung, die eine zweiwertige Bleiverbindung und ein Persulfat zur Oxydierung des Bleis in Bleiperoxid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Unterlage mit der Lösung bei Gegenwart von Silberionen in Berührung gebracht wird,' um einen anfänglichen Bleidioxid-Niederschlag auf der Oberfläche zu erhalten, wobei der pH-Wert der Lösung im Bereich von 0, 5 bis 6, 9 eingestellt wird, und daß nachfolgend der anfängliche Niederschlag mit einer Lösung in Berührung gebracht wird, die eine zweiwertige Bleiverbindung und ein Persulfat enthält sowie einen pH-Wert von 5, 0 bis 6, 9 oder von 10 bis 12 besitzt, um einen zusätzlichen Bleidioxid-Niederschlag auf dem anfänglichen Niederschlag zu erzeugen.1. Method of depositing an adherent lead dioxide layer on a base made of a solution containing a divalent lead compound and a persulfate for oxidation of the lead in lead peroxide, characterized in that the surface of the base with the solution at Presence of silver ions is brought into contact with an initial lead dioxide precipitate on the Surface, keeping the pH of the solution is set in the range of 0, 5 to 6, 9, and that subsequently the initial precipitate is brought into contact with a solution containing a divalent lead compound and contains a persulfate and has a pH of 5, 0 to 6, 9 or 10 to 12 to an additional Generate lead dioxide precipitate on top of the initial precipitate. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung Ammo nium az et at, Bleiazetat und ein Persulfat enthält, das aus der aus den Persulfaten von Natrium,2. The method according to claim 1, characterized in that the solution Ammo nium az et at, lead acetate and a persulfate contains that from the persulphates of sodium, 009886/7O16009886 / 7O16 Kalium und Ammonium bestehenden Gruppe ausgewählt
wird.
Potassium and ammonium existing group selected
will.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die molare Konzentration der Lösungskomponenten innerhalb der folgenden Bereiche gehalten wird:
3. The method according to claim 2, characterized in that
the molar concentration of the solution components is kept within the following ranges:
Ammoniumazetat 1-8 i Ammonium acetate 1-8 i Bleiazetat 0,1-1Lead acetate 0.1-1 Persulfat 1-2Persulfate 1-2 wobei die obere Konzentrationsgrenze des Bleiazetates ,,where the upper concentration limit of the lead acetate ,, der oberen Konzentrations grenze des Ammoniumazetatesthe upper limit of the concentration of ammonium acetate entspricht.is equivalent to.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3-, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberionen der Lösung in der Form eines löslichen Silbersalzes zugegeben werden, dessen molare Konzentra-4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the silver ions are added to the solution in the form of a soluble silver salt, the molar concentration of which -5 -4 ■-5 -4 ■ tion im Bereich von 5x10 bis 5 χ 10 liegt.tion is in the range from 5x10 to 5 χ 10. 5.)Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1
bis 4 bei der Herstellung eines Feststoffelektrolyt-Kondensators, wobei ein filmbildendes Metall teilweise anodisiert wird, um hierauf eine dielektrische Oxidschicht zu erzeugen,
5.) Application of the method according to one of claims 1
to 4 in the manufacture of a solid electrolytic capacitor, wherein a film-forming metal is partially anodized to produce a dielectric oxide layer thereon,
00988 6/2016 - 18 -00988 6/2016 - 18 - und auf der dielektrischen Schicht ein Gegenbelag in innigem Kontakt niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der dielektrischen Oxidschicht und dem Gegenbelag eine Bleidioxidschicht niedergeschlagen wird, und zwar dadurch, daß zuerst ein dünner Film aus Bleidioxid auf der dielektrischen Oxidschicht erzeugt wird durch Reagierenlassen einer sauren ersten Lösung von Ammoniumazetat, Bleiazetat und einem löslichen Silbersalz mit einer Verbindung, die aus der aus den Persulfaten von Natrium, Kalium und Ammonium bestehenden Gruppe ausgewählt ista und daß dann eine Bleidioxidschicht in einer Dicke im Bereich von 4000 - 6000 A auf dem erzeugten Film aufwachsen gelassen wird durch Reagierenlassen einer zweiten Lösung aus Ammoniumazetat, Bleiazetat und einem Persulfat, das aus der aus den Persulfaten von Natrium, Kalium und Ammonium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.and depositing a backing on the dielectric layer in intimate contact, characterized in that a lead dioxide layer is deposited between the dielectric oxide layer and the backing by first forming a thin film of lead dioxide on the dielectric oxide layer by reacting an acidic one first solution of ammonium acetate, lead acetate and a soluble silver salt with a compound selected from the group consisting of persulfates of sodium, potassium and ammonium group a and in that a lead dioxide layer in a thickness in the range of 4000 - 6000 a on the generated film grown is by reacting a second solution of ammonium acetate, lead acetate and a persulfate selected from the group consisting of the persulfates of sodium, potassium and ammonium. 009886/2016009886/2016 LeerseiteBlank page
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