JPH0475645B2 - - Google Patents

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JPH0475645B2
JPH0475645B2 JP59185921A JP18592184A JPH0475645B2 JP H0475645 B2 JPH0475645 B2 JP H0475645B2 JP 59185921 A JP59185921 A JP 59185921A JP 18592184 A JP18592184 A JP 18592184A JP H0475645 B2 JPH0475645 B2 JP H0475645B2
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JP
Japan
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capacitor
metal
porous
thin film
organometallic compound
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JP59185921A
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Japanese (ja)
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JPS6164112A (en
Inventor
Kazuaki Uchiumi
Hideo Takamizawa
Ishio Kato
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は小形大容量のコンデンサの製造方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of manufacturing a small-sized, large-capacity capacitor.

(従来技術) IC,LSIなどの発達に伴い、電子回路の小形化
が進んでおり、受動部品の一つであるコンデンサ
についても小形.大容量のものが求められてい
る。
(Prior art) With the development of ICs, LSIs, etc., electronic circuits are becoming smaller, and capacitors, which are one of the passive components, are also becoming smaller. Large capacity is required.

小形で大きな容量が得られるコンデンサとして
金属の表面を電気化学的に酸化して絶縁層を形成
した電解コンデンサが実用化されている。
Electrolytic capacitors, in which an insulating layer is formed by electrochemically oxidizing the surface of a metal, have been put into practical use as capacitors that are small and have a large capacity.

電解コンデンサはTa,Al,V,Zr,Hf,Tiな
どのいわゆる弁作用金属を電解質水溶液中に陽極
酸化(化成)して、表面に誘電体層を形成するこ
とにより、コンデンサとするものである。
Electrolytic capacitors are made by anodizing (chemically forming) so-called valve metals such as Ta, Al, V, Zr, Hf, and Ti in an electrolyte solution to form a dielectric layer on the surface. .

電解コンデンサの一方の電極は表面に誘電体層
を形成した弁作用金属であり、他方の電極は誘電
体層上に硝酸マンガンを熱分解してなる二酸化マ
ンガンを付着させた陰極物質であつたり、誘電体
層に電解質溶液を接触させてこの電解質溶液を介
して他の金属が接続されて、これが電極となるも
のもある。
One electrode of an electrolytic capacitor is a valve metal with a dielectric layer formed on its surface, and the other electrode is a cathode material with manganese dioxide made by thermally decomposing manganese nitrate deposited on the dielectric layer. In some cases, an electrolyte solution is brought into contact with the dielectric layer and another metal is connected through the electrolyte solution, thereby forming an electrode.

このような構造から電解コンデンサの容量は弁
作用金属上に陽極酸化によつて形成した金属酸化
物の誘電率、誘電体の厚さ、および陽極酸化され
る弁作用金属の表面積によつて決まる。
Because of this structure, the capacitance of an electrolytic capacitor is determined by the dielectric constant of the metal oxide formed on the valve metal by anodizing, the thickness of the dielectric, and the surface area of the valve metal to be anodized.

電解コンデンサでは誘電体の厚さは化成電圧に
よつて調整しており、コンデンサの定格電圧によ
つて化成電圧が異つている。また弁作用金属の表
面積は金属箔のエツチングあるいは焼結によつて
多孔質体を形成することによつて増大を計つてい
た。
In electrolytic capacitors, the thickness of the dielectric is adjusted by the formation voltage, and the formation voltage varies depending on the rated voltage of the capacitor. The surface area of the valve metal has also been increased by etching or sintering the metal foil to form a porous body.

誘電体の誘電率は物質固有の定数であるため、
使用した金属によつて決まつており、一般に使用
されているアルミでは11、タンタルでは27程度の
値を示している。
Since the permittivity of a dielectric is a constant specific to the material,
The value is determined by the metal used, with the commonly used aluminum having a value of 11 and tantalum having a value of about 27.

このように電解コンデンサでは誘電層を形成す
る金属の種類が弁作用金属に限定されるため、誘
電体層の誘電率を上げることは不可能である。従
つて小形、大容量化を計るために、電解コンデン
サでは陽極酸化を行う金属の表面積を増大する
か、化成電圧を下げることによつて誘電体層の厚
さを薄くする方法が行われている。
In this way, in electrolytic capacitors, the type of metal forming the dielectric layer is limited to valve metals, so it is impossible to increase the dielectric constant of the dielectric layer. Therefore, in order to make the electrolytic capacitor more compact and increase its capacity, methods are being used to reduce the thickness of the dielectric layer by increasing the surface area of the metal that undergoes anodization or by lowering the anodization voltage. .

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら陽極酸化を行う金属の表面積を増
大するためには、エツチング条件、焼結条件など
を精密にコントロールすることが必要であり、現
状以上に表面積を増大することは技術的に困難と
なつている。
(Problem to be solved by the invention) However, in order to increase the surface area of the metal to be anodized, it is necessary to precisely control etching conditions, sintering conditions, etc. This is becoming technically difficult.

また化成電圧を下げることは誘電体層の厚さが
薄くなり、コンデンサの耐圧が下がるため、定格
電圧が決まると、化成電圧も一義的に決まつてし
まうため、これによつて大容量化を計ることは困
難となる。
In addition, lowering the formation voltage reduces the thickness of the dielectric layer and lowers the withstand voltage of the capacitor, so once the rated voltage is determined, the formation voltage is also uniquely determined, which makes it difficult to increase the capacitance. It becomes difficult to measure.

このように従来から実用化されている電解コン
デンサでは小形、大容量化に対する技術的な対応
は非常に困難な状態にあつた。
As described above, it has been extremely difficult to technically respond to miniaturization and increase in capacity with the electrolytic capacitors that have been put into practical use to date.

また電解コンデンサは構造的に極性を持つてい
るため、使用用途が限定されたり、交流などの回
路に使用するには二個シリーズに使用しなければ
ならないなどの問題があつた。
Furthermore, because electrolytic capacitors have polarity in their structure, there are problems in that their applications are limited and that two capacitors must be used in series when used in alternating current circuits.

また金属上に金属酸化物薄膜を形成する方法と
して、スパツター法、蒸着法、気相成長法などの
種々の方法が試みられている。
Furthermore, various methods such as sputtering, vapor deposition, and vapor phase growth have been attempted to form metal oxide thin films on metals.

これらの方法はいずれも組成のコントロールが
困難であり、大面積のものが出来にくい。さらに
良好な膜質が得にくいとか、条件の設定範囲が狭
いなどの技術的な問題点があつた。
In all of these methods, it is difficult to control the composition, and it is difficult to produce large-area products. Furthermore, there were technical problems such as difficulty in obtaining good film quality and narrow range of conditions.

また工業的にも生産性が低い、装置が高価であ
る、量産性がない、などが問題となり、特殊な用
途にのみ用いられていた。
In addition, there were also problems from an industrial perspective, such as low productivity, expensive equipment, and lack of mass production, so it was used only for special purposes.

(発明の目的) 本発明は以上のような従来の欠点を除去せしめ
て小形で大容量のコンデンサの製造方法を提供す
ることにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a small-sized, large-capacity capacitor by eliminating the above-mentioned conventional drawbacks.

(発明の概要) 本発明によれば金属の表面上に有機金属化合物
を分解させることによつて金属酸化物薄膜を形成
し、しかるのち、この薄膜上に導体層を形成する
ことによつて小形、大容量のコンデンサを製造す
るものである。
(Summary of the Invention) According to the present invention, a metal oxide thin film is formed on the surface of a metal by decomposing an organometallic compound, and then a conductive layer is formed on this thin film to form a small size. , which manufactures large capacity capacitors.

(構成に関する説明) 本発明は上述の構成をとることにより、従来技
術の問題点を解決した。
(Description of Configuration) The present invention solves the problems of the prior art by adopting the above-described configuration.

すなわち金属の表面に誘電率の大きい金属酸化
物層を有機金属酸化合物の分解によつて形成し、
さらにこの薄膜上に導体層を形成する製造方法を
採用すれば、従来の弁作用金属の陽極酸化によつ
て形成される誘電体層よりも比誘電率が大きい誘
電体層が形成できるので、同一形状で容量を大き
く増大させることができる。また容量を一定にし
た場合には体積を減少させることが可能となる。
That is, a metal oxide layer with a high dielectric constant is formed on the surface of the metal by decomposition of an organometallic acid compound,
Furthermore, by adopting a manufacturing method that forms a conductor layer on this thin film, it is possible to form a dielectric layer with a higher dielectric constant than the dielectric layer formed by conventional anodic oxidation of valve metal. Capacity can be greatly increased depending on the shape. Further, when the capacity is kept constant, the volume can be reduced.

とくにペロブスカイト化合物はチタン酸バリウ
ム、チタン酸鉛などに代表されるように比誘電率
が大きいため、コンデンサの小形、大容量化を実
現することができる。
In particular, perovskite compounds, such as barium titanate and lead titanate, have a high dielectric constant, so they can make capacitors smaller and larger in capacity.

以下本発明の実施例について詳細に説明する。 Examples of the present invention will be described in detail below.

(実施例 1) ニツケル箔の表面を塩酸を用いてエツチング
し、箔表面に空孔を形成し、多孔質化した。
(Example 1) The surface of a nickel foil was etched using hydrochloric acid to form pores on the surface of the foil to make it porous.

この多孔質ニツケル箔を、熱分解すると
PbTiO3となる鉛、チタンの有機金属化合物溶液
(チタン酸鉛形成前駆体溶液)の中に浸漬し引き
上げた後乾燥した。
When this porous nickel foil is pyrolyzed,
It was immersed in an organometallic compound solution of lead and titanium (lead titanate formation precursor solution) that would become PbTiO 3 , pulled up, and then dried.

なお有機金属化合物溶液の合成は次のように行
なつた。
The organometallic compound solution was synthesized as follows.

プロピオン酸鉛とテトラブトキシチタンを金属
比率でPbTiO3になるように秤量しデカリン中で
130〜140℃で反応させた。反応生成物を減圧下で
乾燥し粉末状の反応生成物を得た。これをアセチ
ルアセトンに溶解しPbTiO3換算濃度12.5重量%
のチタン酸鉛形成前駆体溶液を調整した。
Weigh out lead propionate and tetrabutoxytitanium so that the metal ratio is PbTiO 3 and add it to decalin.
The reaction was carried out at 130-140°C. The reaction product was dried under reduced pressure to obtain a powdery reaction product. This was dissolved in acetylacetone to give a PbTiO 3 equivalent concentration of 12.5% by weight.
A lead titanate forming precursor solution was prepared.

乾燥後空気中で400℃の温度で熱処理を行い有
機金属化合物を分解し、PbTiO3薄膜を形成し
た。
After drying, heat treatment was performed in air at a temperature of 400°C to decompose the organometallic compound and form a PbTiO 3 thin film.

この薄膜の表面にアルミニウムを真空蒸着し
て、電極を形成し、コンデンサとした。
Aluminum was vacuum-deposited on the surface of this thin film to form an electrode and a capacitor.

このようして得られたコンデンサは 容 量 : 1μF/cm2 誘電損失 : 3.5% 抵抗容量積: 2000MΩμF の良好な特性を示した。 The capacitor thus obtained exhibited good characteristics: capacity: 1 μF/cm 2 dielectric loss: 3.5%, resistance-capacitance product: 2000 MΩμF.

ここでPbTiO3の比誘電率を計算すると150で
あつた。なおPbTiO3薄膜は約0.4μmの厚さで形
成されていた。
Here, the relative dielectric constant of PbTiO 3 was calculated to be 150. Note that the PbTiO 3 thin film was formed with a thickness of about 0.4 μm.

(実施例 2) 焼結法によつて形成した多孔質ニツケルブロツ
クを、分解するとPbZr0.52Ti0.48O3の組成となる
有機金属化合物混合溶液(ジルコン・チタン酸鉛
前駆体溶液)の中に浸漬し、真空で脱泡した後、
引き上げ、余分な溶液を抜き取つた後乾燥した。
(Example 2) When a porous nickel block formed by a sintering method is decomposed , an organic metal compound mixed solution (zircon/lead titanate precursor solution) has a composition of PbZr 0.52 Ti 0.48 O 3 After immersing it in water and degassing it in a vacuum,
It was pulled out, excess solution was removed, and then dried.

この時に用いた有機金属化合物溶液は次のよう
なプロセスで合成した。
The organometallic compound solution used at this time was synthesized by the following process.

酸化鉛、ジルコニウムアセチルアセテートおよ
びテトラブトキシチタンをPbTiO3/PbZrO3モル
比が48/52になるように秤量しアセチルアセトン
の中で100〜110℃の温度に加熱し反応させ複合金
属酸化物換算濃度として12.5重量%のジルコン・
チタン酸鉛前駆体溶液を調整した。
Lead oxide, zirconium acetylacetate, and tetrabutoxytitanium were weighed so that the PbTiO 3 /PbZrO 3 molar ratio was 48/52, heated in acetylacetone to a temperature of 100 to 110°C, and reacted to obtain the concentration in terms of composite metal oxide. 12.5% zircon by weight
A lead titanate precursor solution was prepared.

乾燥後空気中で400℃の温度で熱処理を行い有
機金属化合物を分解し、金属表面にPbZr0.52Ti0.
48O3薄を形成した。
After drying, heat treatment is performed in air at a temperature of 400°C to decompose the organometallic compound, and the metal surface is coated with PbZr 0 . 52 Ti 0 .
48 O 3 thin film was formed.

次にこの多孔質ブロツクに硝酸マンガン6水塩
の50%メタノール混合液と含浸させ、230℃で熱
分解した。その後グラフアイト.銀ペーストを付
け、コンデンサ特性を評価した。
Next, this porous block was impregnated with a 50% methanol mixture of manganese nitrate hexahydrate and thermally decomposed at 230°C. Then graphite. Silver paste was applied to evaluate the capacitor characteristics.

その結果 容 量 : 100μF/cm3 誘電損失 : 7% 抵抗容量積: 600MΩμF ここでPbZr0.52Ti0.48O3の比誘電率は約540であつ
た。また形成した誘電体層の厚さは0.64μmであ
つた。
As a result, capacitance: 100μF/ cm 3 Dielectric loss: 7% Resistance-capacitance product: 600MΩμF Here, the dielectric constant of PbZr 0.52 Ti 0.48 O 3 was approximately 540. The thickness of the dielectric layer formed was 0.64 μm.

(実施例 3) ニツケル箔の表面を塩酸を用いてエツチング
し、箔表面に空孔を形成し、多孔質化した。
(Example 3) The surface of a nickel foil was etched using hydrochloric acid to form pores on the surface of the foil to make it porous.

この多孔質ニツケル箔を、熱分解すると
La2Ti2O7となるランタンとチタンの有機金属化
合物溶液(チタン酸ランタン形成前駆体溶液)の
中に浸漬し、引き上げた後乾燥した。
When this porous nickel foil is pyrolyzed,
It was immersed in an organometallic compound solution of lanthanum and titanium (lanthanum titanate formation precursor solution) that would become La 2 Ti 2 O 7 , pulled up, and then dried.

なお有機金属化合物溶液は次のプロセスで合成
した。酢酸ランタン:La(CH3COO)3およびテト
ラブトキシチタンTi(OC4H9)を酸化物に換算し
て、La2Ti2O7となる組成に秤量しキシレン中で
130℃〜140℃の温度に加熱し反応させた。
Note that the organometallic compound solution was synthesized by the following process. Lanthanum acetate: La (CH 3 COO) 3 and tetrabutoxytitanium Ti (OC 4 H 9 ) are converted into oxides and weighed to a composition of La 2 Ti 2 O 7 in xylene.
The reaction was carried out by heating to a temperature of 130°C to 140°C.

次に減圧下でキシレンを留去し、アセチルアセ
トンを加え、加熱還流し、La2Ti2O7に換算した
濃度が10wt%のチタン酸ランタン形成前駆体溶
液とした。
Next, xylene was distilled off under reduced pressure, acetylacetone was added, and the mixture was heated under reflux to obtain a lanthanum titanate forming precursor solution having a concentration of 10 wt% in terms of La 2 Ti 2 O 7 .

乾燥した後、400℃の温度で空気中で熱処理を
行い、ニツケル箔上にLa2Ti2O7の薄膜を形成し
た。
After drying, heat treatment was performed in air at a temperature of 400°C to form a thin film of La 2 Ti 2 O 7 on the nickel foil.

このニツケル箔を電解質水溶液を含浸したセパ
レーターを介して、別のニツケル箔と接触させコ
ンデンサとした。
This nickel foil was brought into contact with another nickel foil through a separator impregnated with an electrolyte aqueous solution to form a capacitor.

このコンデンサの特性は次のようであつた。 The characteristics of this capacitor were as follows.

容 量 : 1μF/cm2 誘電損失 : 3.0% 抵抗容量積: 500MΩμF ここでニツケル箔上に形成したLa2Ti2O7の比
誘電率は90であり、La2Ti2O7層の厚さは0.4μm
であつた。
Capacity: 1μF/ cm2 Dielectric loss: 3.0% Resistance-capacitance product: 500MΩμF Here, the dielectric constant of La 2 Ti 2 O 7 formed on the nickel foil is 90, and the thickness of the La 2 Ti 2 O 7 layer is is 0.4μm
It was hot.

(実施例 4) 表面にエツチング法により空孔を形成し多孔質
化したアルミニウム箔を、熱分解するとPbTiO3
となる鉛、チタンの有機金属化合物溶液中に浸漬
し、引き上げた後乾燥した。
(Example 4) When an aluminum foil whose surface was made porous by forming pores by an etching method was thermally decomposed, PbTiO 3
It was immersed in an organometallic compound solution of lead and titanium, pulled out, and dried.

なお有機金属化合物溶液は実施例1と同様のプ
ロセスを用いて合成した。
Note that the organometallic compound solution was synthesized using the same process as in Example 1.

乾燥後空気中で400℃の温度で熱処理を行い、
有機物を分解した後500℃−30分の加熱を行い
PbTiO3薄膜を形成した。
After drying, heat treatment is performed at a temperature of 400℃ in air.
After decomposing organic matter, heat at 500℃ for 30 minutes.
A PbTiO 3 thin film was formed.

このアルミニウム箔上にPbTiO3薄膜を形成し
たアルミニウム箔の表面にアルミニウムを真空蒸
着して電極を形成し、コンデンサとした。
A PbTiO 3 thin film was formed on the aluminum foil, and aluminum was vacuum-deposited on the surface of the aluminum foil to form an electrode, thereby forming a capacitor.

このようにして得られたコンデンサは 容 量 : 2μF/cm2 誘電損失 : 3.0% 抵抗容量積: 3000MΩμF の良好な特性を示した。 The capacitor thus obtained exhibited good characteristics: capacitance: 2 μF/cm 2 dielectric loss: 3.0%, resistance-capacitance product: 3000 MΩμF.

ここでPbTiO3の比誘電率は150であり、
PbTiO3薄膜の厚さは約0.4μmであつた。
Here, the dielectric constant of PbTiO 3 is 150,
The thickness of the PbTiO 3 thin film was approximately 0.4 μm.

(実施例 5) 焼結法によつて形成した多孔質アルミニウムブ
ロツクを分解して、PbZr0.52Ti0.48O3の組成とな
る有機金属化合物溶液(ジルコン・チタン酸駆体
溶液)の中に浸漬し、真空中で脱泡した後引き上
げ、余分な溶液を抜き取つた後乾燥した。
(Example 5) A porous aluminum block formed by a sintering method was decomposed to prepare an organometallic compound solution (zirconium titanate precursor solution) having a composition of PbZr 0.52 Ti 0.48 O 3 . After degassing in vacuum, the sample was taken out, excess solution was removed, and the sample was dried.

この時に用いた有機金属化合物溶液は実施例2
と同様なプロセスによつて合成した。
The organometallic compound solution used at this time was Example 2.
It was synthesized by a similar process.

乾燥後空気中で400℃の温度で有機化合物を分
解した後、500℃で10分間熱処理して、PbZr0.
52Ti0.48O3薄をアルミ多孔質表面に形成した。
After drying, organic compounds were decomposed in air at a temperature of 400℃, and then heat treated at 500℃ for 10 minutes to produce PbZr 0 .
52 Ti 0 . 48 O 3 thin film was formed on the aluminum porous surface.

次にこの多孔質ブロツクに電解質溶液を含浸さ
せ、アルミニウムケース中にセパレーターを介し
て封入し、外部ケースと多孔質アルミニウムの間
でコンデンサを形成した。
Next, this porous block was impregnated with an electrolyte solution and sealed in an aluminum case via a separator to form a capacitor between the outer case and the porous aluminum.

このコンデンサの特性を評価した結果 容 量 : 100μF/cm3 誘電損失 : 8% 抵抗容量積: 500MΩμF ここでPbZr0.52Ti0.48O3の比誘電率は約500であ
つた。
The results of evaluating the characteristics of this capacitor were as follows: Capacity: 100μF/cm 3 Dielectric loss: 8% Resistance-capacitance product: 500MΩμF Here, the dielectric constant of PbZr 0.52 Ti 0.48 O 3 was approximately 500.

(実施例 6) 粉末治金法によつて焼結した多孔質タンタルブ
ロツクを分解してPb(Fe1/2Nb1/2)0.67(Fe2/3W
1/3)0.33O3の組成となる有機金属化合物溶液(鉄
ニオブ酸・鉄タングステン酸鉛前駆体溶液)の中
に浸漬し、真空中で脱泡した後引き上げ余分な溶
液を抜き取つた後乾燥した。
(Example 6) A porous tantalum block sintered by powder metallurgy was decomposed to produce Pb (Fe1/2Nb1/2) 0.67 ( Fe2/3W
1/3) Immerse it in an organometallic compound solution (iron niobate/lead iron tungstate precursor solution) with a composition of 0.33 O 3 , degas it in a vacuum, and then pull it up and remove the excess solution. It was then dried.

このとき用いた有機金属化合物溶液は次のよう
なプロセスによつて合成した。
The organometallic compound solution used at this time was synthesized by the following process.

酸化鉛、アセチルアセトナト第2鉄、ペンタブ
トキシニオブ、テトラブトキシオキシタングステ
ン〔WO(OC4H94〕を酸化物換算でPb(Fe1/2
Nb1/2)0.67(Fe2/3W1/3)0.33O3となるように秤量
し、アセチルアセトンの中で100〜110℃の温度に
加熱し、反応させ、複合金属酸化物換算濃度とし
て、12.5重量%の鉄ニオブ酸・鉄タングステン酸
鉛前駆体溶液を調整した。
Pb( Fe1 / 2
Nb1/2) 0.67 (Fe2/3W1/3) 0.33 O3 , heated in acetylacetone to a temperature of 100 to 110 °C, reacted, and calculated as composite metal oxide equivalent concentration . , a 12.5 wt % iron niobate/iron tungstate lead precursor solution was prepared.

乾燥後空気中で400℃の温度で有機物を分解し
た後550℃−10分の条件でさらに熱処理を行い、
金属表面にPb(Fe1/2Nb1/2)0.67(Fe2/3W1/3)0.
33O3の薄膜を形成した。
After drying, the organic matter was decomposed in air at a temperature of 400°C, and then heat treatment was performed at 550°C for 10 minutes.
Pb (Fe1/2Nb1/ 2) 0.67 ( Fe2/3W1/3) 0 .
A thin film of 33 O 3 was formed.

次にこの多孔質ブロツクに硝酸マンガン6水塩
の50%メタノール混合液を含浸させ230℃で熱分
解した。その後グラフアイト、銀ペーストを塗布
してコンデンサ特性を評価した。
Next, this porous block was impregnated with a 50% methanol mixture of manganese nitrate hexahydrate and thermally decomposed at 230°C. Thereafter, graphite and silver paste were applied to evaluate the capacitor characteristics.

その結果 容 量 : 500μF/cm3 誘電損失 : 5% 抵抗容量積: 1000MΩμF ここでPb(Fe1/2Nb1/2)0.67(Fe2/3W1/3)0.33O3
の比誘電率は約13000、また形成した誘電体層の
厚さは0.8μmであつた。
As a result, capacitance: 500μF/cm 3 Dielectric loss: 5% Resistance-capacitance product: 1000MΩμF Here, Pb (Fe1/2Nb1/2) 0.67 (Fe2/3W1/3) 0.33 O 3
The dielectric constant was about 13000, and the thickness of the dielectric layer formed was 0.8 μm.

この他にも金属材料としてステンレス、鉄、コ
バルト、ニオブ等の金属の薄および多孔質ブロツ
クを用いて同様のコンデンサを形成した場合も良
好なコンデンサ特性が出ることを確認した。
It was also confirmed that similar capacitors had good capacitor characteristics when similar capacitors were formed using thin or porous blocks of metals such as stainless steel, iron, cobalt, and niobium.

また有機金属化合物溶液も実施例以外にも鉛を
含む複合ペロブスカイト化合物となる前駆体を用
いることで優れたコンデンサ特性が得られた。
Furthermore, excellent capacitor characteristics were obtained by using an organometallic compound solution other than those in the examples as well, by using a precursor that would become a composite perovskite compound containing lead.

(実施例 7) ニツケル箔を塩酸によつてエツチングし、箔表
面に空孔を形成し、多孔質化する。 この多孔質
ニツケル箔を、熱分解すると0.15PbZrO3
0.35PbTiO3−0.50Pb(Ni1/3Nb2/3)O3となる三
成分系PZT誘電体形成前駆体溶液中に浸漬し、
引き上げた後乾燥する。
(Example 7) Nickel foil is etched with hydrochloric acid to form pores on the surface of the foil to make it porous. When this porous nickel foil is thermally decomposed, 0.15PbZrO 3
0.35PbTiO 3 −0.50Pb(Ni1/3Nb2/3)O 3 immersed in a ternary PZT dielectric formation precursor solution,
Dry after lifting.

なお三成分系PZT誘電体形成前駆体溶液は次
のプロセスで合成した。
The three-component PZT dielectric precursor solution was synthesized using the following process.

反応容器に酢酸鉛Pb(CH3COO)2、テトラブト
キシジルコニウムZr(OC4H94、テトラブトキシ
チタンTi(OCH4H94、酢酸ニツケルNi
(CH3COO)2、ペンタブトキシニオブNb
(OC4H95を酸化物換算で0.15PbZrO3
0.35PbTiO3−0.50Pb(Ni1/3Nb2/3)O3となるよ
うに秤量し、キシレン中で反応させた。反応液に
アセチルアセトンを加えて加熱還流し、酸化物換
算濃度が10wt%の三成分系PZT誘電体形成前駆
体溶液とした。
In the reaction vessel, lead acetate Pb (CH 3 COO) 2 , tetrabutoxyzirconium Zr (OC 4 H 9 ) 4 , tetrabutoxytitanium Ti (OCH 4 H 9 ) 4 , nickel acetate Ni
( CH3COO ) 2 , pentabutoxyniobium Nb
(OC 4 H 9 ) 5 converted to oxide is 0.15PbZrO 3
It was weighed to give 0.35PbTiO 3 −0.50Pb(Ni1/3Nb2/3)O 3 and reacted in xylene. Acetylacetone was added to the reaction solution and heated under reflux to obtain a three-component PZT dielectric forming precursor solution with an oxide equivalent concentration of 10 wt%.

乾燥後400℃で空気中で有機物を分解した後、
600℃−10分の条件で熱処理を行い、ニツケル箔
上に三成分系PZT薄膜を形成した。
After drying and decomposing organic matter in the air at 400℃,
A three-component PZT thin film was formed on the nickel foil by heat treatment at 600°C for 10 minutes.

このニツケル箔を電解質水溶液を含浸したセパ
レータを介して別のニツケル箔と接触させコンデ
ンサとした。
This nickel foil was brought into contact with another nickel foil via a separator impregnated with an aqueous electrolyte solution to form a capacitor.

このコンデンサの特性は次のようであつた。 The characteristics of this capacitor were as follows.

容 量 : 50μF/cm2 誘電損失 : 2.5% 抵抗容量積: 1000MΩ・μF ここでニツケル箔上に形成した三成分系PZT
薄膜の比誘電率は4500であり、膜厚は約0.4μmで
あつた。
Capacity: 50μF/ cm2 Dielectric loss: 2.5% Resistance-capacitance product: 1000MΩ・μF Here, three-component PZT formed on nickel foil
The dielectric constant of the thin film was 4500, and the film thickness was about 0.4 μm.

(本発明の効果) 本発明の製造方法によれば金属上に誘電体層を
均一に安価に形成するため、従来の電解コンデン
サに比べ、著しく容量を増加することが可能とな
り、同一容量で比較すると、形状を小形化するこ
とができる。
(Effects of the present invention) Since the manufacturing method of the present invention forms a dielectric layer uniformly and inexpensively on metal, it is possible to significantly increase the capacitance compared to conventional electrolytic capacitors, and compared with the same capacitance. Then, the shape can be made smaller.

これによつてコンデンサの小形化、大容量化が
可能となる。さらに従来の電解コンデンサの中で
小形で容量の大きいものとして実用化されている
タンタルコンデンサのように電極材料のコストが
問題となるものでは、ニツケル.アルミニウムな
どの低価格の金属を電極として使用でき、しかも
比誘電率の大きい誘電体層が形成されるため、低
コストの小形・大容量のコンデンサが得られる。
This makes it possible to downsize the capacitor and increase its capacity. Furthermore, among conventional electrolytic capacitors, the cost of electrode materials is an issue, such as tantalum capacitors, which are in practical use as small and large capacity capacitors, and Nickel. Since low-cost metals such as aluminum can be used as electrodes, and a dielectric layer with a high dielectric constant is formed, a low-cost, small-sized, large-capacity capacitor can be obtained.

また特性的にも一度高温で熱処理することによ
つて、従来の電解コンデンサに比らべ、もれ電流
の小さい、抵抗の大きいコンデンサが得られるた
め使用用途が拡大する。
In addition, once heat-treated at high temperature, a capacitor with lower leakage current and higher resistance than conventional electrolytic capacitors can be obtained, expanding the range of uses.

さらに誘電体層を陽極酸化(化成)によつて形
成しないため、コンデンサの極性がないため、従
来電解コンデンサの使用されていた用途以外にも
大幅な使用範囲の拡大が計れることになつた。
Furthermore, since the dielectric layer is not formed by anodic oxidation (chemical formation), there is no polarity of the capacitor, which means that the range of uses for electrolytic capacitors can be greatly expanded beyond those for which electrolytic capacitors have traditionally been used.

また有機金属化合物を塗布する方法として、デ
イツプ法の例を実施例では示したが、この他にも
スプレー法、スピンナー法など種々の方法によつ
て、大面積のものにも、安価に塗布できる。
In addition, as a method for applying the organometallic compound, although the dip method is shown in the example, there are other methods such as the spray method and the spinner method that can be used to coat large areas at low cost. .

さらに誘電体層の組成についても、有機金属化
合物の組成を一定にコントロールすることで再現
性良く調整することが可能となり、工業的に歩留
り良くコンデンサを供給することが可能となる。
Furthermore, the composition of the dielectric layer can be adjusted with good reproducibility by controlling the composition of the organometallic compound to a constant value, making it possible to industrially supply capacitors with a high yield.

さらに実施例に示した酸化物誘電体以外のペロ
ブスカイト系酸化物誘電体“A2B2O7系酸化物”
タングステンブロンズ系酸化物の薄膜がこの有機
金属化合物の分解によつて形成できる。
Furthermore, perovskite-based oxide dielectrics other than the oxide dielectrics shown in Examples “A 2 B 2 O 7 -based oxides”
A thin film of tungsten bronze-based oxide can be formed by decomposition of this organometallic compound.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属の表面上に有機金属化合物を600℃以下
の温度で熱処理することによつて金属酸化物薄膜
を形成し、この薄膜上に導電層を形成する工程を
備えたことを特徴とするコンデンサの製造方法。 2 金属は多孔質金属又は表面が多孔質化した金
属箔である特許請求の範囲第1項記載のコンデン
サの製造方法。
[Claims] 1. A method comprising the steps of forming a metal oxide thin film on the surface of a metal by heat-treating an organometallic compound at a temperature of 600°C or less, and forming a conductive layer on this thin film. A method for manufacturing a capacitor characterized by: 2. The method for manufacturing a capacitor according to claim 1, wherein the metal is a porous metal or a metal foil with a porous surface.
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