WO2010116656A1 - コンデンサ、およびその製造方法 - Google Patents

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加賀田博司
鳳桐将之
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パナソニック株式会社
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    • H01G9/15Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a capacitor having a dielectric layer and a method for manufacturing the same.
  • Capacitors are indispensable parts for electronic devices because they have energy storage and electrical filter functions. With the recent miniaturization of electronic devices, higher capacity capacitors are required in the market.
  • the capacitor includes a dielectric layer provided between a pair of electrodes. By reducing the thickness of the dielectric layer, a high-capacitance capacitor can be formed.
  • Patent Document 1 discloses a high-capacity conventional capacitor including an oxide nanosheet such as a titanium nanosheet that is a dielectric material capable of forming a thin layer.
  • an oxide nanosheet such as a titanium nanosheet that is a dielectric material capable of forming a thin layer.
  • a pair of electrodes may be short-circuited via the oxide nanosheet.
  • the capacitor includes an electrode and a dielectric layer disposed above the electrode.
  • the dielectric layer is made of a plurality of metal oxide pieces spread, and is formed by a gap between the plurality of metal oxide pieces to form a through hole.
  • the capacitor further includes an insulating portion provided in a portion of the electrode facing the opening of the hole of the dielectric layer and covering the opening of the hole. This capacitor has high reliability by preventing a short circuit between the electrodes.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a capacitor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic view of the dielectric layer of the capacitor in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a capacitor of a comparative example.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing the capacitor manufacturing process in the first embodiment.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the capacitor in the first embodiment.
  • FIG. 4C is a schematic cross-sectional view of the dielectric layer of the capacitor in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 4D is a schematic cross-sectional view of another dielectric layer in the first exemplary embodiment.
  • FIG. 5 shows the evaluation results of the capacitor in the first embodiment.
  • FIG. 6A is a perspective view of the capacitor according to Embodiment 1.
  • FIG. 6B is a perspective view of another capacitor according to Embodiment 1.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of still another capacitor in the first embodiment.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of still another capacitor in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the capacitor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the capacitor in the second embodiment.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the capacitor in the second embodiment.
  • FIG. 9C is a cross-sectional view of another capacitor according to the second exemplary embodiment.
  • 9D is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the capacitor shown in FIG. 9C.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a capacitor 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Capacitor 1 is provided between electrode 2, dielectric layer 4 disposed on upper surface 2 ⁇ / b> A of electrode 2, electrode 52 facing upper surface 4 ⁇ / b> A of dielectric layer 4, and between dielectric layer 4 and electrode 52.
  • the electrolyte 51 is provided.
  • the lower surface 4B of the dielectric layer 4 is located on the upper surface 2A of the electrode 2.
  • the electrode 2 is made of a conductive material foil, preferably a foil made of a valve metal such as aluminum or titanium.
  • a separator 53 may be disposed between the electrodes 2 and 52.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic view of the dielectric layer 4.
  • the dielectric layer 4 is composed of a plurality of metal oxide pieces 100 spread on the upper surface 2A of the electrode 2.
  • the metal oxide piece 100 is made of an oxide nanosheet such as a titanate nanosheet or a niobate nanosheet.
  • the metal oxide piece 100 has a thickness of several atoms, the thickness is generally 0.3 nm to 2 nm, preferably 0.3 nm to 50 nm, and the length and width are about 10 nm to 1 mm.
  • the plurality of metal oxide pieces 100 are spread and adhered to the upper surface 2A of the electrode 2 by an adhesion auxiliary layer made of a cation disposed on the upper surface 2A of the electrode 2.
  • an insulating portion 6 is formed in a dielectric non-forming portion 22A, which is a portion exposed to face the hole 5 on the upper surface 2A of the electrode 2.
  • the electrode 2 is made of metal, and the insulating portion 6 is made of an oxide of the metal.
  • the insulating portion 6 is made of aluminum oxide.
  • the insulating portion 6 can be formed by oxidizing the upper surface 2A of the electrode 2 through the hole 5 by a method such as anodic oxidation or heat treatment.
  • the thickness T1 (nm) of the insulating portion 6 is set according to the withstand voltage WV (V) of the capacitor.
  • the thickness T1 (nm) is set as follows.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a capacitor 501 of a comparative example. 3, the same reference numerals are assigned to the same parts as those of the capacitor 1 in the first embodiment shown in FIG.
  • the capacitor 501 shown in FIG. 3 does not have the insulating portion 6, and the electrode 2 is exposed from the hole 5.
  • the electrolyte 51 filled in the hole 5 may come into contact with the electrode 2 to short-circuit the electrodes 2 and 52.
  • the insulating portion 6 can prevent the electrolyte 51 from directly contacting the electrode 2. It can be avoided that the electrodes 2 and 52 are short-circuited and the capacitor 1 becomes defective.
  • the dielectric layer 4 made of the oxide nanosheet can be thinned. Even in the capacitor 501 of the comparative example that does not have the insulating portion 6, a plurality of layers each made of a plurality of metal oxide pieces 100 are stacked to close the hole 5, and the hole 5 that penetrates from the upper surface 4 ⁇ / b> A to the lower surface 4 ⁇ / b> B A short circuit can be suppressed by making the shape of a complicated shape. However, such a method cannot make the dielectric layer 4 thin, and it is difficult to increase the capacitance of the capacitor 501.
  • the insulating portion 6 can cause a short circuit between the electrodes 2 and 52. Can be suppressed. Further, it is not necessary to dispose of the dielectric layer 4 in which the holes 5 are generated as defective products, and the production efficiency of the capacitor 1 can be improved.
  • the insulating portion 6 is made of aluminum oxide.
  • the relative dielectric constant of aluminum oxide is about 8, which is not so large.
  • the relative permittivity of titanate nanosheets that can be used as the material of the dielectric layer 4 is about 125, the relative permittivity of niobate nanosheets is about 300, and the relative permittivity of the dielectric layer 4 can be increased. Therefore, the capacitor 1 having a large capacitance can be realized.
  • 4A and 4B are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the capacitor 1.
  • the dielectric layer 4 is disposed on the upper surface 2A of the electrode 2 made of a thin conductor foil.
  • the hole 5 that penetrates the upper surface 4A and the lower surface 4B of the dielectric layer 4 has an opening 5B that opens at the upper surface 2A of the electrode 2.
  • the upper surface 2 ⁇ / b> A of the electrode 2 has a dielectric non-forming portion 22 ⁇ / b> A that is a portion exposed from the hole 5.
  • the insulating portion 6 is formed in the dielectric non-forming portion 22A by oxidizing the dielectric non-forming portion 22A facing the hole 5 through the hole 5.
  • the portions other than the non-dielectric forming portion 22A and the surrounding portions of the upper surface 2A of the electrode 2 in contact with the dielectric layer 4 are oxidized and insulated. Formation of a film can be prevented.
  • an electrode 52 facing the upper surface 4A of the dielectric layer 4 is provided, and the space between the upper surface 4A of the dielectric layer 4 and the electrode 52 is filled with the electrolyte 51.
  • a separator 53 may be disposed between the electrodes 2 and 52.
  • the dielectric layer 4 includes a dielectric film 44 made of a single-layer oxide nanosheet.
  • the dielectric layer 4 may be composed of a dielectric film 44 made of a plurality of stacked oxide nanosheets.
  • the thickness T2 of the dielectric layer 4 made of the dielectric film 44 is not less than 0.3 nm and not more than 50 nm. Holes 5 are easily generated in the dielectric layer 4 having the thickness T2 in this range.
  • the diameter of the hole 5 shown in FIG. 4A is constant from the upper surface 4A to the lower surface 4B.
  • the holes 5 are formed by the voids 101 formed in the dielectric layer 4 formed of the metal oxide pieces 100 that are the multiple oxide nanosheets,
  • the diameter of 5 is not constant, and the hole 5 has a complicated shape.
  • the insulating portion 6 may extend not only to the dielectric non-forming portion 22A facing the hole 5 but also around the dielectric non-forming portion 22A. Thereby, it can avoid reliably that the electrolyte 51 and the electrode 2 contact.
  • the upper surface 2A of the electrode 2 may be subjected to acid treatment or alkali treatment.
  • the oxide film or the like on the upper surface 2A of the electrode 2 can be removed by acid treatment or alkali treatment, and the upper surface 2A can be roughened to increase its surface area, so that the capacitance of the capacitor 1 can be increased. .
  • an acid that can be used for the acid treatment for example, HCl, H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , (COOH) 2, or the like can be used.
  • KOH, NaOH, etc. can be used as an alkali which can be used for an alkali treatment.
  • an oxide film or the like on the upper surface 2A of the electrode 2 can be removed, and the upper surface 2A can be roughened to increase its surface area. Can be increased in capacitance.
  • the surface of the electrode 2 is reduced by flowing an electric current between the electrode 2 as a cathode and a counter electrode serving as an anode in the electrolyte solution.
  • the upper surface 2A of the electrode 2 is roughened by subjecting the upper surface 2A of the electrode 2 to acid treatment, alkali treatment, or cathode reduction treatment.
  • acid treatment alkali treatment
  • cathode reduction treatment for example, when an oxide nanosheet is arranged as the dielectric layer 4 on the upper surface 2A of the roughened electrode 2, it is difficult to arrange the oxide nanosheet in an orderly and uniform manner because the upper surface 2A is complicatedly uneven.
  • the holes 5 are easily formed in the dielectric layer 4.
  • the dielectric layer 4 is formed on the upper surface 2A of the electrode 2 roughened by a method such as sputtering other than the aqueous solution method, the holes 5 are more uniform than when the dielectric layer 4 is formed using the aqueous solution method. It is difficult to form the dielectric layer 4 without forming.
  • the insulating portion 6 covers the opening 5B of the hole 5, it is possible to avoid contact between the electrode 2 and the electrolyte 51. Therefore, in the capacitor 1 manufactured in the manufacturing process in which the upper surface 2A of the electrode 2 is roughened by acid treatment, alkali treatment, or cathode reduction treatment, the insulating portion 6 effectively prevents a short circuit between the electrodes 2 and 52. be able to. It is preferable that the insulating portion 6 completely covers the opening 5B of the hole 5.
  • the insulating portion 6 is made of an oxide film formed by oxidizing the electrode 2 made of metal.
  • the insulating portion 6 is not limited to this, and may be of any composition as long as the contact between the electrode 2 and the electrolyte 51 can be prevented. Can be used.
  • FIG. 5 shows the result of evaluating the capacitor 1 in the first embodiment.
  • the sample 1 is the capacitor 1 according to the first embodiment including the dielectric layers 4 having various thicknesses.
  • Sample 2 is a capacitor 501 of the comparative example shown in FIG. 3 provided with dielectric layers 4 of various thicknesses, and does not have insulating portion 6. A current was passed through samples 1 and 2 to confirm the yield based on the capacitance.
  • the number of dielectric films 44 (FIGS. 4C and 4D) of the dielectric layer 4 is in the range of 1-10.
  • the capacitor 1 according to the first embodiment has high reliability even when the number of the dielectric films 44 to be laminated is small and the dielectric layer 4 is thin, and a large capacity can be obtained.
  • FIG. 6A is a perspective view of capacitor 1001 in the first exemplary embodiment.
  • the capacitor 1001 is a solid electrolytic capacitor and includes a plurality of capacitor elements 20 stacked.
  • An anode foil 21 is constituted by the base material which is the electrode 2 and the dielectric layer 4 laminated on the base material.
  • the capacitor element 20 includes an anode foil 21, a solid electrolyte layer made of a conductive polymer or an organic semiconductor formed on the dielectric layer 4 of the anode foil 21, and a silver paste and carbon formed on the solid electrolyte layer.
  • a cathode layer made of a conductive paste such as a paste.
  • the solid electrolyte layer and the cathode layer constitute the cathode electrode portion 22.
  • Each anode foil 21 of the plurality of stacked capacitor elements 20 is connected to an anode terminal 23 (external terminal).
  • the cathode electrode portion 22 of each of the plurality of capacitor elements 20 is connected to a cathode terminal 24 (external terminal).
  • the laminated capacitor element 20, the anode terminal 23, and the cathode terminal 24 are covered with an exterior body 25 made of an insulating resin in a state where a part of each of the anode terminal 23 and the cathode terminal 24 is exposed.
  • FIG. 6B is a perspective view of another capacitor 2001 according to the first embodiment.
  • the capacitor 2001 is a wound electrolytic capacitor including the capacitor element 30.
  • the electrode 2 on which the dielectric layer 4 is laminated is used as the anode foil 31.
  • the anode foil 31 is connected to the anode terminal 33, and the cathode foil 32 is connected to the cathode terminal 34.
  • the anode foil 31 and the cathode foil 32 are laminated via a separator 35 and wound to constitute the capacitor element 30.
  • Capacitor element 30 is impregnated with an electrolytic solution, a conductive polymer, an organic semiconductor, or a cathode material made of a composite material thereof, and capacitor element 30 is accommodated in a cylindrical case 36 having a bottom.
  • the opening portion of the case 36 is sealed with a sealing portion 37 with a part of each of the anode terminal 33 and the cathode terminal 34 exposed to the outside.
  • the electrode 2 on which the dielectric layer 4 is laminated can be used as the cathode foil 32, or can be used for both the anode foil 31 and the cathode foil 32.
  • the capacitor in Embodiment 1 is not limited to the above configuration. Even when the electrode 2 includes a base material such as a film and an electrode formed on the base material, the dielectric layer 4 can be formed on the electrode 2. The insulating part 6 may be formed on the electrode 2 after the capacitor element is formed.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of still another capacitor 5001 in the first embodiment.
  • the dielectric layer 144 is formed not only on the upper surface 2 A of the electrode 2 but also on the lower surface 52 B of the electrode 52 facing the electrode 2 through the electrolyte 51 and the separator 53. Similar to the dielectric layer 4, the dielectric layer 144 is composed of a plurality of metal oxide pieces 100 (FIG. 2) spread on the lower surface 52 ⁇ / b> B of the electrode 52.
  • a hole 55 is formed in the dielectric layer 144, which is formed by the gap 101 between the plurality of metal oxide pieces 100 and has an opening facing the lower surface 52 ⁇ / b> B of the electrode 52.
  • An insulating portion 606 that covers the opening of the hole 55 is provided on the lower surface 52B of the electrode 52 in the same manner as the insulating portion 6, and has the same effect as the insulating portion 6.
  • the insulating part 606 preferably completely covers the opening of the hole 55.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of still another capacitor 6001 in the first embodiment.
  • the dielectric layer 144 is formed not only on the upper surface 2 ⁇ / b> A of the electrode 2 but also on the lower surface 2 ⁇ / b> B of the electrode 2.
  • the dielectric layer 144 is composed of a plurality of metal oxide pieces 100 (FIG. 2) spread on the lower surface 2 ⁇ / b> B of the electrode 2.
  • a hole 55 is formed in the dielectric layer 144, which is formed by the gap 101 between the plurality of metal oxide pieces 100 and has an opening facing the lower surface 2 ⁇ / b> B of the electrode 2.
  • An insulating portion 606 that covers the opening of the hole 55 is provided on the lower surface 2 ⁇ / b> B of the electrode 2 in the same manner as the insulating portion 6, and has the same effect as the insulating portion 6.
  • the insulating part 606 preferably completely covers the opening of the hole 55.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of capacitor 3001 in the second embodiment. 8, the same reference numerals are assigned to the same portions as those of the capacitor 1 in the first embodiment shown in FIG.
  • the capacitor 3001 shown in FIG. 8 further includes an insulating film 66 formed on the upper surface 2A of the electrode 2.
  • the lower surface 66B of the insulating film 66 is disposed on the upper surface 2A of the electrode 2.
  • the dielectric layer 4 is formed on the upper surface 66A of the insulating film 66.
  • the dielectric layer 4 is composed of a plurality of metal oxide pieces 100 (FIG. 2) spread on the upper surface 66 ⁇ / b> A of the insulating film 66.
  • a hole 5 is formed in the dielectric layer 4, which is formed by the gap 101 between the plurality of metal oxide pieces 100 and has an opening facing the upper surface 66 ⁇ / b> A of the insulating film 66.
  • the thickness of the capacitor insulation film is set by the withstand voltage value of the capacitor.
  • the thickness of the insulating film 66 of the capacitor 3001 in the second embodiment is designed to be thinner than the insulating film of the capacitor having the same withstand voltage.
  • the thickness of the insulating film set by the withstand voltage is the total thickness of the insulating film 66 and the dielectric layer 4.
  • the insulating film 66 is formed on the entire upper surface 2A of the electrode 2 and closes the opening 5B of the hole 5 of the dielectric layer 4, it is ensured that the electrode 2 and the electrolyte 51 are in contact with each other through the hole 5. This can be prevented and the defective rate of the capacitor 3001 can be reduced. It is preferable that the insulating film 66 completely closes the opening 5B of the hole 5.
  • the insulating film 66 includes an electrode covering portion 266 positioned between the upper surface 2A of the electrode 2 and the lower surface 4B of the dielectric layer 4, and an insulating portion 6 that covers the opening 5B of the hole 5. Thereby, the withstand voltage of the capacitor 3001 can be increased. It is preferable that the insulating part 6 completely covers the opening 5B.
  • the same effect as the capacitor 1 in the first embodiment can be obtained by treating the upper surface 2A of the electrode 2 with an acid treatment, an alkali treatment, or a cathode reduction treatment.
  • 9A and 9B are cross-sectional views showing a method for manufacturing the capacitor 3001.
  • the upper surface 2A of the electrode 2 is oxidized to form an insulating film 66.
  • the electrode 2 is made of a conductive foil, preferably a valve action metal foil such as aluminum or titanium.
  • the dielectric layer 4 is formed on the upper surface 66A of the insulating film 66.
  • the dielectric layer 4 is made of an oxide nanosheet made of a plurality of metal oxide pieces 100 (FIG. 2), and has a plurality of holes 5 penetrating the upper surface 4A and the lower surface 4B.
  • an electrode 52 facing the upper surface 4A of the dielectric layer 4 is provided, and the space between the upper surface 4A of the dielectric layer 4 and the electrode 52 is filled with the electrolyte 51.
  • a separator 53 may be disposed between the electrodes 2 and 52.
  • FIG. 9C is a cross-sectional view of another capacitor 4001 in the second embodiment. 9C, the same reference numerals are given to the same portions as those of the capacitor 3001 shown in FIG.
  • the insulating film 66 includes an electrode covering portion 266 positioned between the upper surface 2A of the electrode 2 and the lower surface 4B of the dielectric layer 4, and an insulating portion 6 that covers the opening 5B of the hole 5.
  • the insulating part 6 is thicker than the electrode covering part 266. Thereby, the withstand voltage of the capacitor 4001 can be further increased.
  • the insulating part 6 preferably completely covers the opening 5B of the hole 5.
  • FIG. 9D is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the capacitor 4001.
  • the same reference numerals are assigned to the same portions as those of the capacitor 3001 shown in FIGS. 9A and 9B.
  • the dielectric non-forming portion 166 ⁇ / b> A of the insulating film 66 is exposed from the hole 5.
  • the portion 122 of the electrode 2 is in contact with the dielectric non-forming portion 166A.
  • the portion 122 of the electrode 2 is oxidized through the hole 5. Thereby, the insulating part 6 in the dielectric non-forming part 166A is formed.
  • the thickness of the insulating part 6 can be made larger than the thickness of the electrode covering part 266 between the dielectric layer 4 and the electrode 2, and the withstand voltage of the capacitor 3001 can be increased.
  • an electrode 52 facing the upper surface 4A of the dielectric layer 4 is provided, and the space between the upper surface 4A of the dielectric layer 4 and the electrode 52 is filled with the electrolyte 51.
  • a separator 53 may be disposed between the electrodes 2 and 52.
  • the withstand voltage of capacitors 3001 and 4001 in the second embodiment is 5V, for example, 2V which is a part of the withstand voltage is secured by the thickness of the insulating film 66, and 3V which is the remaining part of the withstand voltage is a dielectric. It can be secured by the layer 4.
  • the thickness of the insulating film necessary for a desired withstand voltage is ensured by the thicknesses of the two layers of the insulating film 66 and the dielectric layer 4.
  • capacitors 1001 and 2001 can be configured by using the capacitors 3001 and 4001 in Embodiment 2 as the capacitor elements 20 and 30 shown in FIGS. 6A and 6B.
  • the capacitor according to the present invention has a high reliability by preventing a short circuit between the electrodes, the defect rate can be reduced, and it is useful for devices that require high reliability such as various electronic devices and communication devices.

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Abstract

 コンデンサは、電極と、電極の上方に配置された誘電体層とを備える。誘電体層は、敷き詰められた複数の金属酸化物片よりなり、複数の金属酸化物片間の空隙により構成されて貫通する孔が形成されている。コンデンサは、電極のうちの誘電体層の孔の開口部に面する部分に設けられて、孔の開口部を覆う絶縁部をさらに備える。このコンデンサは電極間の短絡を防止して高い信頼性を有する。

Description

コンデンサ、およびその製造方法
 本発明は、誘電体層を有するコンデンサ、およびその製造方法に関する。
 コンデンサは、エネルギー貯蔵や電気的フィルタの機能を有するため、電子機器には欠かせない部品である。近年の電子機器の小型化に伴い、より高容量のコンデンサが市場に求められている。
 コンデンサは、一対の電極の間に設けられた誘電体層を備える。誘電体層を薄くすることで高容量のコンデンサを形成することができる。
 特許文献1は、薄い層を形成することができる誘電体材料であるチタンナノシート等の酸化物ナノシートを備えた高容量の従来のコンデンサを開示している。しかし、この従来のコンデンサでは、一対の電極が酸化物ナノシートを介して短絡する場合がある。
特開2008-277724号公報
 コンデンサは、電極と、電極の上方に配置された誘電体層とを備える。誘電体層は、敷き詰められた複数の金属酸化物片よりなり、複数の金属酸化物片間の空隙により構成されて貫通する孔が形成されている。コンデンサは、電極のうちの誘電体層の孔の開口部に面する部分に設けられて、孔の開口部を覆う絶縁部をさらに備える。このコンデンサは電極間の短絡を防止して高い信頼性を有する。
図1は本発明の実施の形態1におけるコンデンサの断面図である。 図2は実施の形態1におけるコンデンサの誘電体層の拡大模式図である。 図3は比較例のコンデンサの断面図である。 図4Aは実施の形態1におけるコンデンサの製造工程を示す断面図である。 図4Bは実施の形態1におけるコンデンサの製造工程を示す断面図である。 図4Cは実施の形態1におけるコンデンサの誘電体層の模式断面図である。 図4Dは実施の形態1における他の誘電体層の模式断面図である。 図5は実施の形態1におけるコンデンサの評価結果を示す。 図6Aは実施の形態1におけるコンデンサの斜視図である。 図6Bは実施の形態1における他のコンデンサの斜視図である。 図7Aは実施の形態1におけるさらに他のコンデンサの断面図である。 図7Bは実施の形態1におけるさらに他のコンデンサの断面図である。 図8は本発明の実施の形態2におけるコンデンサの断面図である。 図9Aは実施の形態2におけるコンデンサの製造工程を示す断面図である。 図9Bは実施の形態2におけるコンデンサの製造工程を示す断面図である。 図9Cは実施の形態2における他のコンデンサの断面図である。 図9Dは図9Cに示すコンデンサの製造工程を示す断面図である。
 (実施の形態1)
 図1は本発明の実施の形態1におけるコンデンサ1の模式断面図である。コンデンサ1は、電極2と、電極2の上面2A上に配置された誘電体層4と、誘電体層4の上面4Aに対向する電極52と、誘電体層4と電極52の間に設けられた電解質51とを備える。誘電体層4の下面4Bは電極2の上面2A上に位置する。電極2は導電材料の箔よりなり、好ましくはアルミ、チタンなどの弁作用金属よりなる箔よりなる。電極2、52間にセパレータ53が配置されていてもよい。
 図2は誘電体層4の拡大模式図である。誘電体層4は、電極2の上面2Aに敷き詰められた複数の金属酸化物片100よりなる。金属酸化物片100は、チタン酸ナノシートやニオブ酸ナノシート等の酸化物ナノシートよりなる。金属酸化物片100は、数原子の厚みを有し、その厚さは概ね0.3nm~2nm、好ましくは0.3nm以上50nm以下であり、長さと幅は10nmから1mm程度である。複数の金属酸化物片100は、電極2の上面2Aに配置されたカチオンよりなる付着補助層により電極2の上面2Aに接着して敷き詰められている。電極2の上面2Aに、隙間無く金属酸化物片100を敷き詰めることは困難であり、誘電体層4に複数の金属酸化物片100間の空隙101からなる孔5が発生する。孔5は誘電体層4の上面4Aと下面4Bとの間を貫通する。
 図1に示すように、電極2の上面2Aの孔5に面して露出する部分である誘電体不形成部22Aには絶縁部6が形成されている。電極2は金属よりなり、絶縁部6はその金属の酸化物よりなる。例えば、電極2がアルミよりなる場合には絶縁部6は酸化アルミよりなる。絶縁部6は孔5を介して電極2の上面2Aを陽極酸化や熱処理等の方法で酸化処理することにより形成することができる。
 絶縁部6の厚みT1(nm)はコンデンサの耐電圧WV(V)に応じて設定する。陽極酸化により絶縁部6を形成する場合には、厚みT1(nm)は以下のように設定する。
 T1=1.4×WV
 電解質51が特に電解液である場合には孔5に容易に入る。図3は比較例のコンデンサ501の模式断面図である。図3において、図1に示す実施の形態1におけるコンデンサ1と同じ部分には同じ参照番号を付す。図3に示すコンデンサ501は絶縁部6を有しておらず、孔5から電極2が露出している。コンデンサ501では孔5に充填された電解質51が電極2と接触して電極2、52間を短絡させる場合がある。
 誘電体層4に孔5が形成されているか否かを、視認など簡便な手段により検査することは非常に困難である。したがって、実際には、酸化物ナノシートを使用してコンデンサ501を作製してコンデンサ501の特性を検査することで誘電体層4に孔5が形成されていることを初めて認識できるので、製造工程において不良率を下げることは困難である。
 図1に示す実施の形態1によるコンデンサ1では電解質51が特に電解液である場合には孔5に容易に入った場合でも、絶縁部6により電解質51が電極2に直接接触することを防止でき、電極2、52が短絡してコンデンサ1が不良となることを回避することができる。
 絶縁部6が電解質51と電極2とを絶縁することにより、酸化物ナノシートよりなる誘電体層4を薄くすることができる。絶縁部6を有しない比較例のコンデンサ501でも、複数の金属酸化物片100よりそれぞれなる多くの層を積層して孔5を塞ぎ、誘電体層4の上面4Aから下面4Bを貫通する孔5の形状を複雑な形状にすることで短絡を抑制することができる。しかし、このような方法では誘電体層4を薄くすることができず、コンデンサ501の容量を大きくすることが困難である。
 上記のように、簡便な手段による孔5の存在の確認が非常に困難である酸化物ナノシートよりなる誘電体層4を備えたコンデンサ1でも絶縁部6により電極2、52間の短絡の発生を抑制できる。また、孔5が発生した誘電体層4を不良品として廃棄処分する必要がなく、コンデンサ1の生産効率を向上させることができる。
 電極2がアルミよりなる場合、絶縁部6は酸化アルミよりなる。酸化アルミの比誘電率は8程度であり、それほど大きなものではない。誘電体層4の材料として用いることができるチタン酸ナノシートの比誘電率は125程度であり、ニオブ酸ナノシートの比誘電率は300程度であり、誘電体層4の比誘電率を大きくすることが可能となり、大きな静電容量を有したコンデンサ1を実現できる。
 次に、コンデンサ1の製造方法を説明する。図4Aと図4Bはコンデンサ1の製造方法を示す断面図である。
 図4Aに示すように、薄い導体箔からなる電極2の上面2Aに誘電体層4を配置する。誘電体層4の上面4Aと下面4Bを貫通する孔5は電極2の上面2Aで開口する開口部5Bを有する。電極2の上面2Aは孔5から露出する部分である誘電体不形成部22Aを有する。
 次に、図4Bに示すように、孔5を通して孔5に面する誘電体不形成部22Aを酸化することにより、誘電体不形成部22Aに絶縁部6を形成する。孔5を通して誘電体不形成部22Aを酸化することにより、誘電体層4に接している電極2の上面2Aのうち、誘電体不形成部22Aとその周囲の部分以外の部分が酸化して絶縁膜を形成されることを防ぐことができる。
 その後、図1に示すように、誘電体層4の上面4Aに対向する電極52を設けて、誘電体層4の上面4Aと電極52の間を電解質51で満たす。電極2、52間にセパレータ53が配置されていてもよい。
 図4Cと図4Dは誘電体層4の模式断面図である。図4Cに示すように、誘電体層4は単層の酸化物ナノシートよりなる誘電体膜44よりなる。図4Dに示すように、誘電体層4は、積層された複数の酸化物ナノシートよりなる誘電体膜44で構成されていてもよい。誘電体膜44よりなる誘電体層4の厚みT2は0.3nm以上50nm以下である。この範囲の厚みT2を有する誘電体層4には孔5が発生しやすい。
 図4Aに示す孔5の径は上面4Aから下面4Bまで一定である。実際には、図2に示すように、複数酸化物ナノシートである金属酸化物片100で構成された誘電体層4に形成される空隙101で孔5が構成されるので、一般的には孔5の径は一定ではなく、孔5は複雑な形状を有する。
 絶縁部6は、孔5に面する誘電体不形成部22Aだけでなく、誘電体不形成部22Aの周囲に広がっていてもよい。これにより、電解質51と電極2とが接触することを確実に回避する事ができる。
 誘電体層4を形成する前に、電極2の上面2Aに酸処理またはアルカリ処理を施してもよい。酸処理またはアルカリ処理により電極2の上面2Aの酸化皮膜等を除去できると共に、上面2Aを粗面化して、その表面積を大きくすることができるので、コンデンサ1の静電容量を大きくすることができる。
 酸処理に用いることができる酸としては、例えば、HCl、HSO、HPO、(COOH)などを用いることができる。また、アルカリ処理に用いることができるアルカリとしてはKOH、NaOHなどを用いることができる。
 同様に、電極2の上面2Aをカソード還元処理することにより、電極2の上面2Aの酸化皮膜等を除去できると共に、上面2Aを粗面化して、その表面積を大きくすることができるので、コンデンサ1の静電容量を大きくすることができる。カソード還元処理では、電極2をカソードとして、電解質溶液中でアノードとなる対極との間で電流を流すことにより、電極2の表面を還元処理する。
 電極2の上面2Aを酸処理またはアルカリ処理、またはカソード還元処理することにより、電極2の上面2Aは粗面化される。粗面化された電極2の上面2Aに誘電体層4として、例えば、酸化物ナノシートを配置する場合、上面2Aが複雑に凹凸しているので、酸化物ナノシートを整然と均一に配置することが困難となり、誘電体層4に孔5が形成されやすい。水溶液法以外のスパッタ等の方法で粗面化された電極2の上面2Aに誘電体層4を形成した場合には、水溶液法を用いて誘電体層4を形成した場合以上に均一に孔5を形成せずに誘電体層4を形成する事が困難である。
 実施の形態1のコンデンサ1では、絶縁部6が孔5の開口部5Bを覆っているので、電極2と電解質51とが接触する事を回避する事ができる。故に、電極2の上面2Aを酸処理またはアルカリ処理、またはカソード還元処理で粗面化する製造工程で製造されたコンデンサ1では、絶縁部6により効果的に電極2、52間の短絡を防止することができる。絶縁部6が孔5の開口部5Bを完全に覆っていることが好ましい。
 絶縁部6は金属よりなる電極2を酸化して形成された酸化皮膜よりなるが、これに限る必要はなく、電極2と電解質51の接触を防止できるものであれば、どんな組成のものであっても用いることができる。
 実施の形態1におけるコンデンサ1を評価した結果を図5に示す。サンプル1は、様々な厚みの誘電体層4を備えた実施の形態1におけるコンデンサ1である。サンプル2は様々な厚みの誘電体層4を備えた図3に示す比較例のコンデンサ501であり、絶縁部6を有していない。サンプル1、2に電流を流し、容量に基づく歩留まりを確認した。誘電体層4の誘電体膜44(図4C、図4D)の数は1~10の範囲である。
 図5に示すように、サンプル1は、非常に薄い誘電体層4を有していても歩留まりは小さくならず、高い信頼性を有する。サンプル2では誘電体層4の誘電体膜44の数が少なくなり誘電体層4が薄くなると、歩留まりが小さくなる。同じ歩留まりを満たそうとすると、サンプル2の誘電体層4はサンプル1の誘電体層4より多くの積層された誘電体膜44を要する。このように、実施の形態1によるコンデンサ1では、積層される誘電体膜44の数が少なく誘電体層4が薄くても高い信頼性を有し、大きい容量が得られる。
 図6Aは実施の形態1におけるコンデンサ1001の斜視図である。コンデンサ1001は固体電解コンデンサであり、積層された複数のコンデンサ素子20を備える。電極2である基材と、基材上に積層された誘電体層4とにより陽極箔21を構成する。コンデンサ素子20は、陽極箔21と、陽極箔21の誘電体層4上に形成された導電性高分子や有機半導体からなる固体電解質層と、この固体電解質層上に形成された銀ペーストおよびカーボンペーストなどの導電ペーストからなる陰極層とを備える。固体電解質層と陰極層とは陰極電極部22を構成する。積層された複数のコンデンサ素子20のそれぞれの陽極箔21が陽極端子23(外部端子)に接続されている。複数のコンデンサ素子20それぞれの陰極電極部22が陰極端子24(外部端子)に接続されている。陽極端子23と陰極端子24のそれぞれの一部を露出させた状態で、積層したコンデンサ素子20と陽極端子23と陰極端子24が絶縁樹脂からなる外装体25で被覆されている。
 図6Bは実施の形態1における他のコンデンサ2001の斜視図である。コンデンサ2001はコンデンサ素子30を備えた巻回型電解コンデンサである。誘電体層4が積層された電極2は陽極箔31として用いられる。陽極箔31は陽極端子33と接続され、陰極箔32は陰極端子34と接続されている。陽極箔31と陰極箔32とがセパレータ35を介して積層されて巻回され、コンデンサ素子30を構成する。コンデンサ素子30に電解液や導電性高分子、有機半導体などやこれらの複合材料からなる陰極材料が含浸され、コンデンサ素子30が底を有する筒状のケース36に収容される。陽極端子33と陰極端子34のそれぞれの一部を外部に露出させた状態で、ケース36の開口部が封止部37で封止されている。誘電体層4が積層された電極2は陰極箔32として用いることもでき、また陽極箔31と陰極箔32の双方に用いてもよい。
 実施の形態1におけるコンデンサは上記構成に限定されない。電極2がフィルムのような基材と、基材上に形成された電極よりなる場合でも電極2上に誘電体層4を形成することができる。コンデンサ素子を形成した後に、電極2に絶縁部6を形成してもよい。
 図7Aは実施の形態1におけるさらに他のコンデンサ5001の断面図である。図7Aにおいて、図1Aと同じ部分には同じ参照番号を付す。コンデンサ5001では、電極2の上面2Aだけではなく、電解質51とセパレータ53を介して電極2に対向する電極52の下面52Bに誘電体層144が形成されている。誘電体層144は、誘電体層4と同様に、電極52の下面52Bに敷き詰められた複数の金属酸化物片100(図2)よりなる。複数の金属酸化物片100間の空隙101により構成されて電極52の下面52Bに面する開口部を有する孔55が誘電体層144に形成されている。絶縁部6と同様の方法で電極52の下面52Bには、孔55の開口部を覆う絶縁部606が設けられており、絶縁部6と同様の効果を有する。絶縁部606は孔55の開口部を完全に覆うことが好ましい。
 図7Bは実施の形態1におけるさらに他のコンデンサ6001の断面図である。図7Bにおいて、図1Aと同じ部分には同じ参照番号を付す。コンデンサ6001では、電極2の上面2Aだけではなく、電極2の下面2Bに誘電体層144が形成されている。誘電体層144は、誘電体層4と同様に、電極2の下面2Bに敷き詰められた複数の金属酸化物片100(図2)よりなる。複数の金属酸化物片100間の空隙101により構成されて電極2の下面2Bに面する開口部を有する孔55が誘電体層144に形成されている。絶縁部6と同様の方法で電極2の下面2Bには、孔55の開口部を覆う絶縁部606が設けられており、絶縁部6と同様の効果を有する。絶縁部606は孔55の開口部を完全に覆うことが好ましい。
 (実施の形態2)
 図8は実施の形態2におけるコンデンサ3001の模式断面図である。図8において、図1に示す実施の形態1におけるコンデンサ1と同じ部分には同じ参照番号を付す。図8に示すコンデンサ3001は、電極2の上面2Aに形成された絶縁膜66をさらに備える。絶縁膜66の下面66Bは電極2の上面2A上に配置されている。誘電体層4は絶縁膜66の上面66A上に形成されている。誘電体層4は、絶縁膜66の上面66Aに敷き詰められた複数の金属酸化物片100(図2)よりなる。複数の金属酸化物片100間の空隙101により構成されて絶縁膜66の上面66Aに面する開口部を有する孔5が誘電体層4に形成されている。
 一般的にコンデンサの絶縁膜の厚みはコンデンサの耐電圧値により設定される。実施の形態2におけるコンデンサ3001の絶縁膜66の厚みは、同じ耐電圧を有するコンデンサの絶縁膜よりも薄く設計される。コンデンサ3001では、耐電圧により設定される絶縁膜の厚みが絶縁膜66と誘電体層4の合計の厚みとなる。
 コンデンサ3001では、絶縁膜66が電極2の上面2Aの全面に形成されており誘電体層4の孔5の開口部5Bを塞ぐので、電極2と電解質51が孔5で接触することを確実に防止でき、コンデンサ3001の不良率を低減できる。絶縁膜66は孔5の開口部5Bを完全に塞ぐことが好ましい。
 絶縁膜66は、電極2の上面2Aと誘電体層4の下面4Bとの間に位置する電極被覆部266と、孔5の開口部5Bを覆う絶縁部6とを有する。これにより、コンデンサ3001の耐電圧を高くすることができる。絶縁部6は開口部5Bを完全に覆うことが好ましい。
 実施の形態1におけるコンデンサ1と同様に、電極2の上面2Aを酸処理またはアルカリ処理、またはカソード還元処理することにより、実施の形態1におけるコンデンサ1と同様の効果が得られる。
 コンデンサ3001の製造方法を説明する。図9Aと図9Bはコンデンサ3001の製造方法を示す断面図である。
 図9Aに示すように、電極2の上面2Aを酸化して絶縁膜66を形成する。電極2は導電箔よりなり、好ましくはアルミやチタン等の弁作用金属箔よりなる。
 次に、図9Bに示すように、絶縁膜66の上面66Aに誘電体層4を形成する。実施の形態1と同様に、誘電体層4は複数の金属酸化物片100(図2)よりなる酸化物ナノシートよりなり、上面4Aと下面4Bを貫通する複数の孔5を有する。
 その後、図8に示すように、誘電体層4の上面4Aに対向する電極52を設けて、誘電体層4の上面4Aと電極52の間を電解質51で満たす。電極2、52間にセパレータ53が配置されていてもよい。
 図9Cは実施の形態2における他のコンデンサ4001の断面図である。図9Cにおいて、図8に示すコンデンサ3001と同じ部分には同じ参照番号を付す。絶縁膜66は、電極2の上面2Aと誘電体層4の下面4Bとの間に位置する電極被覆部266と、孔5の開口部5Bを覆う絶縁部6とを有する。絶縁部6は電極被覆部266より厚い。これにより、コンデンサ4001の耐電圧をさらに高くすることができる。絶縁部6は孔5の開口部5Bを完全に覆うことが好ましい。
 次に、コンデンサ4001の製造方法を説明する。図9Dはコンデンサ4001の製造方法を示す断面図である。図9Dにおいて、図9Aと図9Bに示すコンデンサ3001と同じ部分には同じ参照番号を付す。図9Dに示すように、絶縁膜66の誘電体不形成部166Aが孔5から露出する。誘電体不形成部166Aには電極2の部分122が当接する。孔5を通して電極2の部分122を酸化する。これにより、誘電体不形成部166Aにおける絶縁部6が形成される。絶縁部6の厚みは誘電体層4と電極2との間の電極被覆部266の厚みよりも大きくすることができ、コンデンサ3001の耐電圧を高くすることができる。孔5を通して電極2の部分122を酸化することにより、電極2の上面2Aのうち、部分122とその周囲の部分以外の部分が酸化して絶縁部を形成されることを防ぐことができる。
 その後、図9Cに示すように、誘電体層4の上面4Aに対向する電極52を設けて、誘電体層4の上面4Aと電極52の間を電解質51で満たす。電極2、52間にセパレータ53が配置されていてもよい。
 実施の形態2におけるコンデンサ3001、4001の耐電圧が5Vである場合、例えば、耐電圧の一部である2Vを絶縁膜66の厚みで確保し、耐電圧の残りの部分である3Vを誘電体層4で確保することができる。このように、コンデンサ3001、4001では、所望の耐電圧に必要となる絶縁膜の厚みを、絶縁膜66と誘電体層4の2つの層の厚みで確保する。
 電極2がアルミ箔よりなる場合、電極2の上面2Aを酸化することで絶縁膜66である酸化アルミが形成される。酸化アルミの比誘電率は8程度なので、誘電体層4として用いられるチタン酸ナノシート(比誘電率=125程度)やニオブ酸ナノシート(比誘電率=300程度)等の酸化物ナノシートの厚みを酸化アルミの厚みよりも厚くすることで、大きな静電容量を有したコンデンサ3001、4001が得られる。
 なお、実施の形態2におけるコンデンサ3001、4001を図6Aと図6Bに示すコンデンサ素子20、30として用いることにより、コンデンサ1001、2001を構成することができる。
 なお、実施の形態1、2において、「上面」「下面」等の方向を示す用語は電極2、22や誘電体層4等のコンデンサ1の構成部品の相対的な位置関係にのみ依存する相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
 本発明によるコンデンサは電極間の短絡を防止して高い信頼性を有するので、不良率を低減でき、各種電子機器、通信機器等の高信頼性を要する機器に有用である。
2  電極(第1の電極)
4  誘電体層
5  孔
6  絶縁部
51  電解質
52  電極(第2の電極)
66  絶縁膜

Claims (15)

  1. 上面を有する第1の電極と、
    前記第1の電極の前記上面上に配置された下面と、上面とを有する誘電体層であって、前記第1の電極の前記上面に敷き詰められた複数の金属酸化物片よりなり、前記複数の金属酸化物片間の空隙により構成されて貫通する孔が形成されている誘電体層と、
    前記第1の電極の前記上面のうちの前記誘電体層の前記孔の開口部に面する部分に設けられて、前記孔の前記開口部を覆う絶縁部と、
    を備えたコンデンサ。
  2. 上面を有する第1の電極と、
    前記第1の電極の前記上面上に設けられた下面と、上面とを有する絶縁膜と、
    前記絶縁膜の前記上面上に配置された下面と、上面とを有する誘電体層であって、前記絶縁膜の前記上面に敷き詰められた複数の金属酸化物片よりなり、前記複数の金属酸化物片間の空隙により構成されて前記絶縁膜の前記上面に面する開口部を有する孔が形成されている誘電体層と、
    を備えたコンデンサ。
  3. 前記絶縁膜は、
       前記電極の前記上面と前記誘電体層の前記下面との間に位置する電極被覆部と、
       前記孔の前記開口部を覆い、かつ前記電極被覆部より厚い絶縁部と、
    を有する、請求項2に記載のコンデンサ。
  4. 前記誘電体層の前記上面に対向する第2の電極をさらに備えた、請求項1または2に記載のコンデンサ。
  5. 前記誘電体層の前記孔を充填するように前記誘電体層の前記上面と前記第2の電極との間に設けられた電解質をさらに備えた、請求項4に記載のコンデンサ。
  6. 前記誘電体層は、前記複数の金属酸化物片により構成されて積層された複数の誘電体膜を有する、請求項1または2に記載のコンデンサ。
  7. 前記誘電体層の前記孔は、前記誘電体層の前記上面と前記下面とを貫通する、請求項1または2に記載のコンデンサ。
  8. 前記誘電体層の厚みは0.3nm以上50nm以下である請求項1または2に記載のコンデンサ。
  9. 前記複数の金属酸化物片の厚みは数原子の厚み程度である、請求項1または2に記載のコンデンサ。
  10. 第1の電極の上面に誘電体層を形成するステップと、
    前記第1の電極の前記上面に絶縁部を形成するステップと、
    前記誘電体層の上面に対向する第2の電極を設けるステップと、
    を含み、
    前記誘電体層は前記第1の電極の前記上面に位置する下面を有し、
    前記誘電体層は、前記第1の電極の前記上面に敷き詰められた複数の金属酸化物片よりなり、
    前記誘電体層は前記複数の金属酸化物片の空隙により構成されて貫通してかつ前記下面に開口する開口部を有する孔を有し、
    前記絶縁部は前記孔の前記開口部を覆う、コンデンサの製造方法。
  11. 前記第1の電極は金属よりなり、
    前記絶縁部を形成するステップは、前記第1の電極の前記上面の前記孔の前記開口部に面する部分を酸化させることにより前記絶縁部を形成するステップを含む、請求項10に記載のコンデンサの製造方法。
  12. 第1の電極の上面に絶縁膜を形成するステップと、
    前記絶縁膜の上面に誘電体層を形成するステップと、
    前記絶縁膜に絶縁部を形成するステップと、
    前記誘電体層の上面に対向する第2の電極を設けるステップと、
    を含み、
    前記誘電体層は前記誘電体層の前記上面に位置する下面を有し、
    前記誘電体層は、前記誘電体層の前記上面に敷き詰められた複数の金属酸化物片よりなり、
    前記誘電体層は前記複数の金属酸化物片の空隙により構成されて貫通してかつ前記誘電体層の前記下面に開口する開口部を有する孔を有し、
    前記絶縁部は前記孔の前記開口部を覆う、コンデンサの製造方法。
  13. 前記絶縁膜は前記電極の前記上面と前記誘電体層の前記下面との間に位置する電極被覆部を有し、
    前記絶縁部は前記電極被覆部より厚い、請求項12に記載のコンデンサの製造方法。
  14. 前記第1の電極は金属よりなり、
    前記絶縁部を形成するステップは、前記絶縁膜の前記上面に前記誘電体層の前記下面を設けるステップの後で、前記孔の前記開口部に当接する前記絶縁膜の部分に当接する前記電極の部分を酸化させるステップを含む、請求項13に記載のコンデンサの製造方法。
  15. 前記誘電体層の厚みは0.3nm以上50nm以下である、請求項10または12に記載のコンデンサの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019083315A (ja) * 2017-10-27 2019-05-30 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. セラミック電子部品およびその製造方法、ならびに電子装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9099252B2 (en) * 2012-05-18 2015-08-04 Nokia Technologies Oy Apparatus and associated methods
WO2018211614A1 (ja) * 2017-05-17 2018-11-22 株式会社野田スクリーン 薄膜キャパシタ構造、および当該薄膜キャパシタ構造を備えた半導体装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0487316A (ja) * 1990-07-30 1992-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ
JPH08167543A (ja) * 1994-12-12 1996-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔およびその製造方法
JP2002343684A (ja) * 2001-05-11 2002-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサ
JP2003206135A (ja) * 2001-11-12 2003-07-22 Toho Titanium Co Ltd 複合チタン酸化被膜およびチタン電解コンデンサ
JP2008270525A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Fujitsu Ltd 電解コンデンサ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2778762A (en) * 1948-11-11 1957-01-22 Technograph Printed Circuits L Electric capacitor and method of making same
TW200302296A (en) 2001-11-12 2003-08-01 Toho Titanium Co Ltd Composite titanium oxide film and method for formation thereof and titanium electrolytic capacitor
JP4973229B2 (ja) * 2007-02-19 2012-07-11 富士通株式会社 電解コンデンサおよびその製造方法
JP4998997B2 (ja) 2007-03-30 2012-08-15 三洋電機株式会社 コンデンサ及びその製造方法
EP2148341A1 (en) 2007-04-20 2010-01-27 Fujitsu Limited Electrode foil, process for producing the electrode foil, and electrolytic capacitor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0487316A (ja) * 1990-07-30 1992-03-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ
JPH08167543A (ja) * 1994-12-12 1996-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔およびその製造方法
JP2002343684A (ja) * 2001-05-11 2002-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサ
JP2003206135A (ja) * 2001-11-12 2003-07-22 Toho Titanium Co Ltd 複合チタン酸化被膜およびチタン電解コンデンサ
JP2008270525A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Fujitsu Ltd 電解コンデンサ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019083315A (ja) * 2017-10-27 2019-05-30 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. セラミック電子部品およびその製造方法、ならびに電子装置
JP7336758B2 (ja) 2017-10-27 2023-09-01 三星電子株式会社 セラミック電子部品およびその製造方法、ならびに電子装置

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