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JPS63245917A - Manufacture of solid electrilytic capacitor - Google Patents

Manufacture of solid electrilytic capacitor

Info

Publication number
JPS63245917A
JPS63245917A JP62080080A JP8008087A JPS63245917A JP S63245917 A JPS63245917 A JP S63245917A JP 62080080 A JP62080080 A JP 62080080A JP 8008087 A JP8008087 A JP 8008087A JP S63245917 A JPS63245917 A JP S63245917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitors
capacitor
solid
oxide
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62080080A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
土屋 宗次
竹田 武司
聰 関戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62080080A priority Critical patent/JPS63245917A/en
Publication of JPS63245917A publication Critical patent/JPS63245917A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はプロブスカイト型構造を有する複合酸化物を固
体電解質として用いる固体電解コンデンサの製造方法に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor using a complex oxide having a provskite structure as a solid electrolyte.

従来の技術 近年、電気機器回路のディジタル化にともなって、そこ
に使用されるコンデンサも高周波領域でのインピーダン
スが低く、小型大容量のものへの要求が高まっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, with the digitization of electrical equipment circuits, there has been an increasing demand for capacitors used therein that have low impedance in the high frequency range and are small and large in capacity.

従来、高周波領域用のコンデンサとしては、プラスチッ
クフィルムコンデンサ、マイカコンデンサ、積層セラミ
ックコンデンサが用いられているが、フィルムコンデン
サおよびマイカコンデンサでは形状が大きくなってしま
うために大容量化がむずかしく、また積層セラミックコ
ンデンサでは、−小型大容量慝:なればなるほど、温度
特性が悪くなり、価格が非常に高くなるという欠点があ
る。
Conventionally, plastic film capacitors, mica capacitors, and multilayer ceramic capacitors have been used as capacitors for high frequency ranges, but film capacitors and mica capacitors have large shapes, making it difficult to increase the capacity, and multilayer ceramic capacitors Capacitors have the disadvantage that the smaller they are, the larger their capacity becomes, the worse their temperature characteristics become, and the more expensive they become.

一方、大容量タイプのコンデンサとして知られるものに
、アルミニウム乾式電解コンデンサあるいはアルミニウ
ムまたはタンタル固体電解コンデンサなどがある。これ
らのコンデンサは誘電体となる陽極酸化皮膜を非常に薄
くできるために大容量が実現できるのであるが、その反
面、酸化皮膜の損傷がおきやすいために、酸化皮膜と陰
極の間に損傷を修復するための電解、質を設ける必要が
ある。アルミニウム乾式電解コンデンサでは、エツチン
グをほどこした陽、陰極アルミニウム箔を紙のセパレー
タを介して巻き取り、液状の電解質をセパレータに含浸
して用いている。このため、電解質の液漏れ、蒸発等の
理由により経時的に静電容量の減少や損失(tanδ)
の増大が起ると同時に、電解質のイオン伝導性により高
周波特性および低温特性が著しく劣る等の欠点を有して
いる。
On the other hand, known high-capacity type capacitors include aluminum dry electrolytic capacitors and aluminum or tantalum solid electrolytic capacitors. These capacitors can achieve large capacitance because the anodic oxide film that serves as the dielectric can be made very thin, but on the other hand, the oxide film is easily damaged, so damage must be repaired between the oxide film and the cathode. It is necessary to provide electrolytes and electrolytes for this purpose. In an aluminum dry electrolytic capacitor, etched positive and negative electrode aluminum foils are wound up with a paper separator in between, and the separator is impregnated with a liquid electrolyte. For this reason, capacitance decreases and losses (tan δ) occur over time due to electrolyte leakage, evaporation, etc.
At the same time, it has drawbacks such as extremely poor high frequency characteristics and low temperature characteristics due to the ionic conductivity of the electrolyte.

又、アルミニウム、タンタル固体電解コンデンサでは、
上記アルミニウム乾式電解コンデンサの欠点を改良する
ために固体電解質として二酸化マンガンが用いられてい
る。この固体電解質は硝酸マンガン水溶液に陽極素子を
浸漬し、350°C前後の温度で熱分解して得られてい
る。このコンデンサの場合、電解質が固体のため、高温
における電解質の流出、低温域での凝固から生ずる性能
の低下などの欠点がなく、液状電解質を用いたコンデン
サに比して良好な周波数特性および温度特性を示すが、
硝酸マンガンの熱分解による酸化皮膜の損傷及び二酸化
マンガンの比抵抗が高いことなどの理由から、高周波領
域のインピーダンスあるいは損失は積層セラミックコン
デンサあるいはプラスチックフィルムコンデンサと比較
して1けた以上高い値となっている。
In addition, for aluminum and tantalum solid electrolytic capacitors,
Manganese dioxide is used as a solid electrolyte to improve the drawbacks of the above-mentioned aluminum dry electrolytic capacitors. This solid electrolyte is obtained by immersing an anode element in a manganese nitrate aqueous solution and thermally decomposing it at a temperature of around 350°C. In the case of this capacitor, since the electrolyte is solid, there are no drawbacks such as electrolyte leakage at high temperatures or performance degradation caused by solidification at low temperatures, and it has better frequency and temperature characteristics than capacitors using liquid electrolytes. is shown, but
Due to damage to the oxide film due to thermal decomposition of manganese nitrate and the high resistivity of manganese dioxide, the impedance or loss in the high frequency range is more than an order of magnitude higher than that of multilayer ceramic capacitors or plastic film capacitors. There is.

発明が解決しようとする問題点 前記の問題を解決するために近年、有機半導体であるT
CNQ塩を用いることが提案されている。
Problems to be Solved by the Invention In order to solve the above problems, in recent years, the organic semiconductor T
It has been proposed to use CNQ salt.

TCNQ塩は導電性が高く、陽極酸化性を有するので、
高周波特性が良好で大容量のコンデンサが可能となる。
TCNQ salt has high conductivity and anodic oxidation properties, so
Capacitors with good high frequency characteristics and large capacitance are possible.

しかしながら、TCNQ塩を用いたコンデンサでは高耐
電圧のものが得られにくい、あるいは高温放置における
信頼性においてもまた、その際に有害なHCNガス発生
や容量の変化や、漏れ電率電流の増大などがあり改善さ
れねばならない点がある。上記にのべてきたコンデンサ
で特性がすぐれたもので薄型の形状のものをつくるとい
う点でも製造工程上、それぞれに困難さをもっている。
However, with capacitors using TCNQ salt, it is difficult to obtain a high withstand voltage, and reliability is also affected when left at high temperatures, such as generation of harmful HCN gas, change in capacity, and increase in leakage current. There are some points that need to be improved. Each of the capacitors mentioned above has its own difficulties in the manufacturing process in terms of manufacturing thin shapes with excellent characteristics.

本発明は上記従来の問題点に鑑み、高周波特性、高温放
置における寿命の信頼性の改善をはかることを目的とす
るものである。
In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention aims to improve the reliability of high frequency characteristics and life when left at high temperatures.

問題点を解決するための手段 本発明による固体電解コンデンサの製造方法は、ペロブ
スカイト構造を有する電子と酸素イオン混合導電材料5
rxLat−xcol−xCo1−aで表わされる複合
酸化物の薄膜上に、誘電体皮膜となる弁作用のある金属
の酸化物をさらに電極の役目としてその金属をスパッタ
リング法やイオンプレーティング法により薄膜を形成す
ることにより上記目的を達成するものである。
Means for Solving the Problems The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention uses a mixed conductive material 5 of electrons and oxygen ions having a perovskite structure.
On the thin film of the complex oxide represented by rxLat-xcol-xCo1-a, a thin film is formed by sputtering or ion plating, using a metal oxide with valve action to serve as a dielectric film as an electrode. By forming this, the above object is achieved.

作    用 本発明は、高周波特性がすぐれているコンデンサを提供
する固体電解質であるMn0zやTCNQ塩より電気抵
抗が1〜3けたほど低いものが得られるペロブスカイト
型構造を有する複合酸化物を固体電解質として用いるこ
とにより、低インピーダンスで使用限界周波数が改善さ
れたコレデンチが提供でき、また耐熱性f二すぐれてい
るために高温においても良好な信頼性を有する薄型のコ
ンデンサが得られる。
Function The present invention uses a composite oxide having a perovskite structure as a solid electrolyte, which has an electrical resistance that is 1 to 3 orders of magnitude lower than Mn0z or TCNQ salts, which are solid electrolytes that provide capacitors with excellent high frequency characteristics. By using this, a core dench with low impedance and an improved usable limit frequency can be provided, and a thin capacitor having excellent heat resistance f2 and good reliability even at high temperatures can be obtained.

本発明の5rzLa1−zcol−yFey 03−a
で表わされる混合導電材料である複合酸化物としては、
電気抵抗を小さくして高周波特性のすぐれたものにする
ために、δ≦0.5. x= (Ity)/2 Qりy
<1であることが望ましく、また、弁作用のある金属と
しては、AI、 Ta、 Ti、 Nb、 Mo、 W
の中から選ばれる。ペロブスカイト型の上記の複合酸化
物の薄膜は、それ自身もスパッタリング法やイオンプレ
ーティング法により作製することも可能であるが、数μ
以上の厚さの膜を得る場合は、Sr、La、 Co、 
Feの酸化物や炭酸・酢酸あるいは硝酸化合物を適当な
重量比で900’Cの空気中の雰囲気で仮焼きからつく
られる微粉末に微量の高分子バインダーとその溶媒を加
えてプレス法によりペレット化して、それを1200°
C前後で本焼きをすることにより固有抵抗の低い膜が得
られる。固有抵抗値は、10″″1〜10づΩ・儂のも
のが容易に得られる。このペロブスカイト型構造を有す
る複合酸化物は固体電解質の役割と同時に他方の電極の
役割もかねることができる。また、この複合酸化物の膜
とスパッタリング法やイオンプレーティング法により作
製された酸化皮膜との密着性はTeNQ塩などと比較し
てすぐれているペロブスカイト型の複合酸化物の耐熱性
は誘電体皮膜よりすぐれているので、前記のようにして
つくられるコンデンサは良好な高温安定性を示す。
5rzLa1-zcol-yFey 03-a of the present invention
The composite oxide, which is a mixed conductive material represented by
In order to reduce electrical resistance and improve high frequency characteristics, δ≦0.5. x= (Ity)/2 Qriy
It is desirable that <1, and metals with valve action include AI, Ta, Ti, Nb, Mo, W
selected from among. The perovskite-type composite oxide thin film described above can also be produced by sputtering or ion plating, but
When obtaining a film with a thickness greater than or equal to
A fine powder made by calcining Fe oxide, carbonic acid, acetic acid, or nitric acid compound in an appropriate weight ratio in an air atmosphere at 900'C is made into pellets by adding a small amount of a polymer binder and its solvent, and using a pressing method. and set it to 1200°
By performing final firing at around C, a film with low specific resistance can be obtained. A specific resistance value of 1 to 10 ohms can be easily obtained. This composite oxide having a perovskite structure can serve as the solid electrolyte and the other electrode at the same time. In addition, the adhesion between this composite oxide film and the oxide film produced by sputtering or ion plating is superior to that of TeNQ salts. The capacitors made as described above exhibit good high temperature stability.

実施例 以下に本発明の実施例を詳細に説明する。Example Examples of the present invention will be described in detail below.

ペロブスカイト型の複合酸化物としてはSro、5La
o、5CoO3−δを選択した。このものの薄膜は次の
ようにして作製した。出発原料である酢酸ランタニウム
、酢酸ストロンチウム、酢酸コバルトの混合物を450
〜500°Cで熱分解し、ひきつづき900’Cで面相
反応を行わせた。このようにして得られた焼成物を微粉
化してポリビニールアルコール水溶液をバインダとして
プレス法によりペレットをつくり、その後、再び400
°C前後のバインダの熱分解処理後、1200°Cで焼
成を行った。δはヨードメトリイより求めた結果0.0
5であった。固有抵抗値は3 X 10−4Ω・工であ
った。
Perovskite type composite oxides include Sro and 5La.
o,5CoO3-δ was selected. A thin film of this material was produced as follows. A mixture of starting materials lanthanium acetate, strontium acetate, and cobalt acetate was heated to 450
Pyrolysis was carried out at ~500°C, followed by a phase reaction at 900'C. The fired product thus obtained was pulverized into pellets using a pressing method using an aqueous polyvinyl alcohol solution as a binder, and then again
After the binder was thermally decomposed at around °C, firing was performed at 1200 °C. δ is 0.0 as determined by iodometry
It was 5. The specific resistance value was 3 x 10-4Ω·cm.

この膜厚は約1雛であった。これに、Al2O5の皮膜
なRFスパッタリング法により200〜300大の厚み
で製膜し、さらにその上に電極としてAI膜を直流スパ
ッタ法(二より約1μ付着した。このもののコンデンサ
特性を測定したところ、周波数I KHzにおいて容量
0.15pF、tanδは8%であった。I MHzに
おけるインピーダンスをみると10mΩ程度と低く高周
波特性がすぐれていることがわかった。また、この様に
してつくられたコンデンサを130°Cに長時間放置し
てもコンデンサ特性はあまり変化することがなく耐熱性
にすぐれているコンデンサであることがわかった。誘電
体皮膜としてTa、 Ti、 Nb、 Mo、 Wの酸
化皮膜を用いても同等のコンデンサが得られた、なお弁
金属の酸化物及び弁金属の薄膜の形成にはスパッタリン
グ法のかわりにイオンプレーティング法を用いても同様
の効果が得られた。
The film thickness was about 1 chick. On this, an Al2O5 film with a thickness of 200 to 300 mm was formed by RF sputtering, and on top of that, an AI film was deposited as an electrode by DC sputtering (approximately 1 μm thick).The capacitor characteristics of this material were measured. At a frequency of I KHz, the capacitance was 0.15 pF and tan δ was 8%.The impedance at I MHz was as low as about 10 mΩ, indicating excellent high frequency characteristics. It was found that the capacitor characteristics did not change much even if the capacitor was left at 130°C for a long time, indicating that it is a capacitor with excellent heat resistance.The dielectric film contains oxide films of Ta, Ti, Nb, Mo, and W. An equivalent capacitor was obtained by using the above method.The same effect was also obtained by using an ion plating method instead of the sputtering method to form the valve metal oxide and the valve metal thin film.

発明の効果 以上要するに発明は、固体電解質として電気抵抗の低い
混合電子イオン導電体であるペロブスカイト型構造を有
する複合酸化物を用い、この膜上に弁金属の酸化物及び
その金属の薄膜をスパッタリング法やイオンプレーティ
ング法により作製するようになした固体電解コンデンサ
の製造方法を提供するもので、これにより高周波特性が
すぐれ、かつ耐熱性のすぐれたコンデンサが提供できる
利点を有する。
Effects of the Invention In summary, the invention uses a composite oxide having a perovskite structure, which is a mixed electron-ion conductor with low electrical resistance, as a solid electrolyte, and sputters a valve metal oxide and a thin film of the metal onto this membrane. The present invention provides a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor manufactured by the ion plating method, which has the advantage of providing a capacitor with excellent high frequency characteristics and excellent heat resistance.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)化学式Sr_xLa_1_−_xCo_1_−_
yFe_yO_3_−_δで表わされるペロブスカイト
型構造を有する複合酸化物の薄膜上に弁作用のある金属
の酸化物をさらにその金属をスパッタリング法やイオン
プレーティング法により薄膜として付着させることを特
徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
(1) Chemical formula Sr_xLa_1_-_xCo_1_-_
A solid electrolyte characterized by depositing an oxide of a metal having a valve action as a thin film on a thin film of a composite oxide having a perovskite structure represented by yFe_yO_3_-_δ by sputtering or ion plating. Method of manufacturing capacitors.
(2)複合酸化物は、0≦y≦1、δ≦0.5であり、
かつx=((1+y)/2)の関係を有することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の固体電解コンデンサ
の製造方法。
(2) The complex oxide satisfies 0≦y≦1, δ≦0.5,
The method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, characterized in that the relationship x=((1+y)/2) is satisfied.
(3)弁作用金属が、Al、Ti、Ta、Nb,Mo、
Wのいずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の固体電解コンデンサの製造方法。
(3) Valve metal is Al, Ti, Ta, Nb, Mo,
The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the solid electrolytic capacitor is made of W.
JP62080080A 1987-04-01 1987-04-01 Manufacture of solid electrilytic capacitor Pending JPS63245917A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021014515A (en) * 2019-07-11 2021-02-12 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 Cationic electrodeposition coating composition

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021014515A (en) * 2019-07-11 2021-02-12 日本ペイント・オートモーティブコーティングス株式会社 Cationic electrodeposition coating composition

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