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JP2741804B2 - コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

コンデンサ及びその製造方法

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JP2741804B2
JP2741804B2 JP3143498A JP14349891A JP2741804B2 JP 2741804 B2 JP2741804 B2 JP 2741804B2 JP 3143498 A JP3143498 A JP 3143498A JP 14349891 A JP14349891 A JP 14349891A JP 2741804 B2 JP2741804 B2 JP 2741804B2
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electrode
fluorocarbon
capacitor
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眞守 曽我
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサに関するも
のである。さらに詳しくは、誘電体膜として特定の単分
子膜を用いたコンデンサに関する。
【従来の技術】
【０００２】コンデンサは一例として樹脂フィルムなど
の誘電体の上に電極を形成し、積層または巻き上げて製
造されている。
【０００３】近年、電子機器などの小形化にともないこ
れに収容される各種電子部品への小形化が高まってきて
いる。コンデンサにおいても小形・大容量化を目的とし
て種々の材料、構造が検討されている。たとえばポリエ
ステルフィルムの両面をアルミ蒸着などにより金属化し
その表面にラッカー層を形成して、これを積層、または
巻回して金属化フィルムコンデンサとすることが前記小
形・大容量化の一手段として知られている。このような
従来技術は、薄膜電極上にポリエステル樹脂やエポキシ
樹脂をコートする方法やポリエステル薄膜を薄膜電極に
挟む方法が一般的であった。コンデンサを小形化、大容
量化するには、誘電体の厚さをできる限り薄くするのが
有効であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
技術の方法では、樹脂フィルムを薄くするには限度があ
り、またピンホールが発生しやすいという問題があっ
た。すなわち、従来のコーティング方法では、静電容量
を大きくするため、フィルムのコート厚を薄くすると機
械的強度は十分得られているが、ピンホール不良が多数
発生し歩留まりが悪くなったり、さらに耐環境性、耐電
圧性が大幅に劣化する。ピンホールが発生すると短絡
（ショート）が発生し、事故につながるという新たな問
題を発生する。
【０００５】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、小型で高性能な薄膜コンデンサを提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、第１番目の発明のコンデンサは、誘電体膜の少なく
とも片面に電極が形成されたコンデンサであって、前記
誘電体膜を構成する分子は最表面に−ＣＦ 3 基を含むと
ともにフッ化炭素鎖を含むシロキサン系単分子膜であ
り、かつ前記少くとも片面の電極の表面と単分子膜とは
シロキサン結合を介して結合していることを特徴とす
る。
【０００７】次に本発明の第２番目の発明のコンデンサ
は、誘電体膜の少なくとも片面に電極が形成されたコン
デンサであって、前記誘電体膜を構成する分子は最表面
に−ＣＦ 3 基を含むとともにフッ化炭素鎖を含むシロキ
サン系単分子累積膜であり、かつ前記少くとも片面の電
極の表面と累積膜の第１層の単分子膜とはシロキサン結
合を介して結合していることを特徴とする。次に本発明
のコンデンサの製造方法は、表面に酸化膜が形成された
電極表面に、両末端にクロロシリル基（ＳｉＣｌ）を含
む直鎖状フッ化炭素系界面活性剤を脱塩酸反応により化
学吸着させる工程と、非水系有機溶媒を用いて前記電極
表面に残った未反応の前記活性剤を洗浄除去した後水と
反応させる工程とを複数回繰り返す工程と、一方の末端
には−ＣＦ 3 基を含み他方の末端にはクロロシリル基
（ＳｉＣｌ）を含む直鎖状フッ化炭素系界面活性剤を脱
塩酸反応により累積することにより、前記電極表面に誘
電体膜を形成することを特徴とする。 次に本発明の別の
コンデンサの製造方法は、表面に酸化膜が形成された電
極表面に、クロロシリル基（ＳｉＣｌ）を一方の末端に
含み他方の末端にはジメチルシリル基（ＨＳｉ（Ｃ
Ｈ 3 ） 2 ）−を含む直鎖状フッ化炭素系界面活性剤を脱塩
酸反応により化学吸着させる工程と、非水系有機溶媒を
用いて前記電極表面に残った未反応の前記活性剤を洗浄
除去する工程と、電極表面のジメチルシリル基を化学処
理してクロロシリル基に対して活性な水酸基（−ＯＨ）
に変化させる工程とを複数回繰り返す工程と、一方の末
端には−ＣＦ 3 基を含み他方の末端にはクロロシリル基
（ＳｉＣｌ）を含む直鎖状フッ化炭素系界面活性剤を脱
塩酸反応により累積することにより、前記電極表面に誘
電体膜を形成することを特徴とする。
【０００８】
【作用】前記本発明の構成によれば、誘電体膜はフッ化
炭素鎖を含むシロキサン系単分子膜であるので、この単
分子膜は誘電体膜として優れた特性を有するとともにナ
ノメーターレベルの均一厚さのごく薄いものであり、か
つピンホールのないものとすることができる。また少く
とも片面の電極の表面と単分子膜とはシロキサン結合を
介して結合しているので、密着強度も高いものとするこ
とができる。さらに前記単分子膜は、フッ化炭素鎖を含
んでいるので、撥水性を有し、空気中の湿度や水分に対
しても耐性があり、誘電体膜としても優れたものとする
ことができる。
【０００９】また第２番目の発明である、誘電体膜を累
積膜とすることにより、さらにピンホールフリーに優れ
たコンデンサとすることができる。また本発明の製造方
法は、本発明のコンデンサを効率良く合理的に製造でき
る。以上から、コンデンサ用の誘電体膜としてフッ化炭
素系シラン界面活性剤を化学吸着法することにより耐湿
性が高く耐電圧性に優れた小型で高性能なコンデンサを
低コストで製造できる。
【００１０】
【実施例】本発明は、コンデンサ製造における誘電体膜
コーティング工程において、フッ化炭素系シリコン界面
活性剤を用い、化学吸着法により薄膜電極表面にピンホ
ールフリーで、耐電圧性の高い単分子膜を１層または複
数層形成することを特徴とする。
【００１１】すなわち、所定の薄膜電極表面に非水系の
有機溶媒中で直鎖状のフッ化炭素鎖を含むクロロシラン
系界面活性剤を化学吸着させ、前記電極表面に直接前記
活性剤のシリル基と前記電極表面の酸化膜とを化学結合
させて単分子膜を形成する。例えば、薄膜の金属電極を
用意し、クロロシリル基を分子両末端に含むフッ化炭素
系界面活性材を混ぜた非水系溶媒に接触させて前記電極
表面の水酸基と前記フッ化炭素系界面活性剤の一端のク
ロロシリル基とを反応させて前記活性剤を前記電極表面
に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記電極上
に残った余分な前記活性剤を洗浄除去した後水と反応さ
せて、前記電極上にシラノール基を複数個含む界面活性
剤よりなる単分子膜を形成する工程によってコンデンサ
を製造する。また累積膜を形成するには、前記工程を複
数回繰り返して、フッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を
製造する。
【００１２】なお、このとき、クロロシリル基を分子両
末端に含むフッ化炭素系界面活性剤として、ＸpＣｌ3-p
Ｓｉ−Ｒ1−（ＣＦ2）n−Ｒ2−ＳｉＸqＣｌ3-q（ただ
し、ｎは整数、Ｒ1，Ｒ2はアルキル基またはシリコン若
しくは酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、
ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、ｐ、ｑは０または
１または２）を用いると好都合である。
【００１３】また、フッ化炭素系化学吸着単分子膜を累
積する工程において、クロロシリル基を一端に含み他の
一端に反応性官能基を含む界面活性剤を混ぜた非水系溶
媒に接触させて前記基体表面の水酸基と前記活性剤の一
端のクロロシリル基とを反応させて前記物質を前記電極
表面に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記電
極上に残った余分な前記活性剤を洗浄除去し前記電極上
に単分子膜を形成する工程によってコンデンサを製造す
る。また、累積膜を得るには、前記単分子膜の表面を化
学試薬で処理したり、あるいは反応性ガス中でプラズマ
処理したり、反応性ガス中でエネルギービームを照射し
て、電極表面の反応性官能基をクロロシリル基に対して
活性な基に変化させる工程とを複数回繰り返して、フッ
素系化学吸着単分子累積膜を製造する。
【００１４】なお、このとき、クロロシリル基を一端に
複数個含み他の一端に反応性官能基を含む界面活性剤と
して、Ｒ1−Ｒ2−（ＣＦ2）n−Ｒ3−ＳｉＸpＣｌ
3-p（ただし、ｎは整数、Ｒ1は不飽和基あるいはジメチ
ルシリル基，Ｒ2、Ｒ3はアルキル基またはシリコン若し
くは酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、Ｘ
はＨまたはアルキル基等の置換基、ｐは０または１また
は２）を用いると好都合である。
【００１５】本発明によれば、誘電体膜として直鎖状の
フッ化炭素鎖を含むクロロシラン系界面活性剤を吸着形
成して作成した単分子膜や単分子累積膜をコンデンサ用
誘電体膜を提供できる。
【００１６】以下に本発明コンデンサ用誘電体膜として
用いるフッ化炭素系化学吸着単分子膜の累積に用いる化
学吸着剤と単分子膜の累積方法の実施例を順に説明す
る。本発明に関するフッ化炭素系単分子累積膜の作製に
は、両端にクロルシラン基（ＳｉＣｌnＸ3-n基、ｎ＝
１、２、３、Ｘは官能基）を有し、内部にフッ化炭素鎖
を有する直鎖状のクロロシラン系界面活性剤なら殆どす
べてが使用可能であるが、特に、クロロシリル基を分子
両末端に複数個含むフッ化炭素系界面活性剤としてＸp
Ｃｌ3-pＳｉ−Ｒ1−（ＣＦ2）n−Ｒ2−ＳｉＸqＣｌ3-q
（ただし、ｎは整数、Ｒ1，Ｒ2はアルキル基またはシリ
コンや酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、
ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、ｐ、ｑは０または
１または２）を用いる。また単分子膜又は累積膜の最外
層には、ＣＦ3−（ＣＦ2）n−Ｒ−ＳｉＸqＣｌ3-q（た
だし、ｎは整数、Ｒはアルキル基またはシリコンや酸素
原子を含む置換基を表わすがなくとも良い、ＸはＨまた
はアルキル基等の置換基、ｑは０または１または２）を
用いると好都合である。
【００１７】また、他のフッ化炭素系化学吸着単分子膜
を累積する方法として、一端にクロルシラン基（ＳｉＣ
ｌnＸ3-n基、ｎ＝１、２、３、Ｘは官能基）を他の一端
に反応性官能基を有し、内部にフッ化炭素鎖を有する直
鎖状のクロロシラン系界面活性剤なら殆どすべてが使用
可能であるが、特に、フッ化炭素系界面活性剤としてＲ
1−Ｒ2−（ＣＦ2）n−Ｒ3−ＳｉＸpＣｌ3-p（ただし、
ｎは整数、Ｒ1はビニル基やアセチレン基等の不飽和基
またはジメチルシリル基、Ｒ2、Ｒ3はアルキル基または
シリコンや酸素原子を含む置換基を表わすがなくとも良
い、ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、ｐは０または
１または２）を用いると好都合であるが、以下、Ｃｌ3
Ｓｉ−（ＣＨ2）2−（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ
3 、ＣＦ3−（ＣＦ2）7−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3 、Ｃ
Ｈ2＝ＣＨ−（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3 、Ｈ
Ｓｉ（ＣＨ3）2−（ＣＨ2）2−（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2
−ＳｉＣｌ3を用いてそれぞれ説明する。
【００１８】実施例１ 図１に示すように、圧延法などにより作成されたコンデ
ンサ用の薄膜電極となる金属フィルムの一例である厚さ
２５μｍのアルミ箔（Ｓｎ，Ｃｕ，ステンレス鋼、ある
いはそれらを含む合金などても良い）１上に自然酸化膜
２を介して、化学吸着法によりフッ化炭素鎖を含むクロ
ロシラン系界面吸着剤を吸着させてクロロシラン系界面
活性剤よりなる単分子または複数層の単分子膜状の誘電
体膜３を形成する。なお、このとき自然酸化膜の代わり
に前記金属フィルム表面を電解酸化して電解酸化膜を形
成して置いたり、あるいはＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などの酸
化物薄膜をスパッター蒸着法などで数千オングストロー
ムの厚みで付けておくと更に高性能なコンデンサが得ら
れる。
【００１９】化学吸着条件は、親水性の薄膜金属電極１
を、よく乾燥した後(図１(ａ))、分子両末端にクロロシ
リル基を複数個含む物質、例えばＣｌ3Ｓｉ−（ＣＨ2）
2−（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3を用い、２ｗｔ
％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％ヘキサデカン（トル
エン、キシレン、ジシクロヘキシル等でもよい）、１２
ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロホルム溶液を調整
し、前記電極を２時間程度浸漬すると、電極の表面には
自然酸化膜が存在し水酸基２が多数含まれているので、
クロロシリル（−ＳｉＣｌ）基を分子両末端に複数個含
む物質の何れか片方のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応し
脱塩酸反応が生じ電極表面全面に亘り、下記化１に示す
結合が生成される。
【００２０】
【化１】
【００２１】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し電
極表面に残留した余分の界面活性剤を除去し、水洗する
と、下記化２で表わされるシロキサン系単分子膜３がア
ルミ箔の表面と化学結合（共有結合）した状態で約１５
オングストロームの膜厚で形成できた（図１（ｂ））。
【００２２】
【化２】
【００２３】つぎに、化学吸着工程から水洗工程までを
もう一度繰り返せば図１（ｃ）で示される２分子累積膜
４を作成できる。得られた２分子累積膜４の表面に、さ
らにアルミ層を２５μｍの厚さで蒸着してコンデンサと
した。このコンデンサの比誘電率は７．７（ただし、真
空中の誘電率を１とする）であった。また電極の大きさ
が２ｍｍ×５ｍｍのとき、容量は１ＫＨｚで２０〜３０
ナノファラッドであった。さらに耐圧電圧は５Ｖであっ
た。
【００２４】さらに参考までに、前記２分子累積膜４の
上に、同様に化学吸着工程から水洗工程を必要とする層
数分繰り返せば、ピンホールがほとんどなく、きわめて
密着強度の高いフッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を作
成できた。
【００２５】実施例２ 実施例１で２層単分子膜を累積した後、一端にクロロシ
リル基を複数個含み他の一端が３フッ化炭素で置換され
た物質、例えばＦ3Ｃ−(ＣＦ2)7−（ＣＨ2）2−ＳｉＣ
ｌ3を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％
ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル
等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロ
ホルム溶液を調整し、前記累積膜の作成された電極を２
時間程度浸漬すると、累積膜の表面は水酸基が多数含ま
れているので、一端にクロロシリル基を複数個含み他の
一端が３フッ化炭素で置換された物質のＳｉＣｌ基と前
記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ電極表面全面に亘
り、下記化３で示す結合が生成される。
【００２６】
【化３】
【００２７】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し電
極表面に残留した余分の界面活性剤を除去すると、表面
がフッ化炭素基で被われたきわめて密着強度の高いフッ
化炭素系化学吸着単分子累積膜５を製造できた（図
２）。この累積膜の上に電極を設けてコンデンサにした
ところ、実施例１と同様に高い容量と、より耐電圧の優
れたものが得られた。
【００２８】なお、上記実施例では、Ｃｌ3Ｓｉ−（Ｃ
Ｈ2）2−（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3やＣＦ3−
（ＣＦ2）7 −（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3を用いたが、 Ｃｌ3Ｓｉ−（ＣＨ2）2−（ＣＦ2）8−（ＣＨ2）2−Ｓ
ｉＣｌ3 、 Ｃｌ（ＣＨ3）2Ｓｉ−（ＣＨ2）2−（ＣＦ2）6−（ＣＨ
2）2−ＳｉＣｌ3 、 Ｃｌ（ＣＨ3）2Ｓｉ−（ＣＨ2）2−（ＣＦ2）8−（ＣＨ
2）2−ＳｉＣｌ3 、 Ｃｌ3Ｓｉ−（ＣＨ2）2−（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−Ｓ
ｉ（ＣＨ3）2Ｃｌ、 Ｃｌ3Ｓｉ−（ＣＨ2）2−（ＣＦ2）8−（ＣＨ2）2−Ｓ
ｉ（ＣＨ3）2Ｃｌ、 あるいはＣＦ3−（ＣＦ2）9−（ＣＨ2）2−ＳｉＣ
ｌ3 、 ＣＦ3−（ＣＦ2）5−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）15ＳｉＣ
ｌ3 、 ＣＦ3（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）9
ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3ＣＯＯ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 等が利用できた。
【００２９】実施例３ まず、図３に示すように、薄膜電極１を用意し（図３
（ａ））、よく乾燥した後、一端にクロロシリル基（−
ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一端にビニル基を含む物
質、例えばＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−Ｓ
ｉＣｌ3を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗ
ｔ％ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキ
シル等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％ク
ロロホルム溶液を調整し、前記電極を２時間程度浸漬す
ると、電極の表面は水酸基が多数含まれているので、一
端にクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一
端にビニル基を含む物質のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反
応し脱塩酸反応が生じ電極表面全面に亘り、下記化４に
示す単分子膜６が生成される（図３（ｂ））。
【００３０】
【化４】
【００３１】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し電
極表面に残留した余分の界面活性剤を除去し反応性ガス
雰囲気中でエネルギービーム（電子線やイオンビーム、
ガンマ線、紫外線等）を照射（例えば、空気中で電子線
を５Ｍｒａｄ程度照射）すると、下記化５〜７で表わさ
れる単分子膜７が表面と化学結合した状態で形成できた
（図３（ｃ））。
【００３２】
【化５】
【００３３】
【化６】
【００３４】
【化７】
【００３５】つぎに、ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＦ2）6−（Ｃ
Ｈ2）2−ＳｉＣｌ3を用いた化学吸着工程から水洗工程
をもう一度繰り返すと、図３（ｄ）で示されるフッ化炭
素基を含む２分子膜８を作成できた。
【００３６】以下、同様に化学吸着工程からエネルギー
ビーム照射工程を必要とする層数分繰り返すと、表面が
水酸基やイミノ基等で被われた密着強度の高いフッ化炭
素系化学吸着単分子累積膜を作成できた。
【００３７】この累積膜の上に電極を設けてコンデンサ
にしたところ、実施例１と同様に高い容量と耐電圧の優
れたものが得られた。 実施例４ 実施例３で１層単分子膜を形成した後、一端にクロロシ
リル基を複数個含み他の一端が３フッ化炭素で置換され
た物質、例えばＦ3Ｃ−(ＣＦ2)7−(ＣＨ2)2−ＳｉＣｌ3
を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％ヘキ
サデカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル等で
もよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロホル
ム溶液を調整し、前記累積膜の作成された電極を２時間
程度浸漬すると、累積膜の表面は水酸基やイミノ基が多
数含まれているので、一端にクロロシリル基を複数個含
み他の一端が３フッ化炭素で置換された物質のＳｉＣｌ
基と前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ電極表面全面
に亘り、下記化８で示す結合が生成される。
【００３８】
【化８】
【００３９】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し電
極表面に残留した余分の界面活性剤を除去すると、表面
がフッ化炭素基で被われたきわめて密着強度の高いフッ
化炭素系化学吸着単分子累積膜９を製造できた（図
４）。この累積膜の上に電極を設けてコンデンサにした
ところ、実施例１と同様に高い容量と、より耐電圧の優
れたものが得られた。
【００４０】なお、上記実施例では、ＣＨ2＝ＣＨ−
（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3や Ｆ3Ｃ−（ＣＦ2）7−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3を用いた
が、 ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＦ2）8−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3−（ＣＦ2）9−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3−（ＣＦ2）5−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 、 ＣＦ3（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）15ＳｉＣ
ｌ3 、 Ｆ（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2Ｓｉ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）9Ｓｉ
Ｃｌ3 、 ＣＦ3ＣＯＯ（ＣＨ2）15ＳｉＣｌ3 等が利用できた。
【００４１】実施例５ まず、図５に示すように、薄膜電極１を用意し（図５
（ａ））、よく乾燥した後、一端にクロロシリル基（−
ＳｉＣｌ）を複数個含み他の一端にジメチルシリル基
（ＨＳｉ（ＣＨ3）2−）を含む物質、例えばＨＳｉ（Ｃ
Ｈ3）2−（ＣＨ2）2−（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−ＳｉＣ
ｌ3を用い、２ｗｔ％程度の濃度で溶かした８０ｗｔ％
ヘキサデカン（トルエン、キシレン、ジシクロヘキシル
等でもよい）、１２ｗｔ％四塩化炭素、８ｗｔ％クロロ
ホルム溶液を調整し、前記電極を２時間程度浸漬する
と、親水性電極の表面は水酸基が多数含まれているの
で、一端にクロロシリル基（−ＳｉＣｌ）を複数個含み
他の一端にジメチルシリル基を含む物質のＳｉＣｌ基と
前記水酸基が反応し脱塩酸反応が生じ電極表面全面に亘
り、下記化９で示す単分子膜１０が生成される（図５
（ｂ））。
【００４２】
【化９】
【００４３】そこで、さらに、有機溶剤でよく洗浄し電
極表面に残留した余分の界面活性剤を除去した後、ＫＦ
およびＫＨＣＯ3 、ＭｅＯＨ、ＴＨＦを含むＨ2Ｏ2溶液
で１０時間程度処理すれば、下記化１０で表わされる単
分子膜１１が表面と化学結合した状態で形成できた（図
５（ｃ））。
【００４４】
【化１０】
【００４５】次に、ＨＳｉ（ＣＨ3）2−（ＣＨ2）2−
（ＣＦ2）6−（ＣＨ2）2−ＳｉＣｌ3を用いた化学吸着
工程からＨ2Ｏ2処理工程をもう一度繰り返せば図５
（ｄ）で示されるフッ化炭素基を含む２分子膜１２を作
成できた。
【００４６】以下、同様に化学吸着工程からＨ2Ｏ2処理
工程を必要とする層数分繰り返せば、表面が水酸基で被
われた親水撥油性できわめて密着強度の高いフッ化炭素
系化学吸着単分子累積膜を作成できた。
【００４７】この累積膜の上に電極を設けてコンデンサ
にしたところ、実施例１と同様に高い容量と耐電圧の優
れたものが得られた。
【００４８】
【発明の効果】以上本発明によれば、金属薄膜電極表面
に薄くて比誘電率の高い誘電体膜を高密度無欠陥でしか
も容易に形成できる。また、この誘電体膜は、強力なシ
ロキサン結合を介して電極表面に共有結合されているた
め、耐湿性が高く、耐電圧性に優れた小型で高性能なコ
ンデンサをきわめて低コストで提供できる。
【００４９】さらに、吸着形成された誘電体膜には、分
子内ダイポールを大きくするような化学構造（例えばネ
マティック液晶分子や強誘電液晶分子など）を組み込む
ことが可能なので、誘電体膜として比誘電率を制御でき
る効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 薄膜電極の表面にフッ化炭素系化学吸着単分
子累積膜を形成する方法を説明するために用いた工程概
念図である。
【図２】 薄膜電極の表面にフッ化炭素系化学吸着単分
子累積膜を形成する方法を説明するために用いた工程概
念図である。
【図３】 薄膜電極の表面にフッ化炭素系化学吸着単分
子累積膜を形成する方法を説明するために用いた工程概
念図である。
【図４】 薄膜電極の表面にフッ化炭素系化学吸着単分
子累積膜を形成する方法を説明するために用いた工程概
念図である。
【図５】 薄膜電極の表面にフッ化炭素系化学吸着単分
子累積膜を形成する方法を説明するために用いた工程概
念図である。
【符号の説明】
１ 薄膜電極 ２ 自然酸化膜 ３ フッ化炭素系単分子膜 ４，５，８，９，１１，１２ フッ化炭素系単分子累積
膜（撥水フッ化炭素系単分子累積膜） ６ ビニル基を含むフッ化炭素系単分子膜 ７ 表面改質されたフッ化炭素系単分子膜 １０ −ＳｉＨ基を含むフッ化炭素系単分子膜

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 誘電体膜の少なくとも片面に電極が形成
    されたコンデンサであって、前記誘電体膜を構成する分
    子は最表面に−ＣＦ 3 基を含むとともにフッ化炭素鎖を
    含むシロキサン系単分子膜であり、かつ前記少くとも片
    面の電極の表面と単分子膜とはシロキサン結合を介して
    結合していることを特徴とするコンデンサ。
  2. 【請求項２】 誘電体膜の少なくとも片面に電極が形成
    されたコンデンサであって、前記誘電体膜を構成する分
    子は最表面に−ＣＦ 3 基を含むとともにフッ化炭素鎖を
    含むシロキサン系単分子累積膜であり、かつ前記少くと
    も片面の電極の表面と累積膜の第１層の単分子膜とはシ
    ロキサン結合を介して結合していることを特徴とするコ
    ンデンサ。
  3. 【請求項３】 表面に酸化膜が形成された電極表面に、
    両末端にクロロシリル基（ＳｉＣｌ）を含む直鎖状フッ
    化炭素系界面活性剤を脱塩酸反応により化学吸着させる
    工程と、非水系有機溶媒を用いて前記電極表面に残った
    未反応の前記活性剤を洗浄除去した後、水と反応させる
    工程とを複数回繰り返すことにより、フッ化炭素系単分
    子累積膜を誘電体として前記電極表面に形成することを
    特徴とするコンデンサの製造方法。
  4. 【請求項４】 表面に酸化膜が形成された電極表面に、
    クロロシリル基（ＳｉＣｌ）を一方の末端に含み他方の
    末端にはジメチルシリル基（ＨＳｉ（ＣＨ 3 ） 2 ）−を含
    む直鎖状フッ化炭素系界面活性剤を脱塩酸反応により化
    学吸着させる工程と、非水系有機溶媒を用いて前記電極
    表面に残った未反応の前記活性剤を洗浄除去する工程
    と、電極表面のジメチルシリル基を化学処理してクロロ
    シリル基に対して活性な水酸基（−ＯＨ）に変化させる
    工程とを複数回繰り返すことにより、フッ化炭素系単分
    子累積膜を誘電体として前記電極表面に形成することを
    特徴とする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
TWI651743B (zh) * 2017-12-25 2019-02-21 鈺邦科技股份有限公司 具有功能性塗層的電容器封裝結構及其製造方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2060294C (en) * 1991-02-06 2000-01-18 Kazufumi Ogawa Chemically absorbed film and method of manufacturing the same
JPH0786493B2 (ja) * 1992-04-24 1995-09-20 松下電器産業株式会社 湿度センサー
US6150691A (en) 1997-12-19 2000-11-21 Micron Technology, Inc. Spacer patterned, high dielectric constant capacitor
US6265058B1 (en) 1998-03-11 2001-07-24 Tpl, Inc. Polymer/paper capacitor film
US6114032A (en) * 1998-04-10 2000-09-05 The University Of North Texas Films for use in microelectronic devices and methods of producing same
US6483694B1 (en) 1999-06-22 2002-11-19 Showa Denko Kabushiki Kaisha Electrode for electrolytic capacitor, electrolytic capacitor, and manufacturing method therefor
RU2443034C1 (ru) * 2010-06-18 2012-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" (ГОУ ВПО ВГУ) Способ изготовления электрического конденсатора
TW201618140A (zh) 2014-05-12 2016-05-16 柯帕瑟特科學有限責任公司 能量儲存裝置及其製造方法
US20170301477A1 (en) 2016-04-04 2017-10-19 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10347423B2 (en) 2014-05-12 2019-07-09 Capacitor Sciences Incorporated Solid multilayer structure as semiproduct for meta-capacitor
US10340082B2 (en) 2015-05-12 2019-07-02 Capacitor Sciences Incorporated Capacitor and method of production thereof
AU2015343211A1 (en) 2014-11-04 2017-04-27 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage devices and methods of production thereof
AU2016222597A1 (en) 2015-02-26 2017-08-31 Capacitor Sciences Incorporated Self-healing capacitor and methods of production thereof
US9932358B2 (en) 2015-05-21 2018-04-03 Capacitor Science Incorporated Energy storage molecular material, crystal dielectric layer and capacitor
US9941051B2 (en) 2015-06-26 2018-04-10 Capactor Sciences Incorporated Coiled capacitor
US10026553B2 (en) 2015-10-21 2018-07-17 Capacitor Sciences Incorporated Organic compound, crystal dielectric layer and capacitor
US20170236642A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Capacitor Sciences Incorporated para-FURUTA POLYMER AND CAPACITOR
US10305295B2 (en) 2016-02-12 2019-05-28 Capacitor Sciences Incorporated Energy storage cell, capacitive energy storage module, and capacitive energy storage system
CN105702457B (zh) * 2016-03-28 2019-01-15 常州晟威机电有限公司 薄膜电容器的卷绕设备
US10153087B2 (en) 2016-04-04 2018-12-11 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US9978517B2 (en) 2016-04-04 2018-05-22 Capacitor Sciences Incorporated Electro-polarizable compound and capacitor
US10395841B2 (en) 2016-12-02 2019-08-27 Capacitor Sciences Incorporated Multilayered electrode and film energy storage device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1316144A (en) * 1963-08-21 1973-05-09 Mallory & Co Inc P R Capacitor having a cooperating dielectric
DE3224426A1 (de) * 1982-06-30 1984-01-05 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung von regenerierfaehigen dielektrikumsschichten durch polymerisation von gasen
JPS62221103A (ja) * 1986-03-24 1987-09-29 松下電器産業株式会社 コンデンサ−およびその製造方法
JPS63220420A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 記録媒体およびその製造方法
JPH0752699B2 (ja) * 1990-04-20 1995-06-05 松下電器産業株式会社 コンデンサーとその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI651743B (zh) * 2017-12-25 2019-02-21 鈺邦科技股份有限公司 具有功能性塗層的電容器封裝結構及其製造方法

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Publication number Publication date
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DE69216692D1 (de) 1997-02-27
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EP0518219A2 (en) 1992-12-16
US5187639A (en) 1993-02-16
JPH04367210A (ja) 1992-12-18
EP0518219B1 (en) 1997-01-15

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