JP2008519440A - Method and system for forming high voltage anodic oxide on a valve metal anode - Google Patents

Method and system for forming high voltage anodic oxide on a valve metal anode Download PDF

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Abstract

バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成する方法及びシステム。この方法は、全体として、形成電解質を含む電解質形成浴にバルブ金属アノードを浸漬する工程と、陽極処理工程を実施する工程と、陽極処理工程の実施中に形成電解質の温度を40℃又はそれ以下の温度に正確に維持し又は調節する工程とを含む。陽極処理は、先ず最初に、ターゲット電位に達するまで、一定の電流で行われ、第2に、電流が所定の停止電流レベル以下に低下するまで、ターゲット電位の一定の電位で行われる。システムは、全体として、形成電解質を含む電解質形成浴中に1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成されたタンクと、形成電解質を冷却し、所望の方法温度に維持するためのサブシステムとを含む。システムは、更に、システム又は方法パラメータを監視し且つ調節するための電子式制御装置を含んでいてもよい。  A method and system for forming a high voltage anodic oxide on a valve metal anode. This method generally includes a step of immersing the valve metal anode in an electrolyte forming bath containing the forming electrolyte, a step of performing the anodizing step, and a temperature of the forming electrolyte during the anodizing step of 40 ° C. or lower. Maintaining or adjusting the temperature accurately. Anodization is first performed at a constant current until the target potential is reached, and second, at a constant target potential until the current drops below a predetermined stop current level. The system generally includes a tank configured to receive one or more anodes in an electrolyte forming bath containing a forming electrolyte, and a subsystem for cooling and maintaining the forming electrolyte at a desired process temperature. including. The system may further include an electronic controller for monitoring and adjusting system or method parameters.

Description

本発明は、湿式電解質コンデンサー(wet electrolytic capacitors)で使用するための高電圧陽極処理(high voltage anodized)バルブ金属アノード(anodes)を形成する方法及びシステムに関する。この種のアノードは、特に埋め込み式医療装置(IMD)で使用するための高電圧コンデンサーで使用するのに適する。   The present invention relates to a method and system for forming a high voltage anodized valve metal anode for use in wet electrolytic capacitors. This type of anode is particularly suitable for use in high voltage capacitors for use in implantable medical devices (IMDs).

「バルブ金属(valve metal)」という用語は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタニウム、ジルコニウム、等を含む一群の金属を代表する用語である。これらの金属は全て、導電性溶液、例えば形成電解質(formation electrolyte) 中で陽極分極を行うと、粘着性の電気絶縁性の金属酸化物薄膜を形成する。湿式電解質コンデンサーは、一般的には、アノードと、カソードと、アノード及びカソードを分離するバリヤ層、即ちセパレータ層と、電解質とを含む。チューブ状電解質コンデンサーでは、アノードは、代表的には、巻付けた陽極処理アルミニウム箔でできており、これに続いて形成される巻物が少なくとも1つのセパレータ層によって分離される。平らな電解質コンデンサーは、陽極処理を施したアルミニウム又はタンタルの焼結構造の積み重ねたシートを含むことができ、これらは、以下に更に詳細に説明するように、少なくとも1つのセパレータ層によってカソードから分離される。このような電解質コンデンサーは、産業上の用途が広く、こうした用途には、外部の及び埋め込み式の除細動装置等の埋め込み式医療装置(implantable medical devices;IMD)が含まれる。   The term “valve metal” is a term representative of a group of metals including aluminum, tantalum, niobium, titanium, zirconium, and the like. All of these metals, when subjected to anodic polarization in a conductive solution, such as a forming electrolyte, form a sticky, electrically insulating metal oxide thin film. The wet electrolyte capacitor generally includes an anode, a cathode, a barrier layer that separates the anode and the cathode, that is, a separator layer, and an electrolyte. In a tubular electrolyte capacitor, the anode is typically made of a wound anodized aluminum foil, with subsequent rolls separated by at least one separator layer. Flat electrolyte capacitors can include stacked sheets of anodized aluminum or tantalum sintered structures, which are separated from the cathode by at least one separator layer, as described in more detail below. Is done. Such electrolyte capacitors have a wide range of industrial applications, including implantable medical devices (IMDs) such as external and implantable defibrillators.

共に譲渡された米国特許第6,006,133号に記載されるように、様々なIMDが当該技術で周知である。特に興味深いのは、潜在的に致命的な不正頻拍(例えば、心室細動、心室頻拍、心房頻拍、心房細動)が検出されたときに患者の心臓に対して比較的高エネルギの電気的除細動及び/又は除細動治療を行う埋め込み式電気的除細動器−除細動器(implantable cardioverter-defibrillator;ICD)である。高電圧治療を行う前に、行われる所望の治療の種類(心室除細動、心房除細動、等)に応じて、及び装置の種類(例えば外部装置又は内部装置)に応じて、1つ又はそれ以上の高電圧コンデンサーを急速充電して高電圧にする。実際には、代表的には、比較的低電圧の電池を逓昇(例えば水平偏向出力)変圧器に接続し、コンデンサーを対象の心筋の前後で放電する。行われる治療には、カスタム化した波形(二相極性、急な又は傾斜した前縁、指数関数的減衰、等)が含まれ、この後に現れる患者の心拍に対して適切に調時する。   Various IMDs are well known in the art, as described in commonly assigned US Pat. No. 6,006,133. Of particular interest is the relatively high energy of the patient's heart when potentially fatal tachycardia (eg, ventricular fibrillation, ventricular tachycardia, atrial tachycardia, atrial fibrillation) is detected. An implantable cardioverter-defibrillator (ICD) that performs cardioversion and / or defibrillation therapy. Before performing high-voltage therapy, one depending on the type of treatment desired (ventricular defibrillation, atrial defibrillation, etc.) and the type of device (eg, external or internal device) Or quickly charge a higher voltage capacitor to a higher voltage. In practice, typically a relatively low voltage battery is connected to a step-up (eg, horizontal deflection output) transformer to discharge the capacitor across the target myocardium. Treatments performed include customized waveforms (biphasic polarity, steep or sloped leading edge, exponential decay, etc.) and timed appropriately for the patient's heartbeat that appears after this.

現在のICDは、更に、特定の慢性の又は再発性の心房及び/又は心室の徐拍及び頻拍を治療するため、代表的には、単チャンバ又は二チャンバのペーシング性能を有し、従来、ペースメーカー/電気的除細動器/除細動器(PCD)と呼ばれていた。初期の埋め込み式自動除細動器(AID)は、電気的除細動性能やペーシング性能を備えていなかった。本発明の目的のため、ICDは、少なくとも高電圧電気的除細動性能及び/又は除細動性能を持つ全てのこのようなIMD、並びに自動外部除細動器(AED)として周知の外部装置を含むものと理解される。
米国特許第6,006,133号
Current ICDs also typically have single-chamber or two-chamber pacing capabilities to treat certain chronic or recurrent atrial and / or ventricular bradycardia and tachycardia, It was called pacemaker / defibrillator / defibrillator (PCD). Early implantable automatic defibrillators (AIDs) did not have cardioversion or pacing capabilities. For the purposes of the present invention, an ICD is an external device known as an automatic external defibrillator (AED), as well as all such IMDs having at least high voltage cardioversion and / or defibrillation performance. Is understood to include.
US Pat. No. 6,006,133

エネルギ、容積、厚さ、及び質量が、ICDのリードに接続されたICD埋め込み式パルス発生器(IPG)を設計する上での重要な特徴である。益々一般的になり、効率がよくなり、価格が下がり、特定のAEDが最近になって医師の処方が不要になると、このような装置は、小型で更にポータブルになる。ICD及びAEDは、両方とも、これらの装置が提供する治療を行う上で必要なエネルギを提供するため、従来、比較的嵩張る高価な電池及び高電圧コンデンサーユニットを使用していた。現在、ICDは、代表的には、容積が約40cc乃至約60ccであり、厚さが約13mm乃至約16mmであり、質量が約100gである。   Energy, volume, thickness, and mass are important features in designing an ICD implantable pulse generator (IPG) connected to an ICD lead. As devices become more common, more efficient, lower in price, and certain AEDs have recently become unnecessary for physician prescribing, such devices become smaller and more portable. Both ICDs and AEDs have traditionally used relatively bulky and expensive batteries and high voltage capacitor units to provide the energy needed to perform the treatment provided by these devices. Currently, ICDs typically have a volume of about 40 cc to about 60 cc, a thickness of about 13 mm to about 16 mm, and a mass of about 100 g.

患者を快適にし、ICDの周囲の組織の糜爛による合併症を最少にするため、送出可能なエネルギを減少することなく、このようなコンデンサー及びICDの容積、厚さ、及び質量を減少するのが有利である。更に、コンデンサーを小型化することにより、電池に対して容積を追加でき、これによってICEの寿命が延び、又は新たな部品を追加でき、これによってICDに機能及び追加の特徴を追加できる。更に、最高レベルの性能を維持しながらこのようなICDを低価格で提供できるのが望ましい。これと同時に、高電圧コンデンサーの信頼性を損なうことがない。アルミニウムやタンタルをベースとした電解質コンデンサーは、通常、高電圧ICDコンデンサーとして使用されてきた。ICDに組み込んだアルミニウム電解質コンデンサーは、2000年6月30日にヤン等の名前で出願された「部分的に通し蝕刻され且つ通し孔が穿孔されたアノードシートで形成された平らな電解質コンデンサーを持つ埋め込み式医療装置」という表題の共に譲渡された現在継続中の米国特許出願第09/607,830号に開示される。
米国特許出願第09/607,830号
Reducing the volume, thickness, and mass of such capacitors and ICDs without reducing the deliverable energy to make the patient comfortable and to minimize complications due to the folds of tissue surrounding the ICD It is advantageous. In addition, miniaturizing the capacitor can add volume to the battery, thereby extending the life of the ICE or adding new components, thereby adding functionality and additional features to the ICD. Furthermore, it would be desirable to be able to provide such an ICD at a low price while maintaining the highest level of performance. At the same time, the reliability of the high voltage capacitor is not impaired. Electrolytic capacitors based on aluminum or tantalum have typically been used as high voltage ICD capacitors. The aluminum electrolyte capacitor incorporated into the ICD was filed on June 30, 2000 in the name of Yang et al. It is disclosed in co-assigned US patent application Ser. No. 09 / 607,830, entitled “Implantable Medical Device”.
US patent application Ser. No. 09 / 607,830

電解質コンデンサーの性能は、例えば、電解質が接触できるアノード及びカソードの有効表面積、金属表面に形成された酸化物の誘電率、金属の表面上の酸化物層の厚さ、電解質の導電性等の幾つかの要因で決まる。全ての電解質コンデンサーにおいて、陽極酸化物層の厚さは、アノードの形成中、即ちアノードを形成電解質に浸漬しているときにアノードに加えられる電位とほぼ比例する。アルミニウムについては、酸化物は、1V当たり約1.2nm成長し、タンタルについては、この「速度」は幾分高く、1V当たり約1.7nmである。   The performance of an electrolyte capacitor depends on several factors such as the effective surface area of the anode and cathode that can be contacted by the electrolyte, the dielectric constant of the oxide formed on the metal surface, the thickness of the oxide layer on the metal surface, the conductivity of the electrolyte, etc. It depends on these factors. In all electrolyte capacitors, the thickness of the anodic oxide layer is approximately proportional to the potential applied to the anode during formation of the anode, i.e., when the anode is immersed in the forming electrolyte. For aluminum, the oxide grows about 1.2 nm per volt, and for tantalum, this “rate” is somewhat higher, about 1.7 nm per volt.

ニオブアノード及びタンタルアノードは、電解質コンデンサーで使用される場合、代表的には、圧縮粉体ペレット即ち「スラグ」の形態で形成される。アノードスラグの密度は、代表的には、金属自体の密度よりもかなり小さく、即ち、所与のスラグの容積の最大2/3が開放しており、即ち小孔空間である。アノードスラグの最終的な密度は、圧縮時に、即ち周知の量の粉体を圧縮して周知の容積にするときにほとんど決まる。アノードスラグを適切に形成するためには、小孔をアノードスラグに亘って非常に均等に分配することが重要である。これは、アノードのカルスト状内部構造の多くの「離れた(remote)」キャビティ即ち隙間を形成電解質で均等に濡らす必要があるためである。これは、容積が1cm 程度又はそれ以上の比較的大きなアノードについて特に重要である。 Niobium and tantalum anodes, when used in electrolyte capacitors, are typically formed in the form of compressed powder pellets or “slags”. The density of the anode slag is typically much less than the density of the metal itself, i.e. up to 2/3 of the volume of a given slag is open, i.e. a small pore space. The final density of the anode slag is largely determined upon compression, that is, when a known amount of powder is compressed to a known volume. In order to properly form the anode slug, it is important to distribute the pores very evenly across the anode slug. This is because many “remote” cavities or gaps in the anode karst internal structure need to be evenly wetted with the forming electrolyte. This is particularly important for relatively large anodes with a volume on the order of 1 cm 3 or more.

更に、電解質が構造を通って非常に容易に流れることが重要である。これは、形成方法中に大量の電力が熱として放散されるためである。バルブ金属アノードの表面及び隙間に酸化物層を形成する最中に、数100Vの局所的電位差並びに数10mAの局所的電流密度に遭遇する(即ち、20W乃至30Wが熱として放散される)。何らかの方法で調節されていない場合には、以下に更に詳細に論じるように、放散された熱がアノードの品質及び性能に悪影響を及ぼす。   Furthermore, it is important that the electrolyte flows very easily through the structure. This is because a large amount of power is dissipated as heat during the forming process. During the formation of the oxide layer on the surface and gap of the valve metal anode, a local potential difference of several hundred volts and a local current density of several tens of mA are encountered (ie, 20-30 W are dissipated as heat). If not adjusted in any way, the dissipated heat adversely affects the quality and performance of the anode, as discussed in more detail below.

当業者に周知のように、アノード全体に亘って小孔を均等に分配するのに様々な方法を使用する。酸化物層の従来の形成方法は、従来技術に、例えば米国特許第6,231,993号、米国特許第5,837,121号、米国特許第6,267,861号、及び本明細書中で言及した特許及び文献に記載される。IMDに組み込むことのできる高性能バルブ金属アノードを形成するための改良された方法の一例が、2003年10月23日に出願された「内部及び表面に複雑な特徴を備えた高性能バルブ金属アノード及びその加工方法」という表題の共に譲渡された現在継続中の米国特許出願第10/692,649号に開示される。同特許出願に触れたことにより、この特許出願に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。代表的には、一定の電流及び/又は電位を送出できる電源を、電解質に浸漬したアノードスラグに連結する。次いで、アノード−電解質システムを通る電流を一定にして、電位を所望の最終電位まで上昇する。
米国特許第6,231,993号 米国特許第5,837,121号 米国特許第6,267,861号 米国特許出願第10/692,649号
As is well known to those skilled in the art, various methods are used to evenly distribute the small holes throughout the anode. Conventional methods for forming oxide layers are described in the prior art, for example, US Pat. No. 6,231,993, US Pat. No. 5,837,121, US Pat. No. 6,267,861, and Described in the patents and literature mentioned above. An example of an improved method for forming a high performance valve metal anode that can be incorporated into an IMD was filed on Oct. 23, 2003, entitled “High Performance Valve Metal Anode with Complex Internal and Surface Features. And its processing method ”are disclosed in commonly assigned US patent application Ser. No. 10 / 692,649. It is assumed that the contents disclosed in this patent application are included in this specification by touching this patent application. Typically, a power source capable of delivering a constant current and / or potential is connected to an anode slug immersed in the electrolyte. The current through the anode-electrolyte system is then constant and the potential is raised to the desired final potential.
US Pat. No. 6,231,993 US Pat. No. 5,837,121 US Pat. No. 6,267,861 US patent application Ser. No. 10 / 692,649

バルブ金属粉体の加工方法に拘わらず、代表的には、アノードを流体状形成電解質に浸漬した状態で形成電位及び電流を制御下で加えることによって、圧縮し且つ焼結したバルブ金属粉体構造(例えばタンタル、ニオブ、等)の陽極処理を行う。代表的な形成電解質は、エチレングリコール又はポリエチレングリコール、脱イオン水、及びH3PO4を含み、導電性が40℃で50μS/cm(マイクロジーメンス毎cm)乃至約20000μS/cmである。   Regardless of the method of processing the valve metal powder, the valve metal powder structure is typically compressed and sintered by the controlled application of forming potential and current with the anode immersed in the fluid-forming electrolyte. Anodizing (for example, tantalum, niobium, etc.) is performed. A typical forming electrolyte includes ethylene glycol or polyethylene glycol, deionized water, and H3PO4, and has a conductivity of 50 μS / cm (micro Siemens per cm) to about 20000 μS / cm at 40 ° C.

従来は、アノード−電解質システムに一定の電流を流しながら、陽極分極したバルブ金属をターゲット形成電位に合わせて形成していた。代表的には、グリコールを含有する電解質でステンレス鋼カソードを使用した。電流の大きさは、電解質、バルブ金属粉体の種類、及びバルブ金属構造の大きさで決まる。アノード−電解質システムを通って流れる電流の大部分は、以下に記載する、陽極酸化方法で水を電気分解するために使用される。
[陽極方法]
10OH +2Ta→Ta+5HO+10e
[陰極方法]
10H +10e →5H
Conventionally, an anode-polarized valve metal is formed in accordance with the target formation potential while a constant current is passed through the anode-electrolyte system. Typically, a stainless steel cathode was used with an electrolyte containing glycol. The magnitude of the current is determined by the electrolyte, the type of valve metal powder, and the size of the valve metal structure. Most of the current flowing through the anode-electrolyte system is used to electrolyze water in the anodization process described below.
[Anode method]
10OH + 2Ta → Ta 2 O 5 + 5H 2 O + 10e
[Cathode method]
10H + + 10e → 5H 2

従って、電流の設定が陽極処理反応(anodization reaction)の速度に直接影響し、ファラデーの法則を使用すると、形成電流が非常に低い(焼結タンタル試料については、低い電流というのは、0.1μA/cm 乃至約1μA/cm程度の電流を意味する)と、ICDコンデンサーと関連したアノードの大きさ及びターゲット形成電位に対し、1週間を優に越える長い形成時間(formation time)を必要とすることを容易に示すことができる。これらのパラメータを従来技術に従って調節することは、当業者の通常の知識の範疇にある。アノードが、電荷を、所望の作動電位で、適当な持続時間に亘って、誘電層(タンタルアノードを覆う五酸化タンタル)が、過剰の量の電荷を外に漏らすことなく保持できる所定の厚さ及び構造に達したとき、アノードがフルに形成された(fully formed)という。単位時間当たりの外に漏れる電荷の量を、コンデンサーの漏れ電流と呼ぶ。いずれにせよ、代表的な形成方法は、アノード構造の大きさ及び多孔度、及び電解質の粘度、温度、及び導電性等の要因に応じて、1時間乃至250時間かかる。 Therefore, the current setting has a direct effect on the speed of the anodization reaction, and when using Faraday's law, the formation current is very low (for sintered tantalum samples, the low current is 0.1 μA / Cm 2 to about 1 μA / cm 2 ) and a long formation time of well over one week for the anode size and target formation potential associated with the ICD capacitor You can easily show what to do. Adjusting these parameters according to the prior art is within the ordinary knowledge of the person skilled in the art. A predetermined thickness that allows the anode to hold the charge at the desired operating potential for an appropriate duration, and that the dielectric layer (tantalum pentoxide covering the tantalum anode) does not leak excessive amounts of charge outside. And when the structure is reached, the anode is said to be fully formed. The amount of charge that leaks out per unit time is called the leakage current of the capacitor. In any case, a typical formation method takes 1 to 250 hours depending on factors such as the size and porosity of the anode structure and the viscosity, temperature, and conductivity of the electrolyte.

上掲の米国特許第5,837,121号には、特定の電解質を使用すること、及び上掲の米国特許第6,231,993号に記載されるように一定の電位及び電流を加える通常行われている態様と異なる態様で電位及び電流を加えることが開示される。米国特許第5,837,121号の電解質は、第2燐酸カリウムのグリセリン溶液を含む。この電解質は、1、2時間に亘って180℃まで加熱してあるか或いは一夜に亘って150まで加熱してある。このような熱処理を施した電解質は、150℃又はそれ以上の陽極処理電解質として使用したとき、熱処理を施していない電解質と比較して全く異なるふるまいを示すと報告される。熱処理を施した電解質溶液は、タンタル及び他のバルブ金属に陽極薄膜を提供するものと考えられている。こうした薄膜は、陽極処理電圧に従って厚さが限定されるのでなく、その代わりに、陽極処理電位が加えられている限り、益々厚く成長し続けるのである。   US Pat. No. 5,837,121 listed above uses a specific electrolyte and usually applies a constant potential and current as described in US Pat. No. 6,231,993 above. It is disclosed to apply the potential and current in a manner different from the manner in which it is performed. The electrolyte of US Pat. No. 5,837,121 includes a glycerin solution of dibasic potassium phosphate. The electrolyte has been heated to 180 ° C. for 1 to 2 hours or 150 to overnight. An electrolyte that has been subjected to such heat treatment is reported to exhibit a completely different behavior when used as an anodizing electrolyte at 150 ° C. or higher compared to an electrolyte that has not been heat treated. The heat treated electrolyte solution is believed to provide an anodic film for tantalum and other valve metals. Such thin films are not limited in thickness according to the anodizing voltage, but instead continue to grow thicker as long as an anodizing potential is applied.

米国特許第5,837,121号は、アノード本体に加えられる電位が、パルス状直流(DC)として加えられる場合、焼結タンタル粉体コンデンサーアノードの隙間内及び表面上に厚さが比較的均等な薄膜を製造できると主張している。正バイアスパルスを、パルス間の無バイアス期間即ち開路期間を少なくとも0.3秒にして、約0.3秒又はそれ以下に亘って加え続ける。これらの電解質内で均等な薄膜を得るため、更に、パルス状DCの代わりに、交流(AC)、半波AC、鋸歯状波形、等を使用することもできるということが教示される。しかしながら、これ以上の詳細は記載されていない。明らかに、米国特許第5,837,121号において、パルス状電位を加える目的は、厚さが形成電位によって限定されない酸化物の成長を支持することである。   U.S. Pat. No. 5,837,121 has a relatively uniform thickness within and on the surface of a sintered tantalum powder capacitor anode when the potential applied to the anode body is applied as pulsed direct current (DC). Claims that it can produce a thin film. The positive bias pulse continues to be applied for about 0.3 seconds or less, with a no-bias or open circuit period between pulses of at least 0.3 seconds. It is further taught that alternating current (AC), half-wave AC, sawtooth waveform, etc. can be used instead of pulsed DC to obtain uniform thin films within these electrolytes. However, no further details are given. Clearly, in US Pat. No. 5,837,121, the purpose of applying a pulsed potential is to support oxide growth whose thickness is not limited by the forming potential.

上掲の米国特許第6,231,993号には、陽極処理方法中に多孔質タンタルペレットの隙間や小孔の内側で電解質が加熱されるため、従来のバルブ金属陽極処理方法には問題があると報告されている。電解質は、電力がアノード構造内で熱の形態で放散されることにより加熱されるのである。電力の放散は、非等方性であり、即ち、アノード内の特定の局所的領域が非常に高温になるとき、他の領域は比較的低温である。水蒸気ベッセルのアッセンブリになぞらえることができるカルスト状構造の高温の領域では、内圧の上昇により電解質が分解し及び/又は焼結構造に亀裂が入る。その結果、システムに不安定性が導入され、コンデンサーの性能に悪影響が及ぼされる。このような不安定性は、勿論、受け入れられるものではない。従って、容積が1cm 及びそれ以上の大きな焼結アノードを陽極処理するためには、陽極処理中のアノードシステムの熱管理が重要になる。 In the above-mentioned US Pat. No. 6,231,993, there is a problem with the conventional valve metal anodizing method because the electrolyte is heated inside the gaps or small holes of the porous tantalum pellets during the anodizing method. It has been reported. The electrolyte is heated by dissipating power in the form of heat within the anode structure. Power dissipation is anisotropic, that is, when certain local areas within the anode are very hot, other areas are relatively cold. In the high temperature region of the karst-like structure that can be likened to a steam vessel assembly, the internal pressure increases causing the electrolyte to decompose and / or crack the sintered structure. As a result, instability is introduced into the system and the performance of the capacitor is adversely affected. Such instabilities are of course unacceptable. Therefore, in order to anodize large sintered anodes with a volume of 1 cm 3 and higher, thermal management of the anode system during anodization becomes important.

米国特許第6,231,993号には、加えられた形成電位の消勢期間中、陽極処理した構造内の加熱した電解質を、拡散によって、陽極処理電解質浴からの新たな電解質と定期的に交換することが教示される。換言すると、形成電位を、ペレット内部の電解質を冷却して拡散できるのに十分に長い時間に亘って、定期的にゼロにまで低下するのである。従って、長期に亘って加熱されると固体残滓になる高温の凝縮した電解質を、形成電位が消勢される期間中、陽極処理浴からの新たな電解質と交換できる。   U.S. Pat. No. 6,231,993 discloses that the heated electrolyte in the anodized structure is periodically diffused with new electrolyte from the anodized electrolyte bath during the period of quenching of the applied formation potential. It is taught to replace. In other words, the formation potential is periodically reduced to zero for a time long enough to cool and diffuse the electrolyte inside the pellet. Thus, the hot condensed electrolyte, which becomes a solid residue when heated over time, can be replaced with new electrolyte from the anodizing bath during the period in which the forming potential is extinguished.

更に、米国特許第6,231,993号の記載に従って、形成電位の上昇と関連して電流を段階的に低下する。米国特許第6,231,993号に記載された幾つかの例のうちの1つの例では、先ず最初に、電流I1を、アノード8g当たり約80mA程度に設定する。電流I1を、形成電位V1=75Vに達するまで維持する。この工程に続き、形成電位を3時間に亘って消勢する。これにより、アノードペレットを冷却でき、電解質を補充できる。次いで、電位を段階的に上昇する。電位上昇の大きさは、電位が上昇するにつれて小さくなる。この際、これと同時に、システムを通して流すことができる電流が減少する。ターゲット形成電位(例えば約231V)よりも僅かに低い電圧レジーム(potential regime)において、上文中で引用した例における電流設定は丁度31mA、又は初期電流設定の約1/3である。   Further, according to the description of US Pat. No. 6,231,993, the current is stepped down in relation to the increase in formation potential. In one of several examples described in US Pat. No. 6,231,993, first, the current I1 is set to about 80 mA per 8 g of anode. The current I1 is maintained until the formation potential V1 = 75V is reached. Following this step, the formation potential is extinguished for 3 hours. Thereby, an anode pellet can be cooled and electrolyte can be replenished. Next, the potential is increased stepwise. The magnitude of the potential increase decreases as the potential increases. At the same time, the current that can flow through the system decreases. In a potential regime slightly lower than the target formation potential (eg about 231 V), the current setting in the example cited above is just 31 mA, or about 1/3 of the initial current setting.

別の例では、残りの間隔は1時間程度であり、形成電位段階が1時間乃至3時間に亘って加えられる。この方法は、ファラデーの法則を使用して容易に推算できるように、明らかに非常に時間がかかる。更に、米国特許第6,231,993号の記載の方法を適用すると、陽極処理時間が長期間になり、この時間中、低い電流が使用されるとともに高い電圧、特定的には、ターゲット形成電位よりも僅かに低い電圧レジームが使用される。   In another example, the remaining interval is on the order of 1 hour and the forming potential step is applied over 1 to 3 hours. This method is obviously very time consuming, as can be easily estimated using Faraday's law. Furthermore, applying the method described in US Pat. No. 6,231,993 results in a long anodization time during which a low current is used and a high voltage, specifically a target formation potential. A slightly lower voltage regime is used.

L.L.オディネッツのモデル(1987年のソビエト電気化学誌23(12)の第1591頁乃至第1594頁参照)によれば、これらの条件は、現場析出(field crystallization) の発生にとって都合がよく、現場析出中、結晶質五酸化タンタルが金属−酸化物界面で、好ましくは高電流形成条件下で成長する非晶質酸化物の下で成長する。長期的にみると、前に成長した非晶質層の下での結晶質酸化物種の成長によりアノードが破壊される。短期的にみると、結晶の成長により、漏れ電流が望ましからぬ程高くなる。従って、高電位で低電流の形成条件を回避するか或いはできるだけ短時間に亘って保持する。   L. L. According to the Odinez model (see pages 1591 to 1594 of the Soviet Electrochemical Journal 23 (12), 1987), these conditions are favorable for the occurrence of field crystallization and during in situ precipitation. Crystalline tantalum pentoxide grows at the metal-oxide interface, preferably under an amorphous oxide grown under high current forming conditions. In the long run, the anode is destroyed by the growth of crystalline oxide species under the previously grown amorphous layer. In the short term, the leakage current is undesirably high due to crystal growth. Therefore, the conditions for forming a high current at a low current are avoided or maintained for as short a time as possible.

米国特許第6,231,993号には、陽極処理の別の重要な構成要素、即ち電解質の攪拌が言及されていない。有利には、陽極処理中、攪拌により、アノードに亘ってほぼ等方性の温度分布を維持できる。代表的には、溶液中に攪拌インペラー(例えば回転する磁石)を配置し、回転により電解質を攪拌する。   US Pat. No. 6,231,993 does not mention another important component of anodization, namely electrolyte agitation. Advantageously, a substantially isotropic temperature distribution can be maintained across the anode by stirring during anodization. Typically, a stirring impeller (for example, a rotating magnet) is disposed in the solution, and the electrolyte is stirred by rotation.

カイナード等の米国特許第6,235,181号では、形成方法中に電解質を攪拌する必要が強調されており、攪拌インペラーを使用することに対する変形例として、陽極処理方法中に電解質を超音波攪拌することが教示される。しかしながら、米国特許第6,235,181号における超音波攪拌の使用は、明らかに、上述の焼結Taアノードの厚さ制限のない陽極処理方法に関し、ここでは、非常に特別の電解質(熱処理したグリセロール中で解離した第2燐酸カリウム)が取り上げられている。この電解質は、150℃又はそれ以上の温度で使用されるべきであり、温度が局所的に変動する温度レジームを回避するのは困難である。超音波攪拌は、特に、これらの比較的高い電解質温度で電解質のバルク内の温度変動をなくすか或いは「劇的に減少する」ために加えられる。
米国特許第6,235,181号
US Pat. No. 6,235,181 to Kynard et al. Emphasizes the need to stir the electrolyte during the forming process, and as a variation on using a stirrer impeller, ultrasonically stir the electrolyte during the anodizing process. Is taught to do. However, the use of ultrasonic agitation in US Pat. No. 6,235,181 clearly relates to the above-described anodizing method without the thickness limitation of the sintered Ta anode, where a very special electrolyte (heat treated) is used. The second potassium phosphate dissociated in glycerol is taken up. This electrolyte should be used at a temperature of 150 ° C. or higher, and it is difficult to avoid a temperature regime in which the temperature varies locally. Ultrasonic agitation is added to eliminate or “dramatically reduce” temperature fluctuations in the electrolyte bulk, especially at these relatively high electrolyte temperatures.
US Pat. No. 6,235,181

簡単に述べると、比較的大きな高電圧湿式電解質バルブ金属アノード用の従来技術の陽極処理方法は、貴重な生産時間をかなり必要とし、歩留りが低い。これは、電解質分解生成物が粘着することによりアノードが使用できなくなるため、又は現場析出により、漏れ電流が受け入れられない程高くなるためのいずれかである。   Briefly, prior art anodization methods for relatively large high voltage wet electrolyte valve metal anodes require significant precious production time and low yield. This is either because the anode becomes unusable due to sticking of the electrolyte decomposition products, or due to in situ deposition, the leakage current becomes unacceptably high.

従って、高電圧電解質バルブ金属アノード用の新規であり且つ改良された形成方法を定義する必要がある。このような方法は、フルに形成されたアノードを高い歩留りで提供しなければならず、特許文献で報告された方法よりも経済的でなければならない。即ち、短くなければならず、及び/又は全形成サイクルに亘って比較的高電流の設定を使用できなければならない。   Accordingly, there is a need to define a new and improved formation method for high voltage electrolyte valve metal anodes. Such a method must provide a fully formed anode with a high yield and must be more economical than the methods reported in the patent literature. That is, it must be short and / or be able to use a relatively high current setting throughout the entire formation cycle.

多くのIMDは、一般的には、電池と、少なくとも1つのコンデンサーとを含む。このコンデンサーは、気密ハウジング内に配置されたマイクロ電子装置に作動的に連結される。ハウジングは、治療で電気を送出するための1つ又はそれ以上の医療用電気リードの基端を受け入れるようになっている。ハウジング内に配置された部品は、IMDの容積の約1/3を占める。多くの理由により、これらの部品の少なくとも1つの容積を減少し、2つの部品の一方又は両方の容量又は容積を増大できるようにするか或いは、IMDの全体の大きさ又は容積を減少できるようにするのが望ましい。従って、容積が小さく、かくしてICDで使用するための小型高エネルギコンデンサーを提供する、高電圧バルブ金属アノードを形成する方法及び装置を提供する必要がある。   Many IMDs typically include a battery and at least one capacitor. The capacitor is operatively coupled to a microelectronic device disposed within the hermetic housing. The housing is adapted to receive the proximal end of one or more medical electrical leads for delivering electricity in therapy. The components placed in the housing occupy about 1/3 of the IMD volume. For many reasons, the volume of at least one of these parts can be reduced and the capacity or volume of one or both of the two parts can be increased, or the overall size or volume of the IMD can be reduced. It is desirable to do. Accordingly, there is a need to provide a method and apparatus for forming a high voltage valve metal anode that is small in volume and thus provides a small high energy capacitor for use in an ICD.

従来、コンデンサーの性能を最適化しようとする試みにおいて、アノードの加工(例えば、アノード上に表面酸化物を形成する加工)中及びその後の電気化学的電池としての作動中、液体電解質の自由流れが使用されてきた。1つの理由は、陽極処理中に使用された電解質(これは、多くの場合、「形成電解質」と呼ばれる)が、アノードの隙間内で過熱されてしまうことと関連している。形成中、アノード当たり約100mAの一定の電流及び数100Vの一定の電位を送出できる電源が、電解質に浸漬されたアノードスラグに接続される。アノード当たり20W乃至30W程度の電気エネルギが熱として放散され、加えられた電位の局所的相違に遭遇する。この過熱は、酸化物の形成に悪影響を及ぼし、電解質残滓(ポリマー状粘着物)を小孔及び隙間に蓄積してしまう。電気化学的電池の作動中、微細な割れ目の中であっても電荷に迅速にアクセスするため、電解質、代表的には「作用電解質」と呼ばれる電解質の連続的自由循環が必要とされる。即ち、金属電極上の電荷を相殺するため、電解質中のイオンが迅速に泳動できなければならない。このような電荷の移動は、コンデンサーの充放電サイクル中に起こる。   Traditionally, in an attempt to optimize the performance of a capacitor, during the processing of the anode (eg, processing to form a surface oxide on the anode) and subsequent operation as an electrochemical cell, the free flow of the liquid electrolyte is reduced. Have been used. One reason is related to the electrolyte used during anodization (which is often referred to as the “forming electrolyte”) being overheated in the gaps of the anode. During formation, a power source capable of delivering a constant current of about 100 mA per anode and a constant potential of several hundred volts is connected to the anode slug immersed in the electrolyte. Electrical energy on the order of 20-30W per anode is dissipated as heat and encounters local differences in applied potential. This overheating adversely affects the formation of oxides and accumulates electrolyte residue (polymeric adhesive) in the small holes and gaps. During operation of an electrochemical cell, a continuous free circulation of the electrolyte, typically referred to as the “working electrolyte”, is required in order to quickly access the charge, even in fine cracks. That is, ions in the electrolyte must be able to migrate rapidly in order to offset the charge on the metal electrode. Such charge transfer occurs during the charge / discharge cycle of the capacitor.

このような電解質残滓の粘着物は、有害なことに、陽極処理中、又はIMDの電気化学的電池の作動中に好ましくは形成電解質又は作用電解質のいずれかによって占有されるべき空所空間を塞いでしまう。このような残滓の存在は、形成中に酸化物の結晶構造に悪影響を及ぼし、又は形成中に形成電解質内のイオンの泳動に悪影響を及ぼし、又は作動中に作用電解質に悪影響を及ぼす。更に、このような残滓は、キャパシタンスの減少によりエネルギ密度を低下し、完成した電気化学的電池の性能を損ない、コンデンサーの内部抵抗(等価な直列抵抗又は「ESR」としても周知である)を増大し、これによって、コンデンサーの急速放電及び再充電を妨げる。   Such adhesive deposits of electrolyte residue undesirably block the void space to be occupied by either the forming electrolyte or the working electrolyte, preferably during anodization or during the operation of an IMD electrochemical cell. It will end up. The presence of such residues adversely affects the crystal structure of the oxide during formation, adversely affects ion migration within the forming electrolyte during formation, or adversely affects the working electrolyte during operation. In addition, such residue reduces energy density by reducing capacitance, impairs the performance of the finished electrochemical cell, and increases the internal resistance of the capacitor (also known as equivalent series resistance or “ESR”). This prevents rapid discharge and recharging of the capacitor.

残滓は、更に、コンデンサーの流出エネルギの流入エネルギに対する比(Eout/Ein)として計測されるコンデンサーの効率を低下する。比較のため、コンデンサーは85%程度の効率を持つことができる。IMDの分野では、エネルギ密度が高くなると有効な改善が提供される。理論又は実験的観察によって括られるものでも限定されるものでもないが、本発明者は、本発明の方法及びシステムの様々な実施例のうちの1つ又はそれ以上で、エネルギ密度を少なくとも5%上昇できるということを発見した。   The residue further reduces the efficiency of the condenser, measured as the ratio of the condenser outflow energy to the inflow energy (Eout / Ein). For comparison, the capacitor can have an efficiency of about 85%. In the field of IMD, increasing energy density provides an effective improvement. Although not bound or limited by theoretical or experimental observations, the inventor has determined that the energy density is at least 5% in one or more of the various embodiments of the method and system of the present invention. I found that I could rise.

かくして、本発明は、高電圧バルブ金属アノードを形成する方法及び装置を、例として、限定でなく、開示し、説明し、図示し、特許請求する。これにより、電解質残滓粘着物の形成が減少し又はなくなり、酸化物構造が改善し、ESRが低下し、キャパシタンスが増大し、エネルギ密度が向上し、形成時間が短くなるといった利点のうちの1つ又はそれ以上が得られる。これらの利点のうちの1つ又はそれ以上は、本発明の方法及び装置の様々な実施例のうちの1つ又はそれ以上によって実現できる。   Thus, the present invention discloses, describes, illustrates and claims, by way of example and not limitation, a method and apparatus for forming a high voltage valve metal anode. This reduces or eliminates the formation of electrolyte residue adhesions, improves oxide structure, reduces ESR, increases capacitance, increases energy density, and shortens formation time. Or more. One or more of these advantages may be realized by one or more of various embodiments of the method and apparatus of the present invention.

本発明は、バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物(a high-voltage, anodic oxide)を形成する方法及びシステムの様々な実施例を提供する。本発明の教示による方法の様々な実施例は、全体として、バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成する方法を提供する。この方法は、形成電解質(a formation electrolyte)を含む電解質形成浴(electrolyte forming bath)にバルブ金属アノードを浸漬する工程と、陽極処理工程を実施する工程と、陽極処理工程の実施中に形成浴中の形成電解質の温度を比較的低温(40℃又はそれ以下の温度)に維持する工程とを含む。本発明の1つの形態では、形成電解質の温度を約±2℃の精度で維持する。形成電解質の温度を維持する上での精度は、一般的には、形成電解質を制御下で冷却することによって行われる。本発明の幾つかの実施例では、陽極処理工程の方法は、ターゲット電位に達するまで、一定の電流で電位を加える工程と、次いで、電流が所定の停止電流レベル以下に低下するまで、ターゲット電位の電位を加える工程を含む。本発明の方法の実施例の変形例では、アノードを形成電解質から取り出し、熱処理を施し、陽極処理工程を繰り返してもよい。   The present invention provides various embodiments of methods and systems for forming a high-voltage, anodic oxide on a valve metal anode. Various embodiments of the method according to the teachings of the present invention generally provide a method of forming high voltage anodic oxide on a valve metal anode. The method includes the steps of immersing the valve metal anode in an electrolyte forming bath containing a forming electrolyte, performing the anodizing process, and in the forming bath during the anodizing process. Maintaining the temperature of the forming electrolyte at a relatively low temperature (40 ° C. or lower). In one form of the invention, the temperature of the forming electrolyte is maintained with an accuracy of about ± 2 ° C. The accuracy in maintaining the temperature of the forming electrolyte is generally achieved by cooling the forming electrolyte under control. In some embodiments of the present invention, the method of anodizing comprises applying a potential at a constant current until the target potential is reached, and then the target potential until the current drops below a predetermined stop current level. Applying a potential of In a variation of the embodiment of the method of the present invention, the anode may be removed from the forming electrolyte, subjected to a heat treatment, and the anodization step repeated.

酸化物層を形成するための本発明の方法の一実施例では、バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成する方法が提供される。この方法は、形成電解質を含む電解質形成浴にバルブ金属アノードを浸漬する工程と、陽極処理工程を、一定の電流で、ターゲット電位に達するまで実施し、次いで、ターゲット電位で、電流が所定の停止電流レベル以下に低下するまで実施する工程と、形成電解質の流れを形成浴から熱交換器を通して循環し、形成電解質の低温の流れを提供する工程と、陽極処理中、形成浴内又はその周囲の比較的低温の形成電解質の流れにより、形成浴中の形成電解質を比較的低い温度(例えば、40℃又はそれ以下)に正確に維持する工程とを含む。   In one embodiment of the present method for forming an oxide layer, a method is provided for forming a high voltage anodic oxide on a valve metal anode. In this method, the step of immersing the valve metal anode in an electrolyte forming bath containing the forming electrolyte and the anodizing step are performed at a constant current until the target potential is reached, and then at the target potential, the current is stopped for a predetermined amount. Performing until the current level drops below, circulating the forming electrolyte flow from the forming bath through a heat exchanger to provide a cold flow of forming electrolyte, and during or around the forming bath during anodization Accurately maintaining the forming electrolyte in the forming bath at a relatively low temperature (eg, 40 ° C. or below) by the relatively low temperature forming electrolyte flow.

本発明の方法の別の実施例では、バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成する方法が提供される。この方法では、1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成された、形成電解質を含む電解質形成浴を備えた電解質形成タンクを提供する工程と、形成電解質を循環し冷却するための電解質循環サブシステムを提供する工程と、1つ又はそれ以上のアノードを形成電解質に浸漬する工程と、形成電解質を形成浴から循環サブシステムを通して循環し、形成電解質の低温の流れを提供する工程と、1つ又はそれ以上のアノードに所定の電位を加え、この電位を、一定の電流が加わった状態で、ターゲット電位に達するまでターゲット電圧まで上昇する工程と、1つ又はそれ以上のアノードに、電流が所定の停止電流レベル以下に低下するまで、ターゲット電位の電位を加え続ける工程と、電位を加えている最中に形成タンク中の形成電解質の温度が40℃又はそれ以下の温度に正確に維持されるように、電解質の流量及び温度を調節する工程とを含む。   In another embodiment of the method of the present invention, a method for forming a high voltage anodic oxide on a valve metal anode is provided. In this method, providing an electrolyte forming tank with an electrolyte forming bath containing a forming electrolyte formed to receive one or more anodes, and an electrolyte circulation sub for circulating and cooling the forming electrolyte. Providing the system, immersing one or more anodes in the forming electrolyte, circulating the forming electrolyte from the forming bath through the circulation subsystem, and providing a cold flow of forming electrolyte; Or applying a predetermined potential to more anodes and increasing the potential to a target voltage until a target potential is reached with a constant current applied; and one or more anodes having a predetermined current A process of continuing to apply the target potential until the current drops below the stop current level of the current, and forming voltage in the forming tank while the potential is being applied. As the temperature of the quality is accurately maintained at 40 ° C. or lower temperatures, and a step of adjusting the flow rate and temperature of the electrolyte.

本発明によるシステムの一実施例では、電解質浴システムが提供される。この電解質浴システムは、1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成された、形成電解質を含む電解質形成浴を備えたタンクを備える。このタンクは、流体入口及び流体出口を備えて形成される。タンクに流通連通状態で連結された、電解質循環サブシステムが提供される。このサブシステムは、電解質の流れの温度を下げるため、及び電解質の流れを流体入口に戻すため、出口から電解質の流れを受け入れるように形成される。この実施例の変形例では、電解質循環サブシステムの代わりに、タンクの壁を冷却流体又は媒体と直接接触させ、熱伝達を行う。   In one embodiment of the system according to the present invention, an electrolyte bath system is provided. The electrolyte bath system includes a tank with an electrolyte forming bath that includes a forming electrolyte that is configured to receive one or more anodes. The tank is formed with a fluid inlet and a fluid outlet. An electrolyte circulation subsystem is provided that is connected in flow communication with the tank. The subsystem is configured to accept the electrolyte flow from the outlet to reduce the temperature of the electrolyte flow and to return the electrolyte flow to the fluid inlet. In a variation of this embodiment, instead of the electrolyte circulation subsystem, the tank walls are brought into direct contact with the cooling fluid or medium for heat transfer.

本発明によるシステムの別の実施例では、電解質浴システムが提供される。この電解質浴システムは、下レベルと、下レベルと流通連通した上レベルとを持つタンクであって、下レベルは、タンク内への電解質の流れを受け入れるように形成された入口を有し、上レベルは、タンクから電解質の流れを排出するように形成された出口を有し、上レベルには複数のアノード形成スロットが形成されており、これらのスロットは、少なくとも1つのアノードを受け入れる大きさを備えており、スロットの各々は開口部を有し、この開口部を通って電解質が下レベルから上レベル内に流れる、タンクと、入口及び出口に連結された電解質循環サブシステムとを備える。   In another embodiment of the system according to the present invention, an electrolyte bath system is provided. The electrolyte bath system is a tank having a lower level and an upper level in flow communication with the lower level, the lower level having an inlet configured to receive the flow of electrolyte into the tank, and The level has an outlet configured to drain the electrolyte flow from the tank, and the upper level is formed with a plurality of anode forming slots that are sized to receive at least one anode. Each of the slots has an opening through which the electrolyte flows from the lower level into the upper level and an electrolyte circulation subsystem coupled to the inlet and outlet.

本発明によるシステムの以上の及び他の実施例では、電解質循環サブシステムは、冷却ユニットに連結された熱交換器と、電解質をタンクと電解質循環サブシステムとの間で循環するための少なくとも1つのポンプとを備える。循環サブシステムは、更に、冷却ユニットを通して冷却流体を循環するための少なくとも1つのポンプ又はブロワーを備えていてもよい。本発明によるシステムの幾つかの実施例では、タンクは、蓋を持つ閉鎖ハウジングであってもよく、システムは、カルスト状焼結工程の最も小さな割れ目の中にも形成電解質を強制的に入れるため、更に、真空ユニットを備えていてもよい。   In these and other embodiments of the system according to the invention, the electrolyte circulation subsystem comprises a heat exchanger coupled to the cooling unit and at least one for circulating electrolyte between the tank and the electrolyte circulation subsystem. A pump. The circulation subsystem may further comprise at least one pump or blower for circulating cooling fluid through the cooling unit. In some embodiments of the system according to the invention, the tank may be a closed housing with a lid, so that the system forces the forming electrolyte into the smallest crack of the karst sintering process. Further, a vacuum unit may be provided.

本発明によるシステムの更に別の実施例では、電解質浴システムにおいて、形成電解質を含む電解質形成浴を備えたタンクであって、タンクは、1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成されており、タンクは、冷却流体を通過させて循環できるプレナムを形成するように間隔が隔てられた内壁及び外壁と、プレナム内への冷却流体を受け入れるための入口と、冷却流体をプレナムから出す出口とを有するタンクと、入口及び出口に流通連通状態で連結された冷却流体循環サブシステムとを含む、浴システムが提供される。形成電解質の温度を維持するため、又は本発明の様々な実施例で電解質の流量及び温度を調節するため、本システムは、更に、電解質循環速度、熱伝達率、及び冷却流体循環速度のうちの1つ又はそれ以上を調節するように装備されており且つ形成された電子式制御装置を備える。   In yet another embodiment of the system according to the present invention, in an electrolyte bath system, a tank with an electrolyte forming bath containing a forming electrolyte, the tank being configured to receive one or more anodes. The tank has inner and outer walls spaced to form a plenum through which cooling fluid can circulate, an inlet for receiving cooling fluid into the plenum, and an outlet for discharging the cooling fluid from the plenum. A bath system is provided that includes a tank having a cooling fluid circulation subsystem coupled in flow communication with an inlet and an outlet. In order to maintain the temperature of the forming electrolyte, or to adjust the electrolyte flow rate and temperature in various embodiments of the present invention, the system further includes: electrolyte circulation rate, heat transfer rate, and cooling fluid circulation rate. It is equipped with an electronic control unit that is equipped and configured to adjust one or more.

本発明は、高電圧で高キャパシタンスのアノードを形成するのに特に有用である。これは、形成方法中に熱エネルギの放散を管理できるため、及びエネルギ密度が改善されており且つ作動電圧での漏れ電流が小さいフルに形成されたアノードの歩留りを高くするためである。本発明のこれらの及び他の利点及び特徴は、以下の本発明の好ましい実施例の詳細な説明を、全ての図に亘って同じ部品に同じ参照番号を付した添付図面と関連して考えることにより、更によく理解されるであろう。   The present invention is particularly useful for forming high voltage, high capacitance anodes. This is because the dissipation of thermal energy can be managed during the formation process, and the yield of a fully formed anode is improved with improved energy density and low leakage current at the operating voltage. These and other advantages and features of the present invention will be considered in the following detailed description of a preferred embodiment of the invention in conjunction with the accompanying drawings in which like reference numerals refer to like parts throughout the drawings. Will be better understood.

本発明は、高電圧で、高キャパシタンスで、エネルギ密度が高いコンパクトなAVMアノードを形成し製造する新規な方法及びシステムを提供する。本明細書中に更に詳細に説明するように、本発明の様々な実施例及び形態は、従来技術を越える明らかな利点を提供する。本明細書中には、IMDと関連して使用することが周知のほんの数個のバルブ金属しか説明しないが、本発明はこれらに限定されない。例えば、本発明を実施するとき、任意のバルブ金属を使用してもよい。   The present invention provides a novel method and system for forming and manufacturing a compact AVM anode with high voltage, high capacitance, and high energy density. As described in further detail herein, the various embodiments and forms of the present invention provide distinct advantages over the prior art. Although only a few valve metals known to be used in connection with IMD are described herein, the present invention is not limited thereto. For example, any valve metal may be used when practicing the present invention.

例として、及び限定でなく、タンタル、ニオブ、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、ジルコニウム、チタニウム、ハフニウム、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、モリブデン、及びこれらの組み合わせ及び/又は合金等の金属を使用してもよい。使用された金属は、蝕刻されたシートの形態又は粉体材料を圧縮したペレットの形態をとることができる。1つの特徴では、上記金属の各々は、形成中に酸化物の厚さを正確に予想可能に制御でき、稠密でぴったりと粘着した電気絶縁性の(例えば、高い絶縁耐力及び高い誘電率を持つ)酸化物を形成する。最後に、本発明を主に液体電解質に関して説明するが、本発明によれば、最終的なコンデンサー部品で、固体と混合した電解質及び/又は全体が固体の電解質を使用してもよい。   By way of example and not limitation, metals such as tantalum, niobium, aluminum, zinc, magnesium, zirconium, titanium, hafnium, palladium, iridium, ruthenium, molybdenum, and combinations and / or alloys thereof may be used. The metal used can take the form of an etched sheet or a pellet compressed from a powder material. In one aspect, each of the metals can accurately and predictably control the thickness of the oxide during formation and has a dense and tightly adherent electrically insulating (eg, high dielectric strength and high dielectric constant). ) Form an oxide. Finally, although the present invention will be described primarily with respect to a liquid electrolyte, according to the present invention, the final capacitor component may use an electrolyte mixed with a solid and / or an entirely solid electrolyte.

図1乃至図4は、本発明による実施例の特定の特徴の工程を示すブロックダイヤグラムである。全体として、これらの図に示す実施例の方法は、本発明による電解質浴システムで実施できる。次に、図1を参照すると、工程102でアノードを電解質形成浴に浸漬し、次いで工程104で陽極処理し、この際、工程106で形成電解質の温度を比較的低温(例えば、約40℃又はそれ以下)に維持する方法100が示してある。   1 to 4 are block diagrams showing the steps of certain features of an embodiment according to the present invention. Overall, the example methods shown in these figures can be implemented with an electrolyte bath system according to the present invention. Referring now to FIG. 1, in step 102, the anode is immersed in an electrolyte forming bath and then anodized in step 104, where the temperature of the forming electrolyte is relatively low (eg, about 40 ° C. or Below that, a method 100 is shown.

図2を参照すると、工程202でアノードを電解質形成浴に浸漬し、次いで工程204で、ターゲット電位に達するまで一定の電流で陽極処理する方法200が示してある。ターゲット電位に達した後、電流が所定の停止電流閾値以下に低下するまで陽極処理を続行する。陽極処理中、工程206で形成電解質の温度を比較的低温(例えば、約40℃又はそれ以下)に維持する。   Referring to FIG. 2, a method 200 is shown in which the anode is immersed in an electrolyte formation bath at step 202 and then anodized at step 204 with a constant current until a target potential is reached. After reaching the target potential, anodization is continued until the current drops below a predetermined stop current threshold. During anodization, step 206 maintains the temperature of the forming electrolyte at a relatively low temperature (eg, about 40 ° C. or lower).

図3を参照すると、工程302でアノードを電解質形成浴に浸漬し、次いで工程304で、ターゲット電位に達するまで一定の電流で陽極処理する方法300が示してある。ターゲット電位に達した後、電流が所定の停止電流閾値以下に低下するまで陽極処理を続行する。工程306で、形成電解質を、熱交換器を通して形成浴との間で循環し、アノードユニット及びその周囲に比較的低温の電解質を提供する。かくして、陽極処理中、工程308で、循環する電解質を積極的に冷却することと関連して、形成電解質の温度を比較的低温(例えば、約40℃又はそれ以下)に維持する。   Referring to FIG. 3, a method 300 is shown in which an anode is immersed in an electrolyte forming bath at step 302 and then anodized at step 304 with a constant current until a target potential is reached. After reaching the target potential, anodization is continued until the current drops below a predetermined stop current threshold. At step 306, the forming electrolyte is circulated between the forming bath through a heat exchanger to provide a relatively low temperature electrolyte around the anode unit. Thus, during anodization, at step 308, the temperature of the forming electrolyte is maintained at a relatively low temperature (eg, about 40 ° C. or lower) in conjunction with actively cooling the circulating electrolyte.

図4を参照すると、工程402で電解質形成タンクを提供する方法400が示してある。前記タンクには、所定容積の形成電解質が入っている。工程406で、1つ又はそれ以上のアノードを電解質形成浴に浸漬する。工程408で、形成電解質を形成浴(タンク)から流体循環サブシステムを通して循環し、これによって形成電解質を冷却する。工程410で、1つ又はそれ以上のアノードに電位を加え、その金属表面上で酸化物を成長する。これらの工程中、形成電解質の流量及び温度を制御し、工程412で温度を比較的低い温度(例えば、40℃又はそれ以下)に制御する。   Referring to FIG. 4, a method 400 for providing an electrolyte formation tank at step 402 is shown. The tank contains a predetermined volume of forming electrolyte. In step 406, one or more anodes are immersed in an electrolyte forming bath. In step 408, the forming electrolyte is circulated from the forming bath (tank) through the fluid circulation subsystem, thereby cooling the forming electrolyte. In step 410, an electrical potential is applied to one or more anodes to grow an oxide on the metal surface. During these steps, the flow and temperature of the forming electrolyte are controlled, and in step 412 the temperature is controlled to a relatively low temperature (eg, 40 ° C. or lower).

本発明の範囲に含まれる電解質浴システムの一例を図5に概略に示す。システム10は電解質形成タンク20と、このタンク20に流動学的に連結された電解質循環サブシステム30とを含む。タンク20には、図5に示すように蓋又はカバー21が設けられていてもよいし、図6に示すように蓋又はカバー21が設けられていなくてもよい。蓋の有無に拘わらず、タンク20には、流体入口22及び流体出口24を設けることができる。電解質は、熱交換器から入口22を通って形成タンク20に流入し、形成タンク20を出口24を通って出る。タンク20は、更に、1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成されており、上文中に論じてあり且つ当業者に一般に周知の形成電解質を含む電解質形成浴を備える。システムは、更に、電解質をタンク20と熱交換器32との間で循環するためのポンプ36を備える。   An example of an electrolyte bath system within the scope of the present invention is shown schematically in FIG. The system 10 includes an electrolyte formation tank 20 and an electrolyte circulation subsystem 30 that is rheologically coupled to the tank 20. The tank 20 may be provided with a lid or cover 21 as shown in FIG. 5, or may not be provided with a lid or cover 21 as shown in FIG. The tank 20 can be provided with a fluid inlet 22 and a fluid outlet 24 with or without a lid. The electrolyte flows from the heat exchanger through the inlet 22 into the forming tank 20 and exits the forming tank 20 through the outlet 24. Tank 20 is further configured to receive one or more anodes and includes an electrolyte forming bath that includes the forming electrolyte discussed above and generally known to those skilled in the art. The system further includes a pump 36 for circulating electrolyte between the tank 20 and the heat exchanger 32.

タンク20、熱交換器32、及びポンプ36は、パイプ又はホース38でできた区分で連結される。図5では、ポンプ36は、タンク20の下流に、及びタンク20と熱交換器32との間に配置した状態で示してある。しかしながら、ポンプ36の位置は設計上の選択事項である。ポンプ36は、例えば、熱交換器32の下流に、熱交換器32とタンク20との間に配置されていてもよい。更に、1つ以上のポンプを使用してもよい。更に、インペラーで攪拌を行い、浴の外壁を冷却液と接触することによって冷却を行う場合には、入口や出口を使用しなくてもよい。更に、タンクに複数の入口22及び出口24を設けてもよい。パイプ38の単一の区分が示してあるが、複数のポンプ36、又は単一のポンプ36に供給する共通の導管のいずれかに繋がったパイプ38の1つの区分に各入口22及び出口24が連結されるように、パイプ38の複数の区分が設けられていてもよい。同様に、ポンプ36と熱交換器32との間のパイプ38の区分は、単一のパイプ区分であってもよいし、又は熱交換器32を通る複数のパイプ38の区分に枝分かれする1つの導管に供給してもよい。必要な場合、このような形態により、更に迅速に熱交換を行うことができる。   The tank 20, heat exchanger 32, and pump 36 are connected in sections made of pipes or hoses 38. In FIG. 5, the pump 36 is shown downstream from the tank 20 and between the tank 20 and the heat exchanger 32. However, the position of the pump 36 is a matter of design choice. The pump 36 may be disposed between the heat exchanger 32 and the tank 20, for example, downstream of the heat exchanger 32. In addition, one or more pumps may be used. Furthermore, when cooling is performed by stirring with an impeller and bringing the outer wall of the bath into contact with the cooling liquid, the inlet and the outlet need not be used. Further, a plurality of inlets 22 and outlets 24 may be provided in the tank. Although a single section of pipe 38 is shown, each inlet 22 and outlet 24 is connected to one section of pipe 38 connected to either a plurality of pumps 36 or a common conduit supplying a single pump 36. A plurality of sections of the pipe 38 may be provided to be connected. Similarly, the section of pipe 38 between pump 36 and heat exchanger 32 may be a single pipe section, or one branching into sections of multiple pipes 38 passing through heat exchanger 32. It may be supplied to the conduit. If necessary, heat exchange can be performed more rapidly with this configuration.

熱交換器32は、冷却ユニット34に連結される。冷却流体は冷却ユニット34を通って流れ、熱交換器32を通って流れる形成電解質から、冷却ユニット34を通って流れる冷却流体に熱を伝達する。冷却流体源は、この目的に適うことが当業者に周知の様々な流体のうちの任意の流体であってもよい。例えば、冷却流体は、例えば空気、水、液体クーラント等の熱伝達ガス又は液体であってもよい。冷却ユニット34は、冷却流体源(図5には示さず)に、パイプ38の区分及びポンプ(図5には示さず)を介して連結される。冷却流体源は、専用の流体源であってもよいし、産業用水システム、産業用の液体やガス用の冷却システム、又はビルの空気冷却システム又は空調システム等の大型設備の冷却システムの部分であってもよい。   The heat exchanger 32 is connected to the cooling unit 34. The cooling fluid flows through the cooling unit 34 and transfers heat from the forming electrolyte flowing through the heat exchanger 32 to the cooling fluid flowing through the cooling unit 34. The cooling fluid source may be any of a variety of fluids known to those skilled in the art to be suitable for this purpose. For example, the cooling fluid may be a heat transfer gas or liquid, such as air, water, liquid coolant, and the like. The cooling unit 34 is connected to a cooling fluid source (not shown in FIG. 5) via a section of a pipe 38 and a pump (not shown in FIG. 5). The cooling fluid source may be a dedicated fluid source or part of a large facility cooling system such as an industrial water system, an industrial liquid or gas cooling system, or a building air cooling system or air conditioning system. There may be.

作動においては、出口24を出る形成電解質の流れ(方向矢印41aで示す)は、ポンプ36によって熱交換器32に圧送され、ここで冷却された後、タンク20の入口22に戻される。形成電解質の流れは、タンク20に導入されたとき、浴内の形成電解質と混合する。システム内を循環する電解質の流れは、全体として、形成浴内の温度分布を一定にし、温度の変動が起こらないようにするのに十分でなければならない。しかしながら、攪拌インペラーや超音波攪拌等の当業者に周知の手段によって、形成サイクル中に攪拌することによって、温度を更に均等に分布してもよい。熱を外部方法環境中の周囲空気に伝達するため、タンク20に複数のフィンやファンを設けることによって放熱を更に補助してもよい。   In operation, the flow of forming electrolyte exiting outlet 24 (indicated by directional arrow 41a) is pumped by pump 36 to heat exchanger 32 where it is cooled and then returned to inlet 22 of tank 20. When the forming electrolyte stream is introduced into the tank 20, it mixes with the forming electrolyte in the bath. The electrolyte flow circulating in the system as a whole must be sufficient to keep the temperature distribution in the formation bath constant and to avoid temperature fluctuations. However, the temperature may be more evenly distributed by stirring during the forming cycle by means well known to those skilled in the art, such as a stirring impeller or ultrasonic stirring. In order to transfer heat to ambient air in the external process environment, heat dissipation may be further assisted by providing the tank 20 with a plurality of fins and fans.

タンク20が蓋21を備えたシステム10の実施例では、システム10は、更に、真空ユニットを備えていてもよい。このような実施例では、タンク20及び蓋21は、十分な強度を備えた材料で形成され、負圧によりタンク20内に発生した圧力差に耐えるように形成される。更に、この目的のため、蓋21は、閉鎖時に真空密シールを形成できなければならない。システム10に真空ユニットが設けられている場合、蓋21及び/又はタンク20は、蓋21を閉じて真空を発生したときに真空シールを形成するように形成される。発生した真空は、形成電解質中に浸漬したアノードの小孔及び隙間に形成電解質を強制的に入れることができる圧力差を発生するのに十分でなければならない。これは、タンク内で減圧を発生することによって行われる。一般的には、約20hPaの圧力がこの目的に適うことがわかっている。   In embodiments of the system 10 where the tank 20 includes a lid 21, the system 10 may further include a vacuum unit. In such an embodiment, the tank 20 and the lid 21 are formed of a material having sufficient strength, and are formed so as to withstand the pressure difference generated in the tank 20 due to negative pressure. Furthermore, for this purpose, the lid 21 must be able to form a vacuum tight seal when closed. When the system 10 is provided with a vacuum unit, the lid 21 and / or tank 20 is formed to form a vacuum seal when the lid 21 is closed and a vacuum is generated. The generated vacuum must be sufficient to generate a pressure differential that can force the forming electrolyte into the pores and gaps of the anode immersed in the forming electrolyte. This is done by generating a vacuum in the tank. In general, a pressure of about 20 hPa has been found suitable for this purpose.

図6に示す実施例により、1つの非限定的例を提供する。この実施例のタンクは、タンク20内への電解質の流れを受け入れるように形成された入口22を備えた下レベルを有する。タンクは、更に、下レベルと流通連通した上レベルを有する。上レベルは出口24を有し、この出口を通して、電解質の流れが、図5に関して上文中に説明したように、タンク20からポンプ36又は熱交換器32に排出される。上レベルには、更に、アノードを浸漬できる複数のアノード形成スロット26が形成される。これらのスロット26は、少なくとも1つのアノードを受け入れる大きさを備える。   The embodiment shown in FIG. 6 provides one non-limiting example. The tank of this embodiment has a lower level with an inlet 22 formed to receive electrolyte flow into the tank 20. The tank further has an upper level in flow communication with the lower level. The upper level has an outlet 24 through which electrolyte flow is discharged from the tank 20 to the pump 36 or heat exchanger 32 as described above with respect to FIG. The upper level is further formed with a plurality of anode forming slots 26 into which the anode can be immersed. These slots 26 are sized to receive at least one anode.

各スロット26は、下レベルから上昇する電解質が通過し、上レベルに流入する開口部を備える。電解質の流れ41は、タンク20の下部分に配置された入口22を通って下レベルに進入する。下レベル及び上レベルは、スロット26の開口部を介して流通連通している。下レベルから上昇する電解質は、開口部を通って流れる。図6のタンク20は、2つ又はそれ以上のスロット26を備えていてもよい。幾つかの方法では、タンクに1つ又はそれ以上のスロット、数10個のスロット、最大で100個又はそれ以上のスロットが形成されていてもよい。スロットの数は、方法エンニアリングの選択事項であり、実際には、システム及びその構成要素が配置される空間によって、又は方法の他の配慮によって制限される。   Each slot 26 has an opening through which electrolyte rising from the lower level passes and flows into the upper level. Electrolyte stream 41 enters the lower level through inlet 22 located in the lower portion of tank 20. The lower level and the upper level are in flow communication through the opening of the slot 26. The electrolyte rising from the lower level flows through the opening. The tank 20 of FIG. 6 may include two or more slots 26. In some methods, the tank may have one or more slots, several tens of slots, and up to 100 or more slots. The number of slots is a method engineering choice and is in fact limited by the space in which the system and its components are placed or by other considerations of the method.

方法中に温度を維持し、又は温度を調節し、電解質の流量を調節するため、システム10は、その様々な実施例において、電子式制御装置を備えていてもよい。この制御装置は、電解質循環速度、冷却流体循環速度、熱伝達率、又はこれらの組み合わせを調節するように形成されており、1つ又はそれ以上の温度センサを備えていてもよい。これらのセンサは、タンク20の形成浴内に、熱交換器32内に、熱交換器32の上流及び下流に、冷却ユニット34の上流及び/又は下流に、とりわけその他の位置に配置されていてもよい。センサは、温度の読みの出力を制御装置に提供する。制御装置は、予めプログラムした制御パラメータに対してデータを処理する。   In order to maintain the temperature during the process, or to adjust the temperature and adjust the flow rate of the electrolyte, the system 10 may include an electronic controller in various embodiments thereof. The controller is configured to adjust the electrolyte circulation rate, the cooling fluid circulation rate, the heat transfer rate, or a combination thereof, and may include one or more temperature sensors. These sensors are arranged in the formation bath of the tank 20, in the heat exchanger 32, upstream and downstream of the heat exchanger 32, upstream and / or downstream of the cooling unit 34, especially at other locations. Also good. The sensor provides a temperature reading output to the controller. The control device processes data for preprogrammed control parameters.

制御装置は、次いで、電解質の流れ41の流量又は冷却流体の流れ43の流量を増大したり低下したりするため、ポンプ36等の1つ又はそれ以上のサブシステムに又はシステム構成要素に信号を送る。温度及び流量を一体制御し及び変化するのに適した、又は熱交換器サブシステムとともに使用するのに適していることが当業者に周知の様々な種類の制御装置を使用して、システム10の方法パラメータ又は作動パラメータを変化し、監視し、及び/又は調節できる。   The controller then signals a signal to one or more subsystems, such as pump 36, or to system components to increase or decrease the flow rate of electrolyte stream 41 or cooling fluid stream 43. send. Various types of controllers known to those skilled in the art to be suitable for integrally controlling and changing temperature and flow, or for use with a heat exchanger subsystem, may be used to control system 10. Method parameters or operating parameters can be changed, monitored and / or adjusted.

バルブ金属上に高電圧陽極酸化物を形成する方法は、本明細書中上文中に説明した本発明のシステムの実施例で、又は形体が異なるシステムで実施できる。方法は、図1乃至図4を参照して、及びそこから得られる本発明の実施例、並びに以下の説明から理解されるであろう。   The method of forming the high voltage anodic oxide on the valve metal can be implemented in the system embodiments of the invention described hereinabove or in systems of different configurations. The method will be understood with reference to FIGS. 1-4 and embodiments of the invention derived therefrom and the following description.

電解質形成浴での陽極処理中に発生した熱は、バルブ金属アノードに粘着した陽極酸化物の品質に悪影響を及ぼす。従来の陽極処理方法の問題点は、上文中で背景技術に記載してある。従来技術の陽極処理は、代表的には、40℃乃至80℃の温度で実施されてきた。最近では、共に譲渡された現在継続中の米国特許出願第10/058,437号では、出願人の一人が、熱管理を行うため、電位をパルスの態様で加えながら40℃の温度で陽極処理を行った。   The heat generated during anodization in the electrolyte forming bath adversely affects the quality of the anodic oxide adhered to the valve metal anode. The problems of the conventional anodizing method are described above in the background art. Prior art anodization has typically been performed at temperatures between 40 ° C and 80 ° C. Recently, in co-assigned US patent application Ser. No. 10 / 058,437, one of the applicants anodized at a temperature of 40 ° C. while applying potential in the form of pulses for thermal management. Went.

出願人には、本発明の方法で、陽極酸化物の粘着を改良できるということがわかっている。更に詳細には、出願人には、本発明の方法により、形成浴内の形成電解質から熱を制御下で伝達することにより、陽極処理中に発生した熱を管理でき、その結果、酸化物の形成が改良されるということがわかっている。これは、電解質循環サブシステム30又は熱交換器32で冷却されるべき形成浴から電解質の流れを循環することによって行うことができる。更に、これは、冷却流体を、冷却流体循環サブシステムから、タンク20のプレナムを通して循環することによって行ってもよいし、タンク20の外壁と冷却流体又は低温環境とを接触させることによって行ってもよい。タンクは、内壁及び外壁を有し、これらの壁によってプレナムが形成される。後者の場合、熱を環境中に放散するための複数のフィン又はファンがタンク20に設けられている場合に、冷却を高めることができる。この環境は、単にタンク20が収容された室又は空間であってもよく、又はタンク20及び別のタンク又はタンク20が配置された別のベッセルの外壁間に冷却流体が循環される室又は空間であってもよい。   Applicants have found that the method of the present invention can improve anodic oxide adhesion. More specifically, applicants can control the heat generated during anodization by controlling the heat transferred from the forming electrolyte in the forming bath by the method of the present invention, so that the oxide It has been found that formation is improved. This can be done by circulating a flow of electrolyte from the forming bath to be cooled in the electrolyte circulation subsystem 30 or heat exchanger 32. Further, this may be done by circulating cooling fluid from the cooling fluid circulation subsystem through the plenum of tank 20 or by contacting the outer wall of tank 20 with a cooling fluid or cold environment. Good. The tank has an inner wall and an outer wall, and these walls form a plenum. In the latter case, cooling can be enhanced when the tank 20 is provided with a plurality of fins or fans for dissipating heat into the environment. This environment may simply be a chamber or space in which the tank 20 is housed, or a chamber or space in which cooling fluid is circulated between the tank 20 and the outer wall of another vessel in which another tank or tank 20 is located. It may be.

本発明の方法及びシステムの実施例で冷却を制御下で行うことにより、出願人は、形成電解質の温度を約±2℃の精度で40℃に又はそれ以下に正確に維持できる。更に、出願人には、温度制御を提供することにより、陽極酸化物の特性が向上するということがわかっている。出願人は、40℃又はそれ以下、30℃又はそれ以下、20℃又はそれ以下、及び10℃又はそれ以下の温度で粘着させた陽極酸化物に関し、このような特性の向上を達成した。出願人は、本発明の様々な実施例による方法は、0℃程度の温度でも実施でき、この温度以下の温度でも方法を行うことができると考えている。低温方法に課せられる制限は、電解質の特性にある。低温では、幾つかの電解質は、アノードの表面、特にアノードの小孔又は隙間内の表面を適切に濡らす上で粘度が高くなり過ぎてしまう。方法を真空で開始することにより、粘度が比較的高い電解質の低下した濡らし特性を、電解質を小孔に強制的に入れることによって部分的に補償できる。電解質の特性に注意し、低温で良好な表面濡らし特性を提供する低温電解質を開発することにより、本願の方法を益々低い温度で実施できる。   By performing cooling under control in embodiments of the method and system of the present invention, Applicants can accurately maintain the temperature of the forming electrolyte at or below 40 ° C. with an accuracy of about ± 2 ° C. In addition, Applicants have found that providing temperature control improves the properties of the anodic oxide. Applicants have achieved such improved properties for anodic oxides adhered at temperatures of 40 ° C. or lower, 30 ° C. or lower, 20 ° C. or lower, and 10 ° C. or lower. Applicants believe that the method according to various embodiments of the present invention can be performed at temperatures of about 0 ° C. and can be performed at temperatures below this temperature. The limitation imposed on the low temperature method is in the properties of the electrolyte. At low temperatures, some electrolytes become too viscous to adequately wet the surface of the anode, particularly the surface in the pores or gaps of the anode. By initiating the process in a vacuum, the reduced wetting characteristics of a relatively high viscosity electrolyte can be partially compensated by forcing the electrolyte into the small holes. By paying attention to the properties of the electrolyte and developing low temperature electrolytes that provide good surface wetting properties at low temperatures, the present method can be carried out at increasingly lower temperatures.

図1に示す本発明の方法の実施例では、形成電解質を含む電解質形成浴にアノードを浸漬する。陽極処理工程を本明細書中に以下に論じるように実施する。陽極処理工程中、形成電解質の温度を40℃又はそれ以下の温度に正確に維持する。   In the embodiment of the method of the invention shown in FIG. 1, the anode is immersed in an electrolyte forming bath containing the forming electrolyte. The anodization step is performed as discussed herein below. During the anodization process, the temperature of the forming electrolyte is accurately maintained at a temperature of 40 ° C. or lower.

図2に示す本発明の方法の別の実施例では、形成電解質を含む電解質形成浴にアノードを浸漬し、ターゲット電位に達するまで一定の電流で陽極処理工程を実施する。ターゲット電位に達した後、陽極処理工程を、ターゲット電位で又は一定の電位で、電流が所定レベル以下に低下するまで実施する。陽極処理工程中、形成電解質の温度を40℃又はそれ以下の温度に正確に維持する。   In another embodiment of the method of the invention shown in FIG. 2, the anode is immersed in an electrolyte forming bath containing the forming electrolyte, and the anodization step is performed at a constant current until the target potential is reached. After reaching the target potential, the anodizing step is performed at the target potential or at a constant potential until the current drops below a predetermined level. During the anodization process, the temperature of the forming electrolyte is accurately maintained at a temperature of 40 ° C. or lower.

本発明の方法の別の実施例では、形成電解質の低温の流れを提供するために冷却された形成電解質の流れを循環することによって温度管理を行う。この低温の流れは、形成浴中に戻され又は再循環される。図3を参照すると、この実施例では、形成電解質を含む電解質形成浴にバルブ金属アノードを浸漬する。陽極処理工程を実施し、アノードの表面上に陽極酸化物を形成する。陽極処理工程は、ターゲット電位に達するまで、一定の電流で実施され、所定の停止電流レベルまで、即ちこのレベルに達するまでターゲット電位で続行する。陽極処理工程の実施中、形成電解質は、電力によりアノード内で熱が放散されることにより、加熱される。形成浴の温度を熱的に管理するため、出願人は、タンク2内の形成浴からの形成電解質の流れ41を図5に示すように循環する。低温の流れ41を形成浴に戻す。陽極処理工程の実施中、形成電解質の流れ41を冷却し、再循環することにより、形成浴の温度を40℃又はそれ以下の温度に正確に維持する。   In another embodiment of the method of the present invention, temperature management is accomplished by circulating a cooled forming electrolyte stream to provide a cold stream of forming electrolyte. This cold stream is returned or recycled into the forming bath. Referring to FIG. 3, in this example, the valve metal anode is immersed in an electrolyte forming bath containing the forming electrolyte. An anodizing step is performed to form an anodic oxide on the surface of the anode. The anodization process is performed at a constant current until the target potential is reached and continues at the target potential until a predetermined stop current level, i.e. this level is reached. During the anodization process, the forming electrolyte is heated by dissipating heat in the anode by electrical power. In order to thermally control the temperature of the forming bath, Applicant circulates the forming electrolyte stream 41 from the forming bath in tank 2 as shown in FIG. The cold stream 41 is returned to the forming bath. During the anodization process, the forming electrolyte stream 41 is cooled and recirculated to accurately maintain the temperature of the forming bath at a temperature of 40 ° C. or lower.

所望であれば、D.M.スミス等が記載している(電気化学学会誌第110号(12)の第1264頁乃至第1270頁(1963年))ように、アノードを形成タンク20から取り出し、形成電解質を洗い流し、酸素含有雰囲気中で約350℃の温度でアノードに熱処理又はアニーリングを施した後、別の陽極処理工程即ち再陽極処理工程を行うことによって陽極酸化物を幾分変更してもよい。熱処理及びこれに続いて行われる再陽極処理の目的は、アノードの誘電特性を改善することである。熱処理の別の目的は、酸化物の割れ目や亀裂を拡げ、これらの割れ目や亀裂を、続いて行われる1つ又はそれ以上の再陽極処理工程で直すことである。   D. if desired M.M. As described by Smith et al. (Pages 1264 to 1270 (1963) of Journal of Electrochemical Society No. 110 (12)), the anode is removed from the forming tank 20, the formed electrolyte is washed away, and the oxygen-containing atmosphere is removed. After the anode has been heat treated or annealed at a temperature of about 350 ° C., the anodic oxide may be modified somewhat by performing another anodizing or reanodicing step. The purpose of the heat treatment and subsequent re-anodization is to improve the dielectric properties of the anode. Another purpose of the heat treatment is to widen the oxide cracks and cracks and repair these cracks and cracks in one or more subsequent reanodization steps.

再陽極処理を行うため、アノードを形成電解質に再び浸漬し、別の陽極処理工程を実施する。このとき、停止電流レベルに達するまで、一定電位である。好ましくは、再陽極処理は、企画された装置の作動温度よりも僅かに高い温度で行われる。体温で作動する装置については、再陽極処理を行うための電解質浴の温度は、好ましくは約40℃である。好ましくはないけれども、再陽極処理は、低温又は高温の両方の非作動温度で行うことができる。幾つかのこのようなアニーリング工程及び再陽極処理工程を加えてもよい。好ましくは、ターゲット電位に達し、形成電流がアノードの重量1g当たり約0.05mA乃至0.5mAの閾値以下に低下した後、1つのこのような工程を加える。   In order to perform re-anodization, the anode is again immersed in the forming electrolyte and another anodization step is performed. At this time, the potential is constant until the stop current level is reached. Preferably, the reanodization is performed at a temperature slightly above the planned operating temperature of the device. For devices operating at body temperature, the temperature of the electrolyte bath for re-anodizing is preferably about 40 ° C. Although not preferred, reanodization can be performed at both cold and hot non-operating temperatures. Several such annealing and re-anodizing steps may be added. Preferably, one such step is added after the target potential has been reached and the formation current has dropped below a threshold of about 0.05 mA to 0.5 mA per gram of anode weight.

図4を再び参照すると、この図には、バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成するための本発明の方法の別の実施例がブロックダイヤグラムとして示してある。この実施例の方法では、電解質形成タンク20が提供される。タンク20は、1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成されており、形成電解質を含む電解質形成浴を備える。更に、形成電解質を循環し冷却するための電解質循環サブシステムが設けられている。1つ又はそれ以上のアノード、即ちバルブ金属アノードを形成電解質に浸漬する。形成電解質を形成浴から循環サブシステムを通して循環し、形成電解質の低温の流れを提供する。所定の電位を1つ又はそれ以上のアノードに加え、ターゲット電位に達するまで、一定の電流でターゲット電圧まで上昇する。ターゲット電位に達した後、形成電流が所定の停止電流レベル以下に低下するまで、陽極処理工程をターゲット電位で続行する。   Referring again to FIG. 4, this figure shows a block diagram of another embodiment of the method of the present invention for forming a high voltage anodic oxide on a valve metal anode. In the method of this embodiment, an electrolyte formation tank 20 is provided. Tank 20 is configured to receive one or more anodes and includes an electrolyte forming bath that includes a forming electrolyte. In addition, an electrolyte circulation subsystem is provided for circulating and cooling the forming electrolyte. One or more anodes, i.e. valve metal anodes, are immersed in the forming electrolyte. The forming electrolyte is circulated from the forming bath through a circulation subsystem to provide a cold stream of forming electrolyte. A predetermined potential is applied to one or more anodes and ramped to a target voltage at a constant current until the target potential is reached. After reaching the target potential, the anodization process is continued at the target potential until the forming current drops below a predetermined stop current level.

電位を加えている最中に、形成タンク内の形成電解質の温度が40℃又はそれ以下の温度に正確に維持されるように、形成電解質の低温の流れの流量及び温度を調節する。本発明の方法のこの実施例及び他の実施例では、本明細書中に開示した様々な技術のうちの任意の技術によって、温度を正確に制御できる。これには、低温の流れ41の再循環、適当な形体のタンクのプレナムを通した冷却流体の循環、又は温度を制御した環境又は媒体への熱伝達が含まれる。   During the application of the potential, the flow and temperature of the cold flow of forming electrolyte is adjusted so that the temperature of the forming electrolyte in the forming tank is accurately maintained at a temperature of 40 ° C. or lower. In this and other embodiments of the method of the present invention, the temperature can be accurately controlled by any of the various techniques disclosed herein. This includes recirculation of the cold stream 41, circulation of cooling fluid through a suitably shaped tank plenum, or heat transfer to a temperature controlled environment or medium.

上文中に論じたように、1つ又はそれ以上のアノードについて、1つ又はそれ以上の熱処理工程又はアニーリング工程の後に再陽極処理工程を行ってもよい。好ましくは、1つのこのようなアニーリング工程及び再陽極処理工程は、1つ又はそれ以上のアノードがターゲット電位に達した後、及び形成電流が例えばアノードの重量1g当たり約0.05mA乃至0.5mAの所定レベル以下に低下した後の両方で行われる。   As discussed above, for one or more anodes, a re-anodization step may be performed after one or more heat treatment steps or annealing steps. Preferably, one such annealing step and re-anodizing step is performed after one or more anodes have reached the target potential and the forming current is, for example, about 0.05 mA to 0.5 mA per gram of anode weight. This is done both after falling below a predetermined level.

本発明の方法の上述の実施例は、非限定的例として提供されたものである。ここでの又は特許請求の範囲でのこれらの工程の詳細な説明は、これらの工程が唯一の可能なシーケンスで提供されたということを意味しない。これは、特定の工程のシーケンスを変更してもよく、それでも、特許請求された本発明の所期の範囲内に含まれるためである。   The above-described embodiments of the method of the present invention have been provided as non-limiting examples. A detailed description of these steps herein or in the claims does not imply that these steps were provided in the only possible sequence. This is because the sequence of specific steps may be altered and still fall within the intended scope of the claimed invention.

本方法の以上の議論に記載したように、陽極処理工程は、1つ又はそれ以上のアノードに、ターゲット電位に達するまで一定の電流で、ターゲット電位まで上昇する電位を加えることによって行われる。ターゲット電位に達した後、所定の停止電流レベルに達するまで、陽極処理工程をターゲット電位で続行する。これは、図8に例示されるような従来技術によって、又は図7に例示されるような米国特許出願第10/058,437号の改良パルス技術によって行うことができる。この改良パルス技術もまた、熱管理を補助する。本発明の利点は、いずれの技術でも実現できる。   As described in the previous discussion of the method, the anodization step is performed by applying a potential that increases to the target potential at a constant current to one or more anodes until the target potential is reached. After reaching the target potential, the anodization process is continued at the target potential until a predetermined stop current level is reached. This can be done by the prior art as illustrated in FIG. 8 or by the improved pulse technique of US patent application Ser. No. 10 / 058,437 as illustrated in FIG. This improved pulse technique also assists in thermal management. The advantages of the present invention can be realized with either technique.

本明細書中の議論及び特許請求の範囲を参照すると、「一定の電流」という言い方は、本明細書中、連続した電流(図7参照)又はパルス高が一定のパルス状電流(図8参照)のいずれかに関して使用するということは理解されるべきである。本発明の方法は、これらの電流の形態のいずれかを適用して実施してもよい。更に、「停止電流レベル」という用語は、本明細書中、形成の終了時の電流降下レベル即ち電流降下点に関する。非限定的例として、所望の所定のレベルは、幾つかの用途で加えられた一定の電流の1/10又は約1/100であってもよい。この所定レベルは、用途によって異なっていてもよい。これらのレベルは、当業者によって容易に決定される。   With reference to the discussion and claims herein, the phrase “constant current” refers to a continuous current (see FIG. 7) or a pulsed current with a constant pulse height (see FIG. 8). ) Should be understood to be used in connection with any of The method of the present invention may be implemented applying any of these current forms. Further, the term “stop current level” relates herein to the current drop level at the end of formation, ie the current drop point. As a non-limiting example, the desired predetermined level may be 1/10 or about 1/100 of a constant current applied in some applications. This predetermined level may vary depending on the application. These levels are readily determined by those skilled in the art.

図7は、従来の形成プロトコルで得られた代表的な形成トレースを示す。電流を一定レベルに設定し、電圧がターゲット形成電位(Vf)に達するまでゆっくりと上昇する。電流は、形成電位に達した後、急速に低下する。このプロトコルに対する小さな変更が上掲の米国特許第6,231,993号に記載される。この特許には、電解質の冷却及び拡散を可能にするため、約3時間毎に電圧を切らなければならないと規定される。   FIG. 7 shows a typical formation trace obtained with a conventional formation protocol. The current is set to a constant level and slowly increases until the voltage reaches the target formation potential (Vf). The current drops rapidly after reaching the formation potential. Small changes to this protocol are described in the above-cited US Pat. No. 6,231,993. This patent stipulates that the voltage must be turned off approximately every 3 hours to allow cooling and diffusion of the electrolyte.

図8は、パルス状形成電位を加えることによる電流及び電位のトレース(traces)を概略的に示す。形成波形(formation waveform)は、波形期間tによって定められる。波形期間tは、形成サイクル及びデューティーサイクル(duty cycle)に亘って一定であっても可変であってもよく、また、形成に亘って一定であっても可変であってもよい。加えられた電流又は電位のパルス幅の時間幅の波形期間tに対するパーセンテージで表した比が負荷周期dである。好ましくは、負荷周期dは、電位及び電流パルスの幅が大きい初期形成相中に高い。負荷周期d、及びこれと対応する加えられた電位及び電流のパルス幅は、形成電位がターゲット形成電位に向かって上昇するにつれて、及びターゲット電位に達するまで減少する。一定電流パルスの高さは、Vfに達したときに降下することがわかる。   FIG. 8 schematically shows current and potential traces by applying a pulsed forming potential. The formation waveform is defined by the waveform period t. The waveform period t may be constant or variable over the formation cycle and duty cycle, and may be constant or variable over formation. The ratio of the pulse width of the applied current or potential expressed as a percentage of the time width to the waveform period t is the load period d. Preferably, the duty cycle d is high during the initial formation phase where the potential and current pulse widths are large. The duty cycle d, and the corresponding applied potential and current pulse widths, decrease as the formation potential increases toward the target formation potential and until the target potential is reached. It can be seen that the height of the constant current pulse drops when it reaches Vf.

図7又は図8のいずれかに示す、形成電位及び電流のトレースと関連した本発明の形成方法は、焼結バルブ金属アノードの陽極処理を行う際に総合的且つ正確な熱管理を行う。これによって、電解質残滓及び現場析出による陽極処理の不良を大幅になくす。これによって、アノードの誘電特性即ちアノードのキャパシタンスを大幅に向上する。形成方法は、アノードの様々な大きさ及びそれらの内部特性に合わせて容易に調節される限られたパラメータ組によって簡単に定義される。   The forming method of the present invention in conjunction with forming potential and current traces as shown in either FIG. 7 or FIG. 8 provides comprehensive and accurate thermal management when anodizing a sintered valve metal anode. This greatly eliminates anodization defects due to electrolyte residues and in situ deposition. This greatly improves the dielectric properties of the anode, i.e. the capacitance of the anode. The formation method is simply defined by a limited set of parameters that are easily adjusted to the various sizes of the anodes and their internal characteristics.

本発明によれば、パルス技術を使用する高電圧アノード陽極の形成プロトコルは、以下のパラメータによって特徴付けられ、全体に図8に示してある。
1.)ターゲット形成電位Vf
2.)形成電流If
3.)形成電位をパルスをなして加える波形期間を定義する形成周波数νf=1/t
4.)電位をアノードに加え、形成電流Ifをアノード−電解質システムを通って流す、形成電位波形期間の部分を定義する矩形の形成電位波形の負荷周期d
5.)大きな高電圧電極について、40℃又はそれ以下に正確に維持された形成浴温度Tf
In accordance with the present invention, the protocol for forming a high voltage anode anode using pulse technology is characterized by the following parameters and is shown generally in FIG.
1. ) Target formation potential Vf
2. ) Formation current If
3. ) Formation frequency νf = 1 / t that defines a waveform period in which the formation potential is applied in pulses
4). ) A load period d of a rectangular shaped potential waveform defining a portion of the shaped potential waveform period in which a potential is applied to the anode and a forming current If is passed through the anode-electrolyte system.
5. ) Formation bath temperature Tf accurately maintained at 40 ° C. or lower for large high voltage electrodes

事例1Case 1

一組の8個のコンデンサーを図8に示し且つ本明細書中上文中に論じたパルス形成技術で形成した。1番乃至4番のアノードを、温度を積極的に制御しない従来技術の方法のシステムで加工した。これにより、浴の温度を最大電力放散時に変動し、又は40℃まで上昇できる。5番乃至8番のアノードは、形成浴の温度を本発明の方法で正確に制御し、温度を18℃で一定に保持するシステムで加工した。その他の加工条件は、5番乃至8番のアノードの加工で本発明による積極的温度制御を使用し、形成電解質の温度を正確に18℃に維持することを除き、8個のアノード全てで同じである。4つの電極について、ターゲット電位は260Vであり、初期形成電流は275mAである。形成周波数は約0.2mHzであり、負荷周期は、電力放散に応じて95%乃至75%である。表1は、本発明に従って形成されたアノードで観察されたキャパシタンスの向上を示す。   A set of eight capacitors was formed with the pulse forming technique shown in FIG. 8 and discussed hereinabove. The first through fourth anodes were processed with a prior art method system that did not actively control the temperature. This allows the bath temperature to vary during maximum power dissipation or to rise to 40 ° C. Nos. 5 through 8 were processed in a system in which the temperature of the forming bath was precisely controlled by the method of the present invention and the temperature was kept constant at 18 ° C. The other processing conditions are the same for all eight anodes except that the positive temperature control according to the present invention is used in the processing of anodes 5 through 8 and the temperature of the forming electrolyte is maintained at exactly 18 ° C. It is. For the four electrodes, the target potential is 260 V and the initial formation current is 275 mA. The forming frequency is about 0.2 mHz, and the load period is 95% to 75% depending on the power dissipation. Table 1 shows the capacitance enhancement observed with anodes formed in accordance with the present invention.

Figure 2008519440
Figure 2008519440

表1のデータが示すように、アノードを本発明に従って形成することにより、熱管理を行わない従来技術の方法に従って形成されたアノードと比較してキャパシタンスが改善された。キャパシタンスの改善は、専ら、形成電解質浴を積極的に冷却する工程、及びその温度を正確に18℃に維持する工程を含む、方法の改良による。18℃で形成したアノードのキャパシタンスは、最大電力放散時に最大40まで温度を上昇させる条件で形成したものよりも2%乃至5%改善する。キャパシタンスのこの改善は、3番アノードのキャパシタンスと7番アノードのキャパシタンスとの間の差、及び1番アノードのキャパシタンスと5番アノードのキャパシタンスとの間の差を比較することにより得られる。   As the data in Table 1 shows, forming the anode according to the present invention improved the capacitance compared to anodes formed according to prior art methods without thermal management. The improvement in capacitance is due exclusively to improvements in the method, including actively cooling the forming electrolyte bath and maintaining its temperature at exactly 18 ° C. The capacitance of the anode formed at 18 ° C. is 2% to 5% better than that formed under conditions where the temperature is increased to a maximum of 40 when maximum power is dissipated. This improvement in capacitance is obtained by comparing the difference between the 3rd and 7th anode capacitances and the difference between the 1st and 5th anode capacitances.

本明細書中に説明した原理に従ってバルブ金属アノードを陽極処理加工することにより、キャパシタンスが、従来技術の方法に従って加工したアノードと比較して改善されるということを示した。このキャパシタンスの改善は、コンデンサーのエネルギ密度の改善に直接つながり、これにより、全体に小型の装置を設計できる。小型の装置は、装置の埋め込みと関連した副作用を緩和し、患者の快適性を改善する。   It has been shown that anodizing a valve metal anode according to the principles described herein improves the capacitance compared to an anode fabricated according to prior art methods. This improvement in capacitance directly leads to an improvement in the energy density of the capacitor, which allows a small device to be designed as a whole. Smaller devices alleviate the side effects associated with device implantation and improve patient comfort.

本明細書中に開示した全ての特許及び刊行物は、これらに触れたことにより、開示された内容全てが本明細書中に含まれたものとする。
以上の特定の実施例及び例は、コンデンサー、特にIMDに組み込んだコンデンサーで使用できるアノード用の、本発明によるアノード形成方法を例示するものである。従って、当業者に周知の又は本明細書中に開示したこの他の手段、及び本願の出願日以前に存在する手段、後に存在するようになる手段を、本発明、即ち特許請求の範囲から逸脱することなく、使用してもよいということは理解されるべきである。
All patents and publications disclosed herein are hereby incorporated by reference in their entirety by reference to these patents and publications.
The specific examples and examples above illustrate the anode forming method according to the present invention for an anode that can be used in a capacitor, particularly a capacitor incorporated in an IMD. Accordingly, other means well known to those skilled in the art or disclosed herein, as well as means that exist before the filing date of this application, and that will become later, depart from the present invention, ie, the claims. It should be understood that it may be used without doing so.

図1は、本発明の方法の一実施例の工程を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 1 is a block diagram showing the steps of one embodiment of the method of the present invention. 図2は、本発明の方法の一実施例の工程を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 2 is a block diagram showing the steps of one embodiment of the method of the present invention. 図3は、本発明の方法の一実施例の工程を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 3 is a block diagram showing the steps of one embodiment of the method of the present invention. 図4は、本発明の方法の一実施例の工程を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 4 is a block diagram showing the steps of one embodiment of the method of the present invention. 図5は、本発明によるシステムの一実施例の概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of one embodiment of a system according to the present invention. 図6は、図3のシステムで有用な形成タンクの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a forming tank useful in the system of FIG. 図7は、ターゲット電位に達するまで電位が滑らかに上昇し、次いで所定の保持時間に亘ってターゲット電位で一定に保持し、この保持時間中に電流が益々小さくなる、代表的な従来技術の形成トレースのグラフである。FIG. 7 shows the formation of a typical prior art in which the potential rises smoothly until the target potential is reached, then held constant at the target potential for a predetermined holding time, and the current becomes increasingly smaller during this holding time. It is a graph of a trace. 図8は、パルス状形成電位を使用して得られた形成トレースのグラフである。FIG. 8 is a graph of the formation trace obtained using the pulsed formation potential.

符号の説明Explanation of symbols

10 システム
20 電解質形成タンク
21 蓋又はカバー
22 流体入口
24 流体出口
30 電解質循環サブシステム
32 熱交換器
34 冷却ユニット
36 ポンプ
38 パイプ又はホース
10 System 20 Electrolyte Formation Tank 21 Lid or Cover 22 Fluid Inlet 24 Fluid Outlet 30 Electrolyte Subsystem 32 Heat Exchanger 34 Cooling Unit 36 Pump 38 Pipe or Hose

Claims (27)

バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成する方法であって、
形成電解質を含む電解質形成浴にバルブ金属アノードを浸漬する工程と、
陽極処理工程を実施する工程と、
前記陽極処理工程の実施中に前記形成浴中の前記形成電解質の温度を40℃又はそれ以下の温度に正確に維持する工程と、を含む方法。
A method of forming a high voltage anodic oxide on a valve metal anode comprising:
Immersing the valve metal anode in an electrolyte forming bath containing the forming electrolyte;
Carrying out the anodizing process;
Accurately maintaining the temperature of the forming electrolyte in the forming bath at a temperature of 40 ° C. or lower during the anodizing step.
バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成する方法であって、
形成電解質を含む電解質形成浴にバルブ金属アノードを浸漬する工程と、
陽極処理工程を、一定の電流で、ターゲット電位に達するまで実施し、次いで、前記ターゲット電位で、電流が所定の停止電流レベル以下に低下するまで実施する工程と、
前記陽極処理工程の実施中に前記形成浴中の前記形成電解質の温度を40℃又はそれ以下の温度に正確に維持する工程と、を含む方法。
A method of forming a high voltage anodic oxide on a valve metal anode comprising:
Immersing the valve metal anode in an electrolyte forming bath containing the forming electrolyte;
Performing an anodizing step at a constant current until a target potential is reached, then at the target potential until the current drops below a predetermined stop current level; and
Accurately maintaining the temperature of the forming electrolyte in the forming bath at a temperature of 40 ° C. or lower during the anodizing step.
バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成する方法であって、
形成電解質を含む電解質形成浴にバルブ金属アノードを浸漬する工程と、
陽極処理工程を、一定の電流で、ターゲット電位に達するまで実施し、次いで、前記ターゲット電位で、電流が所定の停止電流レベル以下に低下するまで実施する工程と、
前記形成電解質の流れを前記形成浴から熱交換器を通して循環し、前記形成電解質の低温の流れを提供する工程と、
前記陽極処理工程の実施中に、前記形成電解質の低温の流れを前記形成浴中に導入することにより、前記形成浴中の前記形成電解質の温度を40℃又はそれ以下の温度に正確に維持する工程と、を含む方法。
A method of forming a high voltage anodic oxide on a valve metal anode comprising:
Immersing the valve metal anode in an electrolyte forming bath containing the forming electrolyte;
Performing an anodizing step at a constant current until a target potential is reached, then at the target potential until the current drops below a predetermined stop current level; and
Circulating the forming electrolyte stream from the forming bath through a heat exchanger to provide a cold stream of the forming electrolyte;
The temperature of the forming electrolyte in the forming bath is accurately maintained at a temperature of 40 ° C. or lower by introducing a low temperature flow of the forming electrolyte into the forming bath during the anodizing step. And a method comprising:
バルブ金属アノードに高電圧陽極酸化物を形成する方法であって、
1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成された、形成電解質を含む電解質形成浴を備えた電解質形成タンクを提供する工程と、
前記形成電解質を循環し冷却するための電解質循環サブシステムを提供する工程と、
1つ又はそれ以上のアノードを前記形成電解質に浸漬する工程と、
前記形成電解質を前記形成浴から前記循環サブシステムを通して循環し、前記形成電解質の低温の流れを提供する工程と、
前記1つ又はそれ以上のアノードに所定の電位を加え、この電位を、一定の電流が加わった状態で、ターゲット電位に達するまで、ターゲット電圧まで上昇する工程と、
前記電流が所定の停止電流レベル以下に低下するまで、前記1つ又はそれ以上のアノードに、前記ターゲット電位の電位を加え続ける工程と、
電位を加えている最中に前記形成タンク中の前記形成電解質の温度が40℃又はそれ以下の温度に正確に維持されるように、前記形成電解質の前記低温の流れの流量及び温度を調節する工程と、を含む方法。
A method of forming a high voltage anodic oxide on a valve metal anode comprising:
Providing an electrolyte forming tank with an electrolyte forming bath configured to receive one or more anodes and including a forming electrolyte;
Providing an electrolyte circulation subsystem for circulating and cooling the forming electrolyte;
Immersing one or more anodes in the forming electrolyte;
Circulating the forming electrolyte from the forming bath through the circulation subsystem to provide a cold stream of the forming electrolyte;
Applying a predetermined potential to the one or more anodes and increasing the potential to a target voltage with a constant current applied until the target potential is reached;
Continuing to apply a potential of the target potential to the one or more anodes until the current drops below a predetermined stop current level;
Adjust the flow rate and temperature of the cold stream of the forming electrolyte so that the temperature of the forming electrolyte in the forming tank is accurately maintained at a temperature of 40 ° C. or lower during the application of potential. And a method comprising:
請求項4に記載の方法であって、
前記タンクには、更に、複数のアノード形成スロットが形成されており、少なくとも1つのアノードが前記複数のアノード形成スロットのうちの少なくとも1つに浸漬される方法。
The method of claim 4, comprising:
The tank further includes a plurality of anode forming slots, and at least one anode is immersed in at least one of the plurality of anode forming slots.
前記形成電解質の前記温度が30℃又はそれ以下に正確に維持される請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the temperature of the forming electrolyte is accurately maintained at or below 30 ° C. 前記形成電解質の前記温度が20℃又はそれ以下に正確に維持される請求項1の方法。   The method of claim 1 wherein the temperature of the forming electrolyte is accurately maintained at or below 20 ° C. 前記形成電解質の前記温度が10℃又はそれ以下に正確に維持される請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the temperature of the forming electrolyte is accurately maintained at 10 ° C. or lower. 前記形成電解質の前記温度が10℃乃至40℃又はそれ以下の温度に維持される請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the temperature of the forming electrolyte is maintained at a temperature between 10 ° C. and 40 ° C. or less. 前記形成電解質の前記温度が0℃乃至40℃の温度に維持される請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the temperature of the forming electrolyte is maintained at a temperature between 0 ° C and 40 ° C. 請求項1に記載の方法において、更に、
前記アノードを前記電解質形成浴から取り出す工程と、
前記アノードに熱処理を加える工程と、
前記アノードを前記形成電解質に再度浸漬する工程と、
前記形成浴中の前記形成電解質の温度を40℃又はそれ以下の温度に正確に維持しながら第2の陽極処理工程を実施する工程と、を含む方法。
The method of claim 1, further comprising:
Removing the anode from the electrolyte forming bath;
Applying a heat treatment to the anode;
Re-immersing the anode in the forming electrolyte;
Carrying out a second anodizing step while accurately maintaining the temperature of the forming electrolyte in the forming bath at a temperature of 40 ° C. or lower.
請求項4に記載の方法において、更に、
前記1つ又はそれ以上のアノードを前記電解質形成浴から取り出す工程と、
前記1つ又はそれ以上のアノードに熱処理を加える工程と、
前記1つ又はそれ以上のアノードを前記形成電解質に再度浸漬する工程と、
前記形成電解質を前記形成浴から前記循環サブシステムを通して循環し、低温の形成電解質の流れを提供する工程と、
所定の電位を前記1つ又はそれ以上のアノードに加え、前記電位を、一定の電流で、ターゲット電位まで上昇する工程と、
前記電位を前記ターゲット電位で、前記電流が所定の停止でレベル以下に低下するまで、加え続ける工程と、
前記電位を加える工程中、前記形成タンク内の前記形成電解質の温度が40℃又はそれ以下の温度に正確に維持されるように、前記低温の形成電解質の流れの流量及び温度を調節する工程と、を含む方法。
The method of claim 4, further comprising:
Removing the one or more anodes from the electrolyte forming bath;
Applying a heat treatment to the one or more anodes;
Re-immersing the one or more anodes in the forming electrolyte;
Circulating the forming electrolyte from the forming bath through the circulation subsystem to provide a cold forming electrolyte stream;
Applying a predetermined potential to the one or more anodes and increasing the potential to a target potential at a constant current;
Continuing to add the potential at the target potential until the current drops below a level at a predetermined stop;
Adjusting the flow rate and temperature of the cold forming electrolyte stream such that the temperature of the forming electrolyte in the forming tank is accurately maintained at a temperature of 40 ° C. or lower during the step of applying the potential; , Including methods.
前記アノードがタンタルアノードである請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein the anode is a tantalum anode. 請求項1乃至4のうちのいずれか1項に記載の方法で形成したタンタルアノード。   A tantalum anode formed by the method according to any one of claims 1 to 4. 電解質浴システムであって、
1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成された、形成電解質を含む電解質形成浴を備えた、入口及び出口を備えて形成されたタンクと、
前記タンクに流通連通状態で連結された、前記出口から電解質の流れを受け入れるように形成された、前記電解質の流れの温度を下げ、前記電解質の流れを前記入口に戻すための電解質循環サブシステムと、を含む浴システム。
An electrolyte bath system,
A tank formed with an inlet and an outlet, with an electrolyte forming bath containing a forming electrolyte, formed to receive one or more anodes;
An electrolyte circulation subsystem connected to the tank in flow communication and configured to receive an electrolyte flow from the outlet for lowering the temperature of the electrolyte flow and returning the electrolyte flow to the inlet; , Including bath system.
電解質浴システムであって、
下レベルと、該下レベルと流通連通した上レベルとを持つタンクであって、前記下レベルは、前記タンク内への電解質の流れを受け入れるように形成された入口を有し、前記上レベルは、前記タンクから電解質の流れを排出するように形成された出口を有し、前記上レベルには複数のアノード形成スロットが形成されており、これらのスロットは、少なくとも1つのアノードを受け入れる大きさを備えており、前記スロットの各々は開口部を有し、この開口部を通って電解質が前記下レベルから前記上レベル内に流れる、タンクと、
前記入口及び前記出口に連結された電解質循環サブシステムと、を備える浴システム。
An electrolyte bath system,
A tank having a lower level and an upper level in flow communication with the lower level, the lower level having an inlet configured to receive an electrolyte flow into the tank, the upper level being A plurality of anode-forming slots formed in the upper level, the slots being sized to receive at least one anode. Each of the slots has an opening through which electrolyte flows from the lower level into the upper level; and
An electrolyte circulation subsystem coupled to the inlet and the outlet.
請求項15に記載の浴システムにおいて、
前記電解質循環サブシステムは、冷却ユニットに連結された熱交換器と、電解質を前記タンクと前記電解質循環サブシステムとの間で循環するための少なくとも1つのポンプと、を備える浴システム。
The bath system according to claim 15,
The electrolyte circulation subsystem comprises a heat exchanger coupled to a cooling unit and at least one pump for circulating an electrolyte between the tank and the electrolyte circulation subsystem.
請求項15に記載の浴システムにおいて、
前記電解質循環サブシステムは、
熱交換器と、
前記熱交換器に連結された冷却ユニットと、
電解質を前記タンクと前記循環サブシステムとの間で循環するための少なくとも1つのポンプと、
前記冷却ユニットを通して冷却流体を循環するための少なくとも1つのポンプ又はブロワーと、を含む、浴システム。
The bath system according to claim 15,
The electrolyte circulation subsystem includes:
A heat exchanger,
A cooling unit coupled to the heat exchanger;
At least one pump for circulating electrolyte between the tank and the circulation subsystem;
A bath system comprising at least one pump or blower for circulating a cooling fluid through the cooling unit.
請求項15に記載の浴システムにおいて、
前記タンクが蓋を備えて形成された包囲ハウジングであり、前記システムが更に前記タンク内に減圧を発生するための真空ユニットを含む浴システム。
The bath system according to claim 15,
A bath system wherein the tank is an enclosed housing formed with a lid, the system further comprising a vacuum unit for generating a vacuum in the tank.
請求項15に記載の浴システムであって、更に前記タンク内に真空を発生するように形成された真空ユニットを含む浴システム。   16. The bath system according to claim 15, further comprising a vacuum unit configured to generate a vacuum in the tank. 請求項15に記載の浴システムであって、更に電解質をアノードの小孔又は隙間に強制的に入れることができる圧力差を発生するように形成された真空ユニットを含む浴システム。   16. The bath system according to claim 15, further comprising a vacuum unit configured to generate a pressure differential that can force the electrolyte into a small hole or gap in the anode. 請求項15に記載の浴システムにおいて、
前記タンクが更に放熱のための複数のフィン又は複数のファンを備える浴システム。
The bath system according to claim 15,
The bath system wherein the tank further comprises a plurality of fins or a plurality of fans for heat dissipation.
請求項15に記載の浴システムであって、更に電子式制御装置を備える浴システム。   The bath system according to claim 15, further comprising an electronic control unit. 請求項15に記載の浴システムであって、更に電子式制御装置を備えており、該制御装置が電解質循環速度又は熱伝達率のいずれか又は両方を調節するように装備されており且つ形成される浴システム。   16. The bath system according to claim 15, further comprising an electronic controller, wherein the controller is equipped and formed to regulate either or both of the electrolyte circulation rate and / or heat transfer rate. Bath system. 請求項15に記載の浴システムであって、更に電子式制御装置を備えており、該制御装置が電解質循環速度、熱伝達率、及び冷却流体循環速度を調節するように装備され形成される浴システム。   16. The bath system according to claim 15, further comprising an electronic controller, wherein the controller is equipped and formed to regulate electrolyte circulation rate, heat transfer rate, and cooling fluid circulation rate. system. 電解質浴システムにおいて、
形成電解質を含む電解質形成浴を備えたタンクであって、該タンクは、1つ又はそれ以上のアノードを受け入れるように形成されており、前記タンクは、冷却流体を通過させて循環できるプレナムを形成するように間隔が隔てられた内壁及び外壁と、前記プレナム内への冷却流体を受け入れるための入口と、冷却流体をプレナムから出す出口とを有するタンクと、
前記入口及び前記出口に流通連通状態で連結された冷却流体循環サブシステムと、を含む浴システム。
In the electrolyte bath system,
A tank with an electrolyte forming bath containing a forming electrolyte, the tank being configured to receive one or more anodes, said tank forming a plenum through which cooling fluid can be circulated A tank having inner and outer walls spaced apart, an inlet for receiving cooling fluid into the plenum, and an outlet for discharging the cooling fluid from the plenum;
A cooling fluid circulation subsystem coupled in flow communication with the inlet and the outlet.
請求項18に記載の浴システムにおいて、
前記熱交換器が形成電解質を収容したタンクの液体で充填した壁部分を含む浴システム。
The bath system according to claim 18,
A bath system wherein the heat exchanger includes a wall portion filled with a liquid in a tank containing a forming electrolyte.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050558A1 (en) * 2008-10-29 2010-05-06 昭和電工株式会社 Method for manufacturing capacitor element

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7952853B2 (en) 2004-04-27 2011-05-31 Medtronic, Inc. Capacitor electrolyte
US9548166B2 (en) 2005-06-30 2017-01-17 Medtronic, Inc. Capacitor electrolyte
US7879217B2 (en) * 2005-12-02 2011-02-01 Greatbatch Ltd. Method of forming valve metal anode pellets for capacitors using forced convection of liquid electrolyte during anodization
US8241470B1 (en) * 2006-06-28 2012-08-14 Tantalum Pellet Company Method of anodizing
US7887687B2 (en) * 2006-08-22 2011-02-15 Deere & Company Method and system for coating a workpiece
US7649730B2 (en) 2007-03-20 2010-01-19 Avx Corporation Wet electrolytic capacitor containing a plurality of thin powder-formed anodes
US7554792B2 (en) * 2007-03-20 2009-06-30 Avx Corporation Cathode coating for a wet electrolytic capacitor
BRPI0814081A2 (en) * 2007-07-18 2015-02-03 Cabot Corp HIGH VOLTAGE NIOBIDE OXIDES AND CAPACITORS CONTAINING THE SAME
US7837743B2 (en) * 2007-09-24 2010-11-23 Medtronic, Inc. Tantalum anodes for high voltage capacitors employed by implantable medical devices and fabrication thereof
GB0720982D0 (en) * 2007-10-25 2007-12-05 Plasma Coatings Ltd Method of forming a bioactive coating
US7874968B2 (en) * 2008-04-11 2011-01-25 Andre Foucault Leg rehabilitation apparatus
US8023250B2 (en) 2008-09-12 2011-09-20 Avx Corporation Substrate for use in wet capacitors
US8279585B2 (en) * 2008-12-09 2012-10-02 Avx Corporation Cathode for use in a wet capacitor
US8345406B2 (en) * 2009-03-23 2013-01-01 Avx Corporation Electric double layer capacitor
US8223473B2 (en) 2009-03-23 2012-07-17 Avx Corporation Electrolytic capacitor containing a liquid electrolyte
US8405956B2 (en) * 2009-06-01 2013-03-26 Avx Corporation High voltage electrolytic capacitors
US8605411B2 (en) 2010-09-16 2013-12-10 Avx Corporation Abrasive blasted conductive polymer cathode for use in a wet electrolytic capacitor
US8259435B2 (en) 2010-11-01 2012-09-04 Avx Corporation Hermetically sealed wet electrolytic capacitor
US8514547B2 (en) 2010-11-01 2013-08-20 Avx Corporation Volumetrically efficient wet electrolytic capacitor
US8588903B2 (en) * 2011-02-22 2013-11-19 Omnitek Partners Llc Liquid reserve battery operated emergency medical devices
US9283303B2 (en) * 2011-06-03 2016-03-15 DePuy Synthes Products, Inc. Surgical implant
US9275799B2 (en) 2011-12-20 2016-03-01 Avx Corporation Wet electrolytic capacitor containing an improved anode
CN103572350B (en) * 2012-08-07 2016-05-18 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司 A kind of oxide-film of consistency of thickness forms technology
TWI465301B (en) * 2012-09-25 2014-12-21 Univ Southern Taiwan Sci & Tec Preparation device of porous alumina template
GB2512481B (en) 2013-03-15 2018-05-30 Avx Corp Wet electrolytic capacitor for use at high temperatures
GB2512486B (en) 2013-03-15 2018-07-18 Avx Corp Wet electrolytic capacitor
US9324503B2 (en) 2013-03-15 2016-04-26 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor
CN103668384A (en) * 2013-12-02 2014-03-26 山东鼎铭铝业有限公司 Automatic temperature control system for primarily cooling oxidation bath solution
FR3020642B1 (en) * 2014-04-30 2021-07-02 Turbomeca DEVICE INTENDED FOR IMPLEMENTING AN ANODIZATION TREATMENT
CN104152967B (en) * 2014-07-16 2017-02-01 常州大学 Aluminum alloy anode oxidation device
CN104152968B (en) * 2014-07-25 2017-02-01 四川石棉华瑞电子有限公司 Forming tank liquor taking device
US10290430B2 (en) 2014-11-24 2019-05-14 Avx Corporation Wet Electrolytic Capacitor for an Implantable Medical Device
EP3032552A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-15 ABB Technology Ltd A cooling system for a high voltage electromagnetic induction device, a system and a method of cooling the same
US9786440B2 (en) 2014-12-17 2017-10-10 Avx Corporation Anode for use in a high voltage electrolytic capacitor
CN106191954A (en) * 2016-07-18 2016-12-07 江苏科技大学 A kind of monitoring micro-arc oxidation device and the method in real time of Electrolyte self-circulation
US10893944B2 (en) 2017-03-30 2021-01-19 Biomet Manufacturing, Llc Methods of modifying the porous surface of implants

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3640854A (en) * 1969-12-10 1972-02-08 Mallory & Co Inc P R Continuous forming of metal oxides
US3864219A (en) * 1974-01-08 1975-02-04 Atomic Energy Commission Process and electrolyte for applying barrier layer anodic coatings
GB1454953A (en) * 1974-02-12 1976-11-10 Plessey Co Ltd Method of producing tantalum capacitors by anodising
US4052273A (en) * 1974-06-10 1977-10-04 Corning Glass Works Method of anodizing porous tantalum
FI53841C (en) * 1975-05-07 1978-08-10 Teuvo Tapio Korpi ELEKTROLYTISK YTBELAEGGNINGSANORDNING
JPS61139697A (en) * 1984-12-10 1986-06-26 エムハ−ト・インダストリ−ズ・インコ−ポレ−テツド Anodic oxidation method
JPH05239700A (en) * 1992-02-26 1993-09-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrolytic working device
US5837120A (en) * 1994-09-30 1998-11-17 Electroplating Technologies, Inc. Method and apparatus for electrochemical processing
AU4987696A (en) * 1996-02-20 1997-09-10 Andela Tool & Machine, Inc. Windshield stripper
US5837121A (en) * 1997-10-10 1998-11-17 Kemet Electronics Corporation Method for anodizing valve metals
US6006133A (en) * 1998-04-03 1999-12-21 Medtronic, Inc. Implantable medical device having flat electrolytic capacitor with consolidated electrode assembly
US6231993B1 (en) * 1998-10-01 2001-05-15 Wilson Greatbatch Ltd. Anodized tantalum pellet for an electrolytic capacitor
US6235181B1 (en) * 1999-03-10 2001-05-22 Kemet Electronics Corporation Method of operating process for anodizing valve metals
US6621686B1 (en) * 2000-06-30 2003-09-16 Medtronic, Inc. Implantable medical device having flat electrolytic capacitor formed with partially through-etched and through-hole punctured anode sheets
US6267861B1 (en) * 2000-10-02 2001-07-31 Kemet Electronics Corporation Method of anodizing valve metals
KR100400252B1 (en) * 2001-06-29 2003-10-01 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing Tantalium Oxide capacitor
US6802951B2 (en) * 2002-01-28 2004-10-12 Medtronic, Inc. Methods of anodizing valve metal anodes
US7342774B2 (en) * 2002-11-25 2008-03-11 Medtronic, Inc. Advanced valve metal anodes with complex interior and surface features and methods for processing same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050558A1 (en) * 2008-10-29 2010-05-06 昭和電工株式会社 Method for manufacturing capacitor element
JP5411156B2 (en) * 2008-10-29 2014-02-12 昭和電工株式会社 Capacitor element manufacturing method
US8915974B2 (en) 2008-10-29 2014-12-23 Showa Denko K.K. Method for manufacturing capacitor element

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Publication number Publication date
CA2581812A1 (en) 2006-05-11
WO2006050401A9 (en) 2006-06-15
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