JPH0263284B2 - - Google Patents
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- JPH0263284B2 JPH0263284B2 JP60055543A JP5554385A JPH0263284B2 JP H0263284 B2 JPH0263284 B2 JP H0263284B2 JP 60055543 A JP60055543 A JP 60055543A JP 5554385 A JP5554385 A JP 5554385A JP H0263284 B2 JPH0263284 B2 JP H0263284B2
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は、電解コンデンサ用陰極材料に関す
る。 従来の技術 電解コンデンサの電極材料としては、一般的に
は陽極材料と陰極材料とに分かれているが、コン
デンサの静電容量を増大させるためには、陽極材
料のみならず、特に陰極材料自体の静電容量の向
上を図ることも有効である。 このような静電容量の向上を図つた陰極材料の
一つとして、アルミニウム箔基材表面に不活性ガ
ス中蒸着法等によりチタン皮膜などの金属皮膜を
形成したものが知られている（例えば特開昭59−
167009号）。かかる陰極材料によれば、皮膜表面
に微細な凹凸が形成される結果、アルミニウム箔
にエツチングを施すことによつて表面積の拡大効
果を図つた従来一般の陰極材料に較べて、拡面率
を向上しえ、ひいては静電容量を増大することが
可能となつた。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の陰極材料によつてもな
お、皮膜の表面積の拡大には限界があり、電解コ
ンデンサの小型化、高性能化を実現するために昨
今要求される静電容量の増大に対しては、これを
充分満足するとは言い難いものであつた。 この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので
あつて、静電容量をさらに増大した陰極材料の提
供を目的とする。 問題点を解決するための手段 この目的において、この発明者らは種々実験と
研究を重ねた結果、アルミニウム箔基材表面を一
定の範囲内で凹凸状に粗面化することによつて、
その凹凸効果を基材表面に形成される金属皮膜の
表面にも現出せしめ、その結果金属皮膜表面に高
低差をもつて多数生じる球頭状突出部の該高低差
外径さらには皮膜厚さを一定範囲内のものとする
ことにより、皮膜表面積の拡大ひいては静電容量
の増大化を図りうることに成功したものである。 即ちこの発明は、振幅が平均値において10μｍ
以下の微視的な凹凸が形成されたアルミニウム箔
基材の表面に、平均10μｍ以下の高低差をもつて
隣り合う平均外径0.02〜1.0μｍの多数の球頭状突
出部を表面に有する金属皮膜が、最大厚さ0.1〜
5.0μｍの範囲に被覆形成されてなることを特徴と
する電解コンデンサ用陰極材料を要旨とするもの
である。 なお、この明細書においてアルミニウムの語は
アルミニウム合金を含む意味において用いる。 アルミニウム箔基材を粗面化するのは、前述の
ようにその凹凸効果を基材に形成される金属皮膜
の表面に波及せしめて皮膜の拡面率の向上を助長
するためである。粗面化の方法としては、サンド
ブラストあるいはヘアラインなどの機械的な研磨
のほか、化学的あるいは電気化学的に湿式エツチ
ングを施す方法をも採用しうる。勿論これらに限
定されるものではない。粗面化の程度としては第
１図、第２図に示すように、基材１表面の微視的
な凹凸３の振幅Ａが平均において10μｍ以下とな
されることが必要である。10μｍを超えると実際
上皮膜の表面積の拡大化が却つて困難で、容量が
小さいものとなつてしまうからである。この明細
書でいう微視的な凹凸３には、基材表面のうねり
成分、あるいは凹凸３を形成するためにアルミニ
ウム箔基材に施すことのあるエツチングにおいて
生ずるエツチングポアや表面についた傷などのよ
うな深い凹部４、大きな凸部などは含まない。も
つとも振幅Ｃが10μｍを超えるうねり成分や大き
な凹凸は付加的に存在してもしなくても良く、存
在した場合には拡面率ひいては静電容量がさらに
増加すると共にコンデンサの劣化が防止されるこ
とが実験的に確認されている。 上記のような微視的凹凸３によつて、基材１自
体の表面拡大率は５〜60倍程度となされるのが好
ましい。５倍未満では皮膜表面の拡大面効果の助
長による静電容量の増大化を図ることができず、
逆に60倍を超えても容量の増大効果が少ないから
である。 粗面化された基材表面に皮膜を形成する金属と
しては、特に限定されるものではないが、例えば
Ti、Cr、Ag、Sn、Co、Zr、Ta、Si、Cu、Feあ
るいはこれらの合金等が使用される。金属皮膜の
基材表面への被覆形成方法としては、真空蒸着
法、不活性ガス中蒸着法、スパツタリング法、イ
オンプレーテイング法等を用いることができる。
かかる方法によつて形成された金属皮膜２の表面
は、第１図、第２図に示すように、金属が基材表
面の凹凸に対応して凹凸状にかつ高低差を有する
多数の球頭状に堆積した形状を呈する。ここで球
頭状突出部５の外径Ｒは平均値において0.02〜
1.0μｍの範囲に収めることが必要である。0.02μ
ｍ未満では表面積ひいては静電容量の増大効果に
乏しく、逆に1.0μｍを超えても却つて表面積が小
さくなり静電容量の減少を招くからである。か
つ、隣り合う球頭状突出部５の高低差Ｂは、平均
値において10μｍ以下となされる。10μｍを超え
ると実際上却つて皮膜表面積を拡大できず、静電
容量も小さいものとなるからである。また、金属
皮膜２の皮膜厚さｔは最大値において、0.1〜
5.0μｍの範囲とすべきである。0.1μｍ未満では、
皮膜が粗面化しにくく静電容量が小さいものとな
り、逆に5.0μｍを超えても使用金属材料の増大、
コスト上昇、作業性の悪化に見合うだけの効果が
得られないからである。好ましい範囲は0.2〜
2.0μｍである。 なお、図面では、基材表面の一つの凸部に対応
して一つの球頭突出部５が形成された場合を示し
たが、両者は必ずしも１対１に対応するものでは
なく、基材の凹凸の程度、金属皮膜の形成条件等
との関係によつては、基材の隣り合う凸部間に複
数の球頭状突出部が形成される場合もある。また
図面では、基材１の表面に存在する大きな凹部４
の深部内面には金属皮膜２が形成されていない状
態を示したが、凹部４の大きさ、深さ等によつて
は内面全体にわたつて皮膜が形成される場合もあ
る。 発明の効果 この発明に係る電解コンデンサ用陰極材料は、
上述の次第で、基材表面を所定範囲の凹凸を形成
して粗面化することにより、その凹凸効果を金属
皮膜の表面に現出させる一方、その結果高低差を
もつて金属皮膜表面に形成された球頭状突出部の
該高低差、外径、皮膜厚さを一定範囲内のものと
したことにより、従来の平滑状アルミニウム基材
表面に不活性ガス中蒸着法等により金属皮膜を形
成してなる陰極材料と較べて、皮膜の表面積を拡
大でき、ひいては静電容量を増大することがで
き、また静電容量の値をバラツキの少ないものと
することができる。その結果、電解コンデンサの
小型化、高性能化に極めて有効なものとなしう
る。 実施例 次にこの発明の実施例を比較例とともに示す。 実施例 １ 厚さ0.05mmの99.8％アルミニウム箔を、液温60
℃、2.5wt％塩酸溶液中に浸漬し、20A／50cm2の
電流密度で300秒間電解エツチングした。エツチ
ング後のアルミニウム箔基材の表面には、平均
0.5μｍ以下の微視的凹凸が形成されるとともに、
板厚方向に10μｍ程度の深さのエツチングポアが
形成されていた。また基材の表面拡大率は30倍で
あつた。次いで、上記エツチング箔基材表面に、
５×10-3Torrのアルゴンガス中でチタンを蒸発
させ、最大厚さ1.0μｍのチタン蒸着皮膜を形成し
た。この皮膜の表面には高低差を有する平均外径
0.3μｍの多数の球頭状突出部が形成されており、
また隣り合う球頭状突出部の高低差は平均0.7μｍ
以下であつた。なお、エツチングポアの深部内面
には皮膜が形成されていなかつた。 実施例 ２ 実施例１と同じエツチングアルミニウム箔基材
を用い、この基材表面に、真空蒸着法により最大
厚さ0.5μｍのクロム皮膜を形成した。この皮膜の
表面には平均外径0.5μｍの多数の球頭状突出部が
形成され、また隣り合う球頭状突出部の高低差は
平均0.6μｍ以下であつた。なお実施例１と同様
に、基材表面のエツチングポアの深部内面には皮
膜が形成されていなかつた。 比較例 厚さ0.05mmの99.8％アルミニウム箔を基材とし
て、この基材表面に５×10-3Torrのアルゴンガ
ス雰囲気中でチタンを蒸発させ厚さ1.0μｍのチタ
ン蒸着皮膜を形成した。この皮膜の表面は外径
0.1μｍの多数の球頭状突出部が形成されたもので
あつたが、該突出部間に高低差はほとんどなく、
頂部はほぼ同一高さであつた。 上記のように作製した３種の陰極材料の静電容
量を、30℃、10wt％ホウ酸アンモニウム溶液中
で測定した。その結果を表に示す。
る。 従来の技術 電解コンデンサの電極材料としては、一般的に
は陽極材料と陰極材料とに分かれているが、コン
デンサの静電容量を増大させるためには、陽極材
料のみならず、特に陰極材料自体の静電容量の向
上を図ることも有効である。 このような静電容量の向上を図つた陰極材料の
一つとして、アルミニウム箔基材表面に不活性ガ
ス中蒸着法等によりチタン皮膜などの金属皮膜を
形成したものが知られている（例えば特開昭59−
167009号）。かかる陰極材料によれば、皮膜表面
に微細な凹凸が形成される結果、アルミニウム箔
にエツチングを施すことによつて表面積の拡大効
果を図つた従来一般の陰極材料に較べて、拡面率
を向上しえ、ひいては静電容量を増大することが
可能となつた。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の陰極材料によつてもな
お、皮膜の表面積の拡大には限界があり、電解コ
ンデンサの小型化、高性能化を実現するために昨
今要求される静電容量の増大に対しては、これを
充分満足するとは言い難いものであつた。 この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので
あつて、静電容量をさらに増大した陰極材料の提
供を目的とする。 問題点を解決するための手段 この目的において、この発明者らは種々実験と
研究を重ねた結果、アルミニウム箔基材表面を一
定の範囲内で凹凸状に粗面化することによつて、
その凹凸効果を基材表面に形成される金属皮膜の
表面にも現出せしめ、その結果金属皮膜表面に高
低差をもつて多数生じる球頭状突出部の該高低差
外径さらには皮膜厚さを一定範囲内のものとする
ことにより、皮膜表面積の拡大ひいては静電容量
の増大化を図りうることに成功したものである。 即ちこの発明は、振幅が平均値において10μｍ
以下の微視的な凹凸が形成されたアルミニウム箔
基材の表面に、平均10μｍ以下の高低差をもつて
隣り合う平均外径0.02〜1.0μｍの多数の球頭状突
出部を表面に有する金属皮膜が、最大厚さ0.1〜
5.0μｍの範囲に被覆形成されてなることを特徴と
する電解コンデンサ用陰極材料を要旨とするもの
である。 なお、この明細書においてアルミニウムの語は
アルミニウム合金を含む意味において用いる。 アルミニウム箔基材を粗面化するのは、前述の
ようにその凹凸効果を基材に形成される金属皮膜
の表面に波及せしめて皮膜の拡面率の向上を助長
するためである。粗面化の方法としては、サンド
ブラストあるいはヘアラインなどの機械的な研磨
のほか、化学的あるいは電気化学的に湿式エツチ
ングを施す方法をも採用しうる。勿論これらに限
定されるものではない。粗面化の程度としては第
１図、第２図に示すように、基材１表面の微視的
な凹凸３の振幅Ａが平均において10μｍ以下とな
されることが必要である。10μｍを超えると実際
上皮膜の表面積の拡大化が却つて困難で、容量が
小さいものとなつてしまうからである。この明細
書でいう微視的な凹凸３には、基材表面のうねり
成分、あるいは凹凸３を形成するためにアルミニ
ウム箔基材に施すことのあるエツチングにおいて
生ずるエツチングポアや表面についた傷などのよ
うな深い凹部４、大きな凸部などは含まない。も
つとも振幅Ｃが10μｍを超えるうねり成分や大き
な凹凸は付加的に存在してもしなくても良く、存
在した場合には拡面率ひいては静電容量がさらに
増加すると共にコンデンサの劣化が防止されるこ
とが実験的に確認されている。 上記のような微視的凹凸３によつて、基材１自
体の表面拡大率は５〜60倍程度となされるのが好
ましい。５倍未満では皮膜表面の拡大面効果の助
長による静電容量の増大化を図ることができず、
逆に60倍を超えても容量の増大効果が少ないから
である。 粗面化された基材表面に皮膜を形成する金属と
しては、特に限定されるものではないが、例えば
Ti、Cr、Ag、Sn、Co、Zr、Ta、Si、Cu、Feあ
るいはこれらの合金等が使用される。金属皮膜の
基材表面への被覆形成方法としては、真空蒸着
法、不活性ガス中蒸着法、スパツタリング法、イ
オンプレーテイング法等を用いることができる。
かかる方法によつて形成された金属皮膜２の表面
は、第１図、第２図に示すように、金属が基材表
面の凹凸に対応して凹凸状にかつ高低差を有する
多数の球頭状に堆積した形状を呈する。ここで球
頭状突出部５の外径Ｒは平均値において0.02〜
1.0μｍの範囲に収めることが必要である。0.02μ
ｍ未満では表面積ひいては静電容量の増大効果に
乏しく、逆に1.0μｍを超えても却つて表面積が小
さくなり静電容量の減少を招くからである。か
つ、隣り合う球頭状突出部５の高低差Ｂは、平均
値において10μｍ以下となされる。10μｍを超え
ると実際上却つて皮膜表面積を拡大できず、静電
容量も小さいものとなるからである。また、金属
皮膜２の皮膜厚さｔは最大値において、0.1〜
5.0μｍの範囲とすべきである。0.1μｍ未満では、
皮膜が粗面化しにくく静電容量が小さいものとな
り、逆に5.0μｍを超えても使用金属材料の増大、
コスト上昇、作業性の悪化に見合うだけの効果が
得られないからである。好ましい範囲は0.2〜
2.0μｍである。 なお、図面では、基材表面の一つの凸部に対応
して一つの球頭突出部５が形成された場合を示し
たが、両者は必ずしも１対１に対応するものでは
なく、基材の凹凸の程度、金属皮膜の形成条件等
との関係によつては、基材の隣り合う凸部間に複
数の球頭状突出部が形成される場合もある。また
図面では、基材１の表面に存在する大きな凹部４
の深部内面には金属皮膜２が形成されていない状
態を示したが、凹部４の大きさ、深さ等によつて
は内面全体にわたつて皮膜が形成される場合もあ
る。 発明の効果 この発明に係る電解コンデンサ用陰極材料は、
上述の次第で、基材表面を所定範囲の凹凸を形成
して粗面化することにより、その凹凸効果を金属
皮膜の表面に現出させる一方、その結果高低差を
もつて金属皮膜表面に形成された球頭状突出部の
該高低差、外径、皮膜厚さを一定範囲内のものと
したことにより、従来の平滑状アルミニウム基材
表面に不活性ガス中蒸着法等により金属皮膜を形
成してなる陰極材料と較べて、皮膜の表面積を拡
大でき、ひいては静電容量を増大することがで
き、また静電容量の値をバラツキの少ないものと
することができる。その結果、電解コンデンサの
小型化、高性能化に極めて有効なものとなしう
る。 実施例 次にこの発明の実施例を比較例とともに示す。 実施例 １ 厚さ0.05mmの99.8％アルミニウム箔を、液温60
℃、2.5wt％塩酸溶液中に浸漬し、20A／50cm2の
電流密度で300秒間電解エツチングした。エツチ
ング後のアルミニウム箔基材の表面には、平均
0.5μｍ以下の微視的凹凸が形成されるとともに、
板厚方向に10μｍ程度の深さのエツチングポアが
形成されていた。また基材の表面拡大率は30倍で
あつた。次いで、上記エツチング箔基材表面に、
５×10-3Torrのアルゴンガス中でチタンを蒸発
させ、最大厚さ1.0μｍのチタン蒸着皮膜を形成し
た。この皮膜の表面には高低差を有する平均外径
0.3μｍの多数の球頭状突出部が形成されており、
また隣り合う球頭状突出部の高低差は平均0.7μｍ
以下であつた。なお、エツチングポアの深部内面
には皮膜が形成されていなかつた。 実施例 ２ 実施例１と同じエツチングアルミニウム箔基材
を用い、この基材表面に、真空蒸着法により最大
厚さ0.5μｍのクロム皮膜を形成した。この皮膜の
表面には平均外径0.5μｍの多数の球頭状突出部が
形成され、また隣り合う球頭状突出部の高低差は
平均0.6μｍ以下であつた。なお実施例１と同様
に、基材表面のエツチングポアの深部内面には皮
膜が形成されていなかつた。 比較例 厚さ0.05mmの99.8％アルミニウム箔を基材とし
て、この基材表面に５×10-3Torrのアルゴンガ
ス雰囲気中でチタンを蒸発させ厚さ1.0μｍのチタ
ン蒸着皮膜を形成した。この皮膜の表面は外径
0.1μｍの多数の球頭状突出部が形成されたもので
あつたが、該突出部間に高低差はほとんどなく、
頂部はほぼ同一高さであつた。 上記のように作製した３種の陰極材料の静電容
量を、30℃、10wt％ホウ酸アンモニウム溶液中
で測定した。その結果を表に示す。
【表】
上記結果から明らかなように、この発明に係る
陰極材料は、アルミニウム基材を粗面化しない従
来の陰極材料よりも優れた静電容量を有するもの
であることを確認しえた。
陰極材料は、アルミニウム基材を粗面化しない従
来の陰極材料よりも優れた静電容量を有するもの
であることを確認しえた。
第１図は、基材表面に金属皮膜を形成した状態
の模式的断面図、第２図は第１図の一部拡大図で
ある。 １……基材、２……金属皮膜、３……微視的凹
凸、５……球頭状突出部。
の模式的断面図、第２図は第１図の一部拡大図で
ある。 １……基材、２……金属皮膜、３……微視的凹
凸、５……球頭状突出部。
Claims (1)
- １ 振幅が平均値において10μｍ以下の微視的な
凹凸が形成されたアルミニウム箔基材の表面に、
平均10μｍ以下の高低差をもつて隣り合う平均外
径0.02〜1.0μｍの多数の球頭状突出部を表面に有
する金属皮膜が、最大厚さ0.1〜5.0μｍの範囲に
被覆形成されてなることを特徴とする電解コンデ
ンサ用陰極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055543A JPS61214420A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 電解コンデンサ用陰極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055543A JPS61214420A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 電解コンデンサ用陰極材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214420A JPS61214420A (ja) | 1986-09-24 |
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Family
ID=13001624
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|---|---|---|---|---|
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-
1985
- 1985-03-19 JP JP60055543A patent/JPS61214420A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006013812A1 (ja) * | 2004-08-05 | 2008-05-01 | 松下電器産業株式会社 | コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法およびエッチング用アルミニウム箔 |
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| JPS61214420A (ja) | 1986-09-24 |
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