JPH03131013A - Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor - Google Patents
Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitorInfo
- Publication number
- JPH03131013A JPH03131013A JP26985289A JP26985289A JPH03131013A JP H03131013 A JPH03131013 A JP H03131013A JP 26985289 A JP26985289 A JP 26985289A JP 26985289 A JP26985289 A JP 26985289A JP H03131013 A JPH03131013 A JP H03131013A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- titanium
- strontium
- aluminum
- treated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 17
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 12
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 8
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical class [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 21
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 13
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 7
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 6
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000013077 target material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 20
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000541 cathodic arc deposition Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001278 Sr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RGZQGGVFIISIHZ-UHFFFAOYSA-N strontium titanium Chemical compound [Ti].[Sr] RGZQGGVFIISIHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
この発明は電解コンデンサに用いられるアルミニウム電
極の製造方法に関し、さらに詳しくは表面に誘電体層が
形成された陽極用電極に用いられる高純度アルミニウム
電極の製造方法に関する。The present invention relates to a method of manufacturing an aluminum electrode used in an electrolytic capacitor, and more particularly to a method of manufacturing a high-purity aluminum electrode used as an anode electrode having a dielectric layer formed on the surface.
電解コンデンサは、小型、大容量、安価で整流出力の平
滑用などの用途に優れた特性を示し、各種の電気・電子
機器の重要な構成要素の一つである。
電解コンデンサは、一般にアルミニウム等の絶縁性酸化
皮膜が形成され得る、いわゆる弁金属を陽極に用い、前
記絶縁性酸化皮膜を誘電体層として用い、集電用の陰極
電極との間に電解液を介在させてコンデンサ素子が作成
され、この素子を外装容器内に収納し、電極と外部との
電気的接続を得るためのリード線を設けた構造を有する
。
陽極材料は前述したように、アルミニウムをはじめ、タ
ンタル、ニオブ、チタンなどが使用される。また集電の
ための陰極電極材料には、通常陽極材料と同種の金属が
用いられる。
陽極用の弁金属は、電解コンデンサの小型化、大容量化
を図るために、単位電極面積あたりの静電容量値を高め
る必要がある。
従来から電極の静電容量値を高めるために、電極表面を
エツチング処理して表面積を拡大する方法がある。しか
しこの表面積を拡大する技術は、現在では高度に洗練さ
れているが、この技術のみによって電解コンデンサの静
電容量を飛躍的に増加させるのは次第に困難になりつつ
ある。
そこで静電容量を増大させるためには、電極表面に形成
された誘電体酸化皮膜の比誘電率を上げることが考えら
れる。しかし通常は、陽極材料である弁金属の酸化物固
有の比誘電率によってその値は決まってしまい、変更の
余地は殆どない。
陽極表面の誘電体酸化皮膜層の被誘電率を上げるために
は、基材である陽極金属とは異なる高い比誘電率を持つ
物質を、陽極の絶縁酸化皮膜の一部もしくは全部に代え
て形成することが考えられる。
高い比誘電率を持つ無機材料として、チタン、ストロン
チウムの酸化物あるいはこれらの複合酸化物の存在が知
られている。このような材料を異なる素材上に形成する
ものとして、例えば特開平1−175714号公報にあ
るように、誘電体フィルム表面に蒸着、スパッタリング
、プラズマCVDなどの手法によってチタン酸ストロン
チウムの薄膜を形成することが提案されている。
しかしながら、前述した方法では、アルミニウム表面へ
の薄膜の密着性は必ずしも十分ではなく、特に蒸着技術
を改良してより優れた電解コンデンサ用アルミニウム陽
極電極を製造する余地が残されていた。
また前記した蒸着技術を用いる方法では、処理時間が長
くかかるため、生産効率の点でも不十分であった。更に
は蒸着した金属を誘電体層として用いるためには、形成
された薄膜を酸化処理して絶縁性を付与する工程が必要
であった。Electrolytic capacitors are small, large-capacitance, inexpensive, and have excellent characteristics for applications such as smoothing rectified output, and are one of the important components of various electrical and electronic devices. Electrolytic capacitors generally use a so-called valve metal such as aluminum on which an insulating oxide film can be formed as an anode, the insulating oxide film is used as a dielectric layer, and an electrolyte is placed between the cathode electrode for current collection. It has a structure in which a capacitor element is created by interposing it, this element is housed in an outer container, and lead wires are provided for electrically connecting the electrodes to the outside. As mentioned above, the anode materials used include aluminum, tantalum, niobium, and titanium. Further, the same type of metal as the anode material is usually used as the cathode electrode material for current collection. The valve metal for the anode needs to have a high capacitance value per unit electrode area in order to miniaturize and increase the capacity of electrolytic capacitors. Conventionally, in order to increase the capacitance value of an electrode, there is a method of enlarging the surface area by etching the electrode surface. However, although this technique for increasing surface area is now highly sophisticated, it is becoming increasingly difficult to dramatically increase the capacitance of electrolytic capacitors using this technique alone. Therefore, in order to increase the capacitance, it is possible to increase the dielectric constant of the dielectric oxide film formed on the electrode surface. However, normally, the value is determined by the specific dielectric constant of the oxide of the valve metal that is the anode material, and there is little room for change. In order to increase the dielectric constant of the dielectric oxide film layer on the anode surface, a substance with a high dielectric constant different from that of the base anode metal is formed in place of part or all of the anode's insulating oxide film. It is possible to do so. Titanium, strontium oxides, or composite oxides thereof are known to exist as inorganic materials with a high dielectric constant. To form such a material on a different material, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-175714, a thin film of strontium titanate is formed on the surface of a dielectric film by methods such as vapor deposition, sputtering, and plasma CVD. It is proposed that. However, with the method described above, the adhesion of the thin film to the aluminum surface is not necessarily sufficient, and there is still room to improve the vapor deposition technique to produce a better aluminum anode electrode for an electrolytic capacitor. Further, the method using the above-mentioned vapor deposition technique requires a long processing time, and therefore is insufficient in terms of production efficiency. Furthermore, in order to use the deposited metal as a dielectric layer, it was necessary to oxidize the formed thin film to impart insulation properties.
この発明は、チタン、ストロンチウムの酸化物がアルミ
ニウムに比べ高い比誘電率を呈することに着目してなさ
れたもので、高純度アルミニウムの表面に、蒸着により
チタンとストロンチウムの両者を酸化物蒸着膜として形
成し、これを誘電体層として利用しようというものであ
る。
その際、蒸着膜の形成方法を改良することで、処理時間
を大幅に短縮させ、かつ高い比誘電率に基づく高静電容
量を有する電解コンデンサ用の陽極アルミニウム電極を
得ることを目的としている。This invention was made by focusing on the fact that oxides of titanium and strontium exhibit a higher dielectric constant than aluminum, and both titanium and strontium are deposited as oxide films on the surface of high-purity aluminum by vapor deposition. The idea is to form this layer and use it as a dielectric layer. At this time, the aim is to significantly shorten the processing time by improving the method of forming the deposited film, and to obtain an anode aluminum electrode for an electrolytic capacitor that has high capacitance based on a high dielectric constant.
この発明は、電解コンデンサ用アルミニウム電極を製造
するに際し、高純度アルミニウム表面に、酸素を含んで
全圧 がI Xl0−’〜I Xl0−4Torrの雰
囲気中で、チタンおよびストロンチウムの酸化物からな
る蒸着層を陰極アーク蒸着法によって形成することを特
徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極の製造方法
である。
またこの発明では、被処理材である高純度アルミニウム
を200℃ないし450℃に加熱することも特徴として
いる。
陰極アーク蒸着法は、ターゲット側を陰極とした陰極ア
ーク放電現象を利用して、ターゲット材料を局所的に溶
融蒸発させ、被処理材料表面に蒸着を行うもので、陰極
アーク放電の特性として、陰極側(ターゲット)に非常
に小さな陰極輝点を生じ、大きなアーク電流がこの小さ
い点に流れ込むことから、陰極点の近傍は極めて高温に
熱せられて、チタン、ストロンチウム等の高融点材料も
瞬時に溶融蒸発させる。
そして溶融蒸発した、ターゲツト材は同時に金属イオン
となり、真空中に放出される。この際バイアス電圧を被
処理材料に印加することにより、この金属イオンは、加
速された反応ガス粒子と共に被処理材料の表面に密着し
、緻密な蒸着膜を生成する。
通常の陰極アーク蒸着法によれば、蒸着処理を行うチャ
ンバ内は、アルゴン、窒素等の不活性ガスが僅かに存在
する雰囲気中で蒸着を行うが、この発明においては、チ
タンおよびストロンチウムを酸化させ、酸化物として蒸
着膜を形成する必要かあることから、チャンバ内に微量
の酸素ガスを存在させて、蒸着処理を行うものである。
チャンバ内の酸素ガスの量は、酸化反応が充分行われ、
しかも遊離した金属イオンが被処理材表面に蒸着形成さ
れるのを妨げない範囲で選択されるべきで、その範囲は
酸素を含む全圧でlXl0−’〜I Xl0−4Tor
rの範囲である。
この発明では、ターゲツト材として、チタンおよびスト
ロンチウムの2種の金属を用いるが、陰極アーク蒸着法
では、処理を行うチャンバ内に複数のターゲット電極を
設置できるので、チタンおよびストロンチウムを異なっ
たターゲットからアーク放電によってガス粒子化し、チ
タンおよびストロンチウムをガス粒子状態で混合して、
被処理材である高純度アルミニウム表面に蒸着させるこ
とができる。
この方法によれば、チタンとストロンチウムの蒸着量を
、各々異なった蒸着条件で設定できるので、蒸着膜のチ
タンとストロンチウムとの組成比を所望の範囲とするこ
とが容易である。もちろん、チタンとストロンチウムと
を異なったターゲットに別個に設置しないで、予め所望
の組成比としたチタン−ストロンチウム合金を単一のタ
ーゲット電極として用いることも可能である。
この発明によれば、被処理材料としては、通常の電解コ
ンデンサの陰極に用いる高純度で箔状あるいは板状のア
ルミニウムを用いることができる。
このアルミニウム表面は、あらかじめ脱脂処理等にをよ
り表面を清浄化しておくことが望ましい。
またアルミニウム表面はエツチング処理を施しても良い
し、プレーンのままであっても良い。
この発明における、陰極アーク蒸着の好ましい条件とし
ては、チャンバ内の圧力については、前述したとおり酸
素ガスを含む全圧が、lXl0−’〜I Xl0−4T
orrの範囲に設定すれば良い。また上記範囲において
圧力の調整のため酸素以外に不活性ガスとしてアルゴン
、ヘリウム、窒素ガス等を混合しても差し支えない。蒸
発距離は100ないし500 rrm、ターゲットの蒸
発速度はI Xl0−’ないしlXl0−’■/d・秒
、蒸着量はlXl0弓ないし1■/ cdで蒸着を行え
ば好適である。更に蒸着膜の厚さは、0.005ないし
3pm、蒸着時間は、0.05分ないし30分である。
またこの発明では、蒸着されるチタンあるいはストロン
チウムが被処理材である高純度アルミニウム表面での酸
化反応が円滑に行われるために、被処理材を加熱し、蒸
着面での酸化反応を促進させることも好ましいことであ
る。この温度は酸化反応促進の見地から言えば、比較的
高い温度が好ましいが、被処理材が高純度のアルミニウ
ムであることから、その範囲は200℃から450℃で
行うことが好ましい。In manufacturing aluminum electrodes for electrolytic capacitors, this invention involves vapor deposition of titanium and strontium oxides on the surface of high-purity aluminum in an atmosphere containing oxygen and having a total pressure of I Xl0-' to I Xl0-4 Torr. This is a method for producing an aluminum electrode for an electrolytic capacitor, characterized in that the layer is formed by cathodic arc evaporation. Another feature of this invention is that high-purity aluminum, which is the material to be treated, is heated to 200°C to 450°C. The cathodic arc evaporation method utilizes the cathodic arc discharge phenomenon with the target side as the cathode to locally melt and evaporate the target material and deposit it on the surface of the material to be processed. A very small cathode bright spot is created on the side (target), and a large arc current flows into this small spot, so the area near the cathode spot is heated to an extremely high temperature, and even high melting point materials such as titanium and strontium melt instantly. Evaporate. The target material that is melted and evaporated simultaneously turns into metal ions and is released into the vacuum. At this time, by applying a bias voltage to the material to be processed, the metal ions, together with the accelerated reaction gas particles, adhere to the surface of the material to be processed, producing a dense vapor deposited film. According to the normal cathodic arc evaporation method, the evaporation process is carried out in an atmosphere in which a small amount of inert gas such as argon or nitrogen is present in the chamber, but in this invention, titanium and strontium are oxidized. Since it is necessary to form a vapor deposited film as an oxide, the vapor deposition process is performed with a trace amount of oxygen gas present in the chamber. The amount of oxygen gas in the chamber is such that the oxidation reaction is sufficient.
Moreover, the selection should be made within a range that does not prevent free metal ions from being deposited on the surface of the treated material, and the range is from lXl0-' to Ixl0-4 Tor at the total pressure including oxygen.
The range is r. In this invention, two metals, titanium and strontium, are used as target materials. However, in the cathodic arc evaporation method, multiple target electrodes can be installed in the processing chamber, so titanium and strontium can be deposited from different targets using the arc. Titanium and strontium are converted into gas particles by electric discharge, and titanium and strontium are mixed in the gas particle state.
It can be deposited on the surface of high-purity aluminum, which is the material to be treated. According to this method, the amounts of titanium and strontium deposited can be set under different deposition conditions, so it is easy to set the composition ratio of titanium and strontium in the deposited film within a desired range. Of course, it is also possible to use a titanium-strontium alloy with a desired composition ratio in advance as a single target electrode, without placing titanium and strontium separately on different targets. According to the present invention, as the material to be treated, high-purity foil-like or plate-like aluminum, which is used for the cathode of an ordinary electrolytic capacitor, can be used. It is desirable that the aluminum surface be cleaned in advance by degreasing or the like. Further, the aluminum surface may be etched or left plain. In the present invention, the preferred conditions for cathodic arc evaporation are that the pressure in the chamber is such that the total pressure including oxygen gas is 1Xl0-' to IXl0-4T, as described above.
It is sufficient to set it within the range of orr. Furthermore, in order to adjust the pressure within the above range, in addition to oxygen, argon, helium, nitrogen gas, etc. may be mixed as an inert gas. It is preferable that the evaporation distance is 100 to 500 rrm, the target evaporation rate is IXl0-' to lXl0-'/d·sec, and the deposition amount is lXl0 to 1/d. Further, the thickness of the deposited film is 0.005 to 3 pm, and the deposition time is 0.05 to 30 minutes. In addition, in this invention, in order for the oxidation reaction of titanium or strontium to be vapor-deposited to occur smoothly on the surface of the high-purity aluminum that is the material to be treated, the material to be treated is heated to promote the oxidation reaction on the evaporation surface. is also desirable. From the viewpoint of promoting the oxidation reaction, this temperature is preferably relatively high, but since the material to be treated is high-purity aluminum, it is preferably carried out within the range of 200°C to 450°C.
この発明の陰極アーク蒸着法によりチタンおよびストロ
ンチウムの蒸着層を高純度アルミニウムの表面に形成で
きる。このとき蒸着層が形成される雰囲気には微量の酸
素が存在するので、高純度アルミニウム表面には、チタ
ンもしくはストロンチウムの酸化物、さらには両者の複
合酸化物の薄膜が形成される。
そしてこの薄膜は、絶縁性でかつ酸化アルミニウムに比
べて比誘電率が高いので、単位面積あたりの静電容量値
が大きい陽極用のアルミニウム電極が得られる。
この発明の方法によれば、粒子のイオン化率が高いため
、イオンボンバード効果が強く、またコーティング中の
バイアス効果も強いため、被処理材との密着性が極めて
高い皮膜となる。
この発明の陰極アーク蒸着法と、従来のイオンブレーテ
ィング法およびスパッタリング法について、−船釣な金
属の被処理材上のイオン化率および粒子エネルギーを比
較したものを、以下の表に示す。
このように、陰極アーク蒸着法によれば、イオン化率が
他の方法に比べて著しく大きく、高イオンエネルギーで
あるため、反応効率が向上し、アルミニウム電極と蒸着
金属もしくはその酸化物との密着性ならびに緻密性を顕
著に向上させることができる。
また処理時間についても、この発明の陰極アーり蒸着法
によれば長くとも10分程度で処理が終わるのに対し、
イオンブレーティング法では20分程度、スパッタリン
グ法によれば50分程度と、何れもこの発明の方法に比
べ相当の時間を要する。By the cathodic arc deposition method of the present invention, a deposited layer of titanium and strontium can be formed on the surface of high-purity aluminum. At this time, since a trace amount of oxygen exists in the atmosphere in which the vapor deposition layer is formed, a thin film of titanium or strontium oxide, or a composite oxide of both, is formed on the surface of the high-purity aluminum. Since this thin film is insulating and has a higher dielectric constant than aluminum oxide, an aluminum electrode for an anode with a large capacitance value per unit area can be obtained. According to the method of the present invention, since the ionization rate of the particles is high, the ion bombardment effect is strong, and the bias effect during coating is also strong, resulting in a film that has extremely high adhesion to the treated material. The following table shows a comparison of the ionization rate and particle energy of the cathodic arc evaporation method of the present invention and the conventional ion blating method and sputtering method on a metal to be treated. As described above, the cathodic arc deposition method has a significantly higher ionization rate and higher ion energy than other methods, which improves reaction efficiency and improves the adhesion between the aluminum electrode and the deposited metal or its oxide. In addition, the density can be significantly improved. Regarding the processing time, according to the cathodic arc evaporation method of the present invention, the processing can be completed in about 10 minutes at the most.
The ion blasting method takes about 20 minutes, and the sputtering method takes about 50 minutes, both of which take a considerable amount of time compared to the method of the present invention.
以下実施例に基づいて、この発明を説明する。
−尤朧皿一
まずこの発明の実施例として、交流による電気化学的な
エツチング処理が施された高純度のアルミニウム箔(純
度99.95%)を50×10OffliIIニ切断し
たものを被処理材として使用し、この表面にチタンおよ
びストロンチウムをを蒸着した。
図面は、陰極アーク蒸着に使用する装置の概略を説明し
たものである。この発明は図面の装置により、チタンか
らなる第1の金属ターゲット(蒸発源)10と、ストロ
ンチウムからなる第2の金属ターゲット(蒸発源)11
とを陰極としてアーク放電を起こすと、アークはターゲ
ット10および11の表面にアークスポットを形成し、
アークスポットに集中するアーク電流のエネルギーによ
り、ターゲツト材10およびターゲツト材11は瞬時に
溶融蒸発すると同時に金属イオン12となり、真空中に
放出される。
この際、高純度のアルミニウムからなる被処理材14に
対しバイアス電圧を印加することにより、この金属イオ
ン12は、加速された反応ガス粒子16と共に被処理材
14の表面に密着し、緻密な膜を生成する。なお、図面
中で、18および20はアーク電源、22はバイアス電
源、24は回転テーブル、26はガス入口、28はガス
出口、30は真空チャンバである。
実施例では、被処理材のアルミニウムを400℃に加熱
しておき、酸素ガスを含むチャンバ内の圧力を2〜10
X 10− ”Torrの範囲に設定し、蒸発距離2
00鵬、アーク電源の電流値はいずれも100A、蒸発
速度 0.05μm/分とし、4分間陰極アーク蒸着を
行い、0.2μmの蒸着膜厚のチタン、ストロンチウム
蒸着膜を形成した。
この結果、得られた皮膜は、耐圧が8■、静電容量が0
.113m F /c艷であった。
−上」剋1−
被処理材の高純度アルミニウムは、実施例と同一のもの
を用いた。この比較例では、表面に蒸着膜を形成せず、
常法によってアルミニウム箔表面を陽極酸化処理して、
酸化アルミニウムの皮膜を形成した。陽極酸化電圧を8
■に設定して得られた皮膜の静電容量は、0.043m
F /ciであった。
この結果から明らかなように、この発明の方法により作
成された電極を電解コンデンサに用いれば、高い静電容
量を得られることがわかる。The present invention will be explained below based on Examples. - As an example of the present invention, a high-purity aluminum foil (purity 99.95%) that has been electrochemically etched using alternating current is cut into 50×10 OffliII pieces as the material to be treated. titanium and strontium were deposited on this surface. The drawings schematically illustrate an apparatus used for cathodic arc deposition. The present invention uses the apparatus shown in the drawings to provide a first metal target (evaporation source) 10 made of titanium and a second metal target (evaporation source) 11 made of strontium.
When an arc discharge is caused by using and as a cathode, the arc forms an arc spot on the surfaces of targets 10 and 11,
Due to the energy of the arc current concentrated at the arc spot, the target materials 10 and 11 are instantaneously melted and evaporated, simultaneously turning into metal ions 12 and being emitted into the vacuum. At this time, by applying a bias voltage to the material to be processed 14 made of high-purity aluminum, the metal ions 12, together with the accelerated reaction gas particles 16, adhere to the surface of the material to be processed 14, forming a dense film. generate. In the drawings, 18 and 20 are arc power sources, 22 is a bias power source, 24 is a rotary table, 26 is a gas inlet, 28 is a gas outlet, and 30 is a vacuum chamber. In the example, aluminum, which is the material to be treated, is heated to 400°C, and the pressure inside the chamber containing oxygen gas is increased to 2 to 10°C.
Set in the range of X 10-” Torr, evaporation distance 2
The current value of the arc power source was 100 A, the evaporation rate was 0.05 μm/min, and cathodic arc deposition was performed for 4 minutes to form a titanium and strontium deposited film with a thickness of 0.2 μm. As a result, the obtained film has a breakdown voltage of 8■ and a capacitance of 0.
.. It was 113m F/c. -Top 1- The same high-purity aluminum as the material to be treated was used as in the example. In this comparative example, no vapor deposited film was formed on the surface.
The aluminum foil surface is anodized using a conventional method.
An aluminum oxide film was formed. Anodizing voltage 8
The capacitance of the film obtained by setting ■ is 0.043 m
It was F/ci. As is clear from these results, it can be seen that high capacitance can be obtained by using the electrode produced by the method of the present invention in an electrolytic capacitor.
以上述べたようにこの発明によれば、電解コンデンサ用
アルミニウム電極の表面にチタンおよびストロンチウム
を酸素ガスを含む雰囲気中で付着させて蒸着膜の形成す
る製造方法を改良することにより、高い静電容量値を有
する電極が得られるとともに、処理時間を大幅に短縮さ
せることができる。As described above, according to the present invention, by improving the manufacturing method of depositing titanium and strontium on the surface of an aluminum electrode for an electrolytic capacitor in an atmosphere containing oxygen gas to form a deposited film, high capacitance can be achieved. It is possible to obtain an electrode having a high value and to significantly shorten the processing time.
図面はこの発明で用いる陰極アーク蒸着装置の概略を表
した説明図である。The drawing is an explanatory diagram schematically showing a cathodic arc evaporation apparatus used in the present invention.
Claims (2)
×10^−^1〜1×10^−^4Torrの雰囲気中
で、チタンおよびストロンチウムの酸化物からなる蒸着
層を陰極アーク蒸着法によって形成することを特徴とす
る電解コンデンサ用アルミニウム電極の製造方法。(1) On the surface of high-purity aluminum, the total pressure including oxygen is 1
A method for manufacturing an aluminum electrode for an electrolytic capacitor, which comprises forming a vapor deposition layer made of titanium and strontium oxides by cathodic arc evaporation in an atmosphere of ×10^-^1 to 1 × 10^-^4 Torr. .
に加熱して蒸着を行う請求項1記載の電解コンデンサ用
アルミニウム電極の製造方法。(2) High purity aluminum to be treated at 200℃~450℃
2. The method for producing an aluminum electrode for an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the vapor deposition is carried out by heating to .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26985289A JPH03131013A (en) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26985289A JPH03131013A (en) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03131013A true JPH03131013A (en) | 1991-06-04 |
Family
ID=17478095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26985289A Pending JPH03131013A (en) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03131013A (en) |
-
1989
- 1989-10-17 JP JP26985289A patent/JPH03131013A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4390456B2 (en) | Electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
JPH0471213A (en) | Aluminum electrode for electrolytic capacitor and its manufacture | |
JP2968800B2 (en) | Method for producing electrode material for electrolytic capacitor | |
JP2618281B2 (en) | Aluminum electrode for electrolytic capacitor and method of manufacturing the same | |
JPH03131013A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JP2687299B2 (en) | Method for manufacturing aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JPH0461109A (en) | Cathode material for electrolytic capacitor | |
JPH0330410A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JPH0330409A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JPH03131014A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JPH03150822A (en) | Aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JP3155750B2 (en) | Method for producing aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JPS6353688B2 (en) | ||
JPH0444204A (en) | Aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JPH0414809A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor use | |
JPH03147312A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor use | |
JPH03147310A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor use | |
JPH0332013A (en) | Manufacture of aluminum electrode foil for electrolytic capacitor | |
JPH0750229A (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacture thereof | |
JPH0332012A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JPH059710A (en) | Production of aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
JPH03147311A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor use | |
JPS5937564B2 (en) | Method for forming end face electrodes of electronic components | |
JPH042110A (en) | Manufacture of aluminum electrode for electrolytic capacitor | |
US4089990A (en) | Battery plate and method of making |