JPH0320059B2 - - Google Patents
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- JPH0320059B2 JPH0320059B2 JP16973083A JP16973083A JPH0320059B2 JP H0320059 B2 JPH0320059 B2 JP H0320059B2 JP 16973083 A JP16973083 A JP 16973083A JP 16973083 A JP16973083 A JP 16973083A JP H0320059 B2 JPH0320059 B2 JP H0320059B2
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Landscapes
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Description
本発明は電解コンデンサに用いられるアルミニ
ウム電極に関するものである。 電解コンデンサの電極には、非常に薄い誘電体
皮膜が電気化学的に生成されるような金属が用い
られ、現在はアルミニウムとタンタルが電極材料
として工業化されている。 このうちアルミニウム電極の誘電体である
Al2O3の比誘電率はおよそ７〜10であり、他の弁
作用金属の比誘電率よりも決して大きな値ではな
い。たとえばTa2O5は比誘電率ε＝25.2であり、
TiO2のε＝66.1である。このためアルミニウム
電解コンデンサに用いられるアルミニウム箔は静
電容量増大のために高倍率エツチング処理を行い
表面積を増大させている。 このエツチング処理は箔厚を考慮し幾何学的に
最も表面積増大になるべく形状、すなわち理想エ
ツチング状態にすべく電気化学的あるいは化学的
なエツチング方法の研究が行われている。しかし
ながらエツチング技術はかなり進歩し現時点にお
いて現在の表面拡大率の２倍、３倍とすることは
単に表面を微細化させるのみでは不可能になつて
きている。 また仮により微細化することに成功したとして
も、高い電圧になるとエツチング孔のいわゆる目
詰り現象によつてエツチング形状は生かせず、静
電容量の低下を招く。さらに電解コンデンサを作
成した時も電解液との界面接触が低下し、箔抵抗
の増大、tanδの増大、インピーダンス特性の低下
など様々な諸特性の低下につながる。 一方陽極酸化方法（化成方法）による静電容量
の増大も試みられている。これは純水ボイル処理
によるベーマイト皮膜と電気化学的生成皮膜との
複合皮膜、ホウ酸溶液による化成皮膜とリン酸溶
液による化成皮膜との複合皮膜、化成前処理に特
殊薄膜を作成させ、該薄膜と電気化学的皮膜との
複合被膜など様々な検討が行われている。しかし
ながら大幅な静電容量の増加方法は見出されてい
ない。 このように現時点に使用されている99.99％あ
るいは99.9％の高純度アルミニウム箔を用いた改
良では大幅な静電容量の増大にはかなりの困難に
直面している。無理をして静電容量の増大を図つ
ても漏れ電流の増大、耐圧の低下を起こし良好な
結果は得られない。 本発明はこのような背景をもとに無理なく大き
な静電容量が得られる電解コンデンサ用アルミニ
ウム電極を提供するものである。 本発明の骨子はアルミニウム電解コンデンサの
誘電体である酸化アルミニウム上に高誘電体であ
る酸化チタン、チタン酸バリウム、ランタン酸バ
リウムなどの薄膜層を形成せしめ、より高静電容
量を狙うと共に酸化アルミニウムの耐電圧性、低
漏れ電流の長所を生かした複合構造型誘電体を形
成することにある。 誘電体となるべき金属酸化物あるいは複合酸化
物を薄膜形成させる方法としては、スパツタリン
グ、蒸着、あるいはCVDの方式が考えられるが、
基板上が平たんな場合は良好であるが電解コンデ
ンサに用いられるアルミニウム電極のように高静
電容量をめざすものはほとんど微細なエツチング
処理を施してあり、該方法では均一に形成される
ことはほとんど不可能である。 本発明者は種々の実験を繰り返した結果、この
問題を解決する方法を見出した。 すなわち、金属アルコキシドまたはカルボン酸
塩などの有機金属をベンゼンなどに溶解した溶液
を化成処理を施したアルミニウム箔面上に塗布し
乾燥後、さらに加熱処理により焼成して有機金属
を熱分解し、高容量の誘電体皮膜を得ることに成
功した。塗布方式としてはスピナーによる塗装や
スプレー法、印刷、デイツピング後引上げなどを
行なつたが、デイツピング後引上げ方法が最も良
好であつた。 焼成中の金属アルコラートの熱分解反応の一般
式は次式で示される。 Ｍ（OR）ｎheat ――――→ MOo/2＋ROR ここに Ｍ：金属元素 Ｒ：アルキル基や他の有機物 このように金属アルコキシド（アルコラート）
になる金属であれば、その酸化物膜およびそれら
の複合酸化物膜は400℃〜500℃の温度で熱分解が
起り、アルミニウム電極上に形成されている酸化
アルミニウムを熱的劣化させることはほとんどな
い。 またこのようにアルコキシドの他にカルボン酸
塩、アルキル金属、アセチルアセトンなどの有機
錯塩など有機金属塩のほとんどは400℃程度の低
い温度で熱分解を起し良好な薄膜を形成した。 従つてあらかじめ形成されている酸化アルミニ
ウムの性質によつて種々の有機金属塩を選定し、
密着性、皮膜劣化性などの状況を判断し最も良好
の特性を有した酸化アルミニウムとの複合構造誘
電体を作成することが可能となつた。 以下、本発明の具体的実施例について述べる。 99.99％アルミニウム箔を６％塩酸、0.02％硫
酸溶液中で交流エツチングを施し約10倍の表面積
とした。次いで十分洗浄したのち55ｇ／のアジ
ピン酸アンモン溶液中で80Vまでの化成皮膜を形
成した。 次に第１表に示す組成の有機金属塩溶液中にデ
イツプし15cm／分の速度で引き上げ100℃で10分
間乾燥したのち400℃雰囲気中で30分間焼成させ
た。 その後でき上がつたアルミニウム電極箔につい
て５％ホウ酸アンモニウム液中でキヤパシタンス
ブリツジを用いて静電容量を測定し、また耐圧に
ついては上記溶液中において0.02ｍＡ／cm2の定電
流を流し、電圧上昇曲線をとりその屈曲点を耐圧
とした。その結果を第２表に示す。
ウム電極に関するものである。 電解コンデンサの電極には、非常に薄い誘電体
皮膜が電気化学的に生成されるような金属が用い
られ、現在はアルミニウムとタンタルが電極材料
として工業化されている。 このうちアルミニウム電極の誘電体である
Al2O3の比誘電率はおよそ７〜10であり、他の弁
作用金属の比誘電率よりも決して大きな値ではな
い。たとえばTa2O5は比誘電率ε＝25.2であり、
TiO2のε＝66.1である。このためアルミニウム
電解コンデンサに用いられるアルミニウム箔は静
電容量増大のために高倍率エツチング処理を行い
表面積を増大させている。 このエツチング処理は箔厚を考慮し幾何学的に
最も表面積増大になるべく形状、すなわち理想エ
ツチング状態にすべく電気化学的あるいは化学的
なエツチング方法の研究が行われている。しかし
ながらエツチング技術はかなり進歩し現時点にお
いて現在の表面拡大率の２倍、３倍とすることは
単に表面を微細化させるのみでは不可能になつて
きている。 また仮により微細化することに成功したとして
も、高い電圧になるとエツチング孔のいわゆる目
詰り現象によつてエツチング形状は生かせず、静
電容量の低下を招く。さらに電解コンデンサを作
成した時も電解液との界面接触が低下し、箔抵抗
の増大、tanδの増大、インピーダンス特性の低下
など様々な諸特性の低下につながる。 一方陽極酸化方法（化成方法）による静電容量
の増大も試みられている。これは純水ボイル処理
によるベーマイト皮膜と電気化学的生成皮膜との
複合皮膜、ホウ酸溶液による化成皮膜とリン酸溶
液による化成皮膜との複合皮膜、化成前処理に特
殊薄膜を作成させ、該薄膜と電気化学的皮膜との
複合被膜など様々な検討が行われている。しかし
ながら大幅な静電容量の増加方法は見出されてい
ない。 このように現時点に使用されている99.99％あ
るいは99.9％の高純度アルミニウム箔を用いた改
良では大幅な静電容量の増大にはかなりの困難に
直面している。無理をして静電容量の増大を図つ
ても漏れ電流の増大、耐圧の低下を起こし良好な
結果は得られない。 本発明はこのような背景をもとに無理なく大き
な静電容量が得られる電解コンデンサ用アルミニ
ウム電極を提供するものである。 本発明の骨子はアルミニウム電解コンデンサの
誘電体である酸化アルミニウム上に高誘電体であ
る酸化チタン、チタン酸バリウム、ランタン酸バ
リウムなどの薄膜層を形成せしめ、より高静電容
量を狙うと共に酸化アルミニウムの耐電圧性、低
漏れ電流の長所を生かした複合構造型誘電体を形
成することにある。 誘電体となるべき金属酸化物あるいは複合酸化
物を薄膜形成させる方法としては、スパツタリン
グ、蒸着、あるいはCVDの方式が考えられるが、
基板上が平たんな場合は良好であるが電解コンデ
ンサに用いられるアルミニウム電極のように高静
電容量をめざすものはほとんど微細なエツチング
処理を施してあり、該方法では均一に形成される
ことはほとんど不可能である。 本発明者は種々の実験を繰り返した結果、この
問題を解決する方法を見出した。 すなわち、金属アルコキシドまたはカルボン酸
塩などの有機金属をベンゼンなどに溶解した溶液
を化成処理を施したアルミニウム箔面上に塗布し
乾燥後、さらに加熱処理により焼成して有機金属
を熱分解し、高容量の誘電体皮膜を得ることに成
功した。塗布方式としてはスピナーによる塗装や
スプレー法、印刷、デイツピング後引上げなどを
行なつたが、デイツピング後引上げ方法が最も良
好であつた。 焼成中の金属アルコラートの熱分解反応の一般
式は次式で示される。 Ｍ（OR）ｎheat ――――→ MOo/2＋ROR ここに Ｍ：金属元素 Ｒ：アルキル基や他の有機物 このように金属アルコキシド（アルコラート）
になる金属であれば、その酸化物膜およびそれら
の複合酸化物膜は400℃〜500℃の温度で熱分解が
起り、アルミニウム電極上に形成されている酸化
アルミニウムを熱的劣化させることはほとんどな
い。 またこのようにアルコキシドの他にカルボン酸
塩、アルキル金属、アセチルアセトンなどの有機
錯塩など有機金属塩のほとんどは400℃程度の低
い温度で熱分解を起し良好な薄膜を形成した。 従つてあらかじめ形成されている酸化アルミニ
ウムの性質によつて種々の有機金属塩を選定し、
密着性、皮膜劣化性などの状況を判断し最も良好
の特性を有した酸化アルミニウムとの複合構造誘
電体を作成することが可能となつた。 以下、本発明の具体的実施例について述べる。 99.99％アルミニウム箔を６％塩酸、0.02％硫
酸溶液中で交流エツチングを施し約10倍の表面積
とした。次いで十分洗浄したのち55ｇ／のアジ
ピン酸アンモン溶液中で80Vまでの化成皮膜を形
成した。 次に第１表に示す組成の有機金属塩溶液中にデ
イツプし15cm／分の速度で引き上げ100℃で10分
間乾燥したのち400℃雰囲気中で30分間焼成させ
た。 その後でき上がつたアルミニウム電極箔につい
て５％ホウ酸アンモニウム液中でキヤパシタンス
ブリツジを用いて静電容量を測定し、また耐圧に
ついては上記溶液中において0.02ｍＡ／cm2の定電
流を流し、電圧上昇曲線をとりその屈曲点を耐圧
とした。その結果を第２表に示す。
【表】
【表】
第２表に記したように本発明による複合誘電体
構造になると、CV積（静電容量×耐圧）は大幅
に増加する。また耐圧も有機金属塩の加熱処理に
よつてほとんど劣化せず、製品化した場合におい
てもtanδおよび漏れ電流の値は従来品とほとんど
差異は認められなかつた。 なお、上述の実施例はエツチングアルミニウム
箔について述べたが、プレン箔、焼結体などのア
ルミニウム電極についても同様な効果がある。ま
た陽極酸化工程と有機金属塩の塗布、焼付工程を
交互に行なつてもよい。 以上のように本発明の電解コンデンサ用アルミ
ニウム電極を用いると、コンデンサとしての特性
は大幅に改良されるとともに容易に量産化が可能
であり、工業的ならびに実用的価値の大なるもの
である。
構造になると、CV積（静電容量×耐圧）は大幅
に増加する。また耐圧も有機金属塩の加熱処理に
よつてほとんど劣化せず、製品化した場合におい
てもtanδおよび漏れ電流の値は従来品とほとんど
差異は認められなかつた。 なお、上述の実施例はエツチングアルミニウム
箔について述べたが、プレン箔、焼結体などのア
ルミニウム電極についても同様な効果がある。ま
た陽極酸化工程と有機金属塩の塗布、焼付工程を
交互に行なつてもよい。 以上のように本発明の電解コンデンサ用アルミ
ニウム電極を用いると、コンデンサとしての特性
は大幅に改良されるとともに容易に量産化が可能
であり、工業的ならびに実用的価値の大なるもの
である。
Claims (1)
- １ 高純度のアルミニウム電極を陽極酸化してそ
の表面に第１の誘電体皮膜層を生成した後、該皮
膜層上にチタンまたはバリウムまたはランタンを
含有する金属アルコキシドまたはカルボン酸塩を
塗布し、加熱処理して第２の誘電体皮膜層を生成
することにより複合誘電体皮膜層を形成したこと
を特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電
極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16973083A JPS6060709A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 電解コンデンサ用アルミニウム電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16973083A JPS6060709A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 電解コンデンサ用アルミニウム電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060709A JPS6060709A (ja) | 1985-04-08 |
| JPH0320059B2 true JPH0320059B2 (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=15891783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16973083A Granted JPS6060709A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 電解コンデンサ用アルミニウム電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060709A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100711A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-02 | 昭和アルミニウム株式会社 | 電解コンデンサ用電極材料の製造方法 |
| JP4844973B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2011-12-28 | パナソニック株式会社 | 電極箔の製造方法 |
| JP4835488B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2011-12-14 | パナソニック株式会社 | 電解コンデンサおよび電解コンデンサの製造方法 |
| JP5716163B2 (ja) | 2011-03-29 | 2015-05-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| WO2013073332A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 三洋電機株式会社 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-09-13 JP JP16973083A patent/JPS6060709A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6060709A (ja) | 1985-04-08 |
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