JPH03263312A - 電解コンデンサ用電極材料の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電解コンデンサ用電極材料の製造装置に関し、
詳細には静電容量を増大することにより、大容量の電極
材料を効率良く連続生産し得る様に改善された方法に関
するものである。

［従来の技術］ 電解コンデンサは単位体積当たりの静電容量が他のコン
デンサに対比して大きいことから、軽薄短小化が要求特
性の１つである各種電子機器等において広く用いられて
いる。、電解コンデンサの体積を大きくすることなく容
量を増大させる方法の１つとしては、電極材料表面に形
成される高誘電体皮膜の単位面積当たりの表面積を増大
する方法があり、誘電体皮膜の表面に凹凸を形成して表
面積を拡大すると静電容量が増加する。

例えば特開昭６１−２１４４２０によれば、エツチング
法やサンドブラスト等の機械的研磨によって粗面化した
基材の上に、真空蒸着法や不活性ガス中蒸着法等により
金属皮膜を形成することで、基材の凹凸の効果を金属皮
膜の表面にも反映させて、静電容量の増加を図っている
。

また本発明者らは陰極アークプラズマ蒸着法で蒸発源か
ら生じるマクロパーティクルに着眼し、元来膜の不均一
性や表面粗度の悪化等を招き好ましくないとされていた
マクロパーティクルを積極的に利用する。ことによって
、蒸着皮膜に微細な凹凸を形成して単位体積当たりの静
電容量を向上させる方法を開発し先に出願を済ませた（
特願平１−１０１８８１）。

方電極材料を連続的に生産する蒸着設備の代表例として
は、特開昭６４−３３９１５に示されているものがあり
、その概略図を第１５図に記載した。この装置によれば
基材１０は巻出しロール４から、複数のバスロール６と
２個の蒸着ロールを通って巻取りロール５まで搬送され
、２個のルツボ７の上方に位置する蒸着ロール３の外周
面上で、基材の片面ずつ両面に金属粒子が蒸着される。

尚上記連続装置においては、蒸着時に蒸発源の熱により
基材温度が上昇すると、蒸着皮膜構造が密になって表面
積が小さくなり容量の低下を招くので、蒸着ロール３と
しては冷却機構を有するロールを用いることが必要であ
る。

ところで本発明者らの先行出願である陰極アークプラズ
マ蒸着法による電極材料の製造方法を、第１５図記載の
連続蒸着装置に適用する場合、ルツボ７を陰極アークの
蒸発源と置換えればよく、これによりシャッタ８等は省
略でき蒸発源の予備溶解等が不要となる。また蒸発源の
取付方向は自由に設定でき、例えば第１６図の様に複数
個の蒸発源２２を蒸着ロール３上の基材に向けて配置す
ることによって、生産能力を向上させることも可能であ
る。

この様にして陰極アークプラズマ蒸着法による連続蒸着
装置を用いれば電解コンデンサの静電容量はかなり向上
するが、軽薄短小化の度合いが商品価値の極めて重要な
要素の１つである電子機器分野における電解コンデンサ
としては、さらに大容量の電極材料が求められており、
新しい技術の開発が待望されている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記事情に着目してなされたものであって、電
解コンデンサ用電極材料の表面を効率的に粗面化し、静
電容量の増大を図ることができる電極材料の製造装置を
提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成した本発明とは陰極アークプラズマによ
って蒸発源から蒸着ロール上の基材表面に金属粒子を連
続的に蒸着させる電解コンデンサ用電極材料製造装置に
おいて、基材の通過軌跡の全部又は一部を上記蒸発源の
表面端部からの仰角が３０°以下である空間内に配して
なることを要旨とするものである。

［作用及び実施例］ 本発明者らは電極材料の基材表面を粗面化する技術に関
する種々の実験を繰り返す中で、基材表面とカソード表
面が形成する角度が粗面化の程度を大きく左右するとの
知見を得た。

第１図のグラフは、金属粒子の蒸発面からの飛出角度と
基材の表面粗さの関係を示したものであるが、蒸発面か
らの飛出角度が４５”未満、好ましくは３０＠以下で表
面粗さが高いことがわかる。一方「リサーチアンドデベ
ロップメント」（１９８７，２）第１７３〜１８４頁に
記載の技術によれば、マクロパーティクルはアーク溝表
面から３０″以下の角度で放出されるとされており、前
記表面粗さはマクロパーティクルによるものであること
が推測できる。

本発明者らはこの様な粗面化に関する知見をもとに、蒸
着ロール、パスロール、蒸発源の配置を工夫することに
よって、低角度で放出するマクロパーティクルを基材表
面に蒸着させることができる本発明装置を完成させた。

基材にマクロパーティクルを蒸着させるにあたっては、
１つの蒸発源で基材の片面に蒸着を行なう方法と、両面
に行なう方法があるが、まず片面に蒸着を行なう装置に
ついて述べる。

蒸発源の表面端部からの仰角が３０”以下である空間を
基材が通過する様にしようとすると、第２図に示す装置
の様に、蒸着ロール３の径を大きくすることと、蒸発源
２２と蒸着ロール３の距離ａを縮めることが考えられる
が、前者の方法では設備が大型化してしまい、一方後者
の方法では異常放電やアークスポットによって基材１ｏ
が異常に加熱される恐れがある。

第３図に示す装置の様に２個の蒸着ロールを用いれば、
蒸発源２２と基材１ｏの距離を十分確保した上で蒸着可
能であるが、蒸着ロール３により冷却されない非冷却部
２４で蒸着が行なわれることとなり、やはり基材１０が
加熱されてしまう。

そこで第４図に示す装置の様に、２個の蒸着ロール間に
パスロール６を１個設けて蒸発源２２から基材１０を離
すこともできるが、今度はパスロール６に粒子が付着し
てしまい、連続して使用すると基材に損傷を与える可能
性があり好ましくない。

本発明装置は蒸発源の表面端部からの仰角が３０°以下
である空間を基材が通過する様に構成してなるものであ
るが、基材の加熱やパスロールへの蒸発粒子の付着等の
問題をおこすことなく基材の粗面化を図るには、後述す
る様に蒸発源の前方左右両方向に１対の蒸着ロールを配
置すると共に、該蒸着ロール間の基材搬送路中であって
蒸発粒子が蒸発源から直接飛来しない位置に、少なくと
も１個以上のパスロールを配設することが望ましい。

第５図から第８図は本発明装置のより好ましい実施例を
示す概略説明図である。第５図に示す装置では蒸発源２
２の両側から３０°以下の空間を通る位置に２個の蒸着
ロール３．３′が配設されている。従って蒸発源２２か
ら低角度で放出されるマクロパーティクルを基材１０に
蒸着することができる。また２個のパスロール６．６′
は蒸着ロール３．３′でできた蒸発源２２からの死角に
配設されており、蒸発源２２から直接蒸発粒子を受ける
ことがないので、パスロール表面の蒸発粒子付着量は極
めて少なく、連続使用しても基材を損傷する恐れはない
。さらに２個の蒸着ロール間の搬送途中にある非冷却部
２４であっても、蒸発源２２から十分間れて迂回してい
るので基材の異常加熱の恐れは少なく、必要であれば蒸
発源からさらに離すことも容易である。

第６図に示す装置は第５図に示す装置におけるパスロー
ルを２個から１個はしたものであり、この場合も第５図
に示す装置と同様の効果が得られるが、基材の非冷却部
２４は蒸発源２２に対して大きく傾斜しているｋめ、単
位長さあたりの蒸着量が少なく、基材の過熱を第５図記
載の装置以上に抑えることができる。

第７図に示す装置は第５図に示す装置を２組直列に配設
し、基材の両面に蒸着できる様に構成したものである。

また第８図に示す装置は２個の蒸発源を用いて基材の両
面に蒸着できる様にしたもので、第６図に示す装置にお
けるパスロールを他方の蒸着ロールとして代用したもの
である。この様にすれば１つの蒸発源で基材の両面へ同
時に蒸着することができ、第７図に示す装置に比ベコン
パクト化が図れる。

次に１つの蒸発源で基材の両面に同時に蒸着を行なう方
法において、蒸発面が蒸着面に対して低角度となる様に
形成するには、第９図に示す装置の様に蒸発源及び蒸着
ロールを配置すればよい。

しかしながらこの方法によれば低角度のマクロパーティ
クル２７は有効に利用できるが、カソード正面へ向けて
放出される蒸発粒子（原子、イオンおよび若干のマクロ
パーティクル）２５が無駄になり、蒸発源物質の利用効
率が低下する。

そこで第１０図に示す装置の様に、蒸発源２２の対向側
に別の蒸発源２２′を配設して蒸着ロ−ル上の基４ｉ１
０が２つの蒸発面で形成される空間を通る様に構成すれ
ば、互いに粒子を捕集することができ、蒸着材料の利用
効率低下を防止することができる。

但し第１０図記載の装置であっても一部の蒸発粒子２６
は無駄となるので、第１１図に示す装置の様に１対の蒸
着ロール３．３′の間隔を狭くするか、第１２図に示す
装置の様に蒸着ロール３３′を２組配設すれば、上記粒
子の捕集効率を更に向上させることができるので好まし
い。即ち基材が１対の蒸発面で形成される空間を通過す
る際に、対面する蒸発面の対角線を横切るように蒸着ロ
ールを配設する方法である。

尚本発明装置の設計に当たっては、生産能力を更に拡大
するため上記構成のものを２組以上並設してもよい。例
えば第１３図に示す装置は第１０図に示す装置の構成を
２式直列に配したものである。また第１４図に示す装置
は第１３図に示す装置の蒸着ロールを１つ減らし、装置
のコンパクト化及びコストダウンを図る構成にしたもの
である。さらに生産能力を向上させようとする場合には
、上記趣旨に沿って蒸着ロールおよび蒸発源を増設して
し用ジばよい。

［発明の効果コ 本発明は以上の様に構成されているので、大容量の電解
コンデンサ用電極材料が連続して生産できる様になり、
電解コンデンサの大容量化、小型化に寄与できることと
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属粒子の飛散角度と表面粗さの関係を示した
グラフ、第２図〜第４図、第９図は本発明装置の基本的
構成を説明する概略図、第５図〜第８図及び第１０図〜
第１４図は本発明装置のより好ましい実施例を示す概略
図、第１５図。 第１６図は従来の電極利料製造装置の概略図である。 １・・・真空客器　　　　２・・・真空ポンプ３・・・
蒸着ロール　　　４・・・巻出しロール５・・・巻取り
ロール　　６・・・バスロール７・・・ルツボ　　　　
　８・・・シャッター９・・・蒸発物 １１・・・シールド板 ２２・・・蒸発源 ２４・・・非冷却部 １Ｏ・・・基材 ２１・・・アノード ２３・・・アーク電源 ２５・・・マクロバーチクル ２

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極アークプラズマによって蒸発源から蒸着ロー
   ル上の基材表面に金属粒子を連続的に蒸着させる電解コ
   ンデンサ用電極材料製造装置において、基材の通過軌跡
   の全部又は一部を上記蒸発源の表面端部からの仰角が３
   ０゜以下である空間内に配してなることを特徴とする電
   解コンデンサ用電極材料の製造装置。
2. （２）蒸発源の前方左右両方向に１対の蒸着ロールを配
   置すると共に、該蒸着ロール間の基材搬送路中であって
   蒸発粒子が蒸発源から直接飛来しない位置に、少なくと
   も１個以上のパスロールを配設してなる請求項（１）記
   載の電解コンデンサ用電極材料の製造装置。
3. （３）２個の蒸発源を向い合せに配置すると共に、該蒸
   発源の間に少なくとも１対の蒸着ロールを配設して基材
   の両面に蒸着を行なう請求項（１）記載の電解コンデサ
   用電極材料の製造装置であって、対向する上記蒸発源の
   １対の蒸発面で形成された空間に、上記基材が通過する
   様蒸着ロールを配設してなる電解コンデンサ用電極材料
   の製造装置。
4. （４）請求項（３）記載の製造装置において、１対の蒸
   発面で形成された空間を装置正面から見て得られる四角
   形の２本の対角線を、蒸着ロール上の基材が横切る様に
   蒸着ロールを配設してなる電解コンデンサ用電極材料の
   製造装置。