JPH0332012A - 電解コンデンサ用アルミニウム電極の製造方法 - 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、電解コンデンサ用アルミニウム電極の製造方
法に関し、更に詳しくは、高純度アルミニウムの表面に
蒸着により金を付着させて表面に金層からなる蒸着膜を
形成させることからなる電解コンデンサ用アルミニウム
電極の製造方法に関する。

［従来の技術］ 電解コンデンサは、小形、大容量、安価で、整流出力の
平滑化等に優れた特性を示し各種電気・電子機器の重要
な構成要素の一つであり、一般に表面を電解酸化によっ
て酸化被膜に変えたアルミニウム箔を陽極とし、この酸
化被膜を誘電体としｉ電陰極との間に電解液を介在させ
て作成される。

電解コンデンサは、アルミニウム以外にもタンタル、チ
タン等のいわゆる弁金属を陽極に用いる。また集電用の
陰極には、通常、陽極と同種の金属が用いられる。とこ
ろが陰極に用いる弁金属は、積極的に酸化処理を施さな
くとも自然酸化による極めて薄い絶縁層が形成される。

この自然酸化皮膜は、絶縁性のため誘電体層として機能
し、電解コンデンサは陽極側の静電容量と陰極側の静電
容量とが直列に接続された合成容量となり、所望の静電
容量が得られない場合がある。

これを防ぐためには、陽＃ｌ開の静電容量値を陰′ｌｆ
ｌ側の静電容量値に比べて著しく小さくすれば、陰′ｌ
ｆｌ開の静電容量値は殆ど無視できるものとなる。しか
し、＃、電圧用の陽ｆ！箔は、陰極側との静電容量値が
余り異ならないので、静電容量の低下の度合が大きい、
これを防ぐ目的で陰極側の静電容量値をより高くするた
めに、陰極表面をエツチング処理して拡面化する方法が
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増加させるのは次第に困難になりつ
つある。

宰ろ＃極による合成容量の問題は、陰極の少くとも表面
部に自然酸化皮膜が形成されない形態をとるのが望まし
い、このためには、陰極材料に弁金属以外の金属を用い
れば良いが、電解コンデンサは内部の電解液との反応で
腐蝕が発生することから、陰極に用いることができるの
は、陽極と同種の弁金属か、極めて安定度の高い、金、
白金、パラジウム等の貴金属に限られる。しかし貴金属
はその経済性の理由の故、まず使用は不可能である。

そこで、これを解決する手段として、アルミニウム等の
弁金属を基材として、この表面に貴金属層を付着または
溶着させることが考えられている。このような手段とし
ては、例えば、真空蒸着法、イオンブレーティング法ま
たはスパッタリング法のような物理的方法により、アル
ミニウム表面に所望の蒸着金属層を形成することで、電
解コンデンサの静電容量を増加させることができる。

しかしながら、前記した方法では、アルミニウム表面に
おける金等の金属の蒸着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陰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
。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、高純度アルミニウムの表面に蒸着により金を
付着させて表面に金層からなる蒸着膜を形成させること
からなる電解コンデンサ用アルミニウム電極の製造方法
を改良することにより、蒸着膜の密着性およびＭｌ、密
性を向上させ、処理時間を大幅に短縮させると共に、少
くとも陰極側に静電容量が形成されないようにして、電
解コンデンサとしての静電容量の増大を図れる電解コン
デンサ用アルミニウム′！４極の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、電解コンデンサ用アルミニウムを極を
製造するに際し、高純度アルミニウムの表面に蒸着によ
り金を付着させて表面に金層からなる蒸着膜を形成させ
ることからなり、前記蒸着を陰極アーク蒸着法により行
うことを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極
の製造方法が提供される。

高純度アルミニウムを、エツチング処理を施した高純度
アルミニウム箔とすれば好適である。

１０−７〜１０−’Ｔｏｒｒの圧力で陰極アーク蒸着を
行えば好適である。

アルゴン、ヘリウム、並びに窒素よりなる群から選択さ
れる不活性ガス雰囲気中で陰極アーク蒸着を行えば好適
である。

１００〜５００　ｎｎの蒸発距離で陰極アーク蒸着を行
えば好適である。

１ｘ１０−’〜１　ｘ　１０−’１１ｇ／　ｃｒａ”秒
の蒸発速度で陰極アーク蒸着を行えば好適である。

Ｉ　Ｘ　１０−’〜Ｉ　ＩＱ／Ｃ１’の蒸着量で陰極ア
ーク蒸着を行えば好適である。

蒸着膜の厚さをｏ、　ｏｏｓ〜３μとすれば好適である
。この程度の厚さの蒸着膜に対し、蒸着処理時間は、０
．０５〜３０分とすることができる。

前記した陰極アーク蒸着により高純度アルミニウムの表
面に金を付着させ、表面に金層からなる蒸着膜を形成さ
せ、これを用いて陰極用の電解コンデンサ用アルミニウ
ムＺ　’ｆｌｌを製造する。

［作用］ 実質的真空下で、金属ターゲット（蒸発源）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表面上に
アークスポットを形成し、ターゲット表面上をランダム
に走り回る。

アークスポットに集中するアーク電流のエネルギにより
、ターゲツト材は瞬時に溶融蒸発すると同時に金属イオ
ンとなり、真空中に放出される。この際、バイアス電圧
を被コーテイング物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コーテイング
物の表面に密着し、緻密な膜を生成する。

本発明は、このような陰極アーク蒸着の原理を応用する
ものであり、金属ターゲット（蒸発源）として金を用い
、被コーテイング物として高純度アルミニウムを用いる
ものである。

本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対し、金についての基板
上のイオン化率および粒子エネルギを比較して第１表に
示す、なお、イオン化率は、基板単位面積に到達した原
子の内、イオン化していたものの数をパーセントで表し
たものである。

匙上遣 ｎアーク　　　　　イオン　　　　　　　スパッタリン
グ法蒸着沫　　　　　　　１レーテイング法イオン七寧
（Ｘ）　　　　　３０〜５０　　２〜８　　　２〜８種
子エネルギ（ｅＶ）　　　１０〜１００　０．１〜１　
　０．２〜１０このような陰極アーク蒸着法によれば、
イオン化率が著しく大きく、高イオンエネルギであるた
め、反応効率が向上し、アルミニウム基板と金との密着
性を顕著に向上させることができ、最終的に電解コンデ
ンサの静電容量の増加を図ることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、高純度アルミニウムの表面に蒸着によ
り金を付着させて表面に金層からなる蒸着膜を形成させ
ることからなる電解コンデンサ用アルミニウム電極の製
造方法を改良することにより、蒸着膜の密着性および緻
密性を向上させ、処理時間を大幅に短縮させると共に、
少くとも陰ｆ！側に静電容量が形成されないようにして
、電解コンデンサとしての静電容量の増大を図れる電解
コンデンサ用アルミニウム！極のｇ！遣方法が提供され
る。

［実施例］ 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。

及曳盟ユ 常法によりエツチング処理を施した高純度アルミニウム
箔５０ｘ　１００　■を使用し、トータルチャンバ圧力
２〜１０ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ、蒸発距離２００　ｌｌ
、蒸発速度０．０１μ／分とし、５分陰極アーク蒸着を
行い、金蒸着膜厚０．０５μの蒸着膜を形成させた。

陰極アーク蒸着に使用する装置の概略を第１図に示す、
この装置を用い、実質的真空下で、金からなる金属ター
ゲット（蒸発源）１０をＶ＠極としてアーク放電を起こ
すと、アークはターゲット表面上にアークスポットを形
成し、ターゲット表面上をランダムに走り回る結果、ア
ークスポットに集中するアーク電流のエネルギ（１００
Ａ）により、ターゲツト材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、この際、
高純度アルミニウム箔とする被コーテイング物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
は、加速された反応ガス粒子１６と共に被コーテイング
物１４の表面に密着し、緻密な膜を生成する。なお、第
１図中、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。

この蒸着膜を有するアルミニウム箔を陰極に用い、通常
のアルミニウム箔に陽極酸化を行った陽極と共に電解コ
ンデンサを製造した比致皿ユ 常法によりエツチング処理を施した高純度アルミニウム
箔５０ｘ　１００　ｍｎを使用し、１×１０−’Ｔｏｒ
ｒのアルゴン雰囲気中で、蒸発距離２００　ｕ、蒸発速
度１　ｒｇｑ／　ｃｒｇ”秒、蒸着量０．４ｒｘｇ／ｃ
ｒｙ２として、イオンブレーティング法による金蒸着を
行い、蒸着膜を形成させた。この蒸着膜を有するアルミ
ニウム箔を陰極に用いて電解コンデンサを製造した。

比艶皿ｌ スバブタリング法による以外は比較例１と同様に蒸着膜
を形成させ、この蒸着膜を有するアルミニウム箔を陰極
に用いて電解コンデンサを製造した。

比校盟ユ 常法によりエツチング処理を施した高純度アルミニウム
箔を＃Ｒ極に使用し、蒸＠膜を形成させることなく、電
解コンデンサを製造した。

前記したようにして製造した蒸着膜を有するアルミニウ
ム基板における金の密着性の比較は、第２表に示す通り
である。

第２表 実施１１Ｉｌ　　　　　比ｒ１例１　　　　　比１１１
１２付着力（ｋ＋；＋ｎｓ）　　　３．１５　２．４０
　２．２０また、前記したようにして製造した電解コン
デンサの静電容量（ｇＦ／ｌ”　）は第３表に示す通り
であった。

隻１１ 実！１区１　　　　此ｌ阿１　　　　比１２例２　　　
　比較例３静電容量　１６２０　１２００　１０００　
４００

【図面の簡単な説明】

第１図は、！７＠極アーク蒸着に使用する装置の概略を
示す図である。 １０・・・金からなる金属ターゲット（蒸発源）１２・
・・金属イオン １４・・・高純度アルミニウムとする被コーテイング物 １６・・・反応ガス粒子 ２０・・・アーク電源 ２４・・・回転テーブル ２８・・・ガス出口 １８・・・アーク電源 ２２・・・バイアス電源 ２Ｇ・・・ガス入口 ３０・・・真空チャンバ ＦＩＧ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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の表面に蒸着により金を付着
   させて表面に金層からなる蒸着膜を形成させることから
   なり、前記蒸着を陰極アーク蒸着法により行うことを特
   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
   。