JPH0513280A - 電解コンデンサ用電極材料 - Google Patents
電解コンデンサ用電極材料Info
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- JPH0513280A JPH0513280A JP18806991A JP18806991A JPH0513280A JP H0513280 A JPH0513280 A JP H0513280A JP 18806991 A JP18806991 A JP 18806991A JP 18806991 A JP18806991 A JP 18806991A JP H0513280 A JPH0513280 A JP H0513280A
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- titanium
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い静電容量で、しかも長期間静電容量の変
化が少なく、かつ漏れ電流値の低い、電解コンデンサ用
電極材料を得る。 【構成】 アルミニウムまたはアルミニウム合金基材表
面に純度が９９．９９％以上の高純度の蒸着チタン層を
形成する。
化が少なく、かつ漏れ電流値の低い、電解コンデンサ用
電極材料を得る。 【構成】 アルミニウムまたはアルミニウム合金基材表
面に純度が９９．９９％以上の高純度の蒸着チタン層を
形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電解コンデンサの陽
極あるいは陰極に用いられる電極材料に関する。
極あるいは陰極に用いられる電極材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】電解コンデンサは、アルミニウムなどの
弁金属を電極に用いている。弁金属は、陽極酸化処理な
どの操作によって、金属表面に絶縁性の金属酸化物薄膜
層を形成することができる。この薄膜は誘電体層として
機能し、極めて薄い（１Ｖあたり十数オングストローム
程度）皮膜のため、電極面積あたりの静電容量値を高く
することができ、小形大容量のコンデンサが得られる特
長がある。
弁金属を電極に用いている。弁金属は、陽極酸化処理な
どの操作によって、金属表面に絶縁性の金属酸化物薄膜
層を形成することができる。この薄膜は誘電体層として
機能し、極めて薄い（１Ｖあたり十数オングストローム
程度）皮膜のため、電極面積あたりの静電容量値を高く
することができ、小形大容量のコンデンサが得られる特
長がある。
【０００３】また陰極側電極についても、コンデンサ内
部に含浸される電解液との反応性の問題や腐食対策から
陽極側と同一の弁金属が使用される。このため特にアル
ミニウム陰極においては、大気中の酸素による自然酸化
皮膜が表面に形成され、これが静電容量を持つことにな
って、陽極側電極と直列の合成容量を形成し、陽極のみ
の静電容量より容量値が下がることになる。
部に含浸される電解液との反応性の問題や腐食対策から
陽極側と同一の弁金属が使用される。このため特にアル
ミニウム陰極においては、大気中の酸素による自然酸化
皮膜が表面に形成され、これが静電容量を持つことにな
って、陽極側電極と直列の合成容量を形成し、陽極のみ
の静電容量より容量値が下がることになる。
【０００４】また電解コンデンサは小形化、大容量化の
ために、電極表面を粗面化して表面積の拡大を図るため
電極を電気化学的にエッチングすることがおこなわれて
いるが、近年はこのエッチングによる表面積拡大も限界
があり、新たな静電容量の増大策が求められている。
ために、電極表面を粗面化して表面積の拡大を図るため
電極を電気化学的にエッチングすることがおこなわれて
いるが、近年はこのエッチングによる表面積拡大も限界
があり、新たな静電容量の増大策が求められている。
【０００５】電極の静電容量を増加させるものとして、
アルミニウム表面に異なる金属や金属化合物の層を形成
することが提案されている。このようなものとして、例
えば特開平３−６０１０号公報のように、アルミニウム
電極表面にチタンを蒸着したものが知られている。アル
ミニウムにチタンを蒸着したものあるいはこのチタンを
陽極酸化等の処理によってその一部または全部を酸化さ
せたものは、一般に高い静電容量が得られ、電解コンデ
ンサの電極材料として好適なものである。
アルミニウム表面に異なる金属や金属化合物の層を形成
することが提案されている。このようなものとして、例
えば特開平３−６０１０号公報のように、アルミニウム
電極表面にチタンを蒸着したものが知られている。アル
ミニウムにチタンを蒸着したものあるいはこのチタンを
陽極酸化等の処理によってその一部または全部を酸化さ
せたものは、一般に高い静電容量が得られ、電解コンデ
ンサの電極材料として好適なものである。
【０００６】しかしながら、このような電極材料は高い
静電容量値を持つ反面、その静電容量値の長期の安定性
や、陽極側に使用した際漏れ電流の値が高くなるなどの
問題があり、この改善が求められていた。
静電容量値を持つ反面、その静電容量値の長期の安定性
や、陽極側に使用した際漏れ電流の値が高くなるなどの
問題があり、この改善が求められていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
問題点を改善したもので、電極基材の表面に形成された
チタン層の純度が、電極の特性に影響を及ぼすことに着
目してなされたものである。電解コンデンサの電極材料
として、高い静電容量値と共に、静電容量値が長期間安
定して維持でき、また漏れ電流の少ない電極材料を得る
ことを目的としている。
問題点を改善したもので、電極基材の表面に形成された
チタン層の純度が、電極の特性に影響を及ぼすことに着
目してなされたものである。電解コンデンサの電極材料
として、高い静電容量値と共に、静電容量値が長期間安
定して維持でき、また漏れ電流の少ない電極材料を得る
ことを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の電極材料は、
アルミニウムまたはアルミニウム合金を基材とし、この
表面にチタンが蒸着されたものからなり、しかも蒸着さ
れたチタン層の純度が９９．９９％以上であることを特
徴としている。
アルミニウムまたはアルミニウム合金を基材とし、この
表面にチタンが蒸着されたものからなり、しかも蒸着さ
れたチタン層の純度が９９．９９％以上であることを特
徴としている。
【０００９】基材となるアルミニウムは、陽極用に用い
られる高純度のものから、陰極等に用いられる比較的純
度の低いアルミニウム合金材まで選択することができ
る。また基材の形状は問わないが、一般的には箔、薄
板、線、多孔質のブロックなどの形状である。基材表面
は、エッチング処理等により粗面化がなされていてもよ
い。
られる高純度のものから、陰極等に用いられる比較的純
度の低いアルミニウム合金材まで選択することができ
る。また基材の形状は問わないが、一般的には箔、薄
板、線、多孔質のブロックなどの形状である。基材表面
は、エッチング処理等により粗面化がなされていてもよ
い。
【００１０】この基材の表面にチタンの薄膜層を形成す
るための手段は各種のものがあるが、イオンプレーティ
ング法、スパッタリング法、真空蒸着法、陰極アークプ
ラズマ蒸着法などの物理的手段、ＣＶＤ法などの化学的
手段などが選択できる。この発明では、形成されたチタ
ン薄膜層が９９．９９％以上の高純度があることが必要
である。このため、蒸着時に用いるチタンのターゲット
材純度や、基材表面の清浄度などに注意する必要があ
る。
るための手段は各種のものがあるが、イオンプレーティ
ング法、スパッタリング法、真空蒸着法、陰極アークプ
ラズマ蒸着法などの物理的手段、ＣＶＤ法などの化学的
手段などが選択できる。この発明では、形成されたチタ
ン薄膜層が９９．９９％以上の高純度があることが必要
である。このため、蒸着時に用いるチタンのターゲット
材純度や、基材表面の清浄度などに注意する必要があ
る。
【００１１】またチタン層が形成された電極材料を陽極
酸化処理して、金属チタンを酸化チタンに酸化させ、絶
縁性を高めて陽極側の電極材料に用いることができる。
これにより表面に誘電体となる強固な絶縁皮膜層が形成
される。
酸化処理して、金属チタンを酸化チタンに酸化させ、絶
縁性を高めて陽極側の電極材料に用いることができる。
これにより表面に誘電体となる強固な絶縁皮膜層が形成
される。
【００１２】
【作用】この発明によれば、９９．９９％以上の純度の
チタン薄膜は、この純度より低い純度のチタン薄膜に比
べて高い静電容量値が劣化せずに長期間安定して維持さ
れる。また漏れ電流も同様に少なくなる。
チタン薄膜は、この純度より低い純度のチタン薄膜に比
べて高い静電容量値が劣化せずに長期間安定して維持さ
れる。また漏れ電流も同様に少なくなる。
【００１３】
【実施例】次に実施例に基づいて、この発明を説明す
る。まず基材として高純度のアルミニウム箔（純度９
９．９９％、９０μｍ厚）の表面を電気化学的にエッチ
ングして粗面化したものを用意した。
る。まず基材として高純度のアルミニウム箔（純度９
９．９９％、９０μｍ厚）の表面を電気化学的にエッチ
ングして粗面化したものを用意した。
【００１４】このアルミニウム箔にチタン薄膜層を形成
した。チタン薄膜の蒸着には、陰極アークプラズマ蒸着
法を用いた。陰極アークプラズマ蒸着法は実質的に真空
下で金属ターゲット材を陰極として、アーク放電を起こ
させて、アーク電流のエネルギーによってターゲット金
属をイオン化して蒸発させる。このイオン化した金属ガ
スはバイアス電圧を印加した被処理材に付着し、緻密な
金属薄膜層が得られる。陰極アークプラズマ蒸着法は、
高温のイオン化した金属ガスを付着させるため、高純度
金属薄膜層を形成するのに適している。
した。チタン薄膜の蒸着には、陰極アークプラズマ蒸着
法を用いた。陰極アークプラズマ蒸着法は実質的に真空
下で金属ターゲット材を陰極として、アーク放電を起こ
させて、アーク電流のエネルギーによってターゲット金
属をイオン化して蒸発させる。このイオン化した金属ガ
スはバイアス電圧を印加した被処理材に付着し、緻密な
金属薄膜層が得られる。陰極アークプラズマ蒸着法は、
高温のイオン化した金属ガスを付着させるため、高純度
金属薄膜層を形成するのに適している。
【００１５】実験は、金属（チタン）ターゲット材の純
度を変えて、形成されるチタン薄膜の純度を変えた。比
較例はこの発明の範囲外のチタン薄膜の純度のもので、
ターゲット材のチタン純度が９９．５％のものを使用
し、この結果蒸着薄膜の純度は９９．８％であった。
度を変えて、形成されるチタン薄膜の純度を変えた。比
較例はこの発明の範囲外のチタン薄膜の純度のもので、
ターゲット材のチタン純度が９９．５％のものを使用
し、この結果蒸着薄膜の純度は９９．８％であった。
【００１６】本発明例１のものはターゲット材の純度が
９９．９５％のものを使用した。この結果蒸着薄膜の純
度は９９．９９％であった。さらに本発明例２はターゲ
ット材の純度が９９．９９５％をものを用いた。この結
果蒸着薄膜の純度は９９．９９９％のものが得られた。
なお、蒸着薄膜の純度の測定はＳＩＭＳ（SecondaryIon
Mass Spectrum ）法によった。
９９．９５％のものを使用した。この結果蒸着薄膜の純
度は９９．９９％であった。さらに本発明例２はターゲ
ット材の純度が９９．９９５％をものを用いた。この結
果蒸着薄膜の純度は９９．９９９％のものが得られた。
なお、蒸着薄膜の純度の測定はＳＩＭＳ（SecondaryIon
Mass Spectrum ）法によった。
【００１７】なおこれ以外の蒸着条件は比較例、本発明
例とも共通で次のとおりである。 チャンバー内圧力： ２×１０-3 （Ｔｏｒｒ） アーク電流 ： ２００ （Ａ） 基材バイアス電圧： −２０ （Ｖ） 蒸着時間 ： ９０ （秒）
例とも共通で次のとおりである。 チャンバー内圧力： ２×１０-3 （Ｔｏｒｒ） アーク電流 ： ２００ （Ａ） 基材バイアス電圧： −２０ （Ｖ） 蒸着時間 ： ９０ （秒）
【００１８】こうして得られた蒸着箔の静電容量値を測
定した。静電容量の測定は、テトラメチルアンモニウム
をγ−ブチロラクトンに溶解した（２５重量％溶液）電
解液に電極箔を浸漬しておこなった。また安定度の試験
のため、箔を高温（１１０℃）で５００時間放置した後
の静電容量値についても調べた。
定した。静電容量の測定は、テトラメチルアンモニウム
をγ−ブチロラクトンに溶解した（２５重量％溶液）電
解液に電極箔を浸漬しておこなった。また安定度の試験
のため、箔を高温（１１０℃）で５００時間放置した後
の静電容量値についても調べた。
【００１９】さらにこの電極材料を陽極側に使用するた
めに陽極酸化処理を施した状態で、漏れ電流の大きさに
ついても測定した。陽極酸化の条件は、りん酸水溶液
（０．１Ｎ、６０℃）中で箔を陽極側として６Ｖの電圧
を印加して２０分間陽極過酸化をおこない、金属チタン
層を酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に変えた。この箔に４．２
Ｖを印加して漏れ電流（２分値）を測定した。これらの
測定結果を表１に示す。
めに陽極酸化処理を施した状態で、漏れ電流の大きさに
ついても測定した。陽極酸化の条件は、りん酸水溶液
（０．１Ｎ、６０℃）中で箔を陽極側として６Ｖの電圧
を印加して２０分間陽極過酸化をおこない、金属チタン
層を酸化チタン（ＴｉＯ2 ）に変えた。この箔に４．２
Ｖを印加して漏れ電流（２分値）を測定した。これらの
測定結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】この結果からわかるように、この発明の電
極材料は、従来のものに比べて高い静電容量値を有し、
しかも高温放置後においての静電容量値の変化が少な
い。また陽極酸化をおこない、その後測定した漏れ電流
値も極めて低い値となっており、緻密が絶縁性の高い蒸
着膜が得られていることがわかる。
極材料は、従来のものに比べて高い静電容量値を有し、
しかも高温放置後においての静電容量値の変化が少な
い。また陽極酸化をおこない、その後測定した漏れ電流
値も極めて低い値となっており、緻密が絶縁性の高い蒸
着膜が得られていることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば高
い静電容量でしかも長期間変化の少ない安定した電極材
料を得ることができ、この材料を用いた電解コンデンサ
は、小形化、大容量化を図ることができる。
い静電容量でしかも長期間変化の少ない安定した電極材
料を得ることができ、この材料を用いた電解コンデンサ
は、小形化、大容量化を図ることができる。
【００２３】しかも、薄膜を形成した電極材料は漏れ電
流特性が劣る欠点があったが、この発明の電極材料は漏
れ電流値が低く、優れた電気特性の電解コンデンサが得
られる。
流特性が劣る欠点があったが、この発明の電極材料は漏
れ電流値が低く、優れた電気特性の電解コンデンサが得
られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウム合金基
材表面にチタンを蒸着してなる電解コンデンサ用電極材
料において、蒸着されたチタン層の純度が９９．９９％
以上であることを特徴とする電解コンデンサ用電極材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18806991A JP2734233B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 電解コンデンサ用電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18806991A JP2734233B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 電解コンデンサ用電極材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513280A true JPH0513280A (ja) | 1993-01-22 |
| JP2734233B2 JP2734233B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=16217167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18806991A Expired - Fee Related JP2734233B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 電解コンデンサ用電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734233B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013516237A (ja) * | 2009-12-31 | 2013-05-13 | カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド | 渦電流を減らすコンデンサを有する植込装置 |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP18806991A patent/JP2734233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013516237A (ja) * | 2009-12-31 | 2013-05-13 | カーディアック ペースメイカーズ， インコーポレイテッド | 渦電流を減らすコンデンサを有する植込装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2734233B2 (ja) | 1998-03-30 |
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Legal Events
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