JPH11317331A - 高表面積フォイル電極の製造法 - Google Patents
高表面積フォイル電極の製造法Info
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- JPH11317331A JPH11317331A JP11053765A JP5376599A JPH11317331A JP H11317331 A JPH11317331 A JP H11317331A JP 11053765 A JP11053765 A JP 11053765A JP 5376599 A JP5376599 A JP 5376599A JP H11317331 A JPH11317331 A JP H11317331A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解コンデンサのフォイル電極の表面積を増
大させる。 【解決手段】 電解コンデンサのフォイル電極の表面積
を増大させる方法。バルブ金属は、不活性ガスの圧力よ
りも大きさが１〜２程度低い圧力の酸素を含む低圧不活
性雰囲気内でバルブ金属フォイル上に蒸着される。その
結果得られる表面は、フラクタル状となる。そのように
処理されたフォイルは、陰極などの使用に適している。
陽極を製造するための陽極酸化前に、バルブ金属酸化物
の不連続層がフォイル上に蒸着されて、フラクタル状表
面の高表面積を保護する、あるいは金属フォイルとのそ
の界面が高表面積を有する誘電体被膜の形成を促進させ
る。
大させる。 【解決手段】 電解コンデンサのフォイル電極の表面積
を増大させる方法。バルブ金属は、不活性ガスの圧力よ
りも大きさが１〜２程度低い圧力の酸素を含む低圧不活
性雰囲気内でバルブ金属フォイル上に蒸着される。その
結果得られる表面は、フラクタル状となる。そのように
処理されたフォイルは、陰極などの使用に適している。
陽極を製造するための陽極酸化前に、バルブ金属酸化物
の不連続層がフォイル上に蒸着されて、フラクタル状表
面の高表面積を保護する、あるいは金属フォイルとのそ
の界面が高表面積を有する誘電体被膜の形成を促進させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ用
の電極、厳密には、表面積を増大させた、そのような電
極、特に陽極および陰極を製造する方法、およびそのよ
うに製造されたそれらの電極に関する。
の電極、厳密には、表面積を増大させた、そのような電
極、特に陽極および陰極を製造する方法、およびそのよ
うに製造されたそれらの電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】電解コンデンサは、一方のプレートが金
属質で、他方のプレートが電解質であるコンデンサであ
る。２つのプレート間に介在するのは、金属プレート上
の表面酸化被膜から成る誘電体である。従来、誘電体被
膜がその上に形成される金属プレートは、陽極と呼ば
れ、この用語「陽極」は、ここでは金属プレートそれ自
体と、誘電体被膜を有する金属プレートとの両方を指す
ように使用される。どのような意味の「陽極」が意図さ
れるかはその状況から明白となろう。電解質内のイオン
伝導と外部回路内の電子伝導との間の遷移は、ここでは
陰極と呼ばれる第２の金属プレートによって提供され
る。陽極および陰極は、ここでは集合的に電極と呼ばれ
る。
属質で、他方のプレートが電解質であるコンデンサであ
る。２つのプレート間に介在するのは、金属プレート上
の表面酸化被膜から成る誘電体である。従来、誘電体被
膜がその上に形成される金属プレートは、陽極と呼ば
れ、この用語「陽極」は、ここでは金属プレートそれ自
体と、誘電体被膜を有する金属プレートとの両方を指す
ように使用される。どのような意味の「陽極」が意図さ
れるかはその状況から明白となろう。電解質内のイオン
伝導と外部回路内の電子伝導との間の遷移は、ここでは
陰極と呼ばれる第２の金属プレートによって提供され
る。陽極および陰極は、ここでは集合的に電極と呼ばれ
る。
【０００３】典型的に、陽極の金属は、バルブ金属、す
なわち、酸化されると、陰極として使用される場合には
電流を通すことができるが、陽極として使用される場合
にはその電流の流れを妨害する金属である。バルブ金属
の例は、マグネシウム、トリウム、カドミウム、タング
ステン、スズ、鉄、銀、シリコン、タンタル、チタニウ
ム、アルミニウム、ジルコニウム、およびニオブを含
む。
なわち、酸化されると、陰極として使用される場合には
電流を通すことができるが、陽極として使用される場合
にはその電流の流れを妨害する金属である。バルブ金属
の例は、マグネシウム、トリウム、カドミウム、タング
ステン、スズ、鉄、銀、シリコン、タンタル、チタニウ
ム、アルミニウム、ジルコニウム、およびニオブを含
む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般にコンデンサの場
合、電解コンデンサの静電容量はその２つのプレートの
表面積に比例する。従来、フォイルの表面積はエッチン
グにより増大される。非常に薄いフォイルの場合では、
これはフォイルを機械的に弱くし、高速巻き取りによっ
て電解コンデンサを製造するのが難しくなる欠点があ
る。
合、電解コンデンサの静電容量はその２つのプレートの
表面積に比例する。従来、フォイルの表面積はエッチン
グにより増大される。非常に薄いフォイルの場合では、
これはフォイルを機械的に弱くし、高速巻き取りによっ
て電解コンデンサを製造するのが難しくなる欠点があ
る。
【０００５】最近、真空蒸着がフォイル電極の表面積を
増大させるために提案されている。米国特許第4,970,62
6号のカキノキ（Kakinoki）その外は、粗い柱状構造体
のチタニウム表面を造るために、ある角度をなして、ア
ルミニウムフォイル上にチタニウムの真空蒸着を行う方
法を報告する。フォイル電極の表面積を増大させるこの
方法の欠点は、２つの金属を扱わなければならない追加
的費用、および金属間電位に関連した安定性の減少を含
む。米国特許第4,309,810号のドレーク(Drake)は、フォ
イル基材上への低角度での金属蒸気の真空蒸着法を教示
し、柱状構造体にするためにアルミニウム上にアルミニ
ウムを蒸着させる例を示す。ドレークのフォイルは、電
解コンデンサに使用するには脆すぎる：すなわち、電解
コンデンサの標準形状である円筒状ロールに巻かれると
壊れることが分かっている。ドイツ特許第4,127,743号
のニューマン（Neumann）その外は、酸化アルミニウム
によって分離されたアルミニウムの柱状表面構造体を与
えるために、低圧力酸素雰囲気内のアルミニウムにアル
ミニウムの真空蒸着を行う方法を報告する。米国特許第
5,431,971号および5,482,743号のアレグレ(Allegret)そ
の外は、低圧力酸化雰囲気下での、アルミニウムと酸化
アルミニウムとの混合物の同時蒸着法をも報告する。こ
のような混合したAl-Al2O3表面は、純粋なアルミニウム
表面よりも機械的に丈夫である；しかしそれらを組み入
れた電解コンデンサは、時間の経過と共に比較的高い抵
抗損失および比較的低い安定度を有することが知られて
いる。さらに、フォイルの表面にアルミニウムと大量の
酸化アルミニウムとの両方が存在すると、次の従来の化
学的または電気化学的処理による安定化と、次のアニー
ルにより構造体を粗くすることとの両方が困難であまり
効率的でないものとなる。
増大させるために提案されている。米国特許第4,970,62
6号のカキノキ（Kakinoki）その外は、粗い柱状構造体
のチタニウム表面を造るために、ある角度をなして、ア
ルミニウムフォイル上にチタニウムの真空蒸着を行う方
法を報告する。フォイル電極の表面積を増大させるこの
方法の欠点は、２つの金属を扱わなければならない追加
的費用、および金属間電位に関連した安定性の減少を含
む。米国特許第4,309,810号のドレーク(Drake)は、フォ
イル基材上への低角度での金属蒸気の真空蒸着法を教示
し、柱状構造体にするためにアルミニウム上にアルミニ
ウムを蒸着させる例を示す。ドレークのフォイルは、電
解コンデンサに使用するには脆すぎる：すなわち、電解
コンデンサの標準形状である円筒状ロールに巻かれると
壊れることが分かっている。ドイツ特許第4,127,743号
のニューマン（Neumann）その外は、酸化アルミニウム
によって分離されたアルミニウムの柱状表面構造体を与
えるために、低圧力酸素雰囲気内のアルミニウムにアル
ミニウムの真空蒸着を行う方法を報告する。米国特許第
5,431,971号および5,482,743号のアレグレ(Allegret)そ
の外は、低圧力酸化雰囲気下での、アルミニウムと酸化
アルミニウムとの混合物の同時蒸着法をも報告する。こ
のような混合したAl-Al2O3表面は、純粋なアルミニウム
表面よりも機械的に丈夫である；しかしそれらを組み入
れた電解コンデンサは、時間の経過と共に比較的高い抵
抗損失および比較的低い安定度を有することが知られて
いる。さらに、フォイルの表面にアルミニウムと大量の
酸化アルミニウムとの両方が存在すると、次の従来の化
学的または電気化学的処理による安定化と、次のアニー
ルにより構造体を粗くすることとの両方が困難であまり
効率的でないものとなる。
【０００６】高表面積を有するフォイル電極を形成した
とすると、その電極が陽極として使用されるべきである
場合、その表面は酸化されなければならない。従来、こ
れは電解陽極酸化によって行われ、その中でその電極は
電気化学的電池内で陽極として使用される。この技術に
ついての最近の特許は、グエン(Nguyen)その外の米国特
許第4,537,665号、グエン(Nguyen)その外の米国特許第
4,582,574号、およびキウ(Qiu)の米国特許第5,643,432
号を含む。酸化被膜が厚くなればなるほど、電気コンデ
ンサの静電容量もより低くなるが、誘電体の動作電圧も
より高くなる。高電圧（約１００Ｖ）用途では、誘電体
層は比較的厚く、微小表面特徴を越えて橋絡する傾向が
あり、陽極の有効表面積を減少させる。
とすると、その電極が陽極として使用されるべきである
場合、その表面は酸化されなければならない。従来、こ
れは電解陽極酸化によって行われ、その中でその電極は
電気化学的電池内で陽極として使用される。この技術に
ついての最近の特許は、グエン(Nguyen)その外の米国特
許第4,537,665号、グエン(Nguyen)その外の米国特許第
4,582,574号、およびキウ(Qiu)の米国特許第5,643,432
号を含む。酸化被膜が厚くなればなるほど、電気コンデ
ンサの静電容量もより低くなるが、誘電体の動作電圧も
より高くなる。高電圧（約１００Ｖ）用途では、誘電体
層は比較的厚く、微小表面特徴を越えて橋絡する傾向が
あり、陽極の有効表面積を減少させる。
【０００７】２つの現象は、電解陽極酸化によって行わ
れた陽極の有効表面積を低減する傾向がある。一方の現
象は、陽極酸化工程中に、酸素および水酸化イオンが金
属/誘電体界面から金属に移動すると同時に、金属イオ
ンは金属/誘電体界面から誘電体に移動することであ
る。他方の現象は、金属表面上の尖鋭点が高局部電界を
特徴とし、それは電解法を加速することである。これら
の現象の両方とも、金属/誘電体界面の凹凸を平滑化す
る傾向がある。
れた陽極の有効表面積を低減する傾向がある。一方の現
象は、陽極酸化工程中に、酸素および水酸化イオンが金
属/誘電体界面から金属に移動すると同時に、金属イオ
ンは金属/誘電体界面から誘電体に移動することであ
る。他方の現象は、金属表面上の尖鋭点が高局部電界を
特徴とし、それは電解法を加速することである。これら
の現象の両方とも、金属/誘電体界面の凹凸を平滑化す
る傾向がある。
【０００８】故に、高表面積の機械的に丈夫なフォイル
電極を造るための改善された方法への広く認められた要
請があり、それらがあったならば大いに有利となろう。
電極を造るための改善された方法への広く認められた要
請があり、それらがあったならば大いに有利となろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、基材の
表面積を増大させる方法が提供され、（ａ）約１０-3ト
ル〜約１０-2トルの圧力を有する不活性雰囲気内に基材
を配置するステップと、（ｂ）不活性雰囲気下で基材上
にバルブ金属を蒸着させ、基材に表面構造体を与えるス
テップとを含む。
表面積を増大させる方法が提供され、（ａ）約１０-3ト
ル〜約１０-2トルの圧力を有する不活性雰囲気内に基材
を配置するステップと、（ｂ）不活性雰囲気下で基材上
にバルブ金属を蒸着させ、基材に表面構造体を与えるス
テップとを含む。
【００１０】本発明に従って、基材上に誘電体層を形成
する方法が提供され、（ａ）基材上に第１のバルブ金属
の酸化物の不連続層を形成するステップと、（ｂ）不連
続層の形成に続いて基材を電解的に陽極酸化させるステ
ップとを含む。
する方法が提供され、（ａ）基材上に第１のバルブ金属
の酸化物の不連続層を形成するステップと、（ｂ）不連
続層の形成に続いて基材を電解的に陽極酸化させるステ
ップとを含む。
【００１１】本発明に従って、基材上に誘電体層を形成
する方法が提供され、（ａ）バルブ金属とそれらの酸化
物とから成るグループから選択された物質を基材上に蒸
着させるステップであって、（i）その物質がバルブ金
属である場合、バルブ金属の酸化物の被膜を基材上に形
成し、（ii）その物質がバルブ金属の酸化物である場
合、酸化物の被膜を基材上に形成する、蒸着ステップ
と、（ｂ）酸化被膜の形成に続いて基材を電解的に陽極
酸化させるステップとを含む。
する方法が提供され、（ａ）バルブ金属とそれらの酸化
物とから成るグループから選択された物質を基材上に蒸
着させるステップであって、（i）その物質がバルブ金
属である場合、バルブ金属の酸化物の被膜を基材上に形
成し、（ii）その物質がバルブ金属の酸化物である場
合、酸化物の被膜を基材上に形成する、蒸着ステップ
と、（ｂ）酸化被膜の形成に続いて基材を電解的に陽極
酸化させるステップとを含む。
【００１２】本発明に従って、フラクタル状表面の構造
体を有するバルブ金属を含む製品が提供される。
体を有するバルブ金属を含む製品が提供される。
【００１３】本発明に従って、電極が提供され、（ａ）
導電性基材と、（ｂ）その基材の表面上の、第１のバル
ブ金属の酸化物の、不連続層とを含む。
導電性基材と、（ｂ）その基材の表面上の、第１のバル
ブ金属の酸化物の、不連続層とを含む。
【００１４】本発明に従って、陽極酸化された電極が提
供され、（ａ）導電性基材と、（ｂ）２つのモード組織
形態を有する、その基材の表面上の、誘電体被膜とを含
む。
供され、（ａ）導電性基材と、（ｂ）２つのモード組織
形態を有する、その基材の表面上の、誘電体被膜とを含
む。
【００１５】本発明の方法は、任意の基材の表面積を増
大させることと、任意の基材上に誘電体層を形成するこ
ととに適している。但し、本発明の方法の第１の適用
は、電解コンデンサ用の電極の製造のためであり、本発
明の方法は、ここではこの第１の適用を参考にして例示
される。
大させることと、任意の基材上に誘電体層を形成するこ
ととに適している。但し、本発明の方法の第１の適用
は、電解コンデンサ用の電極の製造のためであり、本発
明の方法は、ここではこの第１の適用を参考にして例示
される。
【００１６】本発明の第１の態様に従って、アルミニウ
ムなどのバルブ金属は、不活性ガスの低圧力雰囲気内、
好ましくは、大きさが１〜２程度だけなおも低い圧力酸
素が存在する中でフォイル表面上に蒸着される。この不
活性ガスは、処理条件下でバルブ金属と反応しない任意
のガスであっても良く、ヘリウムやアルゴンなどの希ガ
スを含む。ここで報告された実験では、バルブ金属はア
ルミニウムであり、不活性ガスは窒素である。
ムなどのバルブ金属は、不活性ガスの低圧力雰囲気内、
好ましくは、大きさが１〜２程度だけなおも低い圧力酸
素が存在する中でフォイル表面上に蒸着される。この不
活性ガスは、処理条件下でバルブ金属と反応しない任意
のガスであっても良く、ヘリウムやアルゴンなどの希ガ
スを含む。ここで報告された実験では、バルブ金属はア
ルミニウムであり、不活性ガスは窒素である。
【００１７】このように形成されたバルブ金属は、２よ
りも大きなフラクタル寸法形状を備えた、フラクタル状
構造体を有する。本発明の範囲は、そのようなフラクタ
ル状表面の構造体を備えたバルブ金属表面または界面を
有する、単にフォイル電極だけでなく、一般に製品をも
含む。この表面の構造体は、本発明のフォイル陰極の場
合のように、製品の表面上にあっても良い。このような
陰極は、同一の内部組成および全体寸法形状の従来技術
の陰極よりも高い静電容量を有する。代わりに、表面の
構造体は、本発明のフォイル陽極、または本発明のフォ
イル陽極の従来の陽極酸化法によって形成されたフォイ
ル陽極のいずれかのフォイル陽極の場合のように、製品
の内部の界面であっても良い。このような陽極の場合、
フラクタル状バルブ金属表面の構造体は、酸化物誘電体
によって覆われる。本発明のフォイル陽極では、フラク
タル状表面構造体は、比較的厚みのある誘電体層を蒸着
させることができ、しかも金属表面の高表面積を保護す
ることができる。
りも大きなフラクタル寸法形状を備えた、フラクタル状
構造体を有する。本発明の範囲は、そのようなフラクタ
ル状表面の構造体を備えたバルブ金属表面または界面を
有する、単にフォイル電極だけでなく、一般に製品をも
含む。この表面の構造体は、本発明のフォイル陰極の場
合のように、製品の表面上にあっても良い。このような
陰極は、同一の内部組成および全体寸法形状の従来技術
の陰極よりも高い静電容量を有する。代わりに、表面の
構造体は、本発明のフォイル陽極、または本発明のフォ
イル陽極の従来の陽極酸化法によって形成されたフォイ
ル陽極のいずれかのフォイル陽極の場合のように、製品
の内部の界面であっても良い。このような陽極の場合、
フラクタル状バルブ金属表面の構造体は、酸化物誘電体
によって覆われる。本発明のフォイル陽極では、フラク
タル状表面構造体は、比較的厚みのある誘電体層を蒸着
させることができ、しかも金属表面の高表面積を保護す
ることができる。
【００１８】本発明は、従来のエッチングにおけるよう
な、材料を除去することによってではなく、材料を付加
することによってバルブ金属フォイルの表面積を増大さ
せるので、本発明は、電解コンデンサ用の電極などの用
途に厚さのより薄いフォイルを使用することができる。
な、材料を除去することによってではなく、材料を付加
することによってバルブ金属フォイルの表面積を増大さ
せるので、本発明は、電解コンデンサ用の電極などの用
途に厚さのより薄いフォイルを使用することができる。
【００１９】本発明の範囲は、フラクタル状表面の構造
体が、非金属や、絶縁基材をも含む、任意の基材上に形
成される製品を含む。同様に、本発明の範囲は、導電性
重合体から造られた電極などの非金属電極を含む、全て
の適当な電極上へのバルブ金属の蒸着を含む。但し、こ
こで焦点となるのは、バルブ金属フォイルから造られた
電極についてである。
体が、非金属や、絶縁基材をも含む、任意の基材上に形
成される製品を含む。同様に、本発明の範囲は、導電性
重合体から造られた電極などの非金属電極を含む、全て
の適当な電極上へのバルブ金属の蒸着を含む。但し、こ
こで焦点となるのは、バルブ金属フォイルから造られた
電極についてである。
【００２０】本発明の第２の態様に従って、フォイル電
極は、バルブ金属酸化物の、表面層を、好ましくは不連
続表面層をその上に蒸着させることによる陽極酸化の準
備が行われる。フォイル電極の表面が粗い場合、表面上
の鋭い点が酸化物で覆われる程度までそのように蒸着さ
れ、これらの点が次の電解的陽極酸化の表面積低減効果
から単離される。平滑フォイル電極表面上で、または鋭
い点間における粗いフォイル電極表面の平滑部分で、次
の電解的陽極酸化が、蒸着後に露出されたままの表面の
部分で主に起こる、それによって実際に金属/誘電体界
面の面積を増大させる。本発明の範囲は、このように形
成された陽極を含み、これは、その誘電体層が２つのモ
ード組織形態を有するので、従来技術の陽極と区別でき
る：非電解的に形成された、好ましくは不連続層は同種
であるが、電解的に形成された層はその外部表面に向か
って多孔性を増し、これらの孔は主に円筒状であり、そ
の外部表面と垂直をなす。
極は、バルブ金属酸化物の、表面層を、好ましくは不連
続表面層をその上に蒸着させることによる陽極酸化の準
備が行われる。フォイル電極の表面が粗い場合、表面上
の鋭い点が酸化物で覆われる程度までそのように蒸着さ
れ、これらの点が次の電解的陽極酸化の表面積低減効果
から単離される。平滑フォイル電極表面上で、または鋭
い点間における粗いフォイル電極表面の平滑部分で、次
の電解的陽極酸化が、蒸着後に露出されたままの表面の
部分で主に起こる、それによって実際に金属/誘電体界
面の面積を増大させる。本発明の範囲は、このように形
成された陽極を含み、これは、その誘電体層が２つのモ
ード組織形態を有するので、従来技術の陽極と区別でき
る：非電解的に形成された、好ましくは不連続層は同種
であるが、電解的に形成された層はその外部表面に向か
って多孔性を増し、これらの孔は主に円筒状であり、そ
の外部表面と垂直をなす。
【００２１】非電解的に形成された表面酸化被膜は、好
ましくは、低圧酸素が存在する中でのバルブ金属か、ま
たはバルブ金属酸化物それ自体かのいずれかの、蒸発作
用によって蒸着される。本発明の両態様で、フォイル電
極の金属が、金属または酸化物としてその上に蒸着され
たバルブ金属と同じであることが最も好ましい。随意
に、第２のバルブ金属の酸化物の（好ましくは不連続
の）表面層は、電解的陽極酸化前に第１の表面層上に蒸
着される。
ましくは、低圧酸素が存在する中でのバルブ金属か、ま
たはバルブ金属酸化物それ自体かのいずれかの、蒸発作
用によって蒸着される。本発明の両態様で、フォイル電
極の金属が、金属または酸化物としてその上に蒸着され
たバルブ金属と同じであることが最も好ましい。随意
に、第２のバルブ金属の酸化物の（好ましくは不連続
の）表面層は、電解的陽極酸化前に第１の表面層上に蒸
着される。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明は、フォイル電極を製造す
る方法および高表面積の同製品に関するものである。特
に、本発明は、電解コンデンサ用に改善された電極を造
るために使用できる。
る方法および高表面積の同製品に関するものである。特
に、本発明は、電解コンデンサ用に改善された電極を造
るために使用できる。
【００２３】本発明によるフォイル電極の製造について
の原理および動作は、図および下記の説明を参照してさ
らに理解されよう。
の原理および動作は、図および下記の説明を参照してさ
らに理解されよう。
【００２４】本発明の基礎となる真空蒸着、反応蒸着、
および気体蒸着の技術は、周知技術であり、ここでは反
復して説明しない。例えば、D.M.マトックス（Matto
x）、「Vacuum deposition, reactive evaporation and
gas evaporation」、ASM Handbook、５巻：Surface En
gineering, １９９４年、５５６〜５８１ページを参
照。任意の適当な方法、例えば、熱抵抗性蒸着、電子ビ
ーム蒸着、およびスパッタリングが、バルブ金属を蒸着
させるために使用されても良い。
および気体蒸着の技術は、周知技術であり、ここでは反
復して説明しない。例えば、D.M.マトックス（Matto
x）、「Vacuum deposition, reactive evaporation and
gas evaporation」、ASM Handbook、５巻：Surface En
gineering, １９９４年、５５６〜５８１ページを参
照。任意の適当な方法、例えば、熱抵抗性蒸着、電子ビ
ーム蒸着、およびスパッタリングが、バルブ金属を蒸着
させるために使用されても良い。
【００２５】
【実施例】例１：フラクタル状アルミニウム表面の蒸着 アルミニウムは、０．００２トル〜０．００５トルの圧
力の窒素と２×１０-4トル〜５×１０-4トルの圧力の酸
素との無水雰囲気内で３００℃の温度に保持された純粋
アルミニウムフォイル基材上に、熱抵抗性蒸着によっ
て、蒸着させられた。この蒸着速度は約３００Å/sec．
であった。
力の窒素と２×１０-4トル〜５×１０-4トルの圧力の酸
素との無水雰囲気内で３００℃の温度に保持された純粋
アルミニウムフォイル基材上に、熱抵抗性蒸着によっ
て、蒸着させられた。この蒸着速度は約３００Å/sec．
であった。
【００２６】図１Ａおよび図１Ｂは、そのように作製さ
れたフラクタル状アルミニウム表面の顕微鏡写真であ
る。この表面は、フラクタル状不活性金属表面に対する
米国特許第5,571,158号でボルツ(Bolz)その外によって
報告されたような、カリフラワー状組織を有する。この
「カリフラワーヘッド」は直径が約２ミクロンである。
その「花蕾」は直径が約０．２ミクロンであるので、そ
の表面は、少なくとも０．２ミクロン〜２ミクロンの距
離スケールで自己相似となる。これは表面の外観によっ
て確認される。例えば、黒くて輝いている（鏡のように
反射する）アレグレット(Allegret)その外の電極または
ニューマン（Neumann）その外の電極などの、５０％よ
りも高い酸化アルミニウム含有量を有する電極と異な
り、この表面は、ブラックマット（分散的に反射する）
であり、この表面が可視光の波長の長さスケールのフラ
クタル状構造体を有することを示す。
れたフラクタル状アルミニウム表面の顕微鏡写真であ
る。この表面は、フラクタル状不活性金属表面に対する
米国特許第5,571,158号でボルツ(Bolz)その外によって
報告されたような、カリフラワー状組織を有する。この
「カリフラワーヘッド」は直径が約２ミクロンである。
その「花蕾」は直径が約０．２ミクロンであるので、そ
の表面は、少なくとも０．２ミクロン〜２ミクロンの距
離スケールで自己相似となる。これは表面の外観によっ
て確認される。例えば、黒くて輝いている（鏡のように
反射する）アレグレット(Allegret)その外の電極または
ニューマン（Neumann）その外の電極などの、５０％よ
りも高い酸化アルミニウム含有量を有する電極と異な
り、この表面は、ブラックマット（分散的に反射する）
であり、この表面が可視光の波長の長さスケールのフラ
クタル状構造体を有することを示す。
【００２７】以下の表はこれらの表面の１つのEDS基本
分析である。
分析である。
【００２８】
【表１】 これは化学量論に従い、３０．３％のアルミニウムはAl
2O3の形式であり、６９．７％はアルミニウム金属であ
った。
2O3の形式であり、６９．７％はアルミニウム金属であ
った。
【００２９】電解コンデンサ用の陽極を造るために、ア
ルミニウムが約３ミクロン〜約６ミクロンの厚さに蒸着
されることが好ましい。酸素圧力の好ましい範囲は、窒
素圧力よりも１〜２程度小さい大きさである。これより
も酸素圧力が小さいと、機械的強度が劣る電極となる。
これよりも酸素圧力が大きいと、余分な酸化アルミニウ
ムがアルミニウム内に含有されるので、静電容量が低い
コンデンサとなる。図２は、アルミニウム蒸着速度の関
数として、および窒素圧力の何分の一で示された、酸素
圧力の関数として、０．００２トル〜０．００４トルの
窒素圧力下で、そのように造られた陰極の静電容量Ｃの
等高プロットである。
ルミニウムが約３ミクロン〜約６ミクロンの厚さに蒸着
されることが好ましい。酸素圧力の好ましい範囲は、窒
素圧力よりも１〜２程度小さい大きさである。これより
も酸素圧力が小さいと、機械的強度が劣る電極となる。
これよりも酸素圧力が大きいと、余分な酸化アルミニウ
ムがアルミニウム内に含有されるので、静電容量が低い
コンデンサとなる。図２は、アルミニウム蒸着速度の関
数として、および窒素圧力の何分の一で示された、酸素
圧力の関数として、０．００２トル〜０．００４トルの
窒素圧力下で、そのように造られた陰極の静電容量Ｃの
等高プロットである。
【００３０】図２の静電容量は、８５Ω-cmの導電性を
有するエチレン-グリコールをベースにした電解液内で
測定された。上述のように、これらの陰極は熱抵抗性蒸
着によって作製された。電子ビーム蒸着であれば、より
早い蒸着速度を提供したであろうし、異なる最適処理パ
ラメータを有したであろう。
有するエチレン-グリコールをベースにした電解液内で
測定された。上述のように、これらの陰極は熱抵抗性蒸
着によって作製された。電子ビーム蒸着であれば、より
早い蒸着速度を提供したであろうし、異なる最適処理パ
ラメータを有したであろう。
【００３１】図２の陰極は、アルミニウムフォイル基材
の片面のみにアルミニウムを蒸着させることによって作
製された。アルミニウムがこれらの基材の両面に蒸着さ
れた場合、静電容量は２倍となっていたであろう。
の片面のみにアルミニウムを蒸着させることによって作
製された。アルミニウムがこれらの基材の両面に蒸着さ
れた場合、静電容量は２倍となっていたであろう。
【００３２】アルミニウムの基材上への蒸着中３５０℃
〜５５０℃の温度に基材を保持すると、より低い温度で
得られた微細表面よりも誘電過橋絡に対してより耐性の
ある比較的粗い表面を生成する傾向がある。代わりに、
これらの表面は、蒸着に続いて１０-4トル〜１０-5トル
の減少させた圧力下で３５０℃〜５５０℃においてアニ
ールを行うことによって粗くされても良い。このアニー
ル処理は、ニューマンその外の柱状表面の余分なアルミ
ニウムがアニール処理と関連する粗め処理を抑制するの
で、ニューマンの表面よりも本発明のフラクタル状表面
でより効果的となる。それらは、５０％よりも多くの酸
化アルミニウムを含むアレグレットその外の表面におけ
るよりも、約３０％までの酸化アルミニウムを含む本発
明の表面でより効果的ともなる。
〜５５０℃の温度に基材を保持すると、より低い温度で
得られた微細表面よりも誘電過橋絡に対してより耐性の
ある比較的粗い表面を生成する傾向がある。代わりに、
これらの表面は、蒸着に続いて１０-4トル〜１０-5トル
の減少させた圧力下で３５０℃〜５５０℃においてアニ
ールを行うことによって粗くされても良い。このアニー
ル処理は、ニューマンその外の柱状表面の余分なアルミ
ニウムがアニール処理と関連する粗め処理を抑制するの
で、ニューマンの表面よりも本発明のフラクタル状表面
でより効果的となる。それらは、５０％よりも多くの酸
化アルミニウムを含むアレグレットその外の表面におけ
るよりも、約３０％までの酸化アルミニウムを含む本発
明の表面でより効果的ともなる。
【００３３】本発明の方法は、それらの酸化物が、アル
ミニウムよりも高い誘電率を有する、故に電解コンデン
サにより高い静電容量を与える、特にチタニウムやタン
タルなどの他のバルブ金属を基材上に同時蒸着させるた
めに使用されても良いことは容易に理解されよう。
ミニウムよりも高い誘電率を有する、故に電解コンデン
サにより高い静電容量を与える、特にチタニウムやタン
タルなどの他のバルブ金属を基材上に同時蒸着させるた
めに使用されても良いことは容易に理解されよう。
【００３４】陽極酸化された電極 図を再度参照して、図３Ａから図３Ｅは、陽極酸化され
た電極内のバルブ金属基材と、その上に載る誘電体層と
の間の界面の表面積を増大させるのに適用されたときの
本発明の第２の態様の原理を示す。図３Ａは、平滑な上
部表面１２を有するアルミニウムフォイル１０の断面を
概略的に示す。図３Ｂは、今は界面１６の上にある酸化
アルミニウムの誘電体層１４を有する、陽極酸化後のフ
ォイル１０を示す。誘電体層１４はアルミニウムイオン
の外側への移動と酸素イオンの内側への移動との組合せ
によって形成されたので、界面１６は元の表面１２より
も低い位置のフォイル１０内にあるが、この陽極酸化工
程が表面１２上で均一に起こるので、界面１６は表面１
２の平坦形状を保護する。図３Ｃは、ギャップ２０によ
って分離された酸化アルミニウムの不連続層の領域１８
のフォイル１０上への蒸着後のフォイル１０を示す。図
３Ｄは、蒸着、および酸化アルミニウムの誘電体層１
４’を形成するための次の陽極酸化後のフォイル１０の
示す。陽極酸化は優先的にギャップ２０で進むので、フ
ォイル１０と層１４’との間の界面１６’は平坦ではな
い。
た電極内のバルブ金属基材と、その上に載る誘電体層と
の間の界面の表面積を増大させるのに適用されたときの
本発明の第２の態様の原理を示す。図３Ａは、平滑な上
部表面１２を有するアルミニウムフォイル１０の断面を
概略的に示す。図３Ｂは、今は界面１６の上にある酸化
アルミニウムの誘電体層１４を有する、陽極酸化後のフ
ォイル１０を示す。誘電体層１４はアルミニウムイオン
の外側への移動と酸素イオンの内側への移動との組合せ
によって形成されたので、界面１６は元の表面１２より
も低い位置のフォイル１０内にあるが、この陽極酸化工
程が表面１２上で均一に起こるので、界面１６は表面１
２の平坦形状を保護する。図３Ｃは、ギャップ２０によ
って分離された酸化アルミニウムの不連続層の領域１８
のフォイル１０上への蒸着後のフォイル１０を示す。図
３Ｄは、蒸着、および酸化アルミニウムの誘電体層１
４’を形成するための次の陽極酸化後のフォイル１０の
示す。陽極酸化は優先的にギャップ２０で進むので、フ
ォイル１０と層１４’との間の界面１６’は平坦ではな
い。
【００３５】図３Ｅは、その上部表面２４が、例えば、
本発明の方法によってアルミニウムなどのバルブ金属の
層をその表面上に蒸着させることによって、または従来
の方法で上部表面をエッチングすることによって、凸凹
にされた他のアルミニウムフォイル２２を概略的に示
す。バルブ金属酸化物の不連続層は、本発明の方法によ
って表面２４に蒸着された。この不連続層は、表面２４
に無作為に蒸着された離散的領域２６から成る。幾つか
の領域２６は、ピーク３０などの、ピークを表面２４で
覆い、より多くの連続誘電体層が陽極酸化中にフォイル
２２内下方に成長する場合に続いて起こる崩壊からこれ
らのピークを保護する。陽極酸化によって形成された層
は、下部障壁部分２８と上部部分２７との２つの部分を
有する。下部部分２８から上部部分２７までの垂直有孔
性勾配があり、これらの孔は、主に円筒状で垂直であ
り、大部分は部分２７にある。この多孔性勾配は、陽極
酸化された部分２７、２８と、比較的同種の領域２６と
の間の組織的対比となる。この組織的対比は、陽極酸化
前に、不連続酸化被膜を有するフォイルが熱的にアニー
ルされる場合に、高められ、不連続層をより稠密に且つ
強固にする。熱的アニールプロトコルの例は、５×１０
-3トルの圧力の純粋酸素下で３０分間４５０℃まで加熱
する。さらに、熱酸化被膜は、「Anodic oxide growth
on Aluminum in the presence of a thin thermal oxid
e layer」、J. Electrochem. Soc.: ELECTROCHEMICAL S
CIENCE AND TECHNOLOGY,１３２巻、１０号、１９８５年
１０月、２３１９〜２３２２ページでW.J.バーナード(B
ernard)とS.M.フロリオ(Florio)により説明されるよう
に、領域２６間の上、および/または中に形成されても
良い。
本発明の方法によってアルミニウムなどのバルブ金属の
層をその表面上に蒸着させることによって、または従来
の方法で上部表面をエッチングすることによって、凸凹
にされた他のアルミニウムフォイル２２を概略的に示
す。バルブ金属酸化物の不連続層は、本発明の方法によ
って表面２４に蒸着された。この不連続層は、表面２４
に無作為に蒸着された離散的領域２６から成る。幾つか
の領域２６は、ピーク３０などの、ピークを表面２４で
覆い、より多くの連続誘電体層が陽極酸化中にフォイル
２２内下方に成長する場合に続いて起こる崩壊からこれ
らのピークを保護する。陽極酸化によって形成された層
は、下部障壁部分２８と上部部分２７との２つの部分を
有する。下部部分２８から上部部分２７までの垂直有孔
性勾配があり、これらの孔は、主に円筒状で垂直であ
り、大部分は部分２７にある。この多孔性勾配は、陽極
酸化された部分２７、２８と、比較的同種の領域２６と
の間の組織的対比となる。この組織的対比は、陽極酸化
前に、不連続酸化被膜を有するフォイルが熱的にアニー
ルされる場合に、高められ、不連続層をより稠密に且つ
強固にする。熱的アニールプロトコルの例は、５×１０
-3トルの圧力の純粋酸素下で３０分間４５０℃まで加熱
する。さらに、熱酸化被膜は、「Anodic oxide growth
on Aluminum in the presence of a thin thermal oxid
e layer」、J. Electrochem. Soc.: ELECTROCHEMICAL S
CIENCE AND TECHNOLOGY,１３２巻、１０号、１９８５年
１０月、２３１９〜２３２２ページでW.J.バーナード(B
ernard)とS.M.フロリオ(Florio)により説明されるよう
に、領域２６間の上、および/または中に形成されても
良い。
【００３６】好ましくは、不連続層は、陽極酸化によっ
て形成された層の厚さに等しいまたはそれよりも僅かに
小さい厚さに蒸着され、陽極酸化された層の障壁部分の
密度および多孔性に匹敵する密度および多孔性を有す
る。このようにして、バルブ金属表面のピーク上に成長
する部分２７、２８は、図３Ｅに示されるように、比較
的薄くなる。従来技術におけるように、陽極酸化によっ
て形成された層の厚さは、１０〜１５Å/Ｖであり、こ
こでＶは形成電圧である。この形成電圧は、最終コンデ
ンサの動作電圧の１．５〜２倍である。
て形成された層の厚さに等しいまたはそれよりも僅かに
小さい厚さに蒸着され、陽極酸化された層の障壁部分の
密度および多孔性に匹敵する密度および多孔性を有す
る。このようにして、バルブ金属表面のピーク上に成長
する部分２７、２８は、図３Ｅに示されるように、比較
的薄くなる。従来技術におけるように、陽極酸化によっ
て形成された層の厚さは、１０〜１５Å/Ｖであり、こ
こでＶは形成電圧である。この形成電圧は、最終コンデ
ンサの動作電圧の１．５〜２倍である。
【００３７】例２：不連続酸化アルミニウム層の蒸着 フラクタル状表面を有するアルミニウムフォイルは、フ
ォイルが、粗い表面構造体の形成を促進するためにアル
ミニウムの蒸着中に上述のように加熱されたことを除い
て例１における場合と同じように作製された。各フォイ
ル上に、酸化アルミニウムの不連続層が、５００Å〜
２，０００Åの厚さで、０．００１５トル〜０．００７
トルの酸素圧力において、純粋酸素雰囲気内でアルミニ
ウムの熱抵抗性蒸着によって蒸着された。この蒸着は、
周囲大気での制御できない酸化を回避するために、フォ
イルが作製されたものと同じチャンバ内で行われた。後
者の厚さは、マトックス(Mattox)によって５６９ページ
に記載されたように測定された。ドライプローブ電極を
用いてフォイルを横切って行う単純な電気抵抗測定値
は、フォイルが電気の横方向の流れ（短絡）に対して無
視できるほどの抵抗を有したことを示し、酸化アルミニ
ウム層がとりわけ不連続であったことを示した。対照し
てみると、酸化アルミニウムが１ミクロンよりも大きな
予想厚さまで蒸着されるフォイルは、本発明の第２の態
様の方法によって造られた１ミクロンの酸化アルミニウ
ム層が連続的であることを示す、ごく僅かな横方向導電
性を有した。酸化雰囲気内でのアルミニウムの蒸着に代
わるものとして、酸化アルミニウムがフォイル１０上に
直接蒸着されても良い。酸化アルミニウムなどの難溶解
性酸化物の直接蒸着は、相当する金属の蒸着よりも多く
の熱が必要となる欠点を有する。チタニウム酸化物な
ど、他のバルブ金属が不連続酸化アルミニウム層１８の
上に不連続層で蒸着されても良いことは理解されよう。
この補足的蒸着が酸素雰囲気内で第２のバルブ金属を蒸
着することによって行われる場合、好適酸素圧力は、ア
ルミニウム蒸着の場合のように、０．００３トル〜０．
００７トルである。
ォイルが、粗い表面構造体の形成を促進するためにアル
ミニウムの蒸着中に上述のように加熱されたことを除い
て例１における場合と同じように作製された。各フォイ
ル上に、酸化アルミニウムの不連続層が、５００Å〜
２，０００Åの厚さで、０．００１５トル〜０．００７
トルの酸素圧力において、純粋酸素雰囲気内でアルミニ
ウムの熱抵抗性蒸着によって蒸着された。この蒸着は、
周囲大気での制御できない酸化を回避するために、フォ
イルが作製されたものと同じチャンバ内で行われた。後
者の厚さは、マトックス(Mattox)によって５６９ページ
に記載されたように測定された。ドライプローブ電極を
用いてフォイルを横切って行う単純な電気抵抗測定値
は、フォイルが電気の横方向の流れ（短絡）に対して無
視できるほどの抵抗を有したことを示し、酸化アルミニ
ウム層がとりわけ不連続であったことを示した。対照し
てみると、酸化アルミニウムが１ミクロンよりも大きな
予想厚さまで蒸着されるフォイルは、本発明の第２の態
様の方法によって造られた１ミクロンの酸化アルミニウ
ム層が連続的であることを示す、ごく僅かな横方向導電
性を有した。酸化雰囲気内でのアルミニウムの蒸着に代
わるものとして、酸化アルミニウムがフォイル１０上に
直接蒸着されても良い。酸化アルミニウムなどの難溶解
性酸化物の直接蒸着は、相当する金属の蒸着よりも多く
の熱が必要となる欠点を有する。チタニウム酸化物な
ど、他のバルブ金属が不連続酸化アルミニウム層１８の
上に不連続層で蒸着されても良いことは理解されよう。
この補足的蒸着が酸素雰囲気内で第２のバルブ金属を蒸
着することによって行われる場合、好適酸素圧力は、ア
ルミニウム蒸着の場合のように、０．００３トル〜０．
００７トルである。
【００３８】図４は、標準電解的陽極酸化だけで作製さ
れたアルミニウムフォイル陽極のために得られた静電容
量の範囲と対照させて、標準電解的陽極酸化を伴うアル
ミウム酸化物の不連続蒸着を行って、本発明に従って作
製されたアルミニウムフォイル陽極のために得られた静
電容量の範囲を比較する。いずれの場合も、アルミニウ
ムフォイルは、上述のように最初に処理されて、フラク
タル状表面を有するフォイルを作製した。陽極酸化は、
５５℃の温度、および５mA/cm２の電流密度においてエ
チレングリコールをベースにした電解液内で実行され
た。約８ボルトよりも高い形成電圧で、本発明に従って
作製された陽極を含むコンデンサは、従来技術の陽極を
含む相当するコンデンサよりも高い静電容量を有した。
れたアルミニウムフォイル陽極のために得られた静電容
量の範囲と対照させて、標準電解的陽極酸化を伴うアル
ミウム酸化物の不連続蒸着を行って、本発明に従って作
製されたアルミニウムフォイル陽極のために得られた静
電容量の範囲を比較する。いずれの場合も、アルミニウ
ムフォイルは、上述のように最初に処理されて、フラク
タル状表面を有するフォイルを作製した。陽極酸化は、
５５℃の温度、および５mA/cm２の電流密度においてエ
チレングリコールをベースにした電解液内で実行され
た。約８ボルトよりも高い形成電圧で、本発明に従って
作製された陽極を含むコンデンサは、従来技術の陽極を
含む相当するコンデンサよりも高い静電容量を有した。
【００３９】本発明は限定数の実施例に対して説明して
きたが、多数の変形、修正、および本発明の他の適用が
実施されても良いことは理解されよう。
きたが、多数の変形、修正、および本発明の他の適用が
実施されても良いことは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明のアルミニウム表面の2,000倍に拡大
した顕微鏡写真である。
した顕微鏡写真である。
【図１Ｂ】本発明の図１Ａの表面の20,000倍に拡大した
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図２】酸素圧力（窒素圧力の何分の１）およびアルミ
ニウム蒸着速度に対する静電容量の等高プロットであ
る。
ニウム蒸着速度に対する静電容量の等高プロットであ
る。
【図３Ａ】平滑表面を有するアルミニウムフォイルの概
略断面図である。
略断面図である。
【図３Ｂ】（従来技術）は、従来の方法で陽極酸化され
た図２Ａのフォイルの概略断面図である。
た図２Ａのフォイルの概略断面図である。
【図３Ｃ】酸化アルミニウムの不連続表面被覆を有する
図２Ａのフォイルの概略断面図である。
図２Ａのフォイルの概略断面図である。
【図３Ｄ】陽極酸化後の図２Ｃのフォイルの概略断面図
である。
である。
【図３Ｅ】不連続表面酸化被覆の蒸着後および陽極酸化
後の、粗い表面を有するアルミニウムフォイルの概略断
面図である。
後の、粗い表面を有するアルミニウムフォイルの概略断
面図である。
【図４】本発明に従って作製された陽極の静電容量と従
来技術の陽極の静電容量とを比較する。
来技術の陽極の静電容量とを比較する。
１０ フォイル １２ 上部表面 １４ 誘電体層 １６ 界面 １８ 不連続層領域 ２０ ギャップ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年６月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図２】
【図３Ｅ】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 タルタコヴスキー イスラエル イスラエル国、 キルヤット ガット 82000、 イーフラット ストリート ８ ／10
Claims (44)
- 【請求項１】 基材の表面積を増大させる方法であっ
て、 （ａ）約１０-3トル〜約１０-2トルの圧力を有する不活
性雰囲気内に前記基材を配置するステップと、 （ｂ）前記基材に表面構造体を与えるために、前記不活
性雰囲気下で前記基材上にバルブ金属を蒸着させるステ
ップと、を含む方法。 - 【請求項２】 前記不活性雰囲気が窒素を含む請求項１
記載の方法。 - 【請求項３】 前記不活性雰囲気が無水物である請求項
１記載の方法。 - 【請求項４】 （ｃ）前記バルブ金属の前記蒸着前に前
記不活性雰囲気内に酸素を導入するステップをさらに含
む請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 前記酸素が前記不活性雰囲気の前記圧力
の多くとも１/１０の圧力で前記不活性雰囲気内に導入
される請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記バルブ金属の前記蒸着中に前記基材
を約３５０℃〜約５５０℃に加熱するステップをさらに
含む請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記バルブ金属がアルミニウムである請
求項１記載の方法。 - 【請求項８】 （ｃ）前記表面構造体を安定化するステ
ップをさらに含む請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 （ｃ）前記基材を陽極酸化するステップ
をさらに含む請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 基材上に誘電体層を形成する方法であ
って、 （ａ）前記基材上に第１のバルブ金属の酸化物の不連続
層を形成するステップと、 （ｂ）前記不連続層の前記形成に続いて前記基材を電解
的に陽極酸化するステップと、を含む方法。 - 【請求項１１】 前記第１のバルブ金属がアルミニウム
である請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 前記不連続層の前記形成が酸化雰囲気
内で前記第１のバルブ金属を前記基板上に蒸着させるこ
とによって行われる請求項１０記載の方法。 - 【請求項１３】 前記酸化雰囲気が約０．００１５トル
〜０．００７トルの圧力の酸素を含む請求項１２記載の
方法。 - 【請求項１４】 前記不連続層の前記形成が前記酸化物
を前記基材上に直接蒸着させることによって行われる請
求項１０記載の方法。 - 【請求項１５】 （ｃ）前記陽極酸化前に前記不連続層
をアニールするステップをさらに含む請求項１０記載の
方法。 - 【請求項１６】 （ｃ）前記不連続層の前記形成に続い
て前記基材を熱酸化するステップをさらに含む請求項１
０記載の方法。 - 【請求項１７】 （ｃ）前記不連続層の前記形成中に前
記基材を約３５０℃〜約５００℃に加熱するステップを
さらに含む請求項１０記載の方法。 - 【請求項１８】 （ｃ）前記第１のバルブ金属の前記酸
化物の前記不連続層の前記形成に続き、且つ前記陽極酸
化前に、前記基材上の第２のバルブ金属の酸化物の不連
続層を形成するステップをさらに含む請求項１０記載の
方法。 - 【請求項１９】 前記第２のバルブ金属がチタニウムお
よびタンタルから成るグループから選択される請求項１
８記載の方法。 - 【請求項２０】 前記第２のバルブ金属の前記酸化物の
前記不連続層の前記形成が酸化雰囲気内で前記基材上に
前記第２のバルブ金属を蒸着させることによって行われ
る請求項１８記載の方法。 - 【請求項２１】 前記酸化雰囲気が約０．００３トル〜
約０．００７トルの圧力の酸素を含む請求項２０記載の
方法。 - 【請求項２２】 基材上に誘電体層を形成する方法であ
って、 （ａ）バルブ金属およびその酸化物から成るグループか
ら選択された物質を前記基材上に蒸着させ、 （i）前記基材がバルブ金属である場合、前記基材上に
前記バルブ金属の酸化物の被膜を形成し、 （ii）前記基材がバルブ金属の酸化物である場合、前記
基材上に前記酸化物の被膜を形成する、ステップと、 （ｂ）前記酸化被膜の前記形成に続いて前記基材を電解
的に陽極酸化するステップとを含む、方法。 - 【請求項２３】 前記物質がアルミニウムである請求項
２２記載の方法。 - 【請求項２４】 前記蒸着が酸化雰囲気内で行われる請
求項２２記載の方法。 - 【請求項２５】 前記酸化雰囲気が約０．００３トル〜
約０．００７トルの圧力の酸素を含む請求項２４記載の
方法。 - 【請求項２６】 （ｃ）前記陽極酸化前に前記酸化被膜
をアニールするステップをさらに含む請求項２２記載の
方法。 - 【請求項２７】 （ｃ）前記酸化被膜の前記形成に続い
て前記基材を熱的に酸化するステップをさらに含む請求
項２２記載の方法。 - 【請求項２８】 （ｃ）前記蒸着中に約３５０℃〜約５
５０℃に前記基材を加熱するステップをさらに含む請求
項２２記載の方法。 - 【請求項２９】 フラクタル状表面の構造体を有するバ
ルブ金属を含む製品。 - 【請求項３０】 前記表面の構造体が約２ミクロン〜
０．２ミクロンの長さスケールで自己相似となる請求項
２９記載の製品。 - 【請求項３１】 前記バルブ金属がアルミニウムである
請求項２９記載の製品。 - 【請求項３２】 請求項２９記載の製品を含むコンデン
サ。 - 【請求項３３】 請求項２９記載の製品を含む陽極酸化
された電極。 - 【請求項３４】 電極であって、 （ａ）導電性基材と、 （ｂ）前記基材の表面上の、第１のバルブ金属の酸化物
の、不連続層と、を含む電極。 - 【請求項３５】 前記導電性基材が第２のバルブ金属を
含む請求項３４記載の電極。 - 【請求項３６】 前記第１および第２のバルブ金属が同
一である請求項３５記載の電極。 - 【請求項３７】 前記バルブ金属がアルミニウムである
請求項３６記載の電極。 - 【請求項３８】 陽極酸化された電極であって、 （ａ）導電性基材と、 （ｂ）２つのモード組織形態を有する、前記基材の表面
上の、誘電体被膜と、を含む、電極。 - 【請求項３９】 前記誘電体被膜が第１のバルブ金属の
酸化物を含む請求項３８記載の電極。 - 【請求項４０】 前記導電性基材が第２のバルブ金属を
含む請求項３８記載の電極。 - 【請求項４１】 前記第１および第２のバルブ金属が同
一である請求項４０記載の電極。 - 【請求項４２】 前記バルブ金属がアルミニウムである
請求項４１記載の電極。 - 【請求項４３】 前記誘電体被膜が第２の組織形態の連
続層内に埋め込まれた第１の組織形態の複数の領域を含
む請求項３８記載の電極。 - 【請求項４４】 前記領域が前記機材と接触している請
求項４３記載の電極。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/033,664 US6287673B1 (en) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | Method for producing high surface area foil electrodes |
| US09/033664 | 1998-03-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11317331A true JPH11317331A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3746627B2 JP3746627B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=21871724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05376599A Expired - Fee Related JP3746627B2 (ja) | 1998-03-03 | 1999-03-02 | 高表面積フォイル電極の製造法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6287673B1 (ja) |
| EP (1) | EP0940828B1 (ja) |
| JP (1) | JP3746627B2 (ja) |
| DE (1) | DE69939916D1 (ja) |
| IL (1) | IL128430A (ja) |
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