JPS6026287B2 - 電解コンデンサ用多孔質電極の製造方法 - Google Patents
電解コンデンサ用多孔質電極の製造方法Info
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- JPS6026287B2 JPS6026287B2 JP53145483A JP14548378A JPS6026287B2 JP S6026287 B2 JPS6026287 B2 JP S6026287B2 JP 53145483 A JP53145483 A JP 53145483A JP 14548378 A JP14548378 A JP 14548378A JP S6026287 B2 JPS6026287 B2 JP S6026287B2
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- porous electrode
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、タンタル合金よりなる電解コンデンサ用多孔
質電極の製造方法に関する。
質電極の製造方法に関する。
タンタル粉末を用いて多孔質電極を作る方法の一つとし
て、タンタル粉と、それに添加して合金化しようとする
成分の金属粉とを混合してから、多孔費タンタル電極作
成の周知の方法に従って、その混合粉を加圧成形したの
ち真空又か不活性雰囲気中で加熱し、合金化と競結を同
時に行なう方法がある。
て、タンタル粉と、それに添加して合金化しようとする
成分の金属粉とを混合してから、多孔費タンタル電極作
成の周知の方法に従って、その混合粉を加圧成形したの
ち真空又か不活性雰囲気中で加熱し、合金化と競結を同
時に行なう方法がある。
この場合、コンデンサ特性上合金化を十分に進行させよ
うとすれば、加熱温度の上昇あるいは加熱時間の増加を
行なえばよいが、一方、粉末の焼結が進行して気孔率が
減少し、暁結電極の特徴である大表面積が減少していく
欠点がある。本発明の目的は、タンタル粉末を用いて、
均質な合金化が達成でき、しかも表面積の減少をより軽
減して多孔質タンタル電極を得ることにある。
うとすれば、加熱温度の上昇あるいは加熱時間の増加を
行なえばよいが、一方、粉末の焼結が進行して気孔率が
減少し、暁結電極の特徴である大表面積が減少していく
欠点がある。本発明の目的は、タンタル粉末を用いて、
均質な合金化が達成でき、しかも表面積の減少をより軽
減して多孔質タンタル電極を得ることにある。
次に本発明の構成について述べる。本発明では他元素成
分を含むターゲットを用いたスパッタリングによってタ
ーゲット成分をタンタル粉末表面上に膜上に被着ごせた
のち、この粉末を焼緒が著しくない温度で加熱し、彼着
成分をタンタル中に拡散させることによって合金化させ
、次いでこの粉末を、通常のタンタルコンデンサの製造
で行なわれているように、成形して暁結することによっ
て多孔質電極が作られる。なおタンタル粉末表面上への
一様な他元素成分の被着は、タンタル粉を損押しながら
、スパッタ操作することによって達成される。また、上
記のスパッタ後の粉末加熱を省略し、他成分元素を被着
した粉末を成形後の焼精と同時に拡散し、合金化を行な
うことも可能である。先に述べたタンタル粉と他元素成
分粉末との混合物を成形暁結して多孔質合金電極を得る
方法では、タンタル粉と他成分粉末との接触面積が小さ
くてしかも接触個所が少ないために焼続時に合金化が十
分進行しないので、目的とするコンデンサ特性が得られ
ない。これに対して、本発明の方法では、他元素成分が
膜状にタンタル表面に密着しているので接触面積はタン
タル粉末全表面に及び、しかも薄膜状であるため、タン
タル表面までの距離がきわめて短かし、。すなわち、拡
散面積が大きく、拡散距離が短いのできわめて容易に拡
散合金化できる。また、他元素成分にスパッタ法を用い
るために水溶液によるメッキや蒸着では困難な成分をタ
ンタル粉末上に被着させることができる。とくにスパッ
タリングは粉末曲面への廻り込みが蒸着よりも秀れ、ざ
らに蒸着よりも付着速度を容易に遅くできるためタンタ
ル粉末の縄梓を十分行うことができるのでタンタル粉末
への被覆厚さの均一性が得られる。先程述べた目的とす
るコンデンサ特性とはコンデンサの逆方向電流の減少あ
るいは逆耐圧の向上である。
分を含むターゲットを用いたスパッタリングによってタ
ーゲット成分をタンタル粉末表面上に膜上に被着ごせた
のち、この粉末を焼緒が著しくない温度で加熱し、彼着
成分をタンタル中に拡散させることによって合金化させ
、次いでこの粉末を、通常のタンタルコンデンサの製造
で行なわれているように、成形して暁結することによっ
て多孔質電極が作られる。なおタンタル粉末表面上への
一様な他元素成分の被着は、タンタル粉を損押しながら
、スパッタ操作することによって達成される。また、上
記のスパッタ後の粉末加熱を省略し、他成分元素を被着
した粉末を成形後の焼精と同時に拡散し、合金化を行な
うことも可能である。先に述べたタンタル粉と他元素成
分粉末との混合物を成形暁結して多孔質合金電極を得る
方法では、タンタル粉と他成分粉末との接触面積が小さ
くてしかも接触個所が少ないために焼続時に合金化が十
分進行しないので、目的とするコンデンサ特性が得られ
ない。これに対して、本発明の方法では、他元素成分が
膜状にタンタル表面に密着しているので接触面積はタン
タル粉末全表面に及び、しかも薄膜状であるため、タン
タル表面までの距離がきわめて短かし、。すなわち、拡
散面積が大きく、拡散距離が短いのできわめて容易に拡
散合金化できる。また、他元素成分にスパッタ法を用い
るために水溶液によるメッキや蒸着では困難な成分をタ
ンタル粉末上に被着させることができる。とくにスパッ
タリングは粉末曲面への廻り込みが蒸着よりも秀れ、ざ
らに蒸着よりも付着速度を容易に遅くできるためタンタ
ル粉末の縄梓を十分行うことができるのでタンタル粉末
への被覆厚さの均一性が得られる。先程述べた目的とす
るコンデンサ特性とはコンデンサの逆方向電流の減少あ
るいは逆耐圧の向上である。
弁作用金属の陽極酸化皮膜には整流性があり、基体金属
（陽極）印加電圧の極性で正で、その基体金属と陽極酸
化皮膜を間において対向して設けられる対極が負の場合
には酸化皮膜を通過する漏れ電流は小さなものであるが
逆の極性に印加された場合、すなわち基体金属（陽極）
が負、対極（陰極）が正の場合には過大な電流が陽極酸
化皮膜を通過する。この現象はタンタル嬢緒形固体電解
コンデンサにおいても同様であり、陽極に負電圧が印加
された場合には過大な電流が流れ、破壊に至るので、逆
方向では正規の極性の場合の数％の電圧しか許容できな
い。タンタルの陽極酸化皮膜の逆方向電流を減少させ逆
耐圧を改善するには、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＶＶ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
、Ｒ止Ｒｈ、Ｐｄ、瓜、ｌｒ、Ｐｔ、などの金属で一部
置換されたタンタルターゲットを用いたスパッタ操作に
より絶縁基板上にタンタルを主成分とする合金膜を作成
し、この膜を陽極酸化ののちその表面に金属対極を設け
た薄膜コンデンサの逆電流および逆耐圧が純タンタルの
場合より改善されるとされている。
（陽極）印加電圧の極性で正で、その基体金属と陽極酸
化皮膜を間において対向して設けられる対極が負の場合
には酸化皮膜を通過する漏れ電流は小さなものであるが
逆の極性に印加された場合、すなわち基体金属（陽極）
が負、対極（陰極）が正の場合には過大な電流が陽極酸
化皮膜を通過する。この現象はタンタル嬢緒形固体電解
コンデンサにおいても同様であり、陽極に負電圧が印加
された場合には過大な電流が流れ、破壊に至るので、逆
方向では正規の極性の場合の数％の電圧しか許容できな
い。タンタルの陽極酸化皮膜の逆方向電流を減少させ逆
耐圧を改善するには、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＶＶ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
、Ｒ止Ｒｈ、Ｐｄ、瓜、ｌｒ、Ｐｔ、などの金属で一部
置換されたタンタルターゲットを用いたスパッタ操作に
より絶縁基板上にタンタルを主成分とする合金膜を作成
し、この膜を陽極酸化ののちその表面に金属対極を設け
た薄膜コンデンサの逆電流および逆耐圧が純タンタルの
場合より改善されるとされている。
本発明は、このような陽極酸化皮膜の逆耐圧特性を凝結
形多孔費電極に具現化しようとするものである。
形多孔費電極に具現化しようとするものである。
もちろん、タンタル粉末あるいはその他の導電電性粉末
上に先述のスパッタタンタル合金膜を設けることは出来
るが、この粉末を電極状に成形しその形が保たれるため
には暁結による粉末間の固着が必要である。しかし、暁
結すれば、加熱により、粉末上に被看されるのに好適な
表面成分層は存在しなくなくなる。本発明では、タンタ
ル粉末表面を、スパッタ操作によって、合金化すべき他
元素成分で被覆しておき、次いでこの表面成分を熱拡散
して粉末を合金化しておき、次いでこの粉末を成形暁結
したのち、目的の特性を得るのに好適な電極表面組成を
現出させようとするものである。本発明で使用される成
分として逆耐圧が改善され、且つ焼給の際に蒸発損失の
少ない成分として先述の成分群のうち「Ｃｕ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、ＰｔおよびこのほかＭｎとＲｅが有効であ
る。
上に先述のスパッタタンタル合金膜を設けることは出来
るが、この粉末を電極状に成形しその形が保たれるため
には暁結による粉末間の固着が必要である。しかし、暁
結すれば、加熱により、粉末上に被看されるのに好適な
表面成分層は存在しなくなくなる。本発明では、タンタ
ル粉末表面を、スパッタ操作によって、合金化すべき他
元素成分で被覆しておき、次いでこの表面成分を熱拡散
して粉末を合金化しておき、次いでこの粉末を成形暁結
したのち、目的の特性を得るのに好適な電極表面組成を
現出させようとするものである。本発明で使用される成
分として逆耐圧が改善され、且つ焼給の際に蒸発損失の
少ない成分として先述の成分群のうち「Ｃｕ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、ＰｔおよびこのほかＭｎとＲｅが有効であ
る。
タンタルに対する他成分添加量の好適範囲は０．０１な
いし２０原子％である。被着成分の量とタンタルに対す
る含量は、成分が単一金属の場合次の関係によって示さ
れる。
いし２０原子％である。被着成分の量とタンタルに対す
る含量は、成分が単一金属の場合次の関係によって示さ
れる。
Ｌｘ．Ｄｘ／ＡＸＣ：ＬＸ．ＤＸ′ＡＸ十Ｗ／ＡＴａ×
１００ここで各記号は次のように示される。Ｃ：タンタ
ル粉中の被覆成分の含量（原子％）瓜：被覆成分の容器
上に堆積されるべき厚さＤｘ：被覆成分の密度Ｗ：タン
タル粉の重量 ＡＸ：被覆成分の原子量 ＡＴａ：タンタルの原子量 この粉末を加熱して被覆成分を拡散し、さらに鱗縞電極
に完成したとき、被覆成分が終極まで拡散した場合の成
分濃度は電極の全部分で上の式が適用される。
１００ここで各記号は次のように示される。Ｃ：タンタ
ル粉中の被覆成分の含量（原子％）瓜：被覆成分の容器
上に堆積されるべき厚さＤｘ：被覆成分の密度Ｗ：タン
タル粉の重量 ＡＸ：被覆成分の原子量 ＡＴａ：タンタルの原子量 この粉末を加熱して被覆成分を拡散し、さらに鱗縞電極
に完成したとき、被覆成分が終極まで拡散した場合の成
分濃度は電極の全部分で上の式が適用される。
拡散が終極まで達しなかったときには、陽極酸化膜が形
成されるべき電極表面の成分濃度は上式で示される値よ
り当然高くなる。次に本発明の実施例についてのべる。
スパッタ装置内に被覆金属として配置した１０伽径のバ
ナジウムターゲットに対向させて贋かれた１比ネ蓬の浅
皿状の容器に１００メッシュより細かいタンタル粉末３
０夕を散布し、動力で回転する濃拝子でタンタル粉を凝
拝させておく。
成されるべき電極表面の成分濃度は上式で示される値よ
り当然高くなる。次に本発明の実施例についてのべる。
スパッタ装置内に被覆金属として配置した１０伽径のバ
ナジウムターゲットに対向させて贋かれた１比ネ蓬の浅
皿状の容器に１００メッシュより細かいタンタル粉末３
０夕を散布し、動力で回転する濃拝子でタンタル粉を凝
拝させておく。
次に、０．０５凧Ｈｇのアルゴン雰囲気を導入し、４０
０Ｗ高周波入力でプラズマを３０分間維持させ、タンタ
ルに対してバナジウムを０．３原子％の割合になるよう
に付着させた。次にこの粉末を１５００℃で１時間、２
×１０‐５側Ｈｇ以下の真空中で加熱したのち取り出し
、１５０雌を秤量し、３仇豚経の金型でタンタルリード
線と共に３仇舷の長さに成形した。次にこの成形体を２
×１０‐５肌Ｈｇの真空中で１８０ぴ○で３０分間凝結
して多孔質電極を完成した。この電極の特性を評価する
ために、この電極で固体電解コンデンサを作成した。
０Ｗ高周波入力でプラズマを３０分間維持させ、タンタ
ルに対してバナジウムを０．３原子％の割合になるよう
に付着させた。次にこの粉末を１５００℃で１時間、２
×１０‐５側Ｈｇ以下の真空中で加熱したのち取り出し
、１５０雌を秤量し、３仇豚経の金型でタンタルリード
線と共に３仇舷の長さに成形した。次にこの成形体を２
×１０‐５肌Ｈｇの真空中で１８０ぴ○で３０分間凝結
して多孔質電極を完成した。この電極の特性を評価する
ために、この電極で固体電解コンデンサを作成した。
電極の陽極酸化には１％リン酸水溶液を用いた。陽極酸
化は５Ｗで２時間行なった。次に、硝酸マンガンの水溶
液を電極の孔中に含浸して加熱して二酸化マンガンを生
成させたのち、化成液中に移して再化成した。熱分解と
再化成を数回くり返えしたのち、コロイダルカーボンを
塗布乾燥し、次いで銀ベイントを塗布したのち陰極リー
ド線を取り付けてコンデンサ黍体としての作成を完成し
た。図の曲線１は、純タンタル粉で作られたコンデンサ
の電流−電圧曲線であり、曲線２は実施例のバナジウム
の成分添加の場合である。
化は５Ｗで２時間行なった。次に、硝酸マンガンの水溶
液を電極の孔中に含浸して加熱して二酸化マンガンを生
成させたのち、化成液中に移して再化成した。熱分解と
再化成を数回くり返えしたのち、コロイダルカーボンを
塗布乾燥し、次いで銀ベイントを塗布したのち陰極リー
ド線を取り付けてコンデンサ黍体としての作成を完成し
た。図の曲線１は、純タンタル粉で作られたコンデンサ
の電流−電圧曲線であり、曲線２は実施例のバナジウム
の成分添加の場合である。
曲線３はモリブデン、曲線４はパラジウムの場合を示し
ている。なお、スパッタ後の加熱拡散工程を省略した場
合もほゞ同等の特性が得られている。
ている。なお、スパッタ後の加熱拡散工程を省略した場
合もほゞ同等の特性が得られている。
以上述べたように、容易に入手できるタンタル粉を用い
て本発明の電極製造法によって作成される電極は、添加
成分の合金化が均質になされるため、添加成分によりコ
ンデンサの特性改善をすることが容易になった。
て本発明の電極製造法によって作成される電極は、添加
成分の合金化が均質になされるため、添加成分によりコ
ンデンサの特性改善をすることが容易になった。
図は本発明の一実施例である製造方法にしたがって製造
した電極を用い製造した固体電解コンデンサの電流−電
圧特性を示す曲線図である。
した電極を用い製造した固体電解コンデンサの電流−電
圧特性を示す曲線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ タンタル金属粉末を撹拌しながら、他元素成分を含
んでなるターゲツトを用いてスパツタリングを行ない上
記タンタル粉末表面に上記他元素成分を被着する第１工
程と、上記第１工程を経たタンタル粉末を成形して真空
又は不活性雰囲気中で焼結する第２工程とを有すること
を特徴とする電解コンデンサ用多孔質電極の製造方法。 ２ 第２工程において他元素成分の被着された粉末が真
空又は不活性雰囲気中で加熱され合金化されることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電解コンデンサ用
多孔質電極の製造方法。３ 被着する成分が、Ｃｕ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、およびＰｔよりなる元
素群の中より選択された少なくとも一種である特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の電解コンデンサ用多孔質
電極の製造方法。 ４ 被着成分の合計量がタンタル粉末量に対し０．０１
原子％から２０原子％の範囲になるようにすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電解コンデンサ用
多孔質電極の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53145483A JPS6026287B2 (ja) | 1978-11-25 | 1978-11-25 | 電解コンデンサ用多孔質電極の製造方法 |
| GB7940617A GB2038556B (en) | 1978-11-25 | 1979-11-23 | Porous tantalum anode for electrolytic capacitor |
| DE19792947359 DE2947359A1 (de) | 1978-11-25 | 1979-11-23 | Anode fuer einen trockenelektrolytkondensator und verfahren zu dessen herstellung |
| FR7928990A FR2442499A1 (fr) | 1978-11-25 | 1979-11-23 | Anode pour condensateur electrolytique solide et procede de fabrication d'une telle anode |
| US06/097,721 US4277543A (en) | 1978-11-25 | 1979-11-26 | Anode for solid electrolytic capacitor and method for making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53145483A JPS6026287B2 (ja) | 1978-11-25 | 1978-11-25 | 電解コンデンサ用多孔質電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5572026A JPS5572026A (en) | 1980-05-30 |
| JPS6026287B2 true JPS6026287B2 (ja) | 1985-06-22 |
Family
ID=15386292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53145483A Expired JPS6026287B2 (ja) | 1978-11-25 | 1978-11-25 | 電解コンデンサ用多孔質電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6026287B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3320500A (en) * | 1965-12-27 | 1967-05-16 | Bell Telephone Labor Inc | Tantalum alloy capacitor |
| US3857129A (en) * | 1972-03-31 | 1974-12-31 | Centre Techn Cuir | Device for assembling shoe components |
| JPS518553A (en) * | 1974-07-11 | 1976-01-23 | Fujitsu Ltd | Denkaikondensano seizohoho |
| JPS52110460A (en) * | 1976-03-12 | 1977-09-16 | Nippon Electric Co | Method of manufacturing electrolytic capacitor |
| US4122509A (en) * | 1975-12-12 | 1978-10-24 | Lignes Telegraphiques Et Telephoniques | Solid electrolyte tantalum capacitors |
-
1978
- 1978-11-25 JP JP53145483A patent/JPS6026287B2/ja not_active Expired
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3320500A (en) * | 1965-12-27 | 1967-05-16 | Bell Telephone Labor Inc | Tantalum alloy capacitor |
| US3857129A (en) * | 1972-03-31 | 1974-12-31 | Centre Techn Cuir | Device for assembling shoe components |
| JPS518553A (en) * | 1974-07-11 | 1976-01-23 | Fujitsu Ltd | Denkaikondensano seizohoho |
| US4122509A (en) * | 1975-12-12 | 1978-10-24 | Lignes Telegraphiques Et Telephoniques | Solid electrolyte tantalum capacitors |
| JPS52110460A (en) * | 1976-03-12 | 1977-09-16 | Nippon Electric Co | Method of manufacturing electrolytic capacitor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5572026A (en) | 1980-05-30 |
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