JPH01183110A - コンデンサ用陰極形成方法 - 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、電解コンデンサのためのコンデンサ用陰極形
成方法に関するものである。

従来の技術 従来−電解コンデンサの陰極材料としては、−般的に高
純度アルミニウム箔に電解液などによりエツチングを行
い、表面積を拡大した電極箔が最も多く使用されている
。またーアルミニウム箔に電解液などによりエツチング
処理を行い一電極表面積を拡大した後Ｔｉ−Ｔａなどの
金属皮膜をにガスを導入させながら形成させて酸化させ
、静電容量の増大をはかる方法もとられている。後者の
方が前者よりも大きな静電容量を得ることができるため
一製造方法の主流と成りつつある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら−上記の陰極材料においても、電解コンデ
ンサの小型化−高容墓化を実現するために昨今要求され
る静電容量の増大にたいしては−十分満足するものでは
なかった。

本発明は上記の問題を解決するもので、静電容量が増大
して小型化できるコンデンサ用陰極形成方法を提供する
ことを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明のコンデンサ用陰極形
成方法は、陰極基材の上に真空雰囲気下で大型金属粒子
を形成し一次に小型金属粒子の形成−エツチングまたは
微細な金属柱状体の形成などにより、前記大型金属粒子
の表面上に微細な凹凸形状を設けることを特徴とするも
のである。

作　　　用 上記の構成により、従来のように陰極基材に金属皮膜の
みを形成させるよりも一大型金属粒子を形成させる方が
表面積を増大させることができ−その上に、小型金属粒
子の形成、微細な金属柱状体の形成または微細なエツチ
ングを施して、微細な凹凸形状を設けることにより−さ
らに増やすことができて、静電容量が増大する。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図は一本発明の第１の実施例のコンデンサ用陰極形
成方法により得たコンデンサ用陰極の形状を示す概略断
面図である。第１図において−厚さ約４０μｍ、純度９
９．９９％アルミニウム箔からなる陰極基材１の表面に
Ｔｉ　、　Ｔａ　＋　Ａ１などの粒径が１μｍ以上の大
型金属粒子２と金属皮膜３とを形成し−さらにその表面
へ小型金属粒子４を形成して凹凸形状を設けている。こ
れは第４図に示すような装置を用いて実施できる。

第４図に示す装置の概要を説明する。チャンバー１１は
ロータリーポンプ１２Ａおよびクライオポンプなどの高
真空排気用ポンプ１２Ｂにより高真空度を維持でき、チ
ャンバー１１の内部の上部一端側に陰極基板１の送出ロ
ーラ１３を、他端側に巻取ローラ１４をそれぞれ設置し
、その中間部に２個の冷却ローラ１５Ａ　、　１５Ｂ　
　を、回転軸を水平にかつ平行に配列して、前記陰極基
材１が各冷却ローラ１５Ａ。

１５Ｂの下側局面に接して走行するように配設している
。各冷却ローラ１５Ａ　、　１５Ｂの下方に、それぞれ
シャッタ１６Ａ　、　１６Ｂを介して金属溶融用のるっ
ぽ１７Ａ　、　１７Ｂと電子銃１８Ａ　、　１８Ｂを配
設し−かつ送出ローラ１３の下方付近に、金属粒子の容
器１９とその下部に金鴫粒子を移送するための振動発生
機２０とを設は−その下方のるつぼ１７Ａの上縁付近に
前記容器１９から金属粒子を供給するための供給管２１
を開口させ、その開口端２１ａに近接してＡｒなどの不
活性ガス導入管２２の開口端２２ａを臨ませている。２
３はガイドローラである。

第４図の装置を用い、次の手順で第１図に示すコンデン
サ用陰極を形成する。チャンバー１１の内部を、ロータ
リーポンプ１２Ａおよび高真空排気用ポンプ１２Ｂを用
いて、１０　　Ｔｏｒｒ台の真空度に排気した後、不活
性ガス導入管２２によりＡｒなどの不活性ガスを導入し
、６　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ程度の真空度に設定する。

次にシャッタ１６Ａを閉じた状態で電子銃１８Ａにより
、るつぼ１７Ａの中へ投入した金属材料Ｍを溶融状態に
する。その状態で金属材料Ｍと同成分の金属粒子Ｍｐを
、ケース１９から供給管２１を通して振動発生機２０に
よりるつぼ１７Ａの中へ供給する。不活性ガス導入管２
２は、その開口端２２ａを供給管２１の開口端２１ａへ
最接近して設けているが、これは金属粒子Ｍｐへ不活性
ガスを吸着させて溶融し、蒸発した金属蒸気から大型金
属粒子２が生成するのを促進させるためである。またる
つぼ１７Ｂにおいては一電子銃１８Ｂの電力を１８Ａに
比べて格段に低下させた条件で金属材料Ｍを溶融する。

次に一送出ローラ１３から陰極基材１を送り出し、ガイ
ドローラ２３を介して冷却ローラ１５Ａ　、　１５Ｂを
通し一巻取ローラ１４で巻き取りなから−シャツタ１６
Ａを開にすると、るつぼ１７Ａ中の溶融金輪の蒸気が冷
却ローラ１５Ａの箇所で陰極基材１の表面へ大型金属粒
子２となって凝縮する。また冷却ローラ１５Ｂの箇所で
は、電子銃１８Ｂの電力を冷却ローラ１５Ａの側の電子
銃１８Ｂよりも格段に下げているので一小型金属粒子４
がすでに生成した大型金属粒子２と、陰極基板１１の上
に同時に生成した金属皮膜３との上に形成する。得られ
たコンデンサ用陰極は、その表面積が大型金属粒子２と
それらの上に形成される小型金属粒子４による凹凸形状
で極めて増大し−それにより静電容量が飛躍的に増大す
る。

第２図は一本発明の第２の実施例のコンデンサ用陰極形
成方法により得たコンデンサ用陰極の形状を示す概略断
面図である。第２図において−厚さ４０μｍ、純度９９
．９９％アルミニウム箔からなる陰極基材１の表面にＴ
ｉ　、　Ｔａ、　ＡＩ　　などの粒径が１μｍ以上の大
型金属粒子２を形成し、さらにその大型金属粒子２と陰
極基板１の上に同時に生成する金属皮膜３の表面へグロ
ー処理によりエツチングして、微細な凹凸の粗面５を形
成している。

これは、第５図に示すような装置を用いて実施できる。

第５図の装置は、第４図に示す装置における冷却ローラ
１５Ｂ、シャッタ１６Ｂ、るつぼ１７Ａおよび電子銃１
８Ｂに代えて、冷却ローラ１５Ａと巻取ローラ１４との
間にグロー放電処理機２４とガス導入管２５を配設した
ものである。

第５図の装置を用い次の手順で第２図に示すコンデンサ
用陰極を形成する。チャンバー１１の内部を、ロータリ
ーポンプ１２Ａおよび高真空排気用ポンプ１２Ｂを用い
てｌＱ　　Ｔｏｒｒ台の真空度に排気した後、不活性ガ
ス導入管２２によりＡｒなどの不活性ガスを導入し、６
　Ｘ　１０　　Ｔｏｒｒ程度の真空度に設定する。次に
シャッタ１６Ａを閉じた状態で電子銃１８Ａにより、る
つぼ１７Ａの中へ投入した金属材料Ｍを溶融状態にする
。その状態で金属材料Ｍと同成分の金属粒子Ｍｐを−ケ
ース１９から供給管２１を通して一振動発生機２０によ
りるつぼ１７Ａの中へ供給する。不活性ガス導入管２２
は、その開口端２２ａを供給管２１の開口端２１ａへ近
接して設けているので、金属粒子Ｍｐへ不活性ガスを吸
着させて溶融し一発生した金属蒸気から大型金属粒子２
が生成するのを促進させることができる。さらにガス導
入管２５からＡｒなどの不活性ガスを、グロー放電処理
機２４へ導入する。グロー放電処理機２４の内部は、チ
ャンバー１１の内部の他の部分と異なる真空度２　Ｘ　
１０−”Ｔｏｒｒ程度に設定する。この状態でグロー放
電処理機２４の内部の電極（図示せず。）に−ＩＫＶ程
度の高電圧を負荷する゛ことにより、グロー放電を発生
させる。次に、送出ローラ１３からアルミニウム箔から
なる陰極基材１を送り出し−ガイドローラ２３を介して
冷却ローラ１５Ａを通し、巻取ローラ１４で巻き取りな
がら、シャッタ１６Ａを開にすると−るつは１７Ａ中の
溶融金属の蒸気が冷却ローラの箇所で陰極基材１の表面
へ大型金属粒子２および金属皮膜３として凝縮する。ま
たグロー放電処理機、２４の位置で、グロー放電内のＡ
ｒイオンが陰極基材１に衝突することにより、その表面
に形成している大型金属粒子２および金属皮膜３の表面
をエツチングして微細な凹凸の粗面５を形成する。得ら
れたコンデンサ用陰極は−その表面が大型金属粒子２と
、その大型金属粒子２および金属皮膜３の表面上に形成
した極く微細な凹凸の粗面５により表面積が増し−それ
にともなって静電容量が大幅に増大する。

第３図は一本発明の第３の実施例のコンデンサ用陰極形
成方法により得たコンデンサ用陰極形状を示す概略断面
図である。第３図において、厚さ４０μｍ、純度９９．
９Ｃ１％アルミニウム箔からなる陰極基材１の表面へ１
゛ｉ〜Ｔａ、ＡＩなどの粒径が１μｍ以上の大型金属粒
子２を形成し、さらにその大型金属粒子２および同時に
生成する金属皮膜３の表面上へ微細な金属柱状体６を形
成して凹凸形状を設けている。これは−第１の実施例で
用いた第４図の装置により実施できる。

第４図の装置を用い次の手順で第３図に示すコンデンサ
用陰極を形成する。チャンバー１１の内部を、ロータリ
ーポンプ１２Ａおよび高真空排気用ポンプ１２Ｂを用い
て、ＩＱ　　Ｔｏｒｒ台の真空度に排気した後、不活性
ガス導入管２２によりＡｒなどの不活性ガスを導入し、
６　ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ程度の真空度に設定する。

次にシャッタ１６Ａを閉じた状態で一電子銃１８Ａによ
り、るつぼ１７Ａの中へ投入した金属材料Ｍを溶融状態
にする。その状態で金属材料Ｍと同成分の金属粒子Ｍｐ
を一ケース１９から供給管２１を通して振動発生機２０
によりるつぼ１７Ａの中へ供給する。不活性ガス導入管
２２は、その開口端２２ａを供給管２１の開口端２１ａ
へできる限り接近して設けているので−全域粒子Ｍｐへ
不活性ガスを吸着させて溶融し一発生した金属蒸気から
大型金属粒子２が生成するのを促進させることができる
。またるつぼ１７Ｂにおける電子銃１８Ｂの電力は、る
っぽ１７Ａの電子銃１８Ｂと同程度に条件設定する。次
に、送出ローラ１３から陰極基板１を送り出し−ガイド
ローラ２３を介して冷却ローラ１５Ａ　、　１５Ｂを通
し一巻取ローラ１４で巻き取りながら、シャッタ１６Ａ
を開にすると、るつぼ１７Ａ中の溶融金属の蒸気が冷却
ローラ１５Ａの箇所で陰極基材１の表面へ大型金属粒子
２および金属皮膜３として凝縮する。そして冷却ローラ
１５Ｂの箇所では、陰極基材１の表面上の前記の大型金
属粒子２および金属皮膜３の上へ一微細な金属柱状体６
が形成する。この微細な金属柱状物６は−チャンバー１
１内の真空度を１Ｏ−３Ｔｏｒ、ｒ　台に設定すること
により得ることができる。

得られたコンデンサ用陰極は−その表面が大型金属粒子
２とその大型金属粒子２および同時に生成した金属皮膜
３の表面上に形成した微細な金属柱状体６に基づく凹凸
形状により極めて増大し−それにより静電容置が大幅に
増大する。

なお−上記の各実施例において一金凱材料Ｍの溶融は電
子銃１８Ａ　、　１８Ｂを用いて行ったが一高周波加熱
蒸発源、抵抗加熱蒸発源、スバツタエ法などでも良い。

第２の実施例において一大型金属粒子２および金属皮膜
４の表面へ微細なエツチングを行なうための方法として
グロー放電処理を行ったが一チャンバー１１の外でのシ
ョットピーニング処理などの方法でも良い。

発明の効果 以上のように本発明のコンデンサ用陰極形成方法により
、陰極基板上に大型金属粒子を形成し−かつその大型金
属粒子およびそれと同時（こ形成する金属皮膜の光面に
小型金属粒子の形成−微細なエツチングまたは微細な金
属柱状体の形成により微細な凹凸形状を設け、電解液に
よるエツチングなどの煩雑な操作を行なうことなく表面
積を増大させ一従来の金属蒸着法による陰極などに比べ
て格段に静電気容量の増大したコンデンサ用陰極を容易
に得ることができ、また同一容量で従来の約１／２程度
に小型化することができてコスト的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるコンデンサ用陰
極形成方法により得られるコンデンサ用陰極を示す概略
断面図−第２図は同じく第２の実施例で得られたコンデ
ンサ用陰極を示す概略断面図、第３図は同じく第３の実
施例で得られたコンデンサ用陰極を示す概略断面図、第
４図は第１および第３の実施例で用いた装置の構成図−
第５図は第２の実施例で用いる装置の構成図である。 １・・・陰極基材−２・・・大型金属粒子−３・・・金
属皮膜−４・・・小型金属粒子−５・・・粗面、６・・
・微細な金属柱状体。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．真空雰囲気下で陰極基材の表面上へ金属蒸気を凝縮
   して大型金属粒子を形成するとともに、前記大型金属粒
   子の表面に微細な凹凸形状を設けることを特徴とするコ
   ンデンサ用陰極形成方法。
2. ２．微細な凹凸形状は、大型金属粒子の表面上に小型金
   属粒子を形成することにより設けることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のコンデンサ用陰極形成方法。
3. ３．微細な凹凸形状は、大型金属粒子の表面をエッチン
   グして設けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のコンデンサ用陰極形成方法。
4. ４．微細な凹凸形状は、大型金属粒子の表面上への微細
   な金属柱状体の形成により設けることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のコンデンサ用陰極形成方法。