JPH0330410A - 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】

この発明は電解コンデンサに用いられるアルミニウム電
極の製造方法に関し、さらに詳しくは陰極用電極に用い
られる高純度アルミニウムの表面に蒸着によって白金層
を形成させる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、小型、大容量、安価で整流出力の平
滑用などの用途に優れた特性を示し、各種の電気・電子
機器の重要な構成要素の一つである。 電解コンデンサは、一般にアルミニウム等の絶縁性酸化
皮膜が形成され得る、いわゆる弁金属を陽極に用い、前
記絶縁性酸化皮膜を誘電体層として、集電用の陰極電極
との間に電解液を介在させて作成される。 陽極材料は前述したように、アルミニウムをはじめ、タ
ンタル、ニオブ、チタンなどが使用される。また集電の
ための陰極電極材料には、陽極材料と同種の金属が用い
られる。 ところが、弁金属は一般に自然酸化による酸化皮膜層が
表面に形成される。この傾向はアルミニウムにおいて特
に顕著である。そしてこの自然酸化皮膜は極めて薄い絶
縁層のため、陰極側にも静電容量が形成され、電解コン
デンサは陽極側の静電容量および、陰極側の静電容量が
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。また所望の静電容量を得るため、
陽極側の静電容量を必要以上に大きく設定する必要があ
る。 これの影響を少なくするためには、陽極側の静電容量値
に比べ陰極側の静電容量値を著しく高くすれば、陰極側
の静電容量による影響は殆ど無視できることになるが、
低電圧用の電解コンデンサの陽極はの単位面積あたりの
静電容量は相当に高く合成容量による静電容量値の低下
は免れ得ない。 そこで陰極側の静電容量値をより高くするために、陰極
電極表面をエツチング処理して表面積を拡大する方法が
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。 むしろ陰極との合成容量による静電容量の低下の問題は
、少なくとも陰極の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
、絶縁性の酸化皮膜が形成されない。しかし、電解コン
デンサは内部に電解液が含浸されており、電解液との反
応によって腐食等の不都合が発生することから、陰極材
料として弁金属以外には白金、金、パラジウム等の安定
性の高い貴金属に限られる。しかしこれら貴金属を集電
用の陰極としてそのまま用いることは、経済的理由ゆえ
、まず不可能である。 そこでこれを解決する手段として、アルミニウムの表面
に、これら貴金属を付着または溶着させることが考えら
れている（例えば特開昭６０４８２６号公報）。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
ィング法またはスバ・ン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。 しかしながら前述した方法では、アルミニウム表面にお
ける白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】

この発明は、高純度アルミニウムの表面に蒸着により白
金を付着させて、表面に白金層の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掻の製造
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ことを目的
とするとともに、静電容量を増加させ得る電解コンデン
サ用アルミニウム電極を得ることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

この発明によれば、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表面に、陰極ア
ーク蒸着法によって白金の蒸着層を形成することを特徴
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。 陰極アーク蒸着法は、ターゲット側を陰極とした陰極ア
ーク放電現象を利用して、ターゲット材料を局所的に溶
融蒸発させ、被処理材料表面に蒸着をおこなうもので、
陰極アーク放電の特性として、陰極側（ターゲット）に
非常に小さな陰極輝点を生じ、大きなアーク電流がこの
小さい点に流れ込むことから、陰極点の近傍は極めて高
温に熱せられて、白金等の高融点材料も瞬時に溶融蒸発
させる。 そして溶融蒸発した、ターゲツト材は同時に金属イオン
となり、真空中に放出される。この際バイアス電圧を被
処理材料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処理材料の表面に密着し
、緻密な蒸着Ｉりを生成する。 この発明によれば、被処理材料としては、通常の電解コ
ンデンサの陰極に用いる高純度で箔状あるいは板状のア
ルミニウムを用いる。このアルミニウム表面は、あらか
じめ脱脂処理等にをより表面を清浄化しておく。またア
ルミニウム表面はエツチング処理を施しても良いし、ブ
レーンのままであってもよい。 この発明における、陰極アーク蒸着の好ましい条件とし
ては、真空度については、１０−７ないし１０”３Ｔｏ
ｒｒの圧力でおこなえば好適である。また不活性ガスと
しては、アルゴン、ヘリウム、窒素ガスの雰囲気中でお
こなえばよい。蒸発距離は１００ないし５００Ｍ、ター
ゲットの蒸発速度はｌＸｌ０−３ないしＩ　Ｘｌ０−’
ｍｇ／ｃ＋ａ　１秒、蒸着量は、１ｘｉｏ−３ないし１
１ｎｇ／ｃ１１１で蒸着をおこなえば好適である。更に
蒸着膜の厚さは、０．００５ないし３μｍ１蒸着時間は
、０．０５分ないし３０分程度である。

【作　　　用】

この発明の陰極アーク蒸着法により白金の蒸着層を高純
度アルミニウムの表面に形成できる。 この発明の方法によれば、粒子のイオン化率が高いため
、イオンボンバード効果が強く、またコーティング中の
バイアス効果も強いため、被処理材との密着性が極めて
高い皮膜が低温で容易に得られる。 この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ついて、白金の被処
理材上のイオン化率および粒子エネルギーを比較したも
のを、第１表に示す。 第１表 このように、陰極アーク蒸着法によれば、イオン化率が
他の方法に比べて著しく大きく、高イオンエネルギであ
るため、反応効率が向上し、アルミニウム電極と白金と
の密着性ならびに緻密性を顕著に向上させることができ
る。 また処理時間についても、この発明の陰極アーク蒸着法
によれば長くとも１０分程度で処理が終わるのに対し、
イオンブレーティング法では２０分程度、スパッタリン
グ法によれば５０分程度と、何れもこの発明の方法に比
べ相当の時間を要する。

【実　施　例】

以下実施例に基づいて、この発明を更に詳細に説明する
。 一１！ まずこの発明の実施例として、高純度のアルミニウム箔
（純度９９．９５％）を５０Ｘ　１００ｕニ切断したも
のを被処理材として使用し、この表面に白金を蒸着した
。 図面は、陰極アーク蒸着に使用する装置の概略を説明し
たものである。この発明は図面の装置により、実質的に
真空で白金からなる金属ターゲット（蒸発源）１０を陰
極としてアーク放電を起こすと、アークはターゲラ目０
の表面にアークスポットを形成し、アークスポットに集
中するアーク電流のエネルギーにより、ターゲツト材１
ｏは瞬時に溶融蒸発すると同時に金属イオン１２となり
、真空中に放出される。 この際、高純度のアルミニウムからなる被処理材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１２は、加速された反応ガス粒子１６と共に被処理材
１４の表面に密着し、緻密な膜を生成する。なお、図面
中１８および２ｏ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。 トータルのチャンバ圧力を５　Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒ、蒸
発距離２００層、アーク電源の電流値１００Ａ、形成速
度０．１ｕｍ／分とし、５分間陰極アーク蒸着をおこな
い、白金蒸着膜４約０．０５μｍの蒸着膜を形成させた
。 一土較■土− 被処理材の高純度アルミニウムは実施例１と同一のもの
を使用し、これをＩ　Ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒのアルゴ
ン雰囲気中で、蒸発距離２００Ｍ、形成速度０．０５μ
ｍ／分で、イオンブレーティング法による白金蒸着をお
こない蒸着膜を形成させた。 −比較ＩＬＬ− スパッタリング法による以外は、比較例１と同様に白金
の蒸着膜を形成させた。 形成条件は、Ｉ　Ｘ　ＩＦ　”Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲
気中で白金をターゲットとして、形成速度０．０２μｍ
／分で蒸着をおこなった。 一比較、Ｌｌ 被処理材の高純度アルミニウムは、実施例１と同−のも
のを用いた。この比較例では、表面に蒸着膜を形成せず
、常法によってアルミニウム箔表面をエツチング処理し
、表面積を拡大して、単位面積あたりの静電容量を増大
させた。この比較例では、４００　ｕ　Ｆ　／　ｃ＋ｌ
ｌであった。 これら実施例および比較例のアルミニウム箔について、
まず蒸着処理をしたものについて、蒸着された白金膜の
付着力を測定し、密着性を調べた。 この結果を第２表に示す。 第２表 この結果かられかるように、この発明の方法による蒸着
膜は、比較例に比べ密着性に優れることがわかる。 次に、これら実施例、各比較例の箔の静電容量を測定し
た結果を第３表に示す。 第３表 二の結果から明らかなように、この発明の方法により作
成された電解コンデンサは高い静電容量を得られること
がわかる。 ■発明の効果】 以上述べたようにこの発明によれば、電解コンデンサ用
アルミニウム電極の表面に白金を付着させて蒸着膜の形
成する製造方法を改良することにより、蒸着膜の密着性
ならびに緻密性を向上させ、しかも処理時間を大幅に短
縮させることができる。 またアルミニウム電極表面に自然酸化皮膜によって形成
される静電容量によって電解コンデンサの静電容量値が
減少することが防止でき、小型大容量の電解コンデンサ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明で用いる陰極アーク蒸着装置の概略を表
した説明図である。 １８；アークｌｌ源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高純度アルミニウム表面に、陰極アーク蒸着法に
   よって白金の蒸着層を形成する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。