JPH04329620A - 電解コンデンサ用電極箔および電解コンデンサ - Google Patents

電解コンデンサ用電極箔および電解コンデンサ

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JPH04329620A
JPH04329620A JP12850891A JP12850891A JPH04329620A JP H04329620 A JPH04329620 A JP H04329620A JP 12850891 A JP12850891 A JP 12850891A JP 12850891 A JP12850891 A JP 12850891A JP H04329620 A JPH04329620 A JP H04329620A
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JP
Japan
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electrolytic capacitor
base material
foil
titanium
capacitance
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Pending
Application number
JP12850891A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Adachi
安達 和幸
Mitsuru Mochizuki
充 望月
Manabu Kazuhara
学 数原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elna Co Ltd
Original Assignee
Elna Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は基材表面に蒸着皮膜を形
成した電解コンデンサ用電極箔および電解コンデンサに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムなどの弁作用金属の陽極箔
と陰極箔をセパレータを介在させて巻回してコンデンサ
素子とした電解コンデンサは、一般にコンデンサ素子に
駆動用電解液を含浸し、アルミニウムなどの金属製ケー
スや合成樹脂製のケースにコンデンサ素子を収納し、密
閉した構造を有する。
【0003】このような電解コンデンサの駆動用電解液
としては従来、エチレングリコールやγ−ブチロラクト
ンなどの極性有機溶媒の単体あるいはその混合物を主溶
媒とし、これにカルボン酸またはその塩を溶質とし、ま
た必要により糖類、水分、リン酸などを添加剤として溶
解した電解液が一般に使用されている。
【0004】また、電解コンデンサの静電容量を高める
ために、電極材料の基材であるアルミニウム箔の表面積
を化学的にあるいは電気化学的にエッチングにより拡大
することが行なわれているが、エッチングが過度になる
とアルミニウム箔表面の溶解が同時に進行して却って拡
面率の増大を妨げることなどの理由から、エッチング技
術による電極材料の静電容量の増大化には限界があった
。このような問題点を解決するために、弁作用金属であ
るアルミニウム箔を基材とし該基材表面を粗面化した後
に、この基材表面に蒸着法により蒸着皮膜を形成した電
極材料を陰極として使用することも特開昭61−180
420号、特開昭61−214420号、特開昭62−
58609号、特開昭62−15813号、特開昭64
−33918号、特開昭63−100711号、特開平
1−304720号公報などにより知られている。
【0005】予め基材表面に物理的、化学的または電気
化学的に微細な凹凸を形成すると、蒸着箔の静電容量を
増加させる効果が認められる場合があるが、このような
加工は基材の強度、伸度を著しく損ない、また凹凸加工
工程を必要とするのでコスト面で不利な選択を強いられ
ていた。
【0006】また、蒸着方法について種々の提案が特開
昭56−29669号、特開昭64−33915号、特
開昭64−33918号公報などにより知られている。 即ち、蒸着角度を付けたり、基材を冷却しつつ蒸着する
ことによりチタンを柱状に形成させ、静電容量の発現を
達成することが知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】実質的に平滑なアルミ
ニウム箔の基材にチタンを柱状に蒸着により形成させる
場合、即ち、図1にチタン蒸着箔皮膜構造の模式図を示
すが、アルミニウム基材1上に形成されたチタンの柱状
物(以下、カラムという)2と他のカラム2の間隔Tが
密であると、相隣なるカラム2、2間に上述した駆動用
電解液が充分に含浸されずに静電容量の発現性が低下し
てしまうという問題点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明者らは種々の実験および検討を行なっ
た結果、相隣なるカラムの間隔(隙間)が50オングス
トローム未満であると、駆動用電解液の含浸性が悪く、
静電容量の発現性が乏しいということが判明した。また
、相隣なるカラムの間隔(隙間)が50オングストロ−
ム以上であると、駆動用電解液の含浸性が改善され、静
電容量の発現性が良好になるということが判明した。 特には、50〜500オングストロ−ムの範囲が非常に
良好である。
【0009】本発明において、基材としてはアルミニウ
ム箔が好適に使用され、上述のような微細な凹凸が形成
されたアルミニウム箔基材であっても、また実質上平滑
なアルミニウム箔基材であってもよい。平滑なアルミニ
ウム箔を基材に用いることは、引張強度や伸度を損わず
に基材の厚さを薄くすることが可能であり、またコスト
的にも粗面化する工程が不要なために有利である。この
ような基材はコンデンサ素子の陽極箔としても使用でき
るが、陰極箔として使用するのがむしろ好ましい。
【0010】一方、本発明に用いられるコンデンサ素子
の陰極箔としては、5〜60μmの厚さの実質上平滑な
アルミニウム箔が基材として使用されるが、特に10〜
40μmのものが好適に使用される。アルミニウム基材
へのチタンの付着形成法としては真空蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーティング法、CVD法などを例
示することができる。また、真空中または酸素ガス、窒
素やアルゴンなどの不活性ガスなどの雰囲気中で50〜
3000オングストロ−ムの厚さに付着形成するのが好
ましい。特に窒素ガス中で蒸着条件を選ぶと窒化チタン
蒸着膜を形成させることができる。該窒化チタン蒸着膜
にはTiNx(0<x≦4/3)で表わされる部分的に
窒化されたチタン薄膜も含まれる。また、該窒化チタン
蒸着膜には窒化チタンと酸化チタンの混合膜も含まれる
【0011】本発明において使用される駆動用電解液の
有機極性溶媒としては、電解コンデンサに通常使用され
る有機極性溶媒であればいずれも使用できる。
【0012】好ましい溶媒としては、アミド類、ラクト
ン類、グリコ−ル類、硫黄化合物類、ケトン類、エ−テ
ル類または炭酸塩類が使用できる。好ましい具体例とし
ては、炭酸プロピレン、N,N−ジメチルホルムアミド
、N−メチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、N−
メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、エチレンシ
アノヒドリン、エチレングリコ−ル、エチレングリコ−
ルモノまたはジアルキルエ−テル、3−アルキル−1,
3−オキサゾリジン−2−オンなどが使用できる。 特に好ましくは、ラクトン類、エチレングリコ−ル類な
どが用いられる。
【0013】本発明において使用される駆動用電解液の
溶質としては、電解コンデンサに通常使用される溶質で
あればいずれも使用できる。特に好ましくは、芳香族カ
ルボン酸または不飽和ジカルボン酸の4級アルキルアン
モニウム塩、芳香族カルボン酸アンモニウム塩などが採
用される。
【0014】好ましい溶質としては、ホウ酸やリン酸な
どの無機酸またはその塩、ケイタングステン酸などのヘ
テロポリ酸またはその塩、フェノ−ル性水酸基を有する
有機酸またはその塩、スルホン酸基を有する有機酸また
はその塩、ギ酸やドデシル酸に代表される鎖式モノカル
ボン酸またはその塩、安息香酸やサリチル酸に代表され
る芳香族モノカルボン酸またはその塩、アジピン酸やセ
バシン酸に代表されるる鎖式ジカルボン酸またはその塩
、マレイン酸やシトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸
またはその塩、フタル酸やニトロフタル酸やテトラヒド
ロフタル酸からなる環式ジカルボン酸またはその塩、ク
エン酸に代表されるトリカルボン酸またはその塩を例示
することができる。特に好ましくは、芳香族カルボン酸
または不飽和ジカルボンサンの4級アルキルアンモニウ
ム酸、芳香族カルボン酸のアンモニウム塩が採用される
【0015】また、塩としてはアンモニウム塩、第1〜
第3級アミン塩、第4級アンモニウム塩を例示すること
ができる。また、伝導度を高めるために水分を添加する
が、コンデンサ特性の経時変化を抑止するためには15
%以下、好ましくは8%以下、特に好ましくは5%以下
が採用される。
【0016】
【実施例】
【0017】<実施例1>厚さ12μm、引張強度1.
2Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が100オングストロ−ムであるチタンの蒸
着皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔とし
、陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とともに
セパレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作し、
このコンデンサ素子に、水分1wt%、γ−ブチロラク
トン74wt%、o−フタル酸テトラエチルアンモニウ
ム塩25wt%からなる駆動用電解液を含浸させ、定格
25V・3300μFの電解コンデンサを製作した。静
電容量の発現性を調べるために、電解コンデンサの静電
容量を測定したところ、3350μFであった。
【0018】<実施例2>厚さ12μm、引張強度1.
2Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が100オングストロ−ムであるチタンの蒸
着皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔とし
、陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とともに
セパレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作し、
このコンデンサ素子に、水分1wt%、γ−ブチロラク
トン74wt%、o−フタル酸テトラメチルアンモニウ
ム塩25wt%からなる駆動用電解液を含浸させ、定格
25V・3300μFの電解コンデンサを製作した。静
電容量の発現性を調べるために、電解コンデンサの静電
容量を測定したところ、3310μFであった。
【0019】<実施例3>厚さ12μm、引張強度1.
2Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が100オングストロ−ムである窒化チタン
の蒸着皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔
とし、陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とと
もにセパレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作
し、このコンデンサ素子に、水分1wt%、γ−ブチロ
ラクトン74wt%、o−フタル酸テトラエチルアンモ
ニウム塩25wt%からなる駆動用電解液を含浸させ、
定格25V・3300μFの電解コンデンサを製作した
。静電容量の発現性を調べるために、電解コンデンサの
静電容量を測定したところ、3290μFであった。
【0020】<実施例4>厚さ20μm、引張強度2.
0Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が100オングストロ−ムである窒化チタン
の蒸着皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔
とし、陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とと
もにセパレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作
し、このコンデンサ素子に、水分1wt%、γ−ブチロ
ラクトン74wt%、o−フタル酸テトラエチルアンモ
ニウム塩25wt%からなる駆動用電解液を含浸させ、
定格25V・3300μFの電解コンデンサを製作した
。静電容量の発現性を調べるために、電解コンデンサの
静電容量を測定したところ、3295μFであった。
【0021】<実施例5>厚さ40μm、引張強度4.
0Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が100オングストロ−ムであるチタンの蒸
着皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔とし
、陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とともに
セパレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作し、
このコンデンサ素子に、水分1wt%、γ−ブチロラク
トン74wt%、o−フタル酸テトラエチルアンモニウ
ム塩25wt%からなる駆動用電解液を含浸させ、定格
25V・3300μFの電解コンデンサを製作した。静
電容量の発現性を調べるために、電解コンデンサの静電
容量を測定したところ、3320μFであった。
【0022】<比較例1>厚さ12μm、引張強度1.
2Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が20オングストロ−ムであるチタンの蒸着
皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔とし、
陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とともにセ
パレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作し、こ
のコンデンサ素子に、水分1wt%、γ−ブチロラクト
ン74wt%、o−フタル酸テトラエチルアンモニウム
塩25wt%からなる駆動用電解液を含浸させ、定格2
5V・3300μFの電解コンデンサを製作した。静電
容量の発現性を調べるために、電解コンデンサの静電容
量を測定したところ、2640μFであった。
【0023】<実施例6>厚さ12μm、引張強度1.
2Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が50オングストロ−ムであるチタンの蒸着
皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔とし、
陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とともにセ
パレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作し、こ
のコンデンサ素子に、水分12wt%、エチレングリコ
−ル74wt%、アジピン酸アンモニウム塩14wt%
からなる駆動用電解液を含浸させ、定格25V・330
0μFの電解コンデンサを製作した。静電容量の発現性
を調べるために、電解コンデンサの静電容量を測定した
ところ、3280μFであった。
【0024】<実施例7>厚さ12μm、引張強度1.
2Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が70オングストロ−ムであるチタンの蒸着
皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔とし、
陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とともにセ
パレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作し、こ
のコンデンサ素子に、水分12wt%、エチレングリコ
−ル74wt%、アジピン酸アンモニウム塩14wt%
からなる駆動用電解液を含浸させ、定格25V・330
0μFの電解コンデンサを製作した。静電容量の発現性
を調べるために、電解コンデンサの静電容量を測定した
ところ、3340μFであった。
【0025】<比較例2>厚さ12μm、引張強度1.
2Kg/cm巾の平滑なアルミニウム基材に相隣なるカ
ラムの間隔が30オングストロ−ムであるチタンの蒸着
皮膜を0.1μmの厚さに形成し、これを陰極箔とし、
陽極酸化皮膜の形成された90μmの陽極箔とともにセ
パレ−タを介して巻回してコンデンサ素子を製作し、こ
のコンデンサ素子に、水分12wt%、エチレングリコ
−ル74wt%、アジピン酸アンモニウム塩14wt%
からなる駆動用電解液を含浸させ、定格25V・330
0μFの電解コンデンサを製作した。静電容量の発現性
を調べるために、電解コンデンサの静電容量を測定した
ところ、2610μFであった。
【0026】
【発明の効果】上述したように本発明ではチタン蒸着箔
の相隣なるチタンのカラムの間隔を50オングストロ−
ムとしたことにより静電容量の良好なる発現性が得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】チタン蒸着箔皮膜構造の模式図。
【符合の説明】
1  アルミニウム基材 2  カラム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウム箔基材上に相隣なるカラムの
    間隔が50オングストロ−ム以上のチタン薄膜および/
    または窒化チタン薄膜を形成することを特徴とした電解
    コンデンサ用電極箔の製造方法。
  2. 【請求項2】陽極箔と陰極箔をセパレ−タを介在させて
    巻回してコンデンサ素子とした電解コンデンサにおいて
    、アルミニウム箔基材上に相隣なるカラムの間隔が50
    オングストロ−ム以上のチタン薄膜および/または窒化
    チタン薄膜を形成した電極箔をコンデンサ素子の陰極箔
    として使用したことを特徴とする電解コンデンサ。
  3. 【請求項3】基材に実質上平滑なアルミニウム箔を使用
    したことを特徴とする請求項2に記載の電解コンデンサ
JP12850891A 1991-05-01 1991-05-01 電解コンデンサ用電極箔および電解コンデンサ Pending JPH04329620A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000019468A1 (en) * 1998-09-30 2000-04-06 Nippon Chemi-Con Corporation Solid electrolyte capacitor and its manufacturing method
WO2000058979A1 (fr) * 1999-03-29 2000-10-05 Nippon Chemi-Con Corporation Condensateur a electrolyte solide et procede de production associe

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