Material de electrodo para condensador electrolítico y método de fabricación del mismo
Descripción general
 Es un objetivo reducir el cambio con el tiempo de la capacidad electrostática de un material de electrodo para que un condensador electrolítico estabilice la calidad. ] Material de electrodo de electrolitos para un condensador de la presente invención, junto con la capa depositada de metal conductor se forma sobre la superficie del sustrato, se forma la película de óxido que tiene un espesor de 20 100 angstroms sobre la capa superficial de la capa de metal conductor Como se muestra en la FIG. Además, en el procedimiento de fabricación de un material de electrodo condensador electrolítico tal, es preferible formar una película de óxido del espesor del metal conductor sobre la superficie del sustrato durante el proceso de deposición o inmediatamente después del proceso de deposición.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un material de electrodo utilizado para un condensador electrolítico tal como aluminio, en el que se forma una capa depositada de vapor de un metal conductor sobre un sustrato.
Antecedentes de la técnica
A medida que el material de electrodo para gran capacitancia condensador electrolítico, con el fin de incrementar la capacitancia electrostática, los depositando una partículas metálicas conductoras tales como el titanio y el área superficial expandida a diversos sustratos tales como papel de aluminio grabado Es ampliamente utilizado.
Tarea de solución
Sin embargo, ha existido el problema de que la capacidad electrostática del material del electrodo varía con el tiempo desde que se fabrica el material del electrodo hasta que se incorpora en un condensador.
Por ejemplo, lo que se muestra en la Figura 4, el material de electrodo de titanio depositado es papel de aluminio grabado al agua fuerte durante el almacenamiento en aire, la capacidad electrostática del material del electrodo es un cambio modal en el tiempo. Con tales cambios de capacitancia a través del tiempo, la variación de la capacitancia por la duración de la producción del material de electrodo para ser incorporados en el condensador, el aseguramiento de la calidad del material del electrodo y el condensador es muy difícil.
La presente invención, con el fin de resolver tales problemas, se pretende proporcionar un material de electrodo estable para condensadores electrolíticos de menos cambio de calidad con el tiempo en la capacitancia y un método de fabricación del mismo.
Solución
 [Inventor] Como resultado de una extensa investigación y diversos experimentos con el fin de lograr el objeto, cambiar con el tiempo de la capacitancia, la capa metalizada conductora formada sobre el sustrato, por ejemplo, la oxidación de la capa superficial de la capa de titanio depositada Y el espesor de la película de óxido aumenta progresivamente con el paso del tiempo. Además, cuando la película de óxido alcanzó un cierto espesor de película después de crecer, resultó que la tasa de crecimiento se volvió muy suave o casi se detuvo después de eso.
material de electrodo condensador electrolítico de la presente invención se realizó basándose en estos descubrimientos, junto con la capa depositada de metal conductor está formada en la superficie del sustrato, el espesor de la capa superficial del metal conductor evaporó capa de 20 Y se forma una película de óxido de 100 ángstroms en la película de óxido.
Si se forma una película de óxido en la superficie de la capa metálica depositada por vapor conductor, impide que los iones, incluido el oxígeno, entren en la capa metálica depositada de vapor conductivo, ralentiza el crecimiento de la película de óxido, Se presume que interfiere con el cambio. Sin embargo, cuando el espesor de la película de óxido es de menos de 20 Angstroms, para la oxidación más rápida de los iones a pasar a través de capa de metal evaporado fácilmente conductor, la tasa de cambio de capacidad electrostática cuando se incorpora en el condensador electrolítico 20 Exceder el% no es práctico. Si es superior a 100 Å, la tasa de cambio de capacitancia se reducirá a la capacitancia pero sí reduce a también cosa práctica debido a que es difícil asegurar la capacidad electrostática necesaria como un material de electrodo y un condensador Es escaso
Por cierto, una lámina de aleación de papel de aluminio o de aluminio como el material de base en la presente invención, además se puede utilizar después de hacer rugosa su superficie mediante grabado o similar, ya que el metal que forma la capa de deposición, titanio, aluminio, tántalo, niobio , Zirconio, silicio y similares se pueden usar. Además, la película de óxido puede ser cristalina o amorfa, tal como una película hidratable, todas las cuales pueden exhibir el efecto de prevenir el cambio en la capacitancia electrostática. El método para formar la película de óxido de estos metales no está particularmente limitado, y los ejemplos de los mismos incluyen calentamiento en diversas atmósferas oxidantes, recocido, tratamiento de conversión química y similares. Para hacer el espesor de la película de óxido 20 20 Å, la temperatura de tratamiento de oxidación es preferiblemente 300ºC o inferior.
Además, en el procedimiento de fabricación de un material de electrodo condensador electrolítico tal, para formar el espesor de la película de óxido de película durante el proceso de deposición del metal conductor a la superficie del sustrato, o un proceso de deposición de vapor inmediatamente, cambio de capacitancia El material del electrodo se puede fabricar en una etapa temprana.
En material de electrodo electrolítico para un condensador de la presente invención, la superficie del metal conductor capa formada sobre la superficie del sustrato se evaporó, se forma la película de óxido de metal conductor que tiene un espesor de 20 100 angstroms se oxida. Para iones, incluyendo oxígeno apenas pasa a través de la película de óxido, los iones que llegan a la superficie del metal conductor evaporaron capa que cuando delgada o cuando no se forma película de óxido de película de óxido que se agota, la película de óxido Será extremadamente lento Como resultado, el cambio en la capacidad electrostática del material del electrodo para el condensador electrolítico se ve obstaculizado y la calidad es estable.
Además, mediante la formación de una película de óxido del espesor del metal conductor sobre la superficie del sustrato durante el proceso de deposición o inmediatamente después del proceso de deposición, pueden fabricarse con menos cambio material de electrodo en la capacitancia en una etapa temprana.
A continuación, se describirán ejemplos específicos de la presente invención.
En los siguientes Ejemplos y Ejemplos Comparativos, utilizando el papel de grabado de aluminio en forma de espira que tiene una pureza de 99,8% como sustrato, se mantuvo a esta temperatura del sustrato 30 ° C en una cámara de vacío de 1 x 10 @ -3 Torr fundación mientras que la herida mientras transportado a lo largo de una superficie periférica inferior del rollo, la deposición de titanio llevado al sustrato que está siendo transportado a lo largo del rodillo de base, formando continuamente una película depositada de titanio que tiene un espesor de 2.0μm Lo hice Usando esto como una muestra básica, la superficie de la película depositada en fase de vapor de esta muestra básica se oxidó en las condiciones descritas a continuación en el Ejemplo 15 y en el Ejemplo Comparativo 1 para formar una película de óxido de titanio. En los ejemplos comparativos 2 y 3, no se realizó tratamiento de oxidación.
Después de la terminación (Ejemplo 1) deposición, seguido por el punto de 10 ° C. de gas Ar encerrado en una cámara de vacío de rocío, la temperatura del rodillo de base de la muestra base 30 ° C, se recogió de nuevo a una velocidad de bobinado de 1 m / min.
Después de la terminación (Ejemplo 2) deposición, seguido por el punto de 10 ° C. de gas Ar encerrado en una cámara de vacío, la base de la temperatura del rodillo 100 ° C. rocío, fue tomada de nuevo a una velocidad de bobinado de 1 m / min.
Después de la terminación (Ejemplo 3) deposición, seguido de sellado mediante la adición de 30% en volumen de gas O2 al punto de rocío del gas Ar 10 ° C en una cámara de vacío, rodillo de base temperatura 30 ° C, se tomaron de nuevo a una velocidad de bobinado de 1 m / min .
Después de la terminación (Ejemplo 4) deposición, seguido de sellado mediante la adición de 30% en volumen de gas O2 al punto de rocío del gas Ar 10 ° C en una cámara de vacío, la muestra de base temperatura del rodillo de base 100 ° C, a una velocidad de bobinado de 1 m / min Lo rebobiné
(Ejemplo 5) sacado de la cámara de vacío de la muestra básica en espiral, posteriormente, la temperatura se elevó a 300 ° C en un horno de calentamiento, después de alcanzar un punto de 300 ° C, de rocío de 30 ° C, en una atmósfera de concentración de O2 30% Y calentado por 10 horas.
(Ejemplo Comparativo 1) sumergir la muestra base en una mezcla de dimetilformamida 1000 ml + ácido fosfórico 56 ml, 30 ° C, una densidad de corriente de 10 mA / cm @ 2 (DC), un tratamiento de conversión química 20 minutos se llevó a cabo bajo las condiciones de una tensión aplicada 7V.
(Ejemplos comparativos 2 y 3) Se establecieron dos muestras de base no sometidas a tratamiento de oxidación como los ejemplos comparativos 2 y 3. Sin embargo, se formó una película de óxido de titanio ligera en la superficie de la película depositada de vapor de titanio sin realizar un tratamiento de oxidación agresivo.
Los ejemplos anteriores y ejemplos comparativos, inmediatamente después del tratamiento de oxidación (en la que la deposición de titanio inmediatamente Ejemplos Comparativos 2 y 3) en y después del proceso de degradación de la capacidad electrostática, midiendo de este modo el espesor de la película de la película de óxido de capacitancia y titanio, Se determinó que la tasa de cambio de la capacidad de capacidad electrostática es la prueba de deterioro de la capacidad electrostática. Los detalles de estos métodos de medición y métodos de prueba se muestran a continuación, y los resultados de medición se muestran en la Tabla 1.
(Capacitancia de medición estática) 30 ° C, dos piezas de ensayo de 20 mm x 50 mm cuadrado en 10% en peso de solución de borato de amonio separa 10 mm se sumergió en oposición, la capacitancia se midió a 120 Hz con un medidor LCR .
(Medición del espesor de la película) El espesor de la película de óxido se midió con ESCA.
Como proceso de degradación (electrostática ensayo de deterioro de la capacidad), se encuentra con el agua de intercambio iónico se mantiene a 90 ° C en un vaso de precipitados de 1000 ml, se aceleran el deterioro mediante la inmersión de los dos dicha pieza de prueba. Después de 180 minutos, la pieza de prueba se retiró y la capacidad electrostática y el espesor de la película se midieron mediante el método anterior. Luego, la tasa de cambio de la capacidad electrostática se obtuvo a partir de la siguiente ecuación y se usó como una medida de la tasa de deterioro.
Velocidad de cambio de capacitancia (%) = {(a) (b)} / (a) × 100
(A) Capacitancia (μF / cm2) inmediatamente después del tratamiento de oxidación o inmediatamente después de la deposición de titanio
(B): capacitancia después del tratamiento de degradación (μF / cm2)
La razón para establecer el tiempo de inmersión en 180 minutos se basa en el siguiente motivo.
Se muestra en la Figura 1, una pieza de ensayo de la muestra básica se sumergió en 90 ° C. de agua desionizada inmediatamente después de la deposición de titanio se midió el espesor de la capacitancia y la película de óxido de titanio por la retirada cada 30 minutos Es el resultado. Como es evidente de la Fig. 1, el espesor y la capacitancia a 180 minutos de tiempo de inmersión ser un valor estable, se observó el crecimiento del óxido de titanio recubriendo poco cambio incluso cuando se sumerge muy lentamente y es en más de 180 minutos Se considera que no lo es. Por lo tanto, el tiempo de inmersión en el tratamiento de deterioro de la capacidad electrostática fue de 180 minutos.
ID = 000003 HE = 110 WI = 143 LX = 0335 LY = 0300
Aquí, cuando se centra en la relación entre el espesor de la película y la capacitancia de la película de óxido de titanio después de tratamiento de oxidación con referencia a la Fig. 2, si hay película de óxido de titanio de un espesor de al menos 20 Angstroms, la tasa de cambio de la capacitancia del condensador , Que es prácticamente aceptable como ± 20%. Además, haciendo referencia a la Fig. 3, cuando la atención se centró en la relación entre el espesor y la capacitancia electrostática se saca solamente más de un grosor de 20 angstroms, el nivel de capacidad electrostática de papel de aluminio grabado de aluminio existente en el siguiente espesor gama de 100 Angstroms (300 μF / cm2) está satisfecho. En tanto que el espesor de película de 20 100 una película de óxido de titanio 2 y 3, también tasa estable de cambio y la capacitancia electrostática tiene una capacitancia suficiente, la calidad del material del electrodo es estable Usted sabe que hay
Aunque el Ejemplo Comparativo 1 es una desviación del alcance de la presente invención se forma una película de óxido de más de 100 angstroms, esto no hace método de procesamiento de oxidación no adaptado de acuerdo con el tratamiento de conversión química, un espesor de sólo un problema No hace falta decir que tal método puede adoptarse como el método de tratamiento de oxidación si el espesor de la película está en el rango de 20 a 100 angstroms cambiando las condiciones de tratamiento de conversión química.
Efecto de la invención
materiales de electrodo para el condensador electrolítico de la presente invención es menor disminución con el tiempo en la capacidad electrostática, puede darse cuenta de una calidad de producto estable, y también es posible estabilizar la calidad del condensador, estos aseguramiento de la calidad es fácil.
Además, al utilizar el material de electrodo de electrolito para un condensador de la presente invención como ánodo, a la película de óxido se forma, y ​​la productividad se puede mejorar menos cantidad eléctrica electrolítica en la etapa de tratamiento de conversión química de formación de un dieléctrico. Además, cuando el voltaje utilizado como condensador es bajo, la película de óxido se puede usar como la película dieléctrica, de modo que la etapa de conversión química se puede omitir y el proceso de fabricación del material del electrodo se puede hacer en un proceso en seco. Tal proceso en seco es significativo no solo para mejorar la productividad al omitir el proceso de tratamiento del líquido residual, sino también para evitar que el medio ambiente natural sea destruido por el drenaje.
De acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, formando la película de óxido del espesor de la película durante el proceso de deposición del metal conductor sobre la superficie del material base o inmediatamente después del tratamiento de deposición, el material del electrodo Puede fabricarse en una etapa temprana y el tiempo de producción del material del electrodo puede acortarse.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un gráfico que muestra la relación entre el tiempo de inmersión y la capacidad electrostática en el tratamiento de degradación.
La figura 2 es un gráfico que muestra la relación entre el espesor de la película de óxido de titanio y la velocidad de cambio de capacidad electrostática en el tratamiento de oxidación.
La figura 3 es un gráfico que muestra la relación entre el espesor de la película de óxido de titanio y la capacidad electrostática inmediatamente después del tratamiento de oxidación.
La figura 4 es un gráfico que muestra el cambio dependiente del tiempo de la capacidad electrostática de un material de electrodo en la atmósfera.
Reclamo
Con capa depositada de metal conductor está formada en una superficie de la reivindicación 1 de sustrato, en el que la película de óxido que tiene un espesor de 20 100 angstroms en la superficie de la capa de deposición de vapor de metal conductor se forma condensador electrolítico Material de electrodo para su uso.
Inmediatamente simultáneamente o deposición al depositar un metal conductor sobre una superficie de sustrato de la reivindicación 2, y que forma una película de óxido que tiene un espesor de 20 100 angstroms sobre la superficie del metal conductor evaporó capa a un tratamiento de oxidación Un método para producir un material de electrodo para un condensador electrolítico.
Dibujo :
Application number :1994-005472
Inventors :昭和アルミニウム株式会社
Original Assignee :西崎武