JP2015073015A - Electrode foil, electrolytic capacitor and method of manufacturing electrode foil - Google Patents

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Hitoshi Ishimoto
仁 石本
庄司 昌史
Masashi Shoji
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode foil that can implements increase of the capacity, reduction of occurrence of short-circuit, and enhancement of repair of damage of a dielectric layer, a method of manufacturing the same and an electrolytic capacitor.SOLUTION: An electrode foil has a base material which is formed of first valve metal or alloy thereof and has many recess portions and a surface having no recess portion on the surface layer portion thereof, and a dielectric layer formed on the inner walls of the recess portions and the surfaces. A protection layer is formed above the dielectric layer provided on the surface and above the dielectric layer in a recess portion upper side area at the upper side of a half position of the depth of the recess portion. The dielectric layer contains the largest amount of the first valve metal at a portion which is formed below at least the protection layer, and secondly largest amount of second valve metal different form the first valve metal. The protection layer contains the largest amount of second valve metal, and also contains secondly largest amount of first valve metal.

Description

本発明は、電極箔、電極箔を用いた電解コンデンサおよび電極箔の製造方法に関する。   The present invention relates to an electrode foil, an electrolytic capacitor using the electrode foil, and a method for manufacturing the electrode foil.

電解コンデンサとしては、パーソナルコンピュータのCPU周りに使用される低ESRの固体電解コンデンサや、大型機器用インバータ電源、ハイブリッドカー等の自動車用インバータ電源に使用される高耐圧のアルミ電解コンデンサなどが挙げられる。これらの電解コンデンサには、小型大容量化が強く望まれている。   Examples of the electrolytic capacitor include a low ESR solid electrolytic capacitor used around a CPU of a personal computer, a high-voltage aluminum electrolytic capacitor used for an inverter power supply for large equipment, an automotive inverter power supply such as a hybrid car, and the like. . These electrolytic capacitors are strongly desired to have a small size and a large capacity.

電解コンデンサの大容量化を図るには、アルミニウム箔からなる基材にエッチングで多数の凹部を形成し、あるいは基材上に蒸着によって複数の柱状体を形成して、表面積の拡大を図ることが有効である。また基材の表面に、誘電率の高い酸化チタンからなる誘電膜を形成することも有効である。   In order to increase the capacity of the electrolytic capacitor, it is possible to increase the surface area by forming a large number of concave portions by etching on a base material made of aluminum foil or by forming a plurality of columnar bodies by vapor deposition on the base material. It is valid. It is also effective to form a dielectric film made of titanium oxide having a high dielectric constant on the surface of the substrate.

上記の大容量化技術に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。   For example, Patent Document 1 is known as prior art document information related to the above-described large capacity technology.

特開2012−124347号公報JP 2012-124347 A

特許文献1に記載の技術では、表面に多数の凹部を形成したアルミニウムからなる基材に対し、ジルコニウム又はハフニウムをスパッタし、金属層(ジルコニウム層又はハフニウム層)を形成する。その後、化成することにより誘電膜を形成するが、当該誘電膜中におけるジルコニウム又はハフニウムの含有量は凹部の開口部から凹部の深さ方向に向かって段階的に減少している。   In the technique described in Patent Document 1, zirconium or hafnium is sputtered on a base material made of aluminum having a number of concave portions formed on the surface, thereby forming a metal layer (zirconium layer or hafnium layer). Thereafter, a dielectric film is formed by chemical conversion. The content of zirconium or hafnium in the dielectric film gradually decreases from the opening of the recess toward the depth of the recess.

このような構成では、漏れ電流を低減する効果は得られるが、電解コンデンサに急激に大きな電圧が印加された場合にショートが発生してしまうという課題がある。   With such a configuration, an effect of reducing the leakage current can be obtained, but there is a problem that a short circuit occurs when a large voltage is suddenly applied to the electrolytic capacitor.

また、特許文献1では、金属層はスパッタ等のドライプロセスにて形成されるため、凹部の開口部側の内壁には金属層を付着させやすいが、凹部の底部側の内壁には金属層を付着させるのが難しい。電解コンデンサにおけるジルコニウムの含有量が小さくなるため、静電容量の向上に限界があるという問題がある。   In Patent Document 1, since the metal layer is formed by a dry process such as sputtering, the metal layer is easily attached to the inner wall on the opening side of the recess, but the metal layer is attached to the inner wall on the bottom side of the recess. Difficult to attach. Since the content of zirconium in the electrolytic capacitor is small, there is a problem in that there is a limit to the improvement in capacitance.

そこで本発明は、電解コンデンサの大容量化を実現するとともに、急激に大きな電圧が印加された場合でもショート発生を回避することが可能な電極箔、その製造方法、及びその電極箔を用いた電解コンデンサを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention realizes an increase in the capacity of an electrolytic capacitor, and an electrode foil capable of avoiding occurrence of a short circuit even when a large voltage is suddenly applied, a manufacturing method thereof, and an electrolysis using the electrode foil The object is to provide a capacitor.

本発明の第1の発明は、第1弁金属又はその合金からなり、その表層部に多数の凹部と、該凹部が形成されていない表面とを有する基材と、該凹部の内壁及び前記表面に形成された誘電体層と、を備えた電極箔である。前記表面上に設けた誘電体層の上、及び、前記凹部の深さの1/2より上側の凹部上側領域における前記誘電体層の上に保護層が形成されており、前記誘電体層は、少なくとも保護層の下に形成されている部分において、前記第1弁金属を最も多く含有し、前記第1弁金属とは異なる弁金属である第2弁金属を次に多く含有しており、前記保護層は、前記第2弁金属を最も多く含有し、前記第1弁金属を次に多く含有している。   The first invention of the present invention comprises a base material comprising a first valve metal or an alloy thereof and having a large number of recesses in the surface layer portion and a surface on which the recesses are not formed, an inner wall of the recess, and the surface And a dielectric layer formed on the electrode foil. A protective layer is formed on the dielectric layer provided on the surface and on the dielectric layer in the upper region of the concave portion above ½ of the depth of the concave portion. , At least in the part formed under the protective layer, the first valve metal is most contained, and the second valve metal, which is a valve metal different from the first valve metal, is next contained in the most amount, The protective layer contains the second valve metal most, and the second valve metal next.

前記保護層は炭素、硫黄、及び窒素のうちの少なくとも1つを含有することができる。   The protective layer may contain at least one of carbon, sulfur, and nitrogen.

前記第1弁金属をアルミニウムとし、前記第2弁金属をジルコニウム又はハフニウムとすることができる。   The first valve metal may be aluminum, and the second valve metal may be zirconium or hafnium.

前記保護層にアルミニウムを0.5〜25原子%含有させることができる。   The protective layer can contain 0.5 to 25 atomic% of aluminum.

前記凹部の深さの1/2より下側の凹部下側領域においても、前記保護層を前記誘電体層の上に形成することができる。   The protective layer can be formed on the dielectric layer also in the lower region of the concave portion that is lower than ½ of the depth of the concave portion.

前記基材はその表層部に柱状体を有し、互いに隣接する前記柱状体の間の空間により前記凹部が形成されていることとすることができる。   The base material may have a columnar body in a surface layer portion thereof, and the recess may be formed by a space between the columnar bodies adjacent to each other.

本発明の第2の発明は、陽極部と、陰極部と、該陽極部と陰極部の間に形成された誘電膜を有するコンデンサ素子と、前記陽極部に電気的に接続された陽極端子と、前記陰極部に電気的に接続された陰極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部が外部に露出するように前記コンデンサ素子を収容する外装体と、を備えた電解コンデンサである。前記陽極部と陰極部の少なくとも一方と前記誘電膜は、第1の発明に係る電極箔からなっている。   A second invention of the present invention includes an anode part, a cathode part, a capacitor element having a dielectric film formed between the anode part and the cathode part, and an anode terminal electrically connected to the anode part. An electrolytic capacitor comprising: a cathode terminal electrically connected to the cathode portion; and an exterior body that houses the capacitor element so that the anode terminal and a part of the cathode terminal are exposed to the outside. At least one of the anode part and the cathode part and the dielectric film are made of the electrode foil according to the first invention.

本発明の第3の発明は、第1弁金属又はその合金からなる基材の表層部に多数の凹部を形成して、前記基材の表層部に、前記凹部と、前記凹部が形成されていない表面とを設ける凹部形成工程と、前記凹部形成工程の後、前記凹部の深さの1/2より上側の凹部上側領域と前記表面に、前記第1弁金属とは異なる弁金属である第2弁金属を最も多く含有すると共に前記第1弁金属を次に多く含有している酸化物からなる保護層をメッキにより形成するメッキ工程と、前記メッキ工程の後、前記保護層が形成された前記基材を化成して、前記保護層と基材との間に、誘電体層を形成する化成工程と、を備えた、電極箔の製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, a plurality of concave portions are formed in a surface layer portion of a base material made of the first valve metal or an alloy thereof, and the concave portions and the concave portions are formed in the surface layer portion of the base material. A recess forming step of providing a non-surface, and after the recess forming step, the recess upper region above the half of the depth of the recess and the surface is a valve metal different from the first valve metal. A plating step of forming a protective layer made of an oxide containing the largest amount of the two-valve metal and the second largest amount of the first valve metal by plating, and after the plating step, the protective layer was formed And forming a dielectric layer between the protective layer and the base material by forming the base material.

前記化成工程により、前記誘電体層に、第1弁金属を最も多く含有させると共に前記第2弁金属を次に多く含有させることができる。   By the chemical conversion step, the dielectric layer can contain the first valve metal most and the second valve metal next.

前記凹部形成工程において、母材に第1弁金属からなる多数の柱状体を形成することによって、互いに隣接する前記柱状体の間の空間を前記多数の凹部とすることができる。   In the recess forming step, by forming a large number of columnar bodies made of the first valve metal on the base material, spaces between the columnar bodies adjacent to each other can be made the large number of recesses.

電解コンデンサに急激に大きな電圧が印加された場合にショートが発生してしまうことがあるが、本発明によれば誘電体層の上に保護層を形成することによりショートを防止している。より具体的には、少なくとも、特に電界集中しやすくショート発生の可能性が高い凹部上側領域(凹部の深さの1/2より上側の領域)に保護層を形成しているので、ショート防止の効果が高い。特に、導電率が1.0×10−10〜50S/cmの場合にその効果がより高くなる。 Although a short circuit may occur when a large voltage is suddenly applied to the electrolytic capacitor, according to the present invention, the short circuit is prevented by forming a protective layer on the dielectric layer. More specifically, a protective layer is formed at least in the upper region of the concave portion (the region higher than ½ of the depth of the concave portion), which is particularly prone to electric field concentration and high possibility of occurrence of a short circuit. High effect. In particular, the effect becomes higher when the conductivity is 1.0 × 10 −10 to 50 S / cm.

また、誘電体層にクラックなどの損傷が発生すると漏れ電流の増大などの問題を引き起こしてしまうが、本発明によれば誘電体層の上に保護層が存在し、保護層の構成元素のうち最も組成が多いものと2番目に多いものが、それぞれ誘電体層の構成元素のうち2番目に多いものと最も多いものと同一となっている。よって、誘電体層の損傷箇所に保護層の構成元素のうち最も多いもの又は/及び2番目に多いものを拡散させることができ、損傷を十分に修復することができる。即ち、損傷の修復性を高めることができる。   In addition, if damage such as cracks occurs in the dielectric layer, it causes problems such as an increase in leakage current. However, according to the present invention, a protective layer exists on the dielectric layer, and among the constituent elements of the protective layer, The element with the largest composition and the element with the second largest number are the same as the elements with the second largest number and the largest number among the constituent elements of the dielectric layer. Therefore, the most or the second most of the constituent elements of the protective layer can be diffused in the damaged portion of the dielectric layer, and the damage can be sufficiently repaired. That is, damage repairability can be improved.

保護層は炭素、硫黄及び窒素のうちの少なくとも1つを含有しているので、保護層を絶縁性でも導電性でもなく、高抵抗性とすることができる。よって、ショート防止の効果をより高くすることができる。   Since the protective layer contains at least one of carbon, sulfur, and nitrogen, the protective layer is not insulating or conductive, and can be made highly resistant. Therefore, the effect of preventing short circuit can be further enhanced.

酸化ジルコニウムや酸化ハフニウムは、酸化チタンと同様に、酸化アルミニウムよりも高い誘電率を有する。また、酸化ジルコニウムや酸化ハフニウムは、酸化チタンよりも、酸素との結合エネルギーがアルミニウムに近いため、これらの金属は同時に化成することができる。逆に、アルミニウムとチタンでは、アルミニウムが優先的に化成され酸化アルミニウムとなりやすい。よって、本発明によれば、電解コンデンサの大容量化を実現することができる。   Zirconium oxide and hafnium oxide, like titanium oxide, have a higher dielectric constant than aluminum oxide. Further, since zirconium oxide and hafnium oxide have a binding energy with oxygen closer to that of aluminum than titanium oxide, these metals can be formed simultaneously. On the other hand, aluminum and titanium tend to be preferentially formed into aluminum oxide. Therefore, according to the present invention, the capacity of the electrolytic capacitor can be increased.

保護層はアルミニウムを0.5〜25原子%含有しているので、保護層の導電性を向上させるという効果を有している。   Since the protective layer contains 0.5 to 25 atomic% of aluminum, it has an effect of improving the conductivity of the protective layer.

凹部の深さの1/2より下側の凹部下側領域においても、保護層を誘電体層の上に形成することにより、ショート防止効果をより高めることができる。また、損傷が凹部下側領域に発生した場合でも、損傷の修復性をより高めることができる。   Even in the lower region of the concave portion that is lower than ½ of the depth of the concave portion, the short-circuit preventing effect can be further enhanced by forming the protective layer on the dielectric layer. Moreover, even when damage occurs in the lower region of the recess, the repairability of damage can be further improved.

基材をエッチングするのではなく、母材の表層部に蒸着により柱状体を形成し、互いに隣接する柱状体の間の空間により凹部を形成することにより、基材の表面積を拡大することができ、大容量化を実現することができる。   Rather than etching the base material, the surface area of the base material can be increased by forming a columnar body by vapor deposition and forming a recess by the space between the adjacent columnar bodies. A large capacity can be realized.

電解コンデンサの陽極部と陰極部の少なくとも一方と誘電膜に本発明の第1の発明に係る電極箔を用いることにより、電解コンデンサの大容量化、急激に大きな電圧が印加された場合におけるショート発生の回避、損傷の修復性の向上を達成することができる。   By using the electrode foil according to the first invention of the present invention for at least one of the anode part and cathode part of the electrolytic capacitor and the dielectric film, the capacity of the electrolytic capacitor is increased, and a short circuit occurs when a large voltage is suddenly applied. Avoidance and improvement of damage repairability can be achieved.

ところで、スパッタにより堆積層(保護層に相当)を形成しようとすると、形成されるのは導電性の高い金属層(例えばジルコニウム層)となる。スパッタプロセスの原理上、凹部の開口部側の内壁には金属層を付着させやすいが、凹部の底部側の内壁には金属層を付着させるのが難しい。凹部の底部側に金属層が形成されていないと、化成後の誘電膜におけるジルコニウムの含有量が小さくなるため、静電容量を大きくすることができないという問題がある。   By the way, when a deposited layer (corresponding to a protective layer) is formed by sputtering, a metal layer (for example, a zirconium layer) having high conductivity is formed. Due to the principle of the sputtering process, a metal layer is likely to adhere to the inner wall on the opening side of the recess, but it is difficult to adhere the metal layer to the inner wall on the bottom side of the recess. If the metal layer is not formed on the bottom side of the recess, the content of zirconium in the formed dielectric film is reduced, and there is a problem that the electrostatic capacity cannot be increased.

本発明に係る製造方法においては、溶液プロセス(メッキ法)を用いて保護層を形成している。保護層は金属層ではなく酸化物層であるが、絶縁性を有しておらず、導電率が1.0×10−10〜50S/cmの高抵抗性を有しているのが好ましい。また、保護層は誘電体層よりも大きな導電率を有している。仮に、メッキにより形成する保護層が金属であれば、保護層の導電性が高いので、電気メッキの電流は相対的に突出している凹部の開口部に集中してしまい、電気メッキによる堆積物である保護層は一貫して開口部を中心として堆積し、凹部の底部側へ堆積させることは困難である。 In the manufacturing method according to the present invention, the protective layer is formed using a solution process (plating method). Although the protective layer is not a metal layer but an oxide layer, it does not have an insulating property and preferably has a high resistance of 1.0 × 10 −10 to 50 S / cm. Further, the protective layer has a higher conductivity than the dielectric layer. If the protective layer formed by plating is a metal, the protective layer has high conductivity, so that the electroplating current is concentrated in the opening of the relatively projecting recess, resulting in deposits from electroplating. Some protective layers are consistently deposited around the opening and are difficult to deposit on the bottom side of the recess.

それに対して、本発明に係る製造方法においても、メッキの初期段階では凹部の開口部に電流が集中するので開口部近傍から保護層が形成されるが、電気メッキにより形成されるのは高抵抗性である酸化物であるので、保護層にはメッキの電流が流れにくい。そのため、初期段階以降は保護層が形成されていない基材の凹部内壁や基材表面にメッキの電流が流れ、その部分に保護層が形成される。よって、基材の凹部内壁や基材表面の全面に保護層を容易に形成することができ、電解コンデンサの大容量化を達成することができる。   On the other hand, in the manufacturing method according to the present invention, in the initial stage of plating, current concentrates in the opening of the recess, so that a protective layer is formed from the vicinity of the opening. Since it is a characteristic oxide, the plating current hardly flows through the protective layer. Therefore, after the initial stage, a plating current flows on the inner wall of the concave portion of the base material on which the protective layer is not formed or on the surface of the base material, and the protective layer is formed in that portion. Accordingly, the protective layer can be easily formed on the inner wall of the concave portion of the base material or the entire surface of the base material, and the capacity of the electrolytic capacitor can be increased.

以上より本発明は、大容量化を実現することができると共に、ショート発生の低減、誘電体層の損傷修復性の向上を達成することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize a large capacity, reduce the occurrence of a short circuit, and improve the damage repairability of the dielectric layer.

本発明の第1実施形態における電解コンデンサの斜視図The perspective view of the electrolytic capacitor in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態における電極箔の断面図Sectional drawing of the electrode foil in 1st Embodiment of this invention 本発明の第1実施形態におけるコンデンサ素子の要部を示す模式断面図The schematic cross section which shows the principal part of the capacitor | condenser element in 1st Embodiment of this invention 本発明の第1実施形態における電極箔の製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the electrode foil in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の別の例における電極箔用の基材の断面図Sectional drawing of the base material for electrode foils in another example of 1st Embodiment of this invention 本発明の第1実施形態のさらに別の例におけるコンデンサ素子の断面図Sectional drawing of the capacitor | condenser element in another example of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における電解コンデンサの斜視図The perspective view of the electrolytic capacitor in 2nd Embodiment of this invention 本発明の第3実施形態における電極箔の模式断面図Schematic sectional view of the electrode foil in the third embodiment of the present invention 本発明の第1実施形態のコンデンサ素子の要部の組成を示す図The figure which shows the composition of the principal part of the capacitor | condenser element of 1st Embodiment of this invention. 参考例のコンデンサ素子の要部の組成を示す図The figure which shows the composition of the principal part of the capacitor element of the reference example 本発明の第1実施形態のコンデンサ素子の要部のTEM画像の写真Photo of TEM image of main part of capacitor element of first embodiment of the present invention

(第1実施形態)
以下、第1実施形態における電極箔と、その製造方法および電極箔を用いた電解コンデンサについて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the electrode foil in the first embodiment, the manufacturing method thereof, and the electrolytic capacitor using the electrode foil will be described.

図1に示す第1実施形態の電解コンデンサ1は、陽極部2と、この陽極部2の表面に形成された誘電体層(図3の図番3)と、この誘電体層3上の少なくとも一部に形成された保護層(図3の図番40)と、保護層40から露出した誘電体層3や保護層40の上に形成された固体電解質層(ポリピロール)とこの固体電解質層上に形成された陰極引出層(カーボン層、銀層)とからなる陰極部4と、を備えたコンデンサ素子5を複数枚積層している。コンデンサ素子5同士の間や、コンデンサ素子5と陰極端子6Bとの間は導電性接着材(銀ペースト)で固定されている。   The electrolytic capacitor 1 according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes an anode part 2, a dielectric layer (number 3 in FIG. 3) formed on the surface of the anode part 2, and at least the dielectric layer 3 on the dielectric layer 3. A protective layer (part number 40 in FIG. 3) formed in part, a solid electrolyte layer (polypyrrole) formed on the dielectric layer 3 and the protective layer 40 exposed from the protective layer 40, and the solid electrolyte layer A plurality of capacitor elements 5 each having a cathode portion 4 made of a cathode lead layer (carbon layer, silver layer) formed in the above are laminated. Between the capacitor elements 5 and between the capacitor element 5 and the cathode terminal 6B are fixed with a conductive adhesive (silver paste).

電解コンデンサ1は陽極部2および陰極部4の電極をそれぞれ引き出す陽極端子6Aおよび陰極端子6Bと、これらの陽極端子6Aおよび陰極端子6Bの一部が外部に露出するようにコンデンサ素子5をモールドして収容する外装体7と、を備えている。   The electrolytic capacitor 1 has an anode terminal 6A and a cathode terminal 6B for drawing out the electrodes of the anode part 2 and the cathode part 4, respectively, and a capacitor element 5 is molded so that a part of the anode terminal 6A and the cathode terminal 6B is exposed to the outside. And an exterior body 7 to be accommodated.

図2は電極箔2Eの断面図である。図2においては後述する誘電体層3や保護層40を省略している。また、図3は電極箔2Eを具えたコンデンサ素子5の要部の模式断面図である。陽極部2には、図2や図3に示すように、アルミニウムからなる基材8を用いており、基材8はその表層部8Sに、多数の凹部9と、これらの凹部9が形成されていない表面11を有している。凹部9の内壁12および基材8の表面11に誘電体層3が形成されている。誘電体層3は、固体電解質層を形成する領域に形成されていればよく、陽極部2と陽極端子6Aとの接合部分には誘電体層3を形成しないか、又は接合時に除去する。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrode foil 2E. In FIG. 2, a dielectric layer 3 and a protective layer 40 described later are omitted. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the main part of the capacitor element 5 provided with the electrode foil 2E. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the anode portion 2 uses a base material 8 made of aluminum, and the base material 8 has a large number of concave portions 9 and these concave portions 9 formed in the surface layer portion 8S. It has a surface 11 that is not. Dielectric layer 3 is formed on inner wall 12 of recess 9 and surface 11 of substrate 8. The dielectric layer 3 only needs to be formed in a region where the solid electrolyte layer is to be formed, and the dielectric layer 3 is not formed at the bonding portion between the anode portion 2 and the anode terminal 6A, or is removed at the time of bonding.

凹部9の深さdの1/2より上側(開口部10側)の凹部上側領域9Uにおいて、誘電体層3の上に高抵抗性を有する保護層40が形成されている。   A protective layer 40 having high resistance is formed on the dielectric layer 3 in the concave upper region 9U above ½ of the depth d of the concave 9 (on the opening 10 side).

誘電体層3は、第1弁金属の酸化物と第2弁金属の酸化物とからなり、例えば、第1弁金属がアルミニウムで第2弁金属がジルコニウムである場合、酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムとの化合物(AlZrx2y2、ただしx2>0、y2>0)からなり、誘電体層3中における組成(原子%)は、アルミニウム(第1弁金属)が最も多く、ジルコニウム(アルミニウムとは異なる弁金属である第2弁金属)が次に多くなっている。 The dielectric layer 3 is composed of an oxide of a first valve metal and an oxide of a second valve metal. For example, when the first valve metal is aluminum and the second valve metal is zirconium, zirconium oxide and aluminum oxide (AlZr x2 O y2 , where x2> 0, y2> 0), and the composition (atomic%) in the dielectric layer 3 is the most in aluminum (first valve metal) and zirconium (different from aluminum) The second largest metal is the valve metal.

また、保護層40は、第1弁金属の酸化物と第2弁金属の酸化物とからなり、例えば、第1弁金属がアルミニウムで第2弁金属がジルコニウムである場合、酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムとの化合物(AlZrx1y1、ただしx1>0、y1>0)からなり、保護層40中における組成(原子%)は、ジルコニウム(アルミニウムとは異なる弁金属である第2弁金属)が最も多く、アルミニウム(第1弁金属)が次に多くなっている。 The protective layer 40 is composed of an oxide of a first valve metal and an oxide of a second valve metal. For example, when the first valve metal is aluminum and the second valve metal is zirconium, zirconium oxide and aluminum oxide (AlZr x1 O y1 , where x1> 0, y1> 0), and the composition (atomic%) in the protective layer 40 is zirconium (second valve metal, which is a valve metal different from aluminum). Most of them are aluminum (first valve metal).

そして、保護層は炭素、硫黄及び窒素のうちの少なくとも1つを0.01〜5.0原子%含有している。詳細には、硫黄又は窒素よりも炭素の量が多くする方がより好ましく、具体的には、硫黄および窒素は0.01〜1.0原子%、炭素は0.1〜5.0原子%が望ましい。このようにすることで、保護層の導電性を向上させることができる。   And the protective layer contains 0.01-5.0 atomic% of at least one of carbon, sulfur, and nitrogen. Specifically, it is more preferable to increase the amount of carbon than sulfur or nitrogen. Specifically, sulfur and nitrogen are 0.01 to 1.0 atomic%, and carbon is 0.1 to 5.0 atomic%. Is desirable. By doing in this way, the electroconductivity of a protective layer can be improved.

なお、図3では凹部9の深さdの1/2より下側(底部14側)の凹部下側領域9Dには保護層40が形成されていない部分があり、誘電体層3が保護層40から露出しているが、凹部上側領域9U及び凹部下側領域9Dの全域において誘電体層3の上に保護層40を形成するのが好ましい(図6参照)。   In FIG. 3, there is a portion where the protective layer 40 is not formed in the concave portion lower region 9 </ b> D below ½ of the depth d of the concave portion 9 (on the bottom portion 14 side), and the dielectric layer 3 is the protective layer. Although it is exposed from 40, it is preferable to form the protective layer 40 on the dielectric layer 3 in the entire region of the concave upper region 9U and the concave lower region 9D (see FIG. 6).

以下、電極箔2Eの製造方法について図4を参照して説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the electrode foil 2E will be described with reference to FIG.

まず、基材8として厚み30〜120μm、純度99.9%以上の高純度アルミニウム箔を準備した。図4(a)は基材8の主面のうち一方の主面の表層8Sの近傍の断面図である。   First, a high-purity aluminum foil having a thickness of 30 to 120 μm and a purity of 99.9% or more was prepared as the base material 8. FIG. 4A is a cross-sectional view of the vicinity of the surface layer 8S on one main surface of the main surfaces of the base material 8. FIG.

次に、同図(b)に示すように、基材8の表層部8Sを粗面化し、多数の凹部9Aを形成する(凹部形成工程)。この工程により表層部8Sは、多数の凹部9Aと、凹部9Aが形成されていない表面11Aとを有することとなる。凹部9Aは、深さがdであり、内壁12Aを有している。また、凹部9Aは、基材8の両方の主面に形成してもよく、一方の主面にのみ形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 4B, the surface layer portion 8S of the base material 8 is roughened to form a large number of concave portions 9A (recessed portion forming step). By this step, the surface layer portion 8S has a large number of concave portions 9A and a surface 11A on which the concave portions 9A are not formed. The recess 9A has a depth d and an inner wall 12A. Moreover, 9 A of recessed parts may be formed in both the main surfaces of the base material 8, and may be formed only in one main surface.

凹部9Aは例えばブラストで機械的に形成したり、塩酸液に浸漬して化学的に形成(化学的エッチング)したりすることができる。   The recess 9A can be mechanically formed by, for example, blasting, or can be chemically formed (chemical etching) by immersion in a hydrochloric acid solution.

凹部形成工程の後、図4(c)に示すように、凹部9Aが形成された基材8に対し、電解メッキを行う。例えば、第1弁金属がアルミニウムで第2弁金属がジルコニウムである場合、酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムとの化合物(AlZrx1y1)からなる保護層40を形成する(メッキ工程)。保護層40の最大厚みは5〜300nmであり、化成後の誘電体層3の平均厚みの50分の1以上の厚みに形成することが好ましい。これより少なくなると、ショート発生の低減や誘電体層の損傷修復性の向上の効果が殆ど得られなくなるからである。 After the recess forming step, as shown in FIG. 4 (c), electrolytic plating is performed on the substrate 8 on which the recess 9A is formed. For example, when the first valve metal is aluminum and the second valve metal is zirconium, the protective layer 40 made of a compound of zirconium oxide and aluminum oxide (AlZr x1 O y1 ) is formed (plating step). The maximum thickness of the protective layer 40 is 5 to 300 nm, and it is preferable that the protective layer 40 is formed to have a thickness of 1/50 or more of the average thickness of the dielectric layer 3 after chemical conversion. If the amount is less than this, the effect of reducing the occurrence of short circuits and improving the damage repairability of the dielectric layer can hardly be obtained.

保護層40は、少なくとも基材8の表面11Aと凹部9Aの凹部上側領域9UAの内壁12Aに形成する。また、保護層40は、凹部9Aの凹部下側領域9DAの内壁12Aの少なくとも一部にも形成するのが良い。   The protective layer 40 is formed on at least the surface 11A of the substrate 8 and the inner wall 12A of the concave upper region 9UA of the concave 9A. Further, the protective layer 40 is preferably formed also on at least a part of the inner wall 12A of the recess lower region 9DA of the recess 9A.

次に、図4(d)に示すように、保護層40が形成された基材8を化成する(化成工程)。化成工程では、基材8を陽極として電解液に入れ、陽極酸化することにより、基材8の保護層40からの露出領域近傍と基材8の保護層40との接触領域近傍が誘電体層3となる。すなわち、基材8の凹部9の内壁12の上と、基材8の表層部8Sのうち凹部9が形成されていない表面11の上に誘電体層3が形成されることとなる。そして、基材8の表面の上に設けた誘電体層3の上、及び、凹部9の深さの1/2より上側の凹部上側領域9Uにおける誘電体層3の上に保護層40が形成されることとなる。   Next, as shown in FIG.4 (d), the base material 8 in which the protective layer 40 was formed is formed (chemical conversion process). In the chemical conversion step, the base material 8 is placed in the electrolyte solution as an anode and anodized so that the vicinity of the exposed region of the base material 8 from the protective layer 40 and the vicinity of the contact region of the base material 8 with the protective layer 40 are dielectric layers. 3 That is, the dielectric layer 3 is formed on the inner wall 12 of the concave portion 9 of the base material 8 and on the surface 11 of the surface layer portion 8S of the base material 8 where the concave portion 9 is not formed. Then, the protective layer 40 is formed on the dielectric layer 3 provided on the surface of the substrate 8 and on the dielectric layer 3 in the concave upper region 9U that is higher than ½ of the depth of the concave 9. Will be.

例えば、第1弁金属がアルミニウムで第2弁金属がジルコニウムである場合、誘電体層3は酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムとの化合物(AlZrx2y2)からなる。化成用の電解液には、硼酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム等の水溶液が用いられる。 For example, when the first valve metal is aluminum and the second valve metal is zirconium, the dielectric layer 3 is made of a compound of zirconium oxide and aluminum oxide (AlZr x2 O y2 ). An aqueous solution of ammonium borate, ammonium phosphate, ammonium adipate or the like is used for the electrolytic solution for chemical conversion.

なお、図1及び図3を見れば分かるように、図1の電解コンデンサ1の陽極部2と誘電膜が図3の電極箔2Eから構成されている。   As can be seen from FIG. 1 and FIG. 3, the anode portion 2 and the dielectric film of the electrolytic capacitor 1 of FIG. 1 are composed of the electrode foil 2E of FIG.

(実施例A)
第1実施形態に係る実施例AとしてサンプルA1を以下の製造方法により作製した。
(Example A)
As Example A according to the first embodiment, a sample A1 was manufactured by the following manufacturing method.

まず、図4(a)に示すように、基材8として厚み110μm、純度99.95%の高純度アルミニウム箔を準備した。   First, as shown in FIG. 4A, a high-purity aluminum foil having a thickness of 110 μm and a purity of 99.95% was prepared as the base material 8.

(凹部形成工程)
次に、図4(b)に示すように、基材8の表層部8Sを粗面化し、多数の凹部9Aを形成する(凹部形成工程)。
(Recess formation process)
Next, as shown in FIG.4 (b), the surface layer part 8S of the base material 8 is roughened, and many recessed parts 9A are formed (recessed part formation process).

本実施例では、塩酸主体の電解液中で基材8をカーボン電極板間に設置し電解(電気化学的エッチング)する方法を用いた。電気化学的エッチングでは電解の電流波形、液の組成、温度等によりエッチング形状が異なるため、電解コンデンサの性能に合わせたエッチングの方法を選択する。   In the present embodiment, a method was used in which the base material 8 was placed between carbon electrode plates in an electrolytic solution mainly composed of hydrochloric acid to perform electrolysis (electrochemical etching). In electrochemical etching, the etching shape varies depending on the current waveform of the electrolysis, the composition of the solution, the temperature, and the like. Therefore, an etching method that matches the performance of the electrolytic capacitor is selected.

まず、基材8の表層部8Sをエッチングすることにより、微細なピット(凹部9A)を形成する。本実施例では、三角波による交流エッチングとした。   First, by etching the surface layer portion 8S of the substrate 8, fine pits (recessed portions 9A) are formed. In this embodiment, AC etching using a triangular wave is used.

エッチング液として、塩素イオン含有の酸性水溶液に、添加剤として硫酸イオンを配合したものを用いる。エッチング工程では、このエッチング液にプレーン(未エッチング加工)状態の基材8を浸漬する。   As the etching solution, an acidic aqueous solution containing chlorine ions and sulfate ions as additives are blended. In the etching step, the base material 8 in a plain (unetched) state is immersed in this etching solution.

エッチング処理は、基材8の両側に、1枚ずつカーボン電極をセットし、この2枚のカーボン電極に交流電流を印加して行う。このとき、基材8の単位面積当たりのエッチング減量を10mg/cmになるように交流電源条件を調整する。 The etching process is performed by setting one carbon electrode on each side of the substrate 8 and applying an alternating current to the two carbon electrodes. At this time, the AC power supply conditions are adjusted so that the etching loss per unit area of the substrate 8 is 10 mg / cm 2 .

静電容量を大きくするために、通常は30〜35μm程度の深さまでエッチングする。少なくとも10μm以上の深さまでエッチングすることにより、十分な静電容量を確保できる。本実施例では、凹部9Aの開口部10Aからの深さdは平均で30〜45μmとした。このように作製したサンプルの平均細孔径(凹部9Aの直径)は80〜300nm程度であった。加えて、箔の深さ方向において、下部よりも上部の方の空隙率を高めることによって、次に行うメッキ工程において、保護層を形成しやすくすることができる。   In order to increase the capacitance, etching is usually performed to a depth of about 30 to 35 μm. By etching to a depth of at least 10 μm or more, a sufficient capacitance can be ensured. In this example, the depth d of the recess 9A from the opening 10A was 30 to 45 μm on average. The sample thus prepared had an average pore diameter (the diameter of the recess 9A) of about 80 to 300 nm. In addition, the protective layer can be easily formed in the subsequent plating step by increasing the porosity in the upper part of the foil in the depth direction of the foil.

エッチング処理の後、脱塩素処理を施し、乾燥することにより、エッチング処理された基材8、即ち、凹部9Aが形成された基材8を作製した。   After the etching process, a dechlorination process was performed and dried to produce an etched base material 8, that is, a base material 8 on which a recess 9 </ b> A was formed.

なお、直流エッチングした場合は、図5のように比較的真直ぐな凹部13Aが形成された基材8となる。また、基材8に高純度アルミニウム箔を用いたが、箔強度向上、静電容量向上のため、例えばアルミニウム−ジルコニウム合金箔、アルミニウム−シリコン合金箔を用いることも可能である。   In addition, when direct current etching is performed, the base material 8 is formed with a relatively straight recess 13A as shown in FIG. Moreover, although the high purity aluminum foil was used for the base material 8, in order to improve foil strength and an electrostatic capacitance, it is also possible to use, for example, an aluminum-zirconium alloy foil and an aluminum-silicon alloy foil.

(メッキ工程)
凹部形成工程の後、図4(c)に示すように、凹部9Aが形成された基材8に対し、電解メッキを施して酸化物からなる保護層40(AlZrx1y1、ただしx1>0、y1>0)を形成した(メッキ工程)。
(Plating process)
After the recess forming step, as shown in FIG. 4 (c), the base material 8 on which the recess 9A is formed is subjected to electrolytic plating to form a protective layer 40 (AlZr x1 O y1 , where x1> 0). , Y1> 0) was formed (plating step).

はじめに、第1弁金属ハロゲン化物、第2弁金属ハロゲン化物、有機溶媒、添加剤を混合することで、メッキ浴を作製した。弁金属ハロゲン化物は、保護層を形成するための弁金属原料として用いられる。好適な弁金属ハロゲン化物としては、例えばフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物などが挙げられる。これらの中で、保護層を容易に形成する観点、経済性を考慮すれば、塩化物がより好ましい。そこで、本実施例では、第1弁金属ハロゲン化物として塩化アルミニウムを、第2弁金属ハロゲン化物として、塩化ジルコニウムを用いた。   First, a plating bath was prepared by mixing a first valve metal halide, a second valve metal halide, an organic solvent, and an additive. The valve metal halide is used as a valve metal raw material for forming a protective layer. Suitable valve metal halides include, for example, fluoride, chloride, bromide, iodide and the like. Among these, chloride is more preferable from the viewpoint of easily forming the protective layer and economical efficiency. Therefore, in this example, aluminum chloride was used as the first valve metal halide, and zirconium chloride was used as the second valve metal halide.

また、有機溶媒としては、ジアルキルスルホンが好ましい。ジアルキルスルホンとしては、例えば、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジプロピルスルホンなどが挙げられる。また、エチルメチルスルホン、エチルイソプロピルスルホンも使用でき、これら有機溶媒を混合して使用することも可能である。ここでは、メッキ効率の観点から、ジメチルスルホンを用いた。有機溶媒としては、これら例示のみに限定されるものではなく、弁金属ハロゲン化物を溶解でき、かつ、効率よくメッキできるものであればよい。   Moreover, as an organic solvent, a dialkyl sulfone is preferable. Examples of the dialkyl sulfone include dimethyl sulfone, diethyl sulfone, and dipropyl sulfone. Moreover, ethyl methyl sulfone and ethyl isopropyl sulfone can also be used, and these organic solvents can also be mixed and used. Here, dimethyl sulfone was used from the viewpoint of plating efficiency. The organic solvent is not limited to these examples, and any organic solvent can be used as long as it can dissolve the valve metal halide and can be efficiently plated.

添加剤として、メッキ浴の安定性、メッキ効率の向上等を鑑み、例えば、ジメチルアミン塩酸塩、ハロゲン化アンモニウム等を用いることができる。   As an additive, for example, dimethylamine hydrochloride, ammonium halide, and the like can be used in view of stability of the plating bath, improvement of plating efficiency, and the like.

メッキ浴の構成比(モル比)としては、有機溶媒>(第1弁金属ハロゲン化物+第2弁金属ハロゲン化物)>添加剤という濃度を用いた。   As the composition ratio (molar ratio) of the plating bath, a concentration of organic solvent> (first valve metal halide + second valve metal halide)> additive was used.

次に、メッキ工程を順次説明する。メッキ槽内にメッキ浴を入れ、このメッキ浴中に陽極および陰極(凹部9Aが形成された基材8)を挿入し、両極に通電することにより、第1弁金属および第2弁金属を電析させる。   Next, the plating process will be described sequentially. A plating bath is placed in the plating bath, and an anode and a cathode (base material 8 with the recess 9A formed therein) are inserted into the plating bath, and both electrodes are energized, thereby charging the first valve metal and the second valve metal. Analyze.

陽極材料としては、第1弁金属または第2弁金属、あるいはその両方からなる材料であることが望ましい。このような材料にすることで、メッキにより減少したメッキ浴中の弁金属化合物を補充することができる。あるいは、不活性な材料を用いることもできるが、この場合は、メッキ浴に弁金属ハロゲン化物等を補充する必要がある。   The anode material is preferably a material made of the first valve metal, the second valve metal, or both. By using such a material, the valve metal compound in the plating bath reduced by plating can be replenished. Alternatively, an inert material can be used, but in this case, it is necessary to replenish the plating bath with a valve metal halide or the like.

メッキ温度は、電析効率の観点から、弁金属ハロゲン化物が有機溶媒に溶解する温度以上、150℃以下であることが好ましい。本実施例のように、有機溶媒としてジメチルスルホンを用いた場合、85〜120℃の間にすると、膜質のよいメッキ膜(保護層)を形成することができる。   From the viewpoint of electrodeposition efficiency, the plating temperature is preferably not lower than the temperature at which the valve metal halide is dissolved in the organic solvent and not higher than 150 ° C. When dimethyl sulfone is used as the organic solvent as in this embodiment, a plating film (protective layer) with good film quality can be formed at a temperature between 85 and 120 ° C.

第1弁金属としてアルミニウム、第2弁金属ジルコニウムとする場合、効率よく電析させる観点から、電流密度を、3〜120mA/cmの間にすることが好ましい。より好ましくは、5〜60mA/cmにする方がよく、このようにすることで、剥離、クラック等のない均一なメッキ膜(保護層)を形成することができる。 When aluminum is used as the first valve metal and zirconium is used as the second valve metal, the current density is preferably between 3 and 120 mA / cm 2 from the viewpoint of efficient electrodeposition. More preferably, it is better to set it to 5 to 60 mA / cm 2, and by doing so, a uniform plating film (protective layer) free from peeling, cracks, etc. can be formed.

例えば、30mA/cmの電流密度で電解すると、約175nmの保護層を形成することができた。このとき、電解量を小さくすると薄い保護層が、電解量を大きくすると厚い保護層を任意に形成することが可能である。 For example, when electrolysis was performed at a current density of 30 mA / cm 2 , a protective layer of about 175 nm could be formed. At this time, it is possible to arbitrarily form a thin protective layer when the amount of electrolysis is reduced and a thick protective layer when the amount of electrolysis is increased.

ここでの説明では、メッキ浴中に、第1弁金属ハロゲン化物及び第2弁金属ハロゲン化物の両方を混合しているが、少なくとも第2弁金属ハロゲン化物が溶解されていれば良く、メッキ浴中に第1弁金属ハロゲン化物を混合しない場合は、他の方法にて供給される。例えば、メッキの陽極の基板にアルミニウムを用いた場合であれば、基板をメッキ浴に浸漬した後、わずかであるが基板が溶解する。この溶解したアルミニウム化合物を、保護層の第1弁金属原料として用いることができる。また、別の方法としては、メッキの陽極の基板に第1弁金属を含む材料を用いることができる。このようにすることで、メッキ中に陽極の基板から溶け出した第1弁金属がメッキ浴中に溶解することになる。また記載していない他の方法であっても良い。   In the description here, both the first valve metal halide and the second valve metal halide are mixed in the plating bath, but it is sufficient that at least the second valve metal halide is dissolved. When the first valve metal halide is not mixed therein, it is supplied by another method. For example, in the case where aluminum is used for the plating anode substrate, the substrate is slightly dissolved after being immersed in the plating bath. This dissolved aluminum compound can be used as the first valve metal raw material of the protective layer. As another method, a material containing the first valve metal can be used for the anode substrate for plating. By doing so, the first valve metal dissolved from the anode substrate during plating is dissolved in the plating bath. Other methods not described may be used.

また、第1弁金属、第2弁金属としては、Al、Ta、Ti、Nb、Si、Zr、Hf等から選ばれる弁作用金属であれば、ショート防止かつ静電容量の大きな電極箔とすることができる。ただし、(1)基材としてAl箔を用いれば容易に凹部9Aを形成できること、(2)第1弁金属にAlを用いて第2弁金属にZr又はHfを用いることにより誘電体層3の誘電率を向上させることができること、(3)後述するように、Al、Zr、Hfは酸化物の生成Gibbs自由エネルギーΔG°が近いので電解コンデンサ1の大容量化と漏れ電流の低減を実現できること、を考慮するとAl、Zr、Hfを第1弁金属、第2弁金属として用いるのが好ましい。また、保護層には第1弁金属、第2弁金属が含有されているが、これ以外に、第1及び第2弁金属とは異なる弁金属である第3弁金属を含有していても構わない。   In addition, as the first valve metal and the second valve metal, if the valve action metal is selected from Al, Ta, Ti, Nb, Si, Zr, Hf, etc., it is an electrode foil that prevents short circuit and has a large capacitance. be able to. However, (1) the recess 9A can be easily formed by using an Al foil as the substrate, and (2) the dielectric layer 3 can be formed by using Al for the first valve metal and Zr or Hf for the second valve metal. (3) Since Al, Zr, and Hf are close to the Gibbs free energy ΔG ° of oxide generation, the capacitance of the electrolytic capacitor 1 can be increased and the leakage current can be reduced, as will be described later. Therefore, it is preferable to use Al, Zr, and Hf as the first valve metal and the second valve metal. Moreover, although the 1st valve metal and the 2nd valve metal are contained in the protective layer, it may contain the 3rd valve metal which is a valve metal different from the 1st and 2nd valve metal besides this. I do not care.

本実施例では、保護層形成の方法として、メッキ法を用いて説明したが、第2弁金属を最も多く含有し、前記第1弁金属を次に多く含有すれば、この手法に制限されるものではない。例えば、無電解メッキ、塗布法、真空プロセス等を用いることで、同構成の保護層を形成できる可能性がある。   In this embodiment, the plating method is used as the method for forming the protective layer. However, if the second valve metal is contained most and the first valve metal is contained next, the method is limited. It is not a thing. For example, the protective layer having the same configuration may be formed by using electroless plating, a coating method, a vacuum process, or the like.

(化成工程)
次に、保護層40が形成された基材8を化成した(化成工程)。
(Chemical conversion process)
Next, the base material 8 on which the protective layer 40 was formed was formed (chemical conversion step).

化成工程では、基材8を陽極として電解液に入れ、陽極酸化して凹部9Aの開口部10Aと基材8の表面11A、および凹部9Aの内壁12Aに酸化皮膜を形成する。この酸化皮膜が誘電体層3となる。本実施例においては、化成用の電解液に、7%アジピン酸アンモニウム水溶液を用いた。陽極酸化時の印加電圧(化成電圧)は、本実施例では化成電圧18V、保持時間30分、70℃、0.05A/cmで化成を行った。このような化成工程を経ることで、約35nmの誘電体層3(AlZrx2y2、ただしx2>0、y2>0)が形成された。 In the chemical conversion step, the base material 8 is placed in an electrolyte solution as an anode, and anodized to form an oxide film on the opening 10A of the recess 9A, the surface 11A of the base 8 and the inner wall 12A of the recess 9A. This oxide film becomes the dielectric layer 3. In this example, a 7% ammonium adipate aqueous solution was used as the electrolytic solution for chemical conversion. In this example, the applied voltage (formation voltage) at the time of anodic oxidation was formed at a formation voltage of 18 V, a holding time of 30 minutes, 70 ° C., and 0.05 A / cm 2 . Through such a chemical conversion step, a dielectric layer 3 (AlZr x2 O y2 , where x2> 0, y2> 0) of about 35 nm was formed.

以上のように電極箔2EとしてサンプルA1が完成した。   As described above, sample A1 was completed as electrode foil 2E.

また、比較例として、実施例Aの製造方法からメッキ工程を削除して保護層を形成しなかったサンプルX1も用意した。   As a comparative example, a sample X1 was also prepared in which the protective layer was not formed by removing the plating process from the manufacturing method of Example A.

(組成分析)
サンプルA1、及び、サンプルX1について、厚さ方向の組成分析を行った結果をそれぞれ図9、10に示す。同図においては、X線光電子分光(XPS)分析結果から求めた、電極箔の表面からの深さ(距離)換算値(nm)と原子濃度(原子%)との関係を示している。電極箔の表面からの深さ換算値は、下記方法で算出した。すなわち所定膜厚の二酸化ケイ素膜を形成した基材をレファレンスとして用い、アルゴンスパッタを行いながらXPS分析により原子濃度を測定する。そしてケイ素の原子濃度が急激に減少し、ほぼゼロになる時の時間と、実際の二酸化ケイ素膜の厚みから、分析時間と厚みの関係を導き出す。そしてこの関係を用いて、各サンプルの電極箔の原子濃度分析時間から、電極箔の表面からの深さ換算値を算出した。以下、電極箔の表面からの深さは、この深さ換算値を示し、膜厚はこの換算値から算出した値とする。
(Composition analysis)
The results of the composition analysis in the thickness direction for Sample A1 and Sample X1 are shown in FIGS. In the same figure, the relationship between the depth (distance) converted value (nm) from the surface of the electrode foil and the atomic concentration (atomic%) obtained from the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis result is shown. The depth conversion value from the surface of the electrode foil was calculated by the following method. That is, using a base material on which a silicon dioxide film having a predetermined thickness is formed as a reference, the atomic concentration is measured by XPS analysis while performing argon sputtering. Then, the relationship between the analysis time and the thickness is derived from the time when the silicon atomic concentration suddenly decreases and becomes almost zero and the actual thickness of the silicon dioxide film. And using this relationship, the depth conversion value from the surface of the electrode foil was calculated from the atomic concentration analysis time of the electrode foil of each sample. Hereinafter, the depth from the surface of the electrode foil indicates this depth converted value, and the film thickness is a value calculated from this converted value.

図9、10において、縦軸は原子濃度(原子%)を示し、横軸は表面からの深さ換算値(nm)を示す。   9 and 10, the vertical axis indicates the atomic concentration (atomic%), and the horizontal axis indicates the depth conversion value (nm) from the surface.

まず、サンプルA1について説明する。図9より、表面から約100nmの深さの領域(i)は保護層であり、ここでは、第1弁金属であるアルミニウムより、第2弁金属であるジルコニウムが多く含有されている。表面からの深さが約100nm〜約180nmのさらに内部の領域(ii)は誘電体層であり、ここでは、第2弁金属であるジルコニウムより、第1弁金属であるアルミニウムの方が多く含有されている。また、表面からの深さが約180nm以上の領域(iii)は基材部分であり、第1弁金属であるアルミニウムを多く含有していることがわかる。また、特に保護層である領域(i)では、炭素を0.1〜5.0原子%の範囲で含有していることが分かり、硫黄及び窒素においても0.01〜1.0原子%が含有されている。なお、窒素については、含有量が少なくデータをプロットすると横軸と重なるため、データのプロットを省略した。このように、保護層にメッキ液由来の炭素、硫黄、窒素のいずれかが含まれることにより、保護層を絶縁性でも導電性でもなく、高抵抗性とすることができる。また保護層だけではなく、誘電体層にも、炭素、硫黄、窒素のいずれかを含有する場合においても、本発明の効果を発揮することができる。   First, sample A1 will be described. From FIG. 9, the region (i) having a depth of about 100 nm from the surface is a protective layer, and here, more zirconium is contained as the second valve metal than aluminum as the first valve metal. The inner region (ii) having a depth from the surface of about 100 nm to about 180 nm is a dielectric layer, and here, the first valve metal, aluminum, is more contained than the second valve metal, zirconium. Has been. Moreover, it turns out that the area | region (iii) whose depth from the surface is about 180 nm or more is a base material part, and contains much aluminum which is a 1st valve metal. In particular, in the region (i) which is a protective layer, it is found that carbon is contained in the range of 0.1 to 5.0 atomic%, and 0.01 to 1.0 atomic% is also present in sulfur and nitrogen. Contained. In addition, about nitrogen, since there was little content and it overlapped with a horizontal axis when data was plotted, the data plot was abbreviate | omitted. Thus, by including any of carbon, sulfur, and nitrogen derived from the plating solution in the protective layer, the protective layer can be made highly resistant, not insulating or conductive. The effect of the present invention can be exhibited not only when the protective layer but also the dielectric layer contains any of carbon, sulfur, and nitrogen.

次に、比較例のサンプルX1について説明する。図10より、表面から約80nmの深さの領域(ii)は誘電体層であり、ここでは、弁金属としては第1弁金属であるアルミニウムのみが観察された。また、表面からの深さ約80nm以上の領域(iii)は基材部分であり、第1弁金属であるアルミニウムを含有していることがわかる。このように保護層が存在しないサンプルX1においては、領域(i)は存在せず、第2弁金属も存在しない。また全ての領域において、炭素、硫黄、窒素は観察されていない。   Next, the sample X1 of the comparative example will be described. From FIG. 10, the region (ii) having a depth of about 80 nm from the surface is a dielectric layer, and here, only aluminum which is the first valve metal was observed as the valve metal. Moreover, it turns out that the area | region (iii) of about 80 nm or more in depth from the surface is a base-material part, and contains the aluminum which is a 1st valve metal. Thus, in the sample X1 without the protective layer, the region (i) does not exist and the second valve metal does not exist. In all regions, carbon, sulfur and nitrogen are not observed.

図11は、サンプルA1において凹部9が形成されていない表面11上に形成された誘電体層3、保護層40を撮影したTEM画像である。同図に示すように、基材8の上に、誘電体層3、保護層40、陰極部4が順次形成されている。   FIG. 11 is a TEM image obtained by photographing the dielectric layer 3 and the protective layer 40 formed on the surface 11 where the concave portion 9 is not formed in the sample A1. As shown in the figure, a dielectric layer 3, a protective layer 40, and a cathode portion 4 are sequentially formed on a substrate 8.

(静電容量)
実施例AのサンプルA1と比較例のサンプルX1について、静電容量を測定した。
(Capacitance)
Capacitance was measured for Sample A1 of Example A and Sample X1 of Comparative Example.

静電容量の測定に際して、それぞれの電極箔を1×2cmにカットしたものを用いた。容量測定条件としては、LCRメーターを用い、15%アジピン酸アンモニウム水溶液、30℃、測定周波数120Hzで行った。   When measuring the capacitance, each electrode foil cut into 1 × 2 cm was used. As a capacity measurement condition, an LCR meter was used, and the measurement was performed at a 15% ammonium adipate aqueous solution, 30 ° C., and a measurement frequency of 120 Hz.

その結果、本実施例のように18V化成したサンプルA1は、保護層のないサンプルX1と比較して、静電容量は1.5%増加した。また例えば100V化成したサンプルA1
は、サンプルX1と比較して、11%増加し、容量が増大していることが分かった。
As a result, the sample A1 formed with 18V as in this example increased in capacitance by 1.5% compared to the sample X1 without the protective layer. For example, sample A1 formed with 100V
Was found to increase by 11% and increase in capacity compared to sample X1.

上述のように、実施例AのサンプルA1は比較例のサンプルX1よりも静電容量が大きくなっている。これは誘電体層3の構成元素のうち第2弁金属であるジルコニウムが第1弁金属であるアルミニウムに次いで原子%が大きいからである。   As described above, the sample A1 of Example A has a larger capacitance than the sample X1 of the comparative example. This is because, among the constituent elements of the dielectric layer 3, zirconium, which is the second valve metal, has an atomic percentage higher than aluminum which is the first valve metal.

保護層は炭素、硫黄及び窒素のうち炭素を0.1〜5.0原子%含有している。炭素に限らず硫黄または窒素を保護層が含有しているので、保護層40は絶縁性でも導電性でもなく、高抵抗性を有することとなる。   The protective layer contains 0.1 to 5.0 atomic percent of carbon among carbon, sulfur and nitrogen. Since the protective layer contains not only carbon but sulfur or nitrogen, the protective layer 40 is neither insulating nor conductive, and has high resistance.

なお、保護層40におけるアルミニウムの含有量は0.5〜25原子%とすることが好ましい。この範囲よりも少なくなると保護層40が絶縁体となり、この範囲より大きくなると保護層40の耐食性が低下するからである。   The aluminum content in the protective layer 40 is preferably 0.5 to 25 atomic%. This is because the protective layer 40 becomes an insulator when the thickness is smaller than this range, and the corrosion resistance of the protective layer 40 is lowered when the thickness is larger than this range.

また本実施例では、誘電膜3としてジルコニウムを含有させたが、ジルコニウムに代えてハフニウムを用いてもよい。ハフニウムはジルコニウムと同じ第四属遷移金属であり、化学的特性が似ている上に、酸化物の生成Gibbs自由エネルギーΔG°が約−270kJ eq−1であり、チタン酸化物の約−220kJ eq−1より、アルミニウム酸化物及びジルコニウム酸化物の約−260kJ eq−1に近い。したがって、ハフニウムを用いた場合も、同様の原理により電解コンデンサ1の大容量化と漏れ電流の低減を実現できると考えられる。 In this embodiment, zirconium is contained as the dielectric film 3, but hafnium may be used instead of zirconium. Hafnium is a quaternary transition metal similar to zirconium, has similar chemical characteristics, has a Gibbs free energy ΔG ° of oxide formation of about −270 kJ eq −1 , and is about −220 kJ eq of titanium oxide. −1 is closer to about −260 kJ eq −1 of aluminum oxide and zirconium oxide. Therefore, even when hafnium is used, it is considered that the electrolytic capacitor 1 can be increased in capacity and leakage current can be reduced by the same principle.

上述した電極箔に化学重合、電解重合、分散液の塗布・乾燥などによりポリピロールからなる導電性高分子層を形成し、さらにカーボン層、銀層を形成してコンデンサ素子を完成させた。   A conductive polymer layer made of polypyrrole was formed on the above-described electrode foil by chemical polymerization, electrolytic polymerization, dispersion liquid coating / drying, etc., and a carbon layer and a silver layer were further formed to complete a capacitor element.

その後、コンデンサ素子を所定数だけ積層して、陽極部を陽極端子にレーザ溶接により固定すると共に、コンデンサ素子の各陰極部と陰極端子とを導電性接着材(銀ペースト)により固定した。次いで、陽極端子および陰極端子の一部が外部に露出するようにコンデンサ素子を外装体によりモールドして電解コンデンサを完成させた。   Thereafter, a predetermined number of capacitor elements were laminated, the anode part was fixed to the anode terminal by laser welding, and each cathode part and cathode terminal of the capacitor element were fixed by a conductive adhesive (silver paste). Next, the capacitor element was molded with an exterior body so that part of the anode terminal and the cathode terminal was exposed to the outside, thereby completing the electrolytic capacitor.

ここで、サンプルA1は、保護層のないサンプルX1と比較して、急激に電圧を印加したときのショート発生を低減させるという効果が見られた。   Here, the effect that sample A1 reduces the occurrence of a short circuit when a voltage is applied abruptly as compared with sample X1 without a protective layer was observed.

(第2実施形態)
第1実施形態では、電極箔2Eをチップ型の電解コンデンサ1の陽極部2及び誘電膜として用いたが、図7に示す巻回型の電解コンデンサ15の陽極箔16や陰極箔17として用いることができる。陽極箔16、陰極箔17のいずれか一方として第1実施形態の電極箔2Eを用いてもよく、双方に用いても良い。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the electrode foil 2E is used as the anode part 2 and the dielectric film of the chip-type electrolytic capacitor 1. However, the electrode foil 2E is used as the anode foil 16 and the cathode foil 17 of the wound electrolytic capacitor 15 shown in FIG. Can do. As one of the anode foil 16 and the cathode foil 17, the electrode foil 2E of the first embodiment may be used, or may be used for both.

巻回型の電解コンデンサ15は、陽極箔16(陽極部)と陰極箔17(陰極部)とを、間にセパレータ18を介して巻回したコンデンサ素子19と、このコンデンサ素子19に含浸させた電解液や固体電解質層などの陰極材料(図示せず)と、陽極箔16の電極を引き出す陽極端子20と、陰極箔17の電極を引き出す陰極端子21と、陽極端子20と陰極端子21の一部を外部に露出させるようにコンデンサ素子19を収容する外装体22と、この外装体22を封止する封止部材23と、を備えている。陰極材料としては、導電性高分子からなる固体電解質や、電解液が挙げられ、これらの双方を組み合わせて用いてもよい。   The winding type electrolytic capacitor 15 was impregnated with a capacitor element 19 in which an anode foil 16 (anode portion) and a cathode foil 17 (cathode portion) were wound with a separator 18 interposed therebetween. A cathode material (not shown) such as an electrolytic solution or a solid electrolyte layer, an anode terminal 20 for extracting the electrode of the anode foil 16, a cathode terminal 21 for extracting the electrode of the cathode foil 17, and one of the anode terminal 20 and the cathode terminal 21 The exterior body 22 which accommodates the capacitor | condenser element 19 so that a part may be exposed outside, and the sealing member 23 which seals this exterior body 22 are provided. Examples of the cathode material include a solid electrolyte made of a conductive polymer and an electrolytic solution, and both of them may be used in combination.

本実施形態の電解コンデンサにおいても、第1実施形態の電解コンデンサと同様に大容量化を実現できると共に、ショート発生の低減、誘電体層の損傷修復性の向上を達成することができる。   Also in the electrolytic capacitor of the present embodiment, a large capacity can be realized in the same way as the electrolytic capacitor of the first embodiment, and the occurrence of a short circuit can be reduced and the damage repairability of the dielectric layer can be improved.

(第3実施形態)
第3実施形態の第1実施形態との違いは、電極箔の構造および形成方法である。
(Third embodiment)
The difference of the third embodiment from the first embodiment is the structure and forming method of the electrode foil.

図8に示すように第3実施形態の電極箔24は、アルミニウムからなる母材25と、この母材25の表面に形成されたアルミニウムからなる複数の柱状体26と、この柱状体26の表面に形成された誘電体層(図示せず)と、誘電体層の上に形成された保護層(図示せず)を備えている。柱状体26は母材25の両面に形成してもよく、一方の表面にのみ形成してもよい。母材25はアルミニウム以外にも、アルミニウム合金やチタン、タンタルなどの弁金属やその他導電性材料で構成してもよい。   As shown in FIG. 8, the electrode foil 24 of the third embodiment includes a base material 25 made of aluminum, a plurality of columnar bodies 26 made of aluminum formed on the surface of the base material 25, and a surface of the columnar body 26. And a protective layer (not shown) formed on the dielectric layer. The columnar body 26 may be formed on both surfaces of the base material 25, or may be formed only on one surface. In addition to aluminum, the base material 25 may be made of an aluminum alloy, a valve metal such as titanium or tantalum, or other conductive materials.

柱状体26は、単純な円筒形状や四角柱形状でもよいが、複数のアルミニウム微粒子27が枝分かれするように連なった海ぶどうのような構造であってもよい。   The columnar body 26 may have a simple cylindrical shape or a quadrangular prism shape, but may have a structure such as sea grapes in which a plurality of aluminum fine particles 27 are branched.

母材25と柱状体26により基材31が構成されている。即ち、基材31はその表層部31Sに柱状体26を有し、互いに隣接する柱状体26の間の空間により凹部32が形成されている。そして、柱状体26の外縁のうち凹部32を構成していない部分が、凹部32が形成されていない表面33を構成している。   A base material 31 is constituted by the base material 25 and the columnar body 26. That is, the base material 31 has the columnar body 26 in the surface layer portion 31 </ b> S, and the recess 32 is formed by the space between the columnar bodies 26 adjacent to each other. And the part which does not comprise the recessed part 32 among the outer edges of the columnar body 26 comprises the surface 33 in which the recessed part 32 is not formed.

これらの柱状体26に形成された誘電体層は、酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムとからなり、酸化アルミニウムを最も多く含有し、酸化ジルコニウムを次に多く含有している。   The dielectric layers formed on these columnar bodies 26 are composed of zirconium oxide and aluminum oxide, and contain the most aluminum oxide and the second most zirconium oxide.

柱状体26は、エッチング、メッキ、真空蒸着などで形成できる。本実施形態の柱状体26は、真空蒸着で形成した。真空槽内を150〜300℃に保ち、活性ガスと不活性ガスの混合ガスを導入することによって、蒸発したアルミニウム微粒子27の表面に薄い酸化皮膜(この酸化皮膜は、後述する化成工程において形成される誘電体層に取り込まれて一体化する)が形成され、粒子形状を維持しながら母材25上に積層していく。また、柱状体の深さ方向tにおいて、下部よりも上部の方の空隙率を高めることによって、次に形成する保護層を形成しやすくすることができる。   The columnar body 26 can be formed by etching, plating, vacuum deposition, or the like. The columnar body 26 of the present embodiment was formed by vacuum deposition. A thin oxide film (this oxide film is formed in the chemical conversion step described later) on the surface of the evaporated aluminum fine particles 27 by introducing the mixed gas of active gas and inert gas while keeping the inside of the vacuum chamber at 150 to 300 ° C. And is integrated on the base material 25 while maintaining the particle shape. Further, in the depth direction t of the columnar body, the protective layer to be formed next can be easily formed by increasing the porosity in the upper part rather than the lower part.

以上のように柱状体26を形成した後、メッキにより柱状体26の上方からジルコニウムを含む保護層を形成する。保護層は酸化ジルコニウムを最も多く含有し、酸化アルミニウムを次に多く含有している。保護層の最大厚みは1〜100nmであることが好ましい。これより薄くなると、急激な電圧印加時のショート抑制効果が殆ど得られなくなるからである。   After forming the columnar body 26 as described above, a protective layer containing zirconium is formed from above the columnar body 26 by plating. The protective layer contains the most zirconium oxide and the second most aluminum oxide. The maximum thickness of the protective layer is preferably 1 to 100 nm. This is because if the thickness is smaller than this, the short-circuit suppressing effect at the time of rapid voltage application can hardly be obtained.

ショート発生を低減させるため、保護層は、柱状体26の先端28に優先的に形成することが好ましい。ショートは柱状体26の先端28近傍で発生しやすいからである。本実施形態では、保護層の厚みを平均10nmとした。   In order to reduce the occurrence of short circuits, the protective layer is preferably formed preferentially at the tip 28 of the columnar body 26. This is because a short circuit is likely to occur near the tip 28 of the columnar body 26. In the present embodiment, the protective layer has an average thickness of 10 nm.

次に、保護層が形成された基材31を第1実施形態と同様に化成する。   Next, the base material 31 on which the protective layer is formed is formed in the same manner as in the first embodiment.

以上のように形成した電極箔24、及びこれを用いた電解コンデンサ(チップ型、巻回型を問わず)は、第1実施形態と同様に大容量化を実現できると共に、ショート発生の低減、誘電体層の損傷修復性の向上を達成することができる。   The electrode foil 24 formed as described above and an electrolytic capacitor (whether a chip type or a wound type) using the electrode foil 24 can realize a large capacity as in the first embodiment, reduce the occurrence of short circuit, An improvement in the damage repairability of the dielectric layer can be achieved.

上述した実施例Aにおいては、保護層としてジルコニウムとアルミニウムの合金を用いたが、例えば、アルミニウム(第1弁金属)と、アルミニウムとは異なる弁金属(第2弁金属)であるハフニウムとの合金を用いても良い。この場合、誘電体層は、少なくとも保護層の下に形成されている部分において、アルミニウム(第1弁金属)を最も多く含有し、ハフニウム(第2弁金属)を次に多く含有している。また、保護層は、ハフニウム(第2弁金属)を最も多く含有し、アルミニウム(第1弁金属)を次に多く含有している。   In Example A described above, an alloy of zirconium and aluminum was used as the protective layer. For example, an alloy of aluminum (first valve metal) and hafnium, which is a valve metal (second valve metal) different from aluminum, is used. May be used. In this case, the dielectric layer contains the most aluminium (first valve metal) and the second largest amount of hafnium (second valve metal) at least in the portion formed below the protective layer. The protective layer contains the most hafnium (second valve metal) and the second most aluminum (first valve metal).

本第1〜3実施形態においては、「弁金属からなる基材」として純度99.95%の高純度アルミニウム箔を用いたが、これに限定されず、例えばジルコニウムなどの元素を0.1%程度含有させたアルミニウム箔(弁金属の合金)を基材として用いることもできる。   In the first to third embodiments, a high-purity aluminum foil having a purity of 99.95% was used as the “base material made of a valve metal”, but the invention is not limited to this. For example, an element such as zirconium is 0.1% An aluminum foil (valve metal alloy) contained to some extent can also be used as a substrate.

陰極部としてはポリピロールの他、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリアニリンなどを用いることもできる。   In addition to polypyrrole, polyethylenedioxythiophene (PEDOT), polyaniline, and the like can also be used as the cathode portion.

本発明による電極箔は、特に大容量かつショート発生の低減、誘電体層の損傷修復性の向上が要求される電解コンデンサの電極箔、特に陽極箔として有用である。また、本発明による電極箔の製造方法によれば、そのような本発明の電極箔を容易に製造することができる。また、本発明による電解コンデンサは、特に大容量かつショート発生の低減、誘電体層の損傷修復性の向上を達成することができ、さまざまな電子機器や機械装置に適用することができる。   The electrode foil according to the present invention is particularly useful as an electrode foil of an electrolytic capacitor, particularly an anode foil, which is required to have a large capacity, reduce the occurrence of short circuit, and improve the damage repairability of the dielectric layer. Moreover, according to the manufacturing method of the electrode foil by this invention, such an electrode foil of this invention can be manufactured easily. In addition, the electrolytic capacitor according to the present invention can achieve particularly large capacity, reduction in occurrence of short circuit, and improvement in damage repairability of the dielectric layer, and can be applied to various electronic devices and mechanical devices.

1 コンデンサ
2 陽極部
2E 電極箔
3 誘電体層
4 陰極部
5 コンデンサ素子
6A 陽極端子
6B 陰極端子
7 外装体
8 基材
9 凹部
9D 凹部下側領域
9U 凹部上側領域
10 開口部
11 表面
12 内壁
13A 凹部
14 底部
15 コンデンサ
16 陽極箔
17 陰極箔
18 セパレータ
19 コンデンサ素子
20 陽極端子
21 陰極端子
22 外装体
23 封止部材
24 電極箔
25 母材
26 柱状体
27 アルミニウム微粒子
28 先端
31 基材
32 凹部
33 表面
40 保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor 2 Anode part 2E Electrode foil 3 Dielectric layer 4 Cathode part 5 Capacitor element 6A Anode terminal 6B Cathode terminal 7 Exterior body 8 Base material 9 Recess 9D Recess lower area 9U Recess upper area 10 Opening 11 Surface 12 Inner wall 13A Recess DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Bottom part 15 Capacitor 16 Anode foil 17 Cathode foil 18 Separator 19 Capacitor element 20 Anode terminal 21 Cathode terminal 22 Exterior body 23 Sealing member 24 Electrode foil 25 Base material 26 Column body 27 Aluminum fine particle 28 Tip 31 Base material 32 Recessed part 33 Surface 40 Protective layer

Claims (10)

第1弁金属又はその合金からなり、その表層部に多数の凹部と、該凹部が形成されていない表面とを有する基材と、
該凹部の内壁及び前記表面に形成された誘電体層と、
を備えた電極箔であって、
前記表面上に設けた誘電体層の上、及び、前記凹部の深さの1/2より上側の凹部上側領域における前記誘電体層の上に保護層が形成されており、
前記誘電体層は、少なくとも保護層の下に形成されている部分において、前記第1弁金属を最も多く含有し、前記第1弁金属とは異なる弁金属である第2弁金属を次に多く含有しており、
前記保護層は、前記第2弁金属を最も多く含有し、前記第1弁金属を次に多く含有している、電極箔。
A base material made of a first valve metal or an alloy thereof, and having a plurality of concave portions on the surface layer portion and a surface on which the concave portions are not formed,
A dielectric layer formed on the inner wall of the recess and the surface;
An electrode foil comprising:
A protective layer is formed on the dielectric layer provided on the surface and on the dielectric layer in the upper region of the concave portion above a half of the depth of the concave portion;
The dielectric layer contains the largest amount of the first valve metal at least in a portion formed below the protective layer, and the second largest valve metal is a valve metal different from the first valve metal. Contains
The protective foil is an electrode foil that contains the second valve metal most and then contains the first valve metal next.
前記保護層は炭素、硫黄、及び窒素のうちの少なくとも1つを含有している、請求項1に記載の電極箔。 The electrode foil according to claim 1, wherein the protective layer contains at least one of carbon, sulfur, and nitrogen. 前記第1弁金属はアルミニウムであり、
前記第2弁金属はジルコニウム又はハフニウムである、請求項1又は2に記載の電極箔。
The first valve metal is aluminum;
The electrode foil according to claim 1 or 2, wherein the second valve metal is zirconium or hafnium.
前記保護層はアルミニウムを0.5〜25原子%含有している、請求項1〜3のいずれかに記載の電極箔。 The electrode foil according to claim 1, wherein the protective layer contains 0.5 to 25 atomic% of aluminum. 前記凹部の深さの1/2より下側の凹部下側領域においても、前記保護層が前記誘電体層の上に形成されている、請求項1〜4のいずれかに記載の電極箔。 The electrode foil according to any one of claims 1 to 4, wherein the protective layer is formed on the dielectric layer also in a concave portion lower side region that is lower than 1/2 of the depth of the concave portion. 前記基材はその表層部に柱状体を有し、互いに隣接する前記柱状体の間の空間により前記凹部が形成されている、請求項1〜5のいずれかに記載の電極箔。 The electrode foil according to any one of claims 1 to 5, wherein the base material has a columnar body in a surface layer portion, and the concave portion is formed by a space between the columnar bodies adjacent to each other. 陽極部と、陰極部と、該陽極部と陰極部の間に形成された誘電膜を有するコンデンサ素子と、
前記陽極部に電気的に接続された陽極端子と、
前記陰極部に電気的に接続された陰極端子と、
前記陽極端子及び陰極端子の一部が外部に露出するように前記コンデンサ素子を収容する外装体と、
を備え、
前記陽極部と陰極部の少なくとも一方と前記誘電膜は、請求項1〜6のいずれかに記載の電極箔からなる、電解コンデンサ。
A capacitor element having an anode part, a cathode part, and a dielectric film formed between the anode part and the cathode part;
An anode terminal electrically connected to the anode part;
A cathode terminal electrically connected to the cathode portion;
An exterior body that houses the capacitor element such that a part of the anode terminal and the cathode terminal is exposed to the outside;
With
7. An electrolytic capacitor comprising at least one of the anode part and the cathode part and the dielectric film comprising the electrode foil according to claim 1.
第1弁金属又はその合金からなる基材の表層部に多数の凹部を形成して、前記基材の表層部に、前記凹部と、前記凹部が形成されていない表面とを設ける凹部形成工程と、
前記凹部形成工程の後、前記凹部の深さの1/2より上側の凹部上側領域と前記表面に、前記第1弁金属とは異なる弁金属である第2弁金属を最も多く含有すると共に前記第1弁金属を次に多く含有している酸化物からなる保護層をメッキにより形成するメッキ工程と、
前記メッキ工程の後、前記保護層が形成された前記基材を化成して、前記保護層と基材との間に、誘電体層を形成する化成工程と、
を備えた、電極箔の製造方法。
A recess forming step of forming a plurality of recesses in a surface layer portion of a base material made of a first valve metal or an alloy thereof, and providing the surface layer portion of the base material with the recesses and a surface on which the recesses are not formed; ,
After the recess forming step, the recess upper region above the half of the depth of the recess and the surface contain the second valve metal, which is a valve metal different from the first valve metal, and the most A plating step of forming a protective layer made of an oxide containing the next largest amount of the first valve metal by plating;
After the plating step, the base material on which the protective layer is formed is formed, and a chemical forming step of forming a dielectric layer between the protective layer and the base material;
A method for producing an electrode foil, comprising:
前記化成工程により、
前記誘電体層に、第1弁金属を最も多く含有させると共に前記第2弁金属を次に多く含有させる、請求項8に記載の電極箔の製造方法。
By the chemical conversion step,
The method for producing an electrode foil according to claim 8, wherein the dielectric layer contains the first valve metal most and the second valve metal next.
前記凹部形成工程において、母材に第1弁金属からなる多数の柱状体を形成することによって、互いに隣接する前記柱状体の間の空間を前記多数の凹部とする、請求項8又は9に記載の電極箔の製造方法。 The said recessed part formation process WHEREIN: By forming many columnar bodies which consist of 1st valve metals in a base material, the space between the said columnar bodies adjacent to each other is made into the said many recessed parts. Manufacturing method of electrode foil.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018051522A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 日本蓄電器工業株式会社 Three-dimensional structure
CN112599927A (en) * 2015-06-05 2021-04-02 应用材料公司 Battery separator with dielectric coating
CN113012942A (en) * 2017-10-20 2021-06-22 株式会社村田制作所 Solid electrolytic capacitor
US20210366661A1 (en) * 2019-02-28 2021-11-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electrode foil for electrolytic capacitor, electrolytic capacitor, and production methods therefor
US11688851B2 (en) 2015-01-09 2023-06-27 Applied Materials, Inc. Method of forming an anode structure with dielectric coating

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11688851B2 (en) 2015-01-09 2023-06-27 Applied Materials, Inc. Method of forming an anode structure with dielectric coating
CN112599927A (en) * 2015-06-05 2021-04-02 应用材料公司 Battery separator with dielectric coating
CN112599927B (en) * 2015-06-05 2023-01-13 应用材料公司 Battery separator with dielectric coating
WO2018051522A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 日本蓄電器工業株式会社 Three-dimensional structure
JPWO2018051522A1 (en) * 2016-09-16 2019-07-18 日本蓄電器工業株式会社 Three-dimensional structure
US10529497B2 (en) 2016-09-16 2020-01-07 Japan Capacitor Industrial Co., Ltd. Stereostructure
CN113012942A (en) * 2017-10-20 2021-06-22 株式会社村田制作所 Solid electrolytic capacitor
CN113012942B (en) * 2017-10-20 2023-01-13 株式会社村田制作所 Solid electrolytic capacitor
US20210366661A1 (en) * 2019-02-28 2021-11-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electrode foil for electrolytic capacitor, electrolytic capacitor, and production methods therefor

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