JP4665866B2 - Manufacturing method of valve metal composite electrode foil - Google Patents

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本発明は、固体電解コンデンサの陽極箔等として用いられるバルブ金属複合電極箔の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a valve metal composite electrode foil used as an anode foil or the like of a solid electrolytic capacitor.

近年、電子機器の小型化および高機能化に伴い、電子回路の小型化、高集積化、および動作周波数の高周波化が進められている。電子回路に用いられる受動部品に関しても同様に、小型化および高特性化が求められており、例えば、コンデンサに関しても、可能な限り小型、低背、大容量および低インピーダンスであることが求められている。   In recent years, along with miniaturization and high functionality of electronic devices, miniaturization, high integration, and high operating frequency of electronic circuits have been promoted. Similarly, passive components used in electronic circuits are also required to be smaller and have higher characteristics. For example, capacitors are also required to be as small, low profile, large capacity, and low impedance as possible. Yes.

体積当たりの静電容量が大きいコンデンサとして、バルブ金属を陽極体として、その陽極酸化皮膜を誘電体とした電解コンデンサが、広く使用されている。例えば、電気化学的なエッチングで粗面化したAl箔を陽極酸化してAl23を形成したAl電解コンデンサ、Taの多孔質ペレットを陽極酸化してTa25を形成したTa電解コンデンサ、および、Nbの多孔質ペレットを陽極酸化してNb25を形成したNb電解コンデンサが用いられている。誘電体として、Ta25(誘電率24〜27)、および、Nb25(誘電率41)は、Al23(誘電率7〜10)に比較して、誘電率が大きいため、小型大容量の電解コンデンサの素材としては、TaやNbの方がAlより適している。 As a capacitor having a large capacitance per volume, an electrolytic capacitor using a valve metal as an anode and an anodic oxide film as a dielectric is widely used. For example, an Al electrolytic capacitor in which Al foil roughened by electrochemical etching is anodized to form Al 2 O 3 , and a Ta electrolytic capacitor in which Ta 2 O 5 is formed by anodizing Ta porous pellets In addition, an Nb electrolytic capacitor in which Nb 2 O 5 is formed by anodizing a porous pellet of Nb is used. As a dielectric, Ta 2 O 5 (dielectric constant 24 to 27) and Nb 2 O 5 (dielectric constant 41) have a larger dielectric constant than Al 2 O 3 (dielectric constant 7 to 10). As a material for a small and large capacity electrolytic capacitor, Ta or Nb is more suitable than Al.

一般的なTa電解コンデンサまたはNb電解コンデンサでは、図2に示すように、TaまたはNbからなるワイヤ(2)を差し込んだ状態で、Ta粉末やNb粉末を、圧粉成型および焼結して製造された多孔質ペレット(1)を陽極体として用いている。サブミクロンのTa粉末やNb粉末を利用することにより、表面積の非常に大きな多孔質ペレットが得られるが、製法から多孔質ペレットの小型化および薄型化には限界があるため、得られるTa電解コンデンサまたはNb電解コンデンサの小型化および低背化にも、おのずと限界が生じる。   As shown in FIG. 2, a general Ta electrolytic capacitor or Nb electrolytic capacitor is manufactured by compacting and sintering Ta powder or Nb powder with a wire (2) made of Ta or Nb inserted. The made porous pellet (1) is used as an anode body. Porous pellets with a very large surface area can be obtained by using submicron Ta powder or Nb powder, but there is a limit to reducing the size and thickness of porous pellets from the manufacturing method, so the obtained Ta electrolytic capacitor Or, there is a limit to the reduction in size and height of the Nb electrolytic capacitor.

これに対して、例えば、特許文献1(米国特許第3889357号公報)に開示されているように、Ta電解コンデンサまたはNb電解コンデンサにおいて、さらなる小型化および低背化を図るために、Ta粉末またはNb粉末をペースト状にして、Ta箔またはNb箔に塗布して焼成し、箔状の陽極体を得ることが、以前から試みられている。しかし、この方法では、焼結収縮により焼結体にクラックが生じやすい。また、粉末と箔の間よりも、粉末同士の焼結が進行しやすいため、焼結体と箔の界面での密着性が十分に得られない。これらのクラック発生や密着力不足は、コンデンサ製造工程でのハンドリング中に、焼結体が箔から剥離したり、漏れ電流特性の悪化を招き、好ましくない。   On the other hand, for example, as disclosed in Patent Document 1 (US Pat. No. 3,889,357), Ta powder capacitors or Nb electrolytic capacitors have Ta powder or It has been attempted for some time to obtain a foil-like anode body by making Nb powder into a paste, applying it to Ta foil or Nb foil, and baking it. However, in this method, cracks are likely to occur in the sintered body due to sintering shrinkage. In addition, since the sintering of the powder is more likely to proceed than between the powder and the foil, sufficient adhesion at the interface between the sintered body and the foil cannot be obtained. The occurrence of cracks or insufficient adhesion is not preferable because the sintered body is peeled off from the foil during handling in the capacitor manufacturing process, or the leakage current characteristics are deteriorated.

また、特許文献2(特開2006−49816号公報)においては、TaやNbと、それらと相溶性を持たない異相成分を混合して、TaやNbの基板上に成膜し、真空中または不活性ガス中で熱処理をした後に、異相成分のみを選択的に除去するという方法で、TaやNbからなる多孔質層を有する箔状陽極体を製造することが開示されている。このように製造される箔状陽極体の断面図を図3に示す。得られる箔状陽極体により、コンデンサのさらなる小型化および低背化に有効である。しかしながら、これらの箔状陽極体は、希少金属であるTa箔やNb箔を、多孔質層(4)以外に、基板(3)として用いているため、従来の圧粉成型ペレットに比べて、TaやNbの使用量が多くなり、箔状陽極体のコストが高くなってしまうという問題がある。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-49816), Ta or Nb and a heterophasic component having no compatibility with them are mixed and deposited on a substrate of Ta or Nb, and in vacuum or It is disclosed that a foil-like anode body having a porous layer made of Ta or Nb is manufactured by a method in which only a heterogeneous component is selectively removed after heat treatment in an inert gas. A cross-sectional view of the foil-like anode body manufactured in this way is shown in FIG. The obtained foil-like anode body is effective for further downsizing and lowering the capacitor. However, these foil-like anode bodies use rare metals such as Ta foil and Nb foil as the substrate (3) in addition to the porous layer (4), so compared to conventional compacted pellets, There is a problem that the amount of Ta and Nb used increases and the cost of the foil-like anode body increases.

一方、電解コンデンサの低インピーダンス化という観点からは、薄型の固体電解コンデンサ素子を複数個、積層して、電気的に接続することが有効である。例えば、特許文献3(特開平11−135367号公報)には、このような積層型固体電解コンデンサが開示されている。この方法は、コンデンサの低インピーダンス化には有効であるが、箔状陽極体として、エッチングしたAl箔を使用しているため、前述のように、TaやNbからなる固体電解コンデンサに比べて、体積あたりの静電容量密度が低くなってしまうという問題がある。   On the other hand, from the viewpoint of lowering the impedance of the electrolytic capacitor, it is effective to stack a plurality of thin solid electrolytic capacitor elements and connect them electrically. For example, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-135367) discloses such a multilayer solid electrolytic capacitor. Although this method is effective for lowering the impedance of the capacitor, since an etched Al foil is used as the foil-like anode body, as described above, compared to a solid electrolytic capacitor made of Ta or Nb, There is a problem that the capacitance density per volume becomes low.

また、前述の特許文献2(特開2006−49816号公報)のように、TaまたはNbからなる箔状陽極体を使用して、薄型の固体電解コンデンサ素子を利用することは、体積あたりの静電容量密度の向上に有効であると考えられるが、前述したように、希少金属であるTaやNbの使用量が増えるため、箔状陽極体のコスト増につながる。また、電解コンデンサの低インピーダンス化には、コンデンサの等価直列抵抗(ESR)の低減が重要であり、箔状陽極体の抵抗も可能な限り低いことが望ましい。しかしながら、TaやNbは、体積抵抗率が比較的高いため(Taの体積抵抗率:13.5μΩcm、Nbの体積抵抗率:14.5μΩcm)、TaやNbからなる箔状陽極体の抵抗は、エッチングしたAl箔(Alの体積抵抗率:2.7μΩcm)に比較して、大きくなってしまうという問題もある。
米国特許第3889357号公報 特開2006−49816号公報 特開平11−135367号公報
Further, as in the above-mentioned Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-49816), using a thin solid electrolytic capacitor element using a foil-like anode body made of Ta or Nb is a static per volume. Although it is considered effective for improving the capacitance density, as described above, the amount of rare metals Ta and Nb increases, leading to an increase in the cost of the foil-like anode body. In order to reduce the impedance of the electrolytic capacitor, it is important to reduce the equivalent series resistance (ESR) of the capacitor, and it is desirable that the resistance of the foil-like anode body is as low as possible. However, since Ta and Nb have relatively high volume resistivity (Ta volume resistivity: 13.5 μΩcm, Nb volume resistivity: 14.5 μΩcm), the resistance of the foil-like anode body made of Ta or Nb is: There is also a problem that it becomes larger than an etched Al foil (volume resistivity of Al: 2.7 μΩcm).
U.S. Pat. No. 3,889,357 JP 2006-49816 A JP-A-11-135367

これらの問題に鑑み、本発明者らは研究をすすめ、特願2006−191194号において、TaやNbよりも体積抵抗率が小さく、かつ低コストであるAl箔を基板として、TaやNbと、それらと相溶性を持たない異相成分を混合して成膜し、真空中または不活性ガス中で熱処理して粒調整した後に、異相成分のみを選択的に除去するという方法で、従来のエッチングAl箔より高容量密度で、かつTa単体やNb単体からなる電極箔が得られることを提案している。このように製造される電極箔の断面図を図4に示す。この方法では、安価なAl箔を基板(5)とし、その片面あるいは両面にTaやNbからなる緻密層(6)が形成され、さらにその上にTaやNbからなる多孔質層(7)が形成された電極箔が得られる。   In view of these problems, the present inventors have studied, and in Japanese Patent Application No. 2006-191194, a volume resistivity is smaller than that of Ta and Nb, and a low cost Al foil is used as a substrate, Ta and Nb, A conventional etching Al is formed by mixing different phase components having no compatibility with them, forming a film, heat-treating in vacuum or inert gas, and adjusting the grains, and then selectively removing only the different phase components. It has been proposed that an electrode foil made of Ta alone or Nb alone can be obtained with a higher capacity density than the foil. A cross-sectional view of the electrode foil thus manufactured is shown in FIG. In this method, an inexpensive Al foil is used as a substrate (5), a dense layer (6) made of Ta or Nb is formed on one or both surfaces, and a porous layer (7) made of Ta or Nb is further formed thereon. The formed electrode foil is obtained.

しかしながら、この製造方法では、Alの融点が660℃と低いため、粒調整のための熱処理温度に限界があり、すなわち、多孔質層を形成するTaやNbの粒径に限界がある。TaやNbの粒径が十分に大きくない場合、陽極酸化電圧を上げた時に、TaやNbの粒子全体が酸化されてしまうために静電容量が急激に低下したり、漏れ電流の増加を招く。このような電極箔では、陽極酸化電圧を上げることができないため、耐電圧の低い電解コンデンサしか作製することができない。   However, in this production method, since the melting point of Al is as low as 660 ° C., there is a limit to the heat treatment temperature for grain adjustment, that is, the grain size of Ta and Nb forming the porous layer is limited. When the particle size of Ta or Nb is not sufficiently large, when the anodic oxidation voltage is increased, the entire Ta or Nb particle is oxidized, resulting in a rapid decrease in capacitance or an increase in leakage current. . In such an electrode foil, since the anodic oxidation voltage cannot be increased, only an electrolytic capacitor having a low withstand voltage can be produced.

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであって、積層型固体電解コンデンサの作製に適し、エッチングAl箔よりも高容量密度であり、かつ、同等の電極抵抗を有し、さらに、高価な希少金属であるTaやNbの使用量を減らした、低コストの電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve such problems, and is suitable for the production of a multilayer solid electrolytic capacitor, has a higher capacity density than an etched Al foil, and has an equivalent electrode resistance, Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of the electrode foil for electrolytic capacitors of the low cost which reduced the usage-amount of expensive rare metals Ta and Nb.

本発明のバルブ金属複合電極箔の製造方法は、銅箔の上に、TaまたはTa合金と、Taと相溶しない異相成分が、粒径1nm〜1μmの範囲で均一に分布した合金薄膜を形成し、得られた合金薄膜の上に、TaまたはTa合金の緻密層を形成し、熱処理をすることにより、TaまたはTa合金、および前記異相成分を粒調整した後に、前記緻密層の上に、AlまたはAl合金からなる集電体層を形成し、前記銅箔および前記異相成分を除去することにより、前記集電体層、前記緻密層、および、TaまたはTa合金の多孔質層からなる電極箔を得る。   The manufacturing method of the valve metal composite electrode foil of the present invention forms an alloy thin film in which Ta or a Ta alloy and a heterophasic component incompatible with Ta are uniformly distributed in a particle diameter range of 1 nm to 1 μm on a copper foil. Then, a Ta or Ta alloy dense layer is formed on the obtained alloy thin film, and after heat treatment, the Ta or Ta alloy and the heterogeneous component are grain-adjusted, and then on the dense layer, An electrode comprising the current collector layer, the dense layer, and a porous layer of Ta or Ta alloy by forming a current collector layer made of Al or an Al alloy and removing the copper foil and the heterogeneous component. Get a foil.

あるいは、銅箔の上に、NbまたはNb合金と、Nbと相溶しない異相成分が、粒径1nm〜1μmの範囲で均一に分布した合金薄膜を形成し、得られた合金薄膜の上に、NbまたはNb合金の緻密層を形成し、熱処理をすることにより、NbまたはNb合金、および前記異相成分を粒調整した後に、前記緻密層の上に、AlまたはAl合金からなる集電体層を形成し、前記銅箔および前記異相成分を除去することにより、前記集電体層、前記緻密層、および、TaまたはTa合金の多孔質層からなる電極箔を得る。   Alternatively, on the copper foil, an alloy thin film in which Nb or Nb alloy and a heterogeneous component incompatible with Nb are uniformly distributed in a particle size range of 1 nm to 1 μm is formed, and on the obtained alloy thin film, After the Nb or Nb alloy dense layer is formed and heat-treated, the Nb or Nb alloy and the heterogeneous phase component are grain-adjusted, and then the current collector layer made of Al or Al alloy is formed on the dense layer. By forming and removing the copper foil and the heterogeneous component, an electrode foil comprising the current collector layer, the dense layer, and a porous layer of Ta or Ta alloy is obtained.

さらに、前記集電体層を、蒸着により形成することが望ましい。   Furthermore, it is desirable to form the current collector layer by vapor deposition.

さらに、前記集電体層を、前記緻密層と、厚さ100μm以下のAl箔またはAl合金箔とを対向させて加圧する、圧着接合または加熱接合により形成することが望ましい。   Furthermore, the current collector layer is preferably formed by pressure bonding or heat bonding in which the dense layer and an Al foil or Al alloy foil having a thickness of 100 μm or less are opposed to each other and pressed.

さらに、前記Al箔またはAl合金の両側に前記緻密層を対向させることにより、多孔質層〜緻密層〜集電体層〜緻密層〜多孔質層からなる電極箔とすることが望ましい。   Furthermore, it is desirable to make an electrode foil composed of a porous layer, a dense layer, a current collector layer, a dense layer, and a porous layer by facing the dense layer on both sides of the Al foil or Al alloy.

予め、前記集電体層の表面および前記緻密層の表面の自然酸化皮膜を除去することが望ましい。   It is desirable to remove in advance the natural oxide film on the surface of the current collector layer and the surface of the dense layer.

さらに、前記合金薄膜中の前記異相成分を、体積分率で30〜70%とすることが望ましい。   Furthermore, it is desirable that the heterogeneous component in the alloy thin film is 30 to 70% in volume fraction.

さらに、前記緻密層および前記合金薄膜を、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて形成することが望ましい。   Furthermore, it is desirable to form the dense layer and the alloy thin film using a sputtering method or a vacuum evaporation method.

さらに、前記異相成分は、CuまたはAgであることが望ましい。   Furthermore, the heterogeneous component is preferably Cu or Ag.

さらに、前記緻密層と前記集電体層の間に、前記Ta、Ta合金、Nb、Nb合金、Al、およびAl合金のいずれに対しても熱力学的に安定なバリア層を設ける工程をさらに有することが望ましい。   Furthermore, a step of providing a thermodynamically stable barrier layer for any of the Ta, Ta alloy, Nb, Nb alloy, Al, and Al alloy between the dense layer and the current collector layer is further provided. It is desirable to have.

さらに、前記バリア層を、TiN、ZrN、またはHfNで形成することが望ましい。   Furthermore, it is desirable that the barrier layer is formed of TiN, ZrN, or HfN.

本発明のバルブ金属複合電極箔の製造方法は、多孔質層にTa、Ta合金、NbまたはNb合金を用いているため、エッチングAl箔よりも体積あたりの静電容量密度が大きい。また、集電体としてAlまたはAl合金層を形成しているため、TaやNb単体の電極箔に比べて電極抵抗を下げることができ、電解コンデンサの等価直列抵抗の低減に有利である。さらに、希少金属であるTaやNbの使用量を減らすことができるため、電極箔をより低コストに製造できる。   Since the manufacturing method of the valve metal composite electrode foil of the present invention uses Ta, Ta alloy, Nb or Nb alloy for the porous layer, the capacitance density per volume is larger than the etching Al foil. In addition, since an Al or Al alloy layer is formed as a current collector, the electrode resistance can be lowered compared to a Ta or Nb single electrode foil, which is advantageous in reducing the equivalent series resistance of the electrolytic capacitor. Furthermore, since the amount of rare metals Ta and Nb used can be reduced, the electrode foil can be manufactured at a lower cost.

さらに、基板として銅箔を用い、熱処理して粒調整した後に、AlまたはAl合金からなる集電体層を形成するため、AlまたはAl合金を基板として成膜した後に熱処理して粒調整する場合に比べ、高温で粒調整することができる。このことにより多孔質層を形成するTa粒子やNb粒子を、より粒成長させることができ、より高電圧で陽極酸化可能なため、電解コンデンサの耐電圧を大きくすることができる。   In addition, in order to form a current collector layer made of Al or Al alloy after heat treatment using copper foil as a substrate and adjusting the grain, heat treatment is performed after film formation of Al or Al alloy as a substrate and grain adjustment Compared to the above, the grain can be adjusted at a high temperature. As a result, Ta particles and Nb particles forming the porous layer can be further grown and can be anodized at a higher voltage, so that the withstand voltage of the electrolytic capacitor can be increased.

以上のことから、本発明のバルブ金属複合電極箔は、電解コンデンサの電極箔として好適に用いることができる。特に、薄型固体電解コンデンサや積層型固体電解コンデンサの陽極箔として好適である。   From the above, the valve metal composite electrode foil of the present invention can be suitably used as an electrode foil of an electrolytic capacitor. In particular, it is suitable as an anode foil of a thin solid electrolytic capacitor or a multilayer solid electrolytic capacitor.

小型、薄型、かつ、大容量である電解コンデンサの作製には、誘電率の差から、エッチングAl箔よりも、TaやNbからなる電極箔を用いる方が有利である。しかし、コンデンサの等価直列抵抗の低減には、電極箔の基板として、TaやNbよりも体積抵抗率の低い金属を使用することが有利であり、このような金属を用いることにより、希少金属であるTaやNbの使用量を減らすことができるため、電極箔がより低コストに製造できる。   For production of a small, thin, and large capacity electrolytic capacitor, it is advantageous to use an electrode foil made of Ta or Nb rather than an etched Al foil because of the difference in dielectric constant. However, in order to reduce the equivalent series resistance of the capacitor, it is advantageous to use a metal having a volume resistivity lower than that of Ta or Nb as the substrate of the electrode foil. Since the amount of Ta and Nb used can be reduced, the electrode foil can be manufactured at a lower cost.

本発明者らは、このような知見から鋭意研究を進め、TaやNbよりも体積抵抗率が数倍小さく、かつ、低コストであるAlを用い、AlおよびAl合金からなる集電体層の上に、高電圧で陽極酸化可能なTaやNbからなる多孔質層を形成する方法で、従来のエッチングAl箔よりも、高容量密度であり、Ta単体やNb単体である電極箔よりも電極抵抗が小さく、低コストであり、かつ、実用的な電圧で陽極酸化可能である電極箔の製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have made extensive studies based on such knowledge, and used Al, which has a volume resistivity several times smaller than Ta and Nb, and has a low cost. On top of this, a method of forming a porous layer made of Ta or Nb that can be anodized at a high voltage has a higher capacity density than the conventional etching Al foil, and has a higher electrode density than the electrode foil made of Ta or Nb alone. The inventors have found a method for producing an electrode foil that has low resistance, is low in cost, and can be anodized at a practical voltage, and has completed the present invention.

以下、本発明のバルブ金属複合電極箔の製造方法について、図1を用いて工程ごとに詳細に説明する。図1は、本発明のバルブ金属複合電極箔の製造方法の複数の実施態様を合わせて示した一連のフロー図である。   Hereinafter, the manufacturing method of the valve metal composite electrode foil of this invention is demonstrated in detail for every process using FIG. FIG. 1 is a series of flowcharts showing a plurality of embodiments of the method for producing a valve metal composite electrode foil of the present invention.

本発明のバルブ金属複合電極箔の製造方法は、[1]銅箔の上に、TaまたはTa合金と、Taと相溶しない異相成分が、粒径1nm〜1μmの範囲で均一に分布した合金薄膜を形成する第1工程、[2]得られた合金薄膜の上に、TaまたはTa合金の緻密層を形成する第2工程、[3]熱処理をすることにより、TaまたはTa合金、および前記異相成分を粒調整させる第3工程、[4]前記緻密層の上に、AlまたはAl合金からなる集電体層を形成する第4工程、[5]前記銅箔および前記異相成分を除去する第5工程からなる。   The method for producing a valve metal composite electrode foil of the present invention is as follows: [1] An alloy in which Ta or a Ta alloy and a different phase component incompatible with Ta are uniformly distributed on a copper foil within a particle size range of 1 nm to 1 μm A first step of forming a thin film, [2] a second step of forming a dense layer of Ta or Ta alloy on the obtained alloy thin film, [3] Ta or Ta alloy by heat treatment, and A third step of adjusting the grains of the different phase component, [4] a fourth step of forming a current collector layer made of Al or an Al alloy on the dense layer, and [5] removing the copper foil and the different phase component. It consists of a fifth step.

あるいは、TaまたはTa合金の代わりに、NbまたはNb合金を用いることができる。   Alternatively, Nb or Nb alloy can be used instead of Ta or Ta alloy.

なお、Ta合金やNb合金としては、電解コンデンサの誘電体となるTa25やNb25の皮膜の漏れ電流や熱安定性などを改善するZr、Ti、HfまたはAlなどのバルブメタル、微量のP、NまたはBなどのドーパントなどを含んだものを挙げることができる。 Note that Ta alloys and Nb alloys include valve metals such as Zr, Ti, Hf, and Al that improve the leakage current and thermal stability of Ta 2 O 5 and Nb 2 O 5 films that serve as dielectrics for electrolytic capacitors. And a material containing a trace amount of a dopant such as P, N or B.

本発明では、基板として銅箔からなる基板(8)を用いる。かかる基板(8)は、複合電極箔の成膜に用いるものであり、Ta、Ta合金、Nb、Nb合金と反応性が低いことが求められ、また、後工程で除去する必要がある。よって、銅箔を基板(8)として用いることで、異相成分と同時に溶解除去が可能となる。   In the present invention, a substrate (8) made of copper foil is used as the substrate. Such a substrate (8) is used for forming a composite electrode foil, and is required to have low reactivity with Ta, Ta alloy, Nb, and Nb alloy, and needs to be removed in a subsequent process. Therefore, by using the copper foil as the substrate (8), it is possible to dissolve and remove simultaneously with the heterogeneous component.

銅箔からなる基板(8)は、平滑な圧延銅箔や電解銅箔を使用する。この理由は、最終的に得られる電極箔の表面性状が、銅箔からなる基板(8)の表面粗さを反映することにある。ただし、使用する銅箔の種類や表面粗さを制限するものではない。従って、表面に凹凸のある特殊な電極箔が求められる場合は、表面に凹凸のある銅箔を使用しても良い。また、銅箔中の不純物が多いと、TaやNbに拡散し、電極箔の漏れ電流特性を悪化させる可能性がある。そのため、できるだけ不純物の少ない銅箔を使用することが好ましい。   The substrate (8) made of copper foil uses smooth rolled copper foil or electrolytic copper foil. The reason is that the surface properties of the finally obtained electrode foil reflect the surface roughness of the substrate (8) made of copper foil. However, the type of copper foil used and the surface roughness are not limited. Therefore, when a special electrode foil having an uneven surface is required, a copper foil having an uneven surface may be used. Moreover, when there are many impurities in copper foil, it may diffuse into Ta and Nb and may deteriorate the leakage current characteristics of the electrode foil. Therefore, it is preferable to use a copper foil with as few impurities as possible.

[1]銅箔の上に、TaまたはTa合金(NbまたはNb合金)と、Ta(Nb)と相溶しない異相成分が、粒径1nm〜1μmの範囲で均一に分布した合金薄膜を形成する第1工程:
TaまたはTa合金(NbまたはNb合金)と、Ta(Nb)と相溶しない異相成分が、粒径1nm〜1μmでなかったり、分布が不均一であったりすると、最終的に得られる多孔質層(14)の粒径や細孔分布が不均一になり、電解コンデンサの特性の悪化を招く。粒径の範囲や分布の均一性は、粒径が100nm以上の場合は、走査電子顕微鏡などで容易に確認することができる。粒径が100nm未満のように微細な場合でも、透過電子顕微鏡で確認することができる。
[1] On a copper foil, an alloy thin film in which Ta or Ta alloy (Nb or Nb alloy) and a different phase component incompatible with Ta (Nb) are uniformly distributed in a particle diameter range of 1 nm to 1 μm is formed. First step:
Porous layer finally obtained when Ta or Ta alloy (Nb or Nb alloy) and a different phase component incompatible with Ta (Nb) are not 1 nm to 1 μm in particle size or non-uniform in distribution The particle size and pore distribution of (14) become non-uniform, leading to deterioration of the characteristics of the electrolytic capacitor. The uniformity of the particle size range and distribution can be easily confirmed with a scanning electron microscope or the like when the particle size is 100 nm or more. Even when the particle diameter is as fine as less than 100 nm, it can be confirmed with a transmission electron microscope.

異相成分の添加量としては、体積分率で求め、30〜70%の範囲内にあることが好ましい。多孔質層(14)は、最終的に異相成分を除去することにより得られる。異相成分を完全に除去するためには、異相成分が完全につながっている必要があるが、異相成分の添加量が、体積分率で求めて、30%未満であると、異相成分が完全につながらずに、除去することが困難になり、多孔質層(14)に残留して見かけ面積あたりの表面積が小さくなってしまったり、電解コンデンサ化するときの陰極含浸が難しくなる。異相成分の添加量が、体積分率で求めて70%を超えると、異相成分を除去した後に、TaまたはTa合金(NbまたはNb合金)からなる粒子の接合強度が弱かったり、粒子が完全につながりきれずに、多孔質構造を維持できなくなる。ただし、異相成分の添加量の範囲は、目安であり、異相成分の添加量を絶対的に制限するものではない。膜の配向の程度や使用目的によっては、前記範囲以外となる添加量を採用してもよい。   The amount of the heterophasic component added is determined by the volume fraction and is preferably in the range of 30 to 70%. The porous layer (14) is finally obtained by removing the heterogeneous component. In order to completely remove the heterogeneous component, it is necessary that the heterophasic component is completely connected. However, if the added amount of the heterophasic component is less than 30% as a volume fraction, the heterophasic component is completely removed. Without being connected, it becomes difficult to remove, and it remains in the porous layer (14) to reduce the surface area per apparent area, or it becomes difficult to impregnate the cathode when forming an electrolytic capacitor. If the added amount of the different phase component exceeds 70% as a volume fraction, after removing the different phase component, the bonding strength of the particles made of Ta or Ta alloy (Nb or Nb alloy) is weak, or the particles are completely The porous structure cannot be maintained without being completely connected. However, the range of the added amount of the heterophasic component is a guide and does not absolutely limit the added amount of the heterophasic component. Depending on the degree of orientation of the film and the purpose of use, an additive amount outside the above range may be employed.

異相成分が微細均一に分布した合金薄膜を作製する方法としては、粒度が1nm〜1μmの範囲内にあるTaまたはTa合金(NbまたはNb合金)と異相成分の粒子を、揮発性のバインダーに分散して、印刷する方法や、CVD(化学蒸着法)、溶射、スパッタリング、蒸着など、種々の方法が考えられる。   As a method for producing an alloy thin film in which different phase components are finely and uniformly distributed, Ta or Ta alloy (Nb or Nb alloy) having a particle size in the range of 1 nm to 1 μm and particles of different phase components are dispersed in a volatile binder. Various methods such as a printing method, CVD (chemical vapor deposition method), thermal spraying, sputtering, and vapor deposition are conceivable.

このように種々の方法が考えられるが、本発明においては、同時スパッタリング法または同時蒸着法を用いることが好ましい。これらの方法では、原子あるいはクラスターレベルで、飛来した物質が基板に付着して薄膜を形成していく。そのため、粒度が微細であり、かつ均一に分散した薄膜を、再現性よく、容易に得ることができる。また、ターゲットや蒸着源に投入する電力を変えることにより、合金組成を容易に変えることができる。すなわち、最終的に得られる多孔質層(14)の空隙率を、容易に調節することができる。   Various methods are conceivable as described above. In the present invention, it is preferable to use a co-sputtering method or a co-evaporation method. In these methods, the flying material adheres to the substrate at the atomic or cluster level to form a thin film. Therefore, a thin film having a fine particle size and uniformly dispersed can be easily obtained with good reproducibility. Further, the alloy composition can be easily changed by changing the electric power supplied to the target or the evaporation source. That is, the porosity of the finally obtained porous layer (14) can be easily adjusted.

異相成分としては、TaおよびTa合金、または、NbおよびNb合金に溶解せず、スパッタリングが容易であり、粒調整のしやすい成分が好ましい。CuまたはAgは、Ta、Ta合金、NbおよびNb合金に、ほとんど溶解せず、スパッタリングも容易である。さらに、融点も比較的高く(Cu:1083℃、Ag:960℃)、粒調整もしやすいため、異相成分として好適である。   As the heterogeneous component, a component that does not dissolve in Ta and Ta alloy, or Nb and Nb alloy, is easily sputtered, and is easy to adjust grains is preferable. Cu or Ag hardly dissolves in Ta, Ta alloy, Nb and Nb alloy, and sputtering is easy. Furthermore, since the melting point is relatively high (Cu: 1083 ° C., Ag: 960 ° C.) and it is easy to adjust grains, it is suitable as a heterogeneous component.

また、Mg、Ca、またはこれらの酸化物も好ましい。MgおよびCaは、Ta、Ta合金、Nb、およびNb合金に、ほとんど溶解せず、これらの酸化物は、Taの酸化物や、Nbの酸化物よりも、熱力学的に安定である。   Moreover, Mg, Ca, or these oxides are also preferable. Mg and Ca hardly dissolve in Ta, Ta alloy, Nb, and Nb alloy, and these oxides are more thermodynamically stable than Ta oxide and Nb oxide.

[2]得られた合金薄膜の上に、TaまたはTa合金の緻密層を形成する第2工程:
緻密層(10)は、多孔質層(14)と集電体層(12、13)との接合層となる他、後述する異相成分と集電体層(12、13)との合金化を防ぐ役割を有する。緻密層(10)を設けずに、例えば異相成分としてCuやAgを用いて、集電体層(12、13)を直接形成した場合、CuやAgが、直接、Alからなる集電体層(12、13)に接するため、Alと反応物を形成して、除去しにくくなり、多孔質層(14)が得られなかったり、多孔質層(14)に異相成分が多く残留して、コンデンサ特性に影響を及ぼすため、好ましくない。
[2] Second step of forming a dense layer of Ta or Ta alloy on the obtained alloy thin film:
The dense layer (10) serves as a bonding layer between the porous layer (14) and the current collector layer (12, 13), and also provides alloying between the heterogeneous component and the current collector layer (12, 13) described later. It has a role to prevent. When the current collector layers (12, 13) are formed directly without using the dense layer (10), for example, by using Cu or Ag as a heterogeneous component, the current collector layer in which Cu or Ag is directly made of Al. In contact with (12, 13), a reaction product is formed with Al, which is difficult to remove, and the porous layer (14) cannot be obtained, or a lot of heterogeneous components remain in the porous layer (14), This is not preferable because it affects the capacitor characteristics.

また、緻密層(10)を形成していても、緻密層(10)の膜質や膜厚、Alの蒸着条件や、Al箔との拡散接合の条件によっては、Alと異相成分の相互拡散が起こり、化合物を形成してしまう場合がある。緻密層(10)の上に、熱力学的に安定なバリア層を形成することができる。このようなバリア層により、Alと異相成分の相互拡散を、より確実に防ぐことができる。バリア層を形成した場合、バリア層とAlは反応しないため、相互に拡散接合させることは困難である。従って、Al箔を拡散接合させる場合、バリア層の上に、さらに緻密層を形成し、得られた緻密層を接合層とする。   Even if the dense layer (10) is formed, depending on the film quality and film thickness of the dense layer (10), the deposition conditions of Al, and the conditions of diffusion bonding with the Al foil, mutual diffusion of Al and different phase components may occur. May occur and form a compound. A thermodynamically stable barrier layer can be formed on the dense layer (10). By such a barrier layer, mutual diffusion of Al and a different phase component can be prevented more reliably. When the barrier layer is formed, the barrier layer and Al do not react with each other, and it is difficult to perform diffusion bonding with each other. Therefore, when the Al foil is diffusion bonded, a dense layer is further formed on the barrier layer, and the obtained dense layer is used as a bonding layer.

バリア層としては、TiN、ZrNまたはHfNが、熱力学的に安定であり、比較的高い導電性を示すことから、好ましい。バリア性という観点からは、バリア層の膜質は、緻密なほど好ましく、電極抵抗の上昇を極力抑えるという観点からは、バリア層の膜厚は薄いほど好ましい。このように緻密で薄いバリア層は、窒素ガスを導入した反応性スパッタリング、または、反応性蒸着により、形成することが好ましい。   As the barrier layer, TiN, ZrN, or HfN is preferable because it is thermodynamically stable and exhibits relatively high conductivity. From the viewpoint of barrier properties, the film quality of the barrier layer is preferably as dense as possible, and from the viewpoint of suppressing an increase in electrode resistance as much as possible, the film thickness of the barrier layer is preferably as thin as possible. Such a dense and thin barrier layer is preferably formed by reactive sputtering in which nitrogen gas is introduced or reactive vapor deposition.

[3]熱処理をすることにより、TaまたはTa合金、および前記異相成分を粒調整する第3工程:
TaまたはTa合金(NbまたはNb合金)を、粒成長させないと、多孔質層の一体性が確保できず、また、異相成分を粒成長させて連続化させることにより、異相成分の溶解除去が可能になる。
[3] Third step of adjusting grains of Ta or Ta alloy and the heterogeneous component by heat treatment:
Without grain growth of Ta or Ta alloy (Nb or Nb alloy), the integrity of the porous layer cannot be ensured, and it is possible to dissolve and remove foreign phase components by growing the different phase components and making them continuous. become.

熱処理の雰囲気としては、アルゴンなどの不活性雰囲気中で粒成長させることも可能であるが、TaまたはTa合金(NbまたはNb合金)の酸化を極力防いで、電極箔の漏れ電流を小さくするという観点から、高真空中雰囲気であることが好ましい。   Grain growth can be performed in an inert atmosphere such as argon as the heat treatment atmosphere, but the oxidation of Ta or Ta alloy (Nb or Nb alloy) is prevented as much as possible, and the leakage current of the electrode foil is reduced. From the viewpoint, an atmosphere in a high vacuum is preferable.

一般に、高温で熱処理をするほど、粒成長が進行し、最終的に得られる多孔質層の構造が粗くなる。粒成長をさせる熱処理温度は、200℃以上、異相成分または基板の融点以下で任意に決定することができるが、700℃以上とすることが好ましい。熱処理温度が200℃未満では、多孔質層の構造の一体性が無くなり、連続体にならない場合がある。一方、熱処理温度が200℃以上であれば、熱処理温度が低いほど、粒成長が起こりにくくなり、かつ、得られる多孔質層の表面積が大きくなる。しかしながら、700℃未満の場合、得られる複合電極箔は、陽極酸化電圧が10Vにおける面積静電容量については非常に大きいものの、陽極酸化電圧を上げると面積当たりCVが急激に低下する。この現象は、多孔質層を形成しているNb粒子が微細すぎるため、陽極酸化電圧を上げたときに、Nb粒子すべてが酸化物になっていることを示している。このような現象は、単に静電容量に寄与する有効表面積を減少させるだけでなく、漏れ電流の増加や、細孔がつぶれることによる電解液の陰極含浸が困難となるなどの問題を引き起こす。このような電極箔を用いた場合には、陽極酸化電圧に限界が生ずる。例えば、固体電解コンデンサの定格電圧は陽極酸化電圧の1/3程度と言われており、このような電極箔を陽極として用いた場合には、低い耐電圧の固体電解コンデンサしか作製することができないことになる。従って、コンデンサ作成時に、より実用的な電圧で陽極酸化を行う場合、例えば15V以上の陽極酸化電圧の場合には、熱処理温度を700℃以上とすることが好ましい。   In general, as the heat treatment is performed at a higher temperature, grain growth proceeds and the structure of the finally obtained porous layer becomes rougher. The heat treatment temperature for grain growth can be arbitrarily determined at 200 ° C. or higher and below the melting point of the heterogeneous component or the substrate, but is preferably 700 ° C. or higher. When the heat treatment temperature is less than 200 ° C., the integrity of the structure of the porous layer is lost, and the continuum may not be obtained. On the other hand, if the heat treatment temperature is 200 ° C. or higher, the lower the heat treatment temperature, the less likely grain growth occurs and the larger the surface area of the resulting porous layer. However, when the temperature is lower than 700 ° C., the obtained composite electrode foil has a very large area capacitance at an anodic oxidation voltage of 10 V, but the CV per area rapidly decreases when the anodic oxidation voltage is increased. This phenomenon indicates that all the Nb particles are oxides when the anodic oxidation voltage is increased because the Nb particles forming the porous layer are too fine. Such a phenomenon not only reduces the effective surface area that contributes to the capacitance, but also causes problems such as an increase in leakage current and difficulty in impregnating the electrolyte with the cathode due to collapse of the pores. When such an electrode foil is used, the anodic oxidation voltage is limited. For example, the rated voltage of a solid electrolytic capacitor is said to be about 1/3 of an anodic oxidation voltage, and when such an electrode foil is used as an anode, only a solid electrolytic capacitor with a low withstand voltage can be produced. It will be. Accordingly, when anodizing is performed at a more practical voltage when forming a capacitor, for example, in the case of an anodic oxidation voltage of 15 V or higher, it is preferable that the heat treatment temperature is set to 700 ° C. or higher.

[4]前記緻密層の上に、AlまたはAl合金からなる集電体層を形成する第4工程:
集電体層の形成は、[Alの蒸着]、[Al箔の片面接合]、および、[Al箔の両面接合]のいずれかを行う。
[4] Fourth step of forming a current collector layer made of Al or an Al alloy on the dense layer:
The current collector layer is formed by any one of [Al vapor deposition], [Al foil single-sided bonding], and [Al foil double-sided bonding].

[Alの蒸着]
前工程において、粒調整を行なった後に、TaまたはTa合金(NbまたはNb合金)の緻密層(10)の表面に、Alからなる集電体層(12)を形成する。
[Al deposition]
In the previous step, after grain adjustment, a current collector layer (12) made of Al is formed on the surface of the dense layer (10) of Ta or Ta alloy (Nb or Nb alloy).

Alの蒸着は、種々の蒸着法で実施可能であるが、特に真空蒸着は、Alの成膜速度が速いため、有利である。Alからなる集電体層(12)の厚さは、成膜時間により任意に調節できるが、1〜50μmとすることが望ましい。厚いほど、電極箔の抵抗を低下させることができ、電解コンデンサのESRの観点から有利であるが、成膜に長時間を有する。ESRは、電解コンデンサの素子構造により低減する可能性もある。例えば、導電性樹脂などにより、Alからなる集電体層(12)を、外部電極に直接接合する場合は、Alからなる集電体層(12)は、薄くてよい。   Al can be deposited by various deposition methods, but vacuum deposition is particularly advantageous because the deposition rate of Al is high. The thickness of the current collector layer (12) made of Al can be arbitrarily adjusted depending on the film formation time, but is preferably 1 to 50 μm. As the thickness increases, the resistance of the electrode foil can be reduced, which is advantageous from the viewpoint of ESR of the electrolytic capacitor. However, the film formation takes a long time. ESR may be reduced by the element structure of the electrolytic capacitor. For example, when the current collector layer (12) made of Al is directly bonded to the external electrode with a conductive resin or the like, the current collector layer (12) made of Al may be thin.

[Al箔の片面接合]および[Al箔の両面接合]
前工程において、粒調整を行なった後に、TaまたはTa合金(NbまたはNb合金)の緻密層(10)の表面に、Al箔またはAl合金箔からなる集電体層(13)を形成する。
[Single-sided bonding of Al foil] and [Double-sided bonding of Al foil]
In the previous step, after the grain adjustment, a current collector layer (13) made of Al foil or Al alloy foil is formed on the surface of the dense layer (10) of Ta or Ta alloy (Nb or Nb alloy).

Al箔またはAl合金箔の片面あるいは両面と、緻密層(10)とを対向させた状態で加圧しながら拡散接合させることができる(圧着接合)。または、加圧しながら加熱して、拡散接合させることもできる(加熱接合)。しかし、加熱圧着時に、Al箔またはAl合金箔の表面自然酸化膜の影響により、低温圧着では、十分な密着性が得られない場合がある。このため、プラズマなどにより物理的に表面自然酸化膜を除去した後、拡散接合を行なうことが好ましい。このようにすることで、比較的、低温かつ低圧力で拡散接合をさせることができる。   Diffusion bonding can be performed while applying pressure in a state where one surface or both surfaces of the Al foil or Al alloy foil and the dense layer (10) face each other (pressure bonding). Alternatively, diffusion bonding can be performed by heating while applying pressure (heating bonding). However, at the time of thermocompression bonding, due to the influence of the surface natural oxide film of the Al foil or Al alloy foil, sufficient adhesion may not be obtained by low-temperature pressure bonding. For this reason, it is preferable to perform diffusion bonding after physically removing the surface natural oxide film by plasma or the like. By doing so, diffusion bonding can be performed at a relatively low temperature and low pressure.

[5]前記銅箔および前記異相成分を除去する第5工程:
銅箔からなる基板(8)および異相成分の除去を行なう。除去方法として、種々の方法を用いることができるが、操作の簡便さから、電極箔の構成成分であるTa、Ta合金、Nb、Nb合金、AlまたはAl合金の耐食性を利用して、酸で溶解除去することが好ましい。酸には、異相成分と銅箔を選択的に溶解する酸を選択する。例えば、硝酸、過酸化水素を添加した硫酸や塩酸などを使用することができる。異相成分を除去した後、水洗し、乾燥して、バルブ金属複合電極箔が得られる。
[5] Fifth step of removing the copper foil and the heterogeneous component:
The substrate (8) made of copper foil and the foreign phase component are removed. Various methods can be used as the removal method. From the simplicity of operation, the corrosion resistance of the constituent elements of the electrode foil, such as Ta, Ta alloy, Nb, Nb alloy, Al or Al alloy, can be used with an acid. It is preferable to dissolve and remove. As the acid, an acid that selectively dissolves the heterogeneous component and the copper foil is selected. For example, sulfuric acid or hydrochloric acid to which nitric acid or hydrogen peroxide is added can be used. After removing the heterogeneous component, it is washed with water and dried to obtain a valve metal composite electrode foil.

このようにして得られたバルブ金属複合電極箔は、空隙が均一に分布し、表面積も大きい。また、陽極酸化により誘電体皮膜が形成される多孔質層(14)が、Ta、Ta合金、Nb、または、Nb合金の粒子から形成されているため、従来のエッチングAl箔よりも、静電容量密度が大きくなる。また、体積抵抗率の小さいAlを用いているため、Ta、Ta合金、Nb、または、Nb合金のみで形成された電極箔よりも、電極抵抗を小さくすることができる。また、希少金属であるTaやNbの使用量が少なくてすむため、より低コストで、電極箔を作製することが可能である。   The valve metal composite electrode foil thus obtained has a uniform distribution of voids and a large surface area. Further, since the porous layer (14) on which the dielectric film is formed by anodic oxidation is formed of Ta, Ta alloy, Nb, or Nb alloy particles, it is more electrostatic than the conventional etching Al foil. Capacity density increases. Moreover, since Al with a small volume resistivity is used, electrode resistance can be made smaller than electrode foil formed only with Ta, Ta alloy, Nb, or Nb alloy. In addition, since the amount of rare metals Ta and Nb used is small, it is possible to produce an electrode foil at a lower cost.

さらに、基板として銅箔を用い、熱処理をすることにより粒調整した後に、Alからなる集電体層を形成するため、AlまたはAl合金を基板として成膜した後に熱処理をすることにより粒調整をする場合と比べ、高温で粒調整をすることができる。このことにより多孔質層を形成するTa粒子やNb粒子の粒成長をさせることができる。このようにして得られる電極箔は、高電圧で陽極酸化可能であるため、電解コンデンサの耐電圧を大きくすることができる。   Furthermore, using a copper foil as a substrate, and after adjusting the grain by heat treatment, to form a current collector layer made of Al, to adjust the grain by heat treatment after forming a film of Al or Al alloy as a substrate Compared to the case, the grain can be adjusted at a high temperature. As a result, grain growth of Ta particles and Nb particles forming the porous layer can be achieved. Since the electrode foil thus obtained can be anodized at a high voltage, the withstand voltage of the electrolytic capacitor can be increased.

以上のことから、本発明のバルブ金属複合電極箔は、電解コンデンサの電極箔として好適に用いることができる。特に、薄型固体電解コンデンサや積層型固体電解コンデンサの電極箔として好適である。   From the above, the valve metal composite electrode foil of the present invention can be suitably used as an electrode foil of an electrolytic capacitor. In particular, it is suitable as an electrode foil of a thin solid electrolytic capacitor or a multilayer solid electrolytic capacitor.

以下、実施例により本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.

(実施例1)
基板として20mm×20mm×厚さ18μmの圧延銅箔(無酸素銅、純度99.9%以上)を使用し、スパッタリングターゲットとして純度99.99%のTaターゲットおよびCuターゲット(いずれもφ152.4mm、株式会社高純度化学研究所製)を用い、多元スパッタ装置(株式会社アルバック製、SH−450)で10mtorrのアルゴン雰囲気中、Ta−60vol%Cuの組成の膜を20μm成膜し、引き続き、Taからなる緻密層を約1μm成膜した。その後、高温真空炉(turbo−vac、株式会社東京真空製)を用い、3.0×10-3Pa以下の真空中で、950℃×1hrの熱処理を行った。その後、真空蒸着機(神港精機株式会社製A1F−850SB)により、Taからなる緻密層の上に、Alを約10μm成膜した。その後、6.7mol/lの硝酸水溶液中に1hr浸漬してCuを完全に溶解した後、水洗し、乾燥して、Ta/Al複合電極箔を得た。
Example 1
A 20 mm × 20 mm × 18 μm thick rolled copper foil (oxygen-free copper, purity 99.9% or more) is used as the substrate, and a 99.99% purity Ta target and Cu target (both are φ152.4 mm, Using a multi-source sputtering apparatus (manufactured by ULVAC, Inc., SH-450), a film having a composition of Ta-60 vol% Cu is formed in a thickness of 20 μm in an argon atmosphere of 10 mtorr. A dense layer of about 1 μm was formed. Thereafter, heat treatment was performed at 950 ° C. × 1 hr in a vacuum of 3.0 × 10 −3 Pa or less using a high-temperature vacuum furnace (turbo-vac, manufactured by Tokyo Vacuum Co., Ltd.). Then, about 10 micrometers of Al was formed into a film on the dense layer which consists of Ta with a vacuum evaporation machine (A1F-850SB by Shinko Seiki Co., Ltd.). Thereafter, Cu was completely dissolved by immersing in a 6.7 mol / l nitric acid aqueous solution for 1 hour, then washed with water and dried to obtain a Ta / Al composite electrode foil.

得られたTa/Al複合電極箔の断面を、走査電子顕微鏡で観察したところ、厚さ10μmのAlからなる集電体層の上に、Taの緻密層1μmと、粒径約0.3μmのTa粒子からなる多孔質層20μmとの積層構造が形成され、Ta/Al複合電極箔の総厚さは、約31μmであった。   When a cross section of the obtained Ta / Al composite electrode foil was observed with a scanning electron microscope, a Ta dense layer of 1 μm and a particle size of about 0.3 μm were formed on a current collector layer made of 10 μm thick Al. A laminated structure of 20 μm porous layer made of Ta particles was formed, and the total thickness of the Ta / Al composite electrode foil was about 31 μm.

得られたTa/Al複合電極箔を、10mm角に切断し、スポットウエルダで直径0.2mmのNbワイヤをリードとして取り付けた。さらに、集電体層の面に絶縁性樹脂をコートして保護した後、電気伝導度10mS/cm、80℃のリン酸水溶液中で、初期電流密度0.01mA/cm2、電圧は10V、20Vおよび30Vの3通り、6hrの定電圧化成を行うことにより、表面に誘電体となるTa25皮膜を形成した。 The obtained Ta / Al composite electrode foil was cut into 10 mm square, and an Nb wire having a diameter of 0.2 mm was attached as a lead with a spot welder. Furthermore, after protecting the surface of the current collector layer by coating an insulating resin, in an aqueous phosphoric acid solution having an electric conductivity of 10 mS / cm and 80 ° C., an initial current density of 0.01 mA / cm 2 , a voltage of 10 V, A Ta 2 O 5 film serving as a dielectric was formed on the surface by performing constant voltage formation for 6 hours at 20V and 30V.

その後、40質量%の硫酸中で、LCRメータ(Agilent社製、4263B)を用い、印加バイアス1.5V、周波数120Hz、実効値1.0Vrmsで、静電容量を測定し、面積静電容量密度(μF/cm2)および面積当たりのCV(μFV/cm2)を算出した。測定結果を表1に示す。 Thereafter, the capacitance was measured in 40% by mass of sulfuric acid using an LCR meter (manufactured by Agilent, 4263B) at an applied bias of 1.5 V, a frequency of 120 Hz, and an effective value of 1.0 Vrms. It was calculated (μF / cm 2) and per area CV (μFV / cm 2). The measurement results are shown in Table 1.

(実施例2)
熱処理温度を800℃とした以外は、実施例1と同様に、Ta/Al複合電極箔を得た。
(Example 2)
A Ta / Al composite electrode foil was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature was 800 ° C.

得られたTa/Al複合電極箔の断面を、走査電子顕微鏡で観察したところ、厚さ10μmのAlからなる集電体層の上に、Taの緻密層1μmと、粒径約0.15μmのTa粒子からなる多孔質層20μmとの積層構造が形成され、Ta/Al複合電極箔の総厚さは、約31μmであった。   When a cross section of the obtained Ta / Al composite electrode foil was observed with a scanning electron microscope, a Ta dense layer of 1 μm and a particle size of about 0.15 μm were formed on a current collector layer made of Al having a thickness of 10 μm. A laminated structure of 20 μm porous layer made of Ta particles was formed, and the total thickness of the Ta / Al composite electrode foil was about 31 μm.

その後、実施例1と同様に評価を行なった。測定結果を表1に示す。   Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

(実施例3)
基板として20mm×20mm×厚さ18μmの圧延銅箔(無酸素銅、純度99.9%以上)を使用し、スパッタリングターゲットとして純度99.99%のNbターゲットおよびCuターゲット(いずれもφ152.4mm、株式会社高純度化学研究所製)を用い、多元スパッタ装置(株式会社アルバック製、SH−450)で10mtorrのアルゴン雰囲気中、Nb−60vol%Cuの組成の膜を10μm成膜し、引き続き、Nbからなる緻密層を約0.4μm成膜した。その後、窒素ガスを導入して反応性スパッタリングを行い、バリア層としてTiNを約0.2μm成膜し、さらにその上に、Nbからなる緻密層を約0.4μm成膜した。得られた試料を高温真空炉(turbo−vac、株式会社東京真空製)を用い、3.0×10-3Pa以下の真空中で、800℃×1hrの熱処理を行った。以上のような試料を2枚、作製した。
(Example 3)
A 20 mm × 20 mm × 18 μm-thick rolled copper foil (oxygen-free copper, purity 99.9% or more) is used as a substrate, and a Nb target and a Cu target (both φ152.4 mm, purity 99.99%) are used as sputtering targets. Using a high-purity chemical research laboratory), a multi-sputter apparatus (manufactured by ULVAC, Inc., SH-450) was used to deposit a 10 μm film of Nb-60 vol% Cu in an argon atmosphere of 10 mtorr. A dense layer made of about 0.4 μm was formed. Thereafter, reactive sputtering was performed by introducing nitrogen gas, and a TiN film having a thickness of about 0.2 μm was formed as a barrier layer, and a dense layer made of Nb was further formed thereon by a thickness of about 0.4 μm. The obtained sample was heat-treated at 800 ° C. for 1 hour in a vacuum of 3.0 × 10 −3 Pa or less using a high-temperature vacuum furnace (turbo-vac, manufactured by Tokyo Vacuum Co., Ltd.). Two samples as described above were produced.

その後、これらの試料と厚さ50μmのAl箔(純度99.9%)を多元スパッタ装置の内部に装入して、逆スパッタ処理を行い、Nbからなる緻密層とAl箔の表面自然酸化膜の除去を行った。その後、Al箔の両面に、Nbからなる緻密層を対向させ、1MPaで加圧しながら、真空中500℃×1hrの熱処理をして拡散接合した。その後、6.7mol/lの硝酸水溶液に1hr浸漬し、Cuを完全に溶解したのち、水洗、乾燥してNb/Al複合電極箔を得た。得られた電極箔について走査電子顕微鏡で断面観察を行なったところ、厚さ50μmのAl箔の両面に、Nbからなる緻密層、TiNのバリア層、およびNbからなる緻密層が約1μmと、粒径約0.2μmのNb粒子からなる多孔質層10μmとの積層構造が形成され、Nb/Al複合電極箔の総厚さは、72μmであった。   Thereafter, these samples and a 50 μm thick Al foil (purity: 99.9%) were placed in the multi-source sputtering apparatus and subjected to reverse sputtering treatment, and the dense layer made of Nb and the surface native oxide film of the Al foil Was removed. Thereafter, a dense layer made of Nb was opposed to both surfaces of the Al foil, and heat-treated at 500 ° C. for 1 hour in vacuum while being subjected to diffusion bonding while being pressurized at 1 MPa. Then, it was immersed in a 6.7 mol / l nitric acid aqueous solution for 1 hr to completely dissolve Cu, and then washed with water and dried to obtain an Nb / Al composite electrode foil. When the cross section of the obtained electrode foil was observed with a scanning electron microscope, a dense layer made of Nb, a barrier layer made of TiN, and a dense layer made of Nb were about 1 μm on both sides of an Al foil having a thickness of 50 μm. A laminated structure with a 10 μm porous layer made of Nb particles having a diameter of about 0.2 μm was formed, and the total thickness of the Nb / Al composite electrode foil was 72 μm.

得られたNb/Al複合電極箔を、10mm角に切断し、スポットウエルダで直径0.2mmのNbワイヤをリードとして取り付けた。さらに、電気伝導度10mS/cm、80℃のリン酸水溶液中で、初期電流密度0.01mA/cm2、電圧は10V、20Vおよび30Vの3通り、6hrの定電圧化成を行うことにより、表面に誘電体となるNb25皮膜を形成した。 The obtained Nb / Al composite electrode foil was cut into 10 mm square, and a Nb wire having a diameter of 0.2 mm was attached as a lead with a spot welder. Furthermore, in a phosphoric acid aqueous solution with an electrical conductivity of 10 mS / cm and 80 ° C., by performing constant voltage formation for 6 hours with an initial current density of 0.01 mA / cm 2 , three voltages of 10 V, 20 V, and 30 V, surface An Nb 2 O 5 film serving as a dielectric was formed.

その後、実施例1と同様に評価を行なった。測定結果を表1に示す。   Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

(従来例1)
厚さが約30μmである基材と、両面に厚さが約40μmであるエッチング層とからなり、総厚さが110μmである交流エッチングAl箔を、10cm角に切断し、スポットウエルダにより、直径0.2mmのNbワイヤをリードとして取り付けた後、60℃のアジピン酸アンモニウム水溶液中で、電圧10Vで、6hrの定電圧化成を行い、誘電体となるAl23を形成した。
(Conventional example 1)
An AC-etched Al foil consisting of a substrate having a thickness of about 30 μm and an etching layer having a thickness of about 40 μm on both sides and having a total thickness of 110 μm was cut into 10 cm squares, and the diameter was measured by a spot welder. After attaching a 0.2 mm Nb wire as a lead, constant voltage formation was performed for 6 hr at a voltage of 10 V in an aqueous solution of ammonium adipate at 60 ° C. to form Al 2 O 3 serving as a dielectric.

その後、実施例1と同様に評価を行なった。測定結果を表1に示す。   Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

(従来例2)
基板として20mm×20mm×50μmtのNb箔(純度99.9%以上)を使用し、スパッタリングターゲットとして純度99.99%のNbターゲットおよびCuターゲット(いずれもφ152.4mm、株式会社高純度化学研究所製)を用い、多元スパッタ装置(株式会社アルバック製、SH−450)で10mtorrのアルゴン雰囲気中、Nb−60vol%Cuの組成の膜を10μm成膜した。その後、試料の上下を返し、もう一方の面にも同様に、Nb−60vol%Cuの膜を10μm成膜した。その後、高温真空炉(turbo−vac、株式会社東京真空製)を用い、3.0×10-3Pa以下の真空中で、800℃×1hrの熱処理を行った。その後、6.7mol/lの硝酸水溶液中に1hr浸漬してCuを完全に溶解した後、水洗し、乾燥して、Nb電極箔を得た。
(Conventional example 2)
Nb foil (purity of 99.9% or more) of 20 mm × 20 mm × 50 μmt is used as the substrate, and Nb target and Cu target of 99.99% purity (both are φ152.4 mm, high purity chemical research institute, Inc.) A film having a composition of Nb-60 vol% Cu was formed in a thickness of 10 μm using a multi-source sputtering apparatus (manufactured by ULVAC, Inc., SH-450) in an argon atmosphere of 10 mtorr. Thereafter, the sample was turned upside down, and a film of Nb-60 vol% Cu was similarly formed on the other surface by 10 μm. Thereafter, heat treatment was performed at 800 ° C. for 1 hour in a vacuum of 3.0 × 10 −3 Pa or less using a high-temperature vacuum furnace (turbo-vac, manufactured by Tokyo Vacuum Co., Ltd.). Then, Cu was completely dissolved by immersing in a 6.7 mol / l nitric acid aqueous solution for 1 hour, then washed with water and dried to obtain an Nb electrode foil.

得られたNb電極箔の断面を、走査電子顕微鏡で断面観察したところ、厚さ50μmのNb箔の両面に、粒径約0.2μmのNb粒子からなる多孔質層10μmとの積層構造が形成され、Nb電極箔の総厚さは、70μmであった。   When the cross section of the obtained Nb electrode foil was observed with a scanning electron microscope, a laminated structure with a porous layer of 10 μm composed of Nb particles having a particle size of about 0.2 μm was formed on both sides of the 50 μm thick Nb foil. The total thickness of the Nb electrode foil was 70 μm.

その後、実施例1と同様に評価を行なった。測定結果を表1に示す。   Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

(比較例1)
基板として20mm×20mm×厚さ50μmのAl箔(純度99.9%)の一方の面に、純度99.99%のTiターゲットを用い、多元スパッタ装置(株式会社アルバック製、SH−450)で、Ar+2.5%N2雰囲気中で、反応性スパッタリングを行い、バリア層としてTiNを約0.5μm成膜した。その後、NbターゲットおよびCuターゲット(いずれもφ152.4mm、株式会社高純度化学研究所製)を用い、10mtorrのアルゴン雰囲気中、Nbからなる緻密層を約1μm成膜し、引き続き、Nb−60vol%Cuの組成の膜を約10μm成膜した。その後、試料の上下を反し、もう一方の面にも同様に、TiNからなるバリア層を約0.5μmおよびNbからなる緻密層を約1μm成膜し、Nb−60vol%Cuの組成の膜を約10μm成膜した。その後、高温真空炉(turbo−vac、株式会社東京真空製)を用い、3.0×10-3Pa以下の真空中で、600℃×1hrの熱処理を行った。その後、6.7mol/lの硝酸水溶液に1hr浸漬してCuを完全に溶解した後、水洗し、乾燥して、Nb/Al複合電極箔を得た。
(Comparative Example 1)
Using a Ti target with a purity of 99.99% on one side of a 20 mm × 20 mm × 50 μm thick Al foil (purity 99.9%) as a substrate, a multi-source sputtering apparatus (manufactured by ULVAC, Inc., SH-450) Then, reactive sputtering was performed in an Ar + 2.5% N 2 atmosphere to form a TiN film of about 0.5 μm as a barrier layer. After that, using a Nb target and a Cu target (both φ152.4 mm, manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.), a dense layer made of Nb was formed to a thickness of about 1 μm in an argon atmosphere of 10 mtorr. Subsequently, Nb-60 vol% A film having a Cu composition was formed to a thickness of about 10 μm. Thereafter, the upper and lower sides of the sample are turned upside down, and on the other side, a barrier layer made of TiN is formed in a thickness of about 0.5 μm and a dense layer made of Nb is formed in a thickness of about 1 μm. About 10 μm was formed. Thereafter, heat treatment was performed at 600 ° C. for 1 hr in a vacuum of 3.0 × 10 −3 Pa or less using a high-temperature vacuum furnace (turbo-vac, manufactured by Tokyo Vacuum Co., Ltd.). Then, Cu was completely dissolved by immersing in a 6.7 mol / l nitric acid aqueous solution for 1 hour, then washed with water and dried to obtain an Nb / Al composite electrode foil.

得られたNb/Al複合電極箔の断面を、走査電子顕微鏡で断面観察したところ、厚さ50μmのNb箔の両面に、TiNからなるバリア層0.5μm、Nbからなる緻密層1μm、粒径約0.05〜0.1μmのNb粒子からなる多孔質層10μmとの積層構造が形成され、Nb/Al複合電極箔の総厚さは、73μmであった。   When a cross section of the obtained Nb / Al composite electrode foil was observed with a scanning electron microscope, a barrier layer of 0.5 μm made of TiN, a dense layer of 1 μm made of Nb, and a particle diameter were formed on both sides of the 50 μm thick Nb foil. A laminated structure with a porous layer of 10 μm made of Nb particles of about 0.05 to 0.1 μm was formed, and the total thickness of the Nb / Al composite electrode foil was 73 μm.

その後、実施例1と同様に評価を行なった。測定結果を表1に示す。   Thereafter, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.

(比較例2)
比較例1と同様に成膜を行い、得られた試料を高温真空炉(turbo−vac、株式会社東京真空製)を用いて、3.0×10-3Pa以下の真空中で、800℃×1hrの熱処理を行った。取り出した後の試料は、基板のAl箔が溶解してしまい、電極箔は得られなかった。
(Comparative Example 2)
Film formation was performed in the same manner as in Comparative Example 1, and the obtained sample was 800 ° C. in a vacuum of 3.0 × 10 −3 Pa or less using a high-temperature vacuum furnace (turbo-vac, manufactured by Tokyo Vacuum Co., Ltd.). A heat treatment of × 1 hr was performed. In the sample after removal, the Al foil of the substrate was dissolved, and no electrode foil was obtained.

Figure 0004665866
Figure 0004665866

実施例1〜3のバルブ金属複合電極箔、および従来例1のエッチングAl箔において、陽極酸化電圧が10Vの時の面積静電容量密度に着目すると、いずれもエッチングAl箔より薄いにもかかわらず、同等以上の面積静電容量密度を有しており、コンデンサの小型化および大容量化に有利であることが分かる。   In the valve metal composite electrode foils of Examples 1 to 3 and the etched Al foil of Conventional Example 1, when attention is paid to the area capacitance density when the anodic oxidation voltage is 10 V, both are thinner than the etched Al foil. It has an area capacitance density equal to or greater than that, which is advantageous for downsizing and increasing the capacity of the capacitor.

また、実施例3のNb/Al複合電極箔と従来例2のNb電極箔は、陽極酸化電圧が10V、20V、および30Vで、ほぼ同じ面積静電容量密度を持つ。従って、本発明の製造方法により、安価なAlをNb箔の代わりに使用したにもかかわらず、Nb電極箔とほぼ同等の特性を有するNb/Al複合電極箔が得られることが分かる。   Further, the Nb / Al composite electrode foil of Example 3 and the Nb electrode foil of Conventional Example 2 have an anodic oxidation voltage of 10V, 20V, and 30V and substantially the same area capacitance density. Therefore, it can be seen that the manufacturing method of the present invention can provide an Nb / Al composite electrode foil having almost the same characteristics as the Nb electrode foil even though inexpensive Al is used instead of the Nb foil.

また、比較例1のNb/Al複合電極箔は、陽極酸化電圧が10Vにおける面積静電容量密度が非常に大きいが、陽極酸化電圧を上げると、面積当たりのCVが急激に低下していることが分かる。これは、多孔質層を形成しているNb粒子が微細すぎるため、陽極酸化電圧を上げたときには、Nb粒子すべてが酸化物になる現象が起こっていることを示す。このような電極箔では、陽極酸化電圧に限界があるため、定格電圧の低い電解コンデンサしか作製することができない。また、比較例2のように粒成長させるため、Alの融点以上の温度で熱処理をすると、基板のAl箔が完全に溶解してしまい、電極箔は得られない。   Further, the Nb / Al composite electrode foil of Comparative Example 1 has a very large area capacitance density at an anodic oxidation voltage of 10 V, but when the anodic oxidation voltage is increased, the CV per area rapidly decreases. I understand. This indicates that since the Nb particles forming the porous layer are too fine, when the anodic oxidation voltage is increased, all Nb particles become oxides. In such an electrode foil, since the anodic oxidation voltage is limited, only an electrolytic capacitor having a low rated voltage can be produced. Further, since grain growth is performed as in Comparative Example 2, if heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of Al, the Al foil of the substrate is completely dissolved, and an electrode foil cannot be obtained.

これに対し、本発明による実施例1〜3の電極箔は、陽極酸化電圧を上げた時の面積当たりのCVの低下が非常に少なく、高電圧で陽極酸化することが可能であり、より耐電圧の大きな電解コンデンサを作製することができる。   On the other hand, the electrode foils of Examples 1 to 3 according to the present invention have very little decrease in CV per area when the anodizing voltage is increased, and can be anodized at a high voltage. An electrolytic capacitor having a high voltage can be produced.

以上、説明したように本発明のバルブ金属複合電極箔の製造方法により、従来のエッチングAl箔以上の面積静電容量密度を有し、かつ、Ta単体およびNb単体の電極箔と比較して、電極抵抗の低いバルブ金属複合電極箔が得られる。また、集電体層としてAlを使用しており、希少金属であるTa単体およびNb単体を使用した電極箔と比較して低コストでバルブ金属複合電極箔を作製することが可能である。   As described above, the manufacturing method of the valve metal composite electrode foil of the present invention has an area capacitance density higher than that of the conventional etching Al foil, and compared with the electrode foil of Ta alone and Nb alone, A valve metal composite electrode foil with low electrode resistance is obtained. Further, Al is used as the current collector layer, and it is possible to produce a valve metal composite electrode foil at a lower cost compared to an electrode foil using rare metals such as Ta alone and Nb alone.

さらに、高温で粒成長させるため、より高電圧まで陽極酸化可能なバルブ金属複合電極箔が得られ、耐電圧の大きい電解コンデンサを作製することができるようになるため、有用である。   Furthermore, since grain growth is performed at a high temperature, a valve metal composite electrode foil that can be anodized to a higher voltage can be obtained, and an electrolytic capacitor having a high withstand voltage can be produced, which is useful.

本発明のバルブ金属複合電極箔の製造方法の複数の実施態様を合わせて示した一連のフロー図である。It is a series of flowcharts which showed together the several embodiment of the manufacturing method of the valve metal composite electrode foil of this invention. 従来のTa電解コンデンサまたはNb電解コンデンサに使用される多孔質ペレットからなる陽極体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the anode body which consists of a porous pellet used for the conventional Ta electrolytic capacitor or Nb electrolytic capacitor. 従来の箔状陽極体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional foil-shaped anode body. バルブ金属複合電極箔を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a valve metal composite electrode foil.

符号の説明Explanation of symbols

1 多孔質ペレット
2 ワイヤ
3、5 基板
4、7 多孔質層
6 緻密層
8 基板
9、11 合金薄膜
10 緻密層
12、13 集電体層
14 多孔質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous pellet 2 Wire 3, 5 Substrate 4, 7 Porous layer 6 Dense layer 8 Substrate 9, 11 Alloy thin film 10 Dense layer 12, 13 Current collector layer 14 Porous layer

Claims (11)

銅箔の上に、TaまたはTa合金と、Taと相溶しない異相成分が、粒径1nm〜1μmの範囲で均一に分布した合金薄膜を形成し、得られた合金薄膜の上に、TaまたはTa合金の緻密層を形成し、熱処理をすることにより、TaまたはTa合金、および前記異相成分を粒調整した後に、前記緻密層の上に、AlまたはAl合金からなる集電体層を形成し、前記銅箔および前記異相成分を除去することにより、前記集電体層、前記緻密層、および、TaまたはTa合金の多孔質層からなる電極箔を得ることを特徴とするバルブ金属複合電極箔の製造方法。   On the copper foil, an alloy thin film in which Ta or a Ta alloy and a heterogeneous component incompatible with Ta are uniformly distributed in a particle diameter range of 1 nm to 1 μm is formed. On the obtained alloy thin film, Ta or By forming a dense layer of Ta alloy and performing heat treatment, after adjusting the grain of Ta or Ta alloy and the heterogeneous component, a current collector layer made of Al or Al alloy is formed on the dense layer. A valve metal composite electrode foil obtained by removing the copper foil and the heterogeneous phase component to obtain an electrode foil comprising the current collector layer, the dense layer, and a porous layer of Ta or Ta alloy Manufacturing method. 銅箔の上に、NbまたはNb合金と、Nbと相溶しない異相成分が、粒径1nm〜1μmの範囲で均一に分布した合金薄膜を形成し、得られた合金薄膜の上に、NbまたはNb合金の緻密層を形成し、熱処理をすることにより、NbまたはNb合金、および前記異相成分を粒調整した後に、前記緻密層の上に、AlまたはAl合金からなる集電体層を形成し、前記銅箔および前記異相成分を除去することにより、前記集電体層、前記緻密層、および、TaまたはTa合金の多孔質層からなる電極箔を得ることを特徴とするバルブ金属複合電極箔の製造方法。   On the copper foil, Nb or Nb alloy and a heterogeneous phase component incompatible with Nb are uniformly distributed in a particle size range of 1 nm to 1 μm, and Nb or Nb or Nb or Nb alloy is formed on the obtained alloy thin film. After forming a dense layer of Nb alloy and performing heat treatment, Nb or Nb alloy and the heterogeneous phase component are adjusted to form a current collector layer made of Al or Al alloy on the dense layer. A valve metal composite electrode foil obtained by removing the copper foil and the heterogeneous phase component to obtain an electrode foil comprising the current collector layer, the dense layer, and a porous layer of Ta or Ta alloy Manufacturing method. 前記集電体層を、蒸着により形成することを特徴とする請求項1または2に記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   The method for producing a valve metal composite electrode foil according to claim 1, wherein the current collector layer is formed by vapor deposition. 前記集電体層を、前記緻密層と、厚さ100μm以下のAl箔またはAl合金箔とを対向させて加圧する、圧着接合または加熱接合により形成することを特徴とする請求項1または2に記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   3. The current collector layer according to claim 1, wherein the current collector layer is formed by pressure bonding or heat bonding in which the dense layer and an Al foil or Al alloy foil having a thickness of 100 μm or less are pressed against each other. The manufacturing method of the valve metal composite electrode foil of description. 前記Al箔またはAl合金の両側に前記緻密層を対向させることにより、多孔質層〜緻密層〜集電体層〜緻密層〜多孔質層からなる電極箔とすることを特徴とする請求項4に記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   5. The electrode foil comprising a porous layer, a dense layer, a current collector layer, a dense layer, and a porous layer by opposing the dense layer to both sides of the Al foil or Al alloy. The manufacturing method of the valve metal composite electrode foil as described in 2. 予め、前記集電体層の表面および前記緻密層の表面の自然酸化皮膜を除去する請求項4または5に記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   The method for producing a valve metal composite electrode foil according to claim 4 or 5, wherein a natural oxide film on the surface of the current collector layer and the surface of the dense layer is removed in advance. 前記合金薄膜中の前記異相成分を、体積分率で30〜70%とすることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   The method for producing a valve metal composite electrode foil according to any one of claims 1 to 6, wherein the heterogeneous component in the alloy thin film is 30 to 70% in terms of volume fraction. 前記緻密層および前記合金薄膜を、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて形成することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   The method for producing a valve metal composite electrode foil according to any one of claims 1 to 7, wherein the dense layer and the alloy thin film are formed by a sputtering method or a vacuum deposition method. 前記異相成分は、CuまたはAgであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   The method for producing a valve metal composite electrode foil according to any one of claims 1 to 8, wherein the heterogeneous component is Cu or Ag. 前記緻密層と前記集電体層の間に、前記Ta、Ta合金、Nb、Nb合金、Al、およびAl合金のいずれに対しても熱力学的に安定なバリア層を設ける工程をさらに有する請求項1〜9のいずれかに記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   Further comprising a step of providing a thermodynamically stable barrier layer for any of the Ta, Ta alloy, Nb, Nb alloy, Al, and Al alloy between the dense layer and the current collector layer. Item 10. A method for producing a valve metal composite electrode foil according to any one of Items 1 to 9. 前記バリア層を、TiN、ZrN、またはHfNで形成することを特徴とする請求項10に記載のバルブ金属複合電極箔の製造方法。   The method for producing a valve metal composite electrode foil according to claim 10, wherein the barrier layer is formed of TiN, ZrN, or HfN.
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