JP4844973B2 - Manufacturing method of electrode foil - Google Patents

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Description

本発明は誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属箔の表面に金属酸化物を形成するのに最適な電極箔の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an electrode foil that is optimal for forming a metal oxide on the surface of a valve action metal foil on which a dielectric oxide film is formed.

電解コンデンサの容量増大を達成するため、アルミニウム箔等の弁作用金属箔の表面に誘電率が比較的大きい金属酸化物膜を形成し、これを電極として使用することが知られている。   In order to achieve an increase in the capacity of an electrolytic capacitor, it is known to form a metal oxide film having a relatively large dielectric constant on the surface of a valve metal foil such as an aluminum foil and use this as an electrode.

従来、この種の弁作用金属箔(基材)の表面に金属酸化物を形成する方法としては、CVD、イオンプレーティング、スパッタリング等の方法が知られている。しかしながら、これらの方法では、特殊で高価な製造装置が必要であるばかりでなく、大きな面積の基材に対して金属酸化物を薄膜で形成したり、表面形状が複雑な基材に対して金属酸化物を薄膜で形成したりするのが極めて困難であるという問題があった。   Conventionally, methods such as CVD, ion plating, and sputtering are known as methods for forming a metal oxide on the surface of this type of valve-acting metal foil (base material). However, these methods not only require special and expensive manufacturing equipment, but also form a metal oxide as a thin film on a large-area substrate or a metal on a substrate having a complicated surface shape. There is a problem that it is extremely difficult to form an oxide as a thin film.

従って、これらの問題を解決する目的で、水熱処理によって形成された金属酸化物ゾルを用いる方法が提案されている。例えば、ジルコニウム塩と希土類であるイットリウム塩の混合水溶液を飽和水蒸気圧のもとで水熱処理し、得られた混合酸化物ゾルを基材の表面に塗布し、これを乾燥、焼成する金属酸化物の製造方法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。   Therefore, in order to solve these problems, a method using a metal oxide sol formed by hydrothermal treatment has been proposed. For example, a metal oxide in which a mixed aqueous solution of zirconium salt and yttrium salt, which is a rare earth, is hydrothermally treated under saturated water vapor pressure, and the resulting mixed oxide sol is applied to the surface of the substrate, followed by drying and firing. Have been proposed (Patent Document 1, Patent Document 2).

また、これとは別に、以下に示す方法が提案されている(特許文献3)。オキシ塩化ジルコニウムをエタノール中に懸濁させ、ホウ酸水溶液、ついでアンモニウム水を添加してオキシ塩化ジルコニウムを加水分解することによりホウ素化合物を含む水和ジルコニウムゾルを得る。当該ゾルに基材を浸漬して該ゾルを付着させ、これを熱処理、乾燥することによって酸化ジルコニウム皮膜を形成させる。次いで、基材を、ホウ素酸化物を抽出可能な媒体に浸漬し、酸化ジルコニウム皮膜からホウ素酸化物を溶出脱離させる。
特開昭63−233088号公報 特開平2−38362号公報 特開平5−319953号公報
Apart from this, the following method has been proposed (Patent Document 3). Zirconium oxychloride is suspended in ethanol, and an aqueous boric acid solution and then ammonium water are added to hydrolyze the zirconium oxychloride to obtain a hydrated zirconium sol containing a boron compound. A base material is immersed in the sol so that the sol is adhered, and this is heat-treated and dried to form a zirconium oxide film. Next, the substrate is immersed in a medium from which boron oxide can be extracted, and boron oxide is eluted and desorbed from the zirconium oxide film.
Japanese Patent Laid-Open No. 63-233088 JP-A-2-38362 JP-A-5-319953

しかしながら、特許文献1〜3に示した製造方法においては、大きな面積の基材に対して金属酸化物を薄膜で形成したり、表面形状が複雑な基材に対して金属酸化物を薄膜で形成したりするのが困難であるという問題は十分には解決できなかった。さらには、金属酸化物の形成過程で高温の熱処理工程が必要な方法については、基材が変形する恐れがあり、いずれにしても金属酸化物を薄膜で形成することが困難であるという共通した課題を有したものであった。   However, in the manufacturing methods shown in Patent Documents 1 to 3, a metal oxide is formed as a thin film on a substrate having a large area, or a metal oxide is formed as a thin film on a substrate having a complicated surface shape. The problem that it is difficult to do was not able to be solved sufficiently. Furthermore, the method that requires a high-temperature heat treatment process in the formation process of the metal oxide has a common risk that the base material may be deformed, and in any case, it is difficult to form the metal oxide as a thin film. It had a problem.

本発明はこのような従来の課題を解決するものであって、基材の大きさや表面形状に関係なく、金属酸化物を簡便に薄膜で形成することができる電極箔の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves such conventional problems, and provides a method for producing an electrode foil capable of easily forming a metal oxide as a thin film regardless of the size and surface shape of a substrate. With the goal.

本発明は、弁作用金属箔の表面に形成した誘電体酸化皮膜の表面に金属酸化物を形成する電極箔の製造方法において、前記金属酸化物は、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じる式;
c−+dHO→M+bF+2dH
(式中、Mは、Ti、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Snおよび希土類元素からなる群から選ばれた1種である;a、b、cおよびdは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、およびd>0の関係を満たす。)の反応を利用して形成するようにした電極箔の製造方法に関する。
The present invention provides an electrode foil manufacturing method in which a metal oxide is formed on the surface of a dielectric oxide film formed on the surface of a valve action metal foil, wherein the metal oxide is a fluoro metal complex compound and / or a metal in a solution. The formula that results from the presence of fluoride;
M a F b c− + dH 2 O → M a O d + bF + 2dH +
(Wherein M is one selected from the group consisting of Ti, Zr, Si, Nb, Ta, Hf, In, Sn and rare earth elements; a, b, c and d are coefficients, and ma = B−c = 2d, where m is the oxidation number of the metal M and satisfies the relationship of a> 0, b> 0, c ≧ 0, and d> 0)) It relates to the manufacturing method.

以上のように本発明による電極箔の製造方法は、フルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物の溶液中で弁作用金属箔の誘電体酸化皮膜の表面に金属酸化物をコーティングする方法であるため、基材である弁作用金属箔の面積が大きい場合や、表面形状が複雑な場合でも、弁作用金属箔の融点より十分低い温度で、誘電体酸化皮膜の表面に金属酸化物を薄膜で、しかも簡単な装置で安価に形成することができる。
さらに、弁作用金属箔の表面に形成された誘電体酸化皮膜の表面に、この誘電体酸化皮膜よりも比誘電率や絶縁抵抗値の大きな金属酸化物を意図的に選択して形成することができる。
また、フルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物の溶液中にフッ化物イオン捕捉剤を存在させることにより、誘電体酸化皮膜の溶解を抑制しつつ、金属酸化物のコーティング厚みをコントロールすることが可能となる。その結果、金属酸化物の厚みを有効に確保でき、耐圧を高く設定できるため、高CV値の電極箔を得ることができるという効果が得られる。CV値とは容量(C)と耐圧(V)との積によって表されるものであり、値が高いほど、優れた電気特性であることを意味する。
加えて、フッ化物イオン捕捉剤を存在させた溶液のpHを調整することにより、誘電体酸化皮膜の溶解量をコントロールして金属酸化物のコーティング厚みをより容易にコントロールすることができる。
As described above, the electrode foil manufacturing method according to the present invention is a method in which a metal oxide is coated on the surface of a dielectric oxide film of a valve action metal foil in a solution of a fluoro metal complex compound and / or a metal fluoride. Even if the area of the valve action metal foil that is the base material is large or the surface shape is complicated, the metal oxide thin film on the surface of the dielectric oxide film at a temperature sufficiently lower than the melting point of the valve action metal foil, Moreover, it can be formed inexpensively with a simple apparatus.
Furthermore, it is possible to intentionally select and form a metal oxide having a relative dielectric constant or insulation resistance larger than that of the dielectric oxide film on the surface of the dielectric oxide film formed on the surface of the valve action metal foil. it can.
In addition, it is possible to control the coating thickness of the metal oxide while suppressing the dissolution of the dielectric oxide film by allowing the fluoride ion scavenger to be present in the solution of the fluoro metal complex compound and / or metal fluoride. It becomes. As a result, the thickness of the metal oxide can be effectively secured, and the withstand voltage can be set high, so that an effect of obtaining an electrode foil having a high CV value can be obtained. The CV value is represented by the product of the capacity (C) and the withstand voltage (V), and the higher the value, the better the electrical characteristics.
In addition, by adjusting the pH of the solution containing the fluoride ion scavenger, the thickness of the metal oxide coating can be more easily controlled by controlling the amount of dissolution of the dielectric oxide film.

本発明に係る電極箔の製造方法においては、弁作用金属箔の表面に形成した誘電体酸化皮膜の表面に金属酸化物を形成するに際し、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じる式;
c−+dHO→M+bF+2dH
の反応を利用して金属酸化物(M)を形成する。
In the method for producing an electrode foil according to the present invention, when forming a metal oxide on the surface of the dielectric oxide film formed on the surface of the valve action metal foil, a fluoro metal complex compound and / or a metal fluoride is added to the solution. The formula that results from the presence;
M a F b c− + dH 2 O → M a O d + bF + 2dH +
A metal oxide (M a O d ) is formed using the reaction of

式中、MはTi、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Snおよび希土類元素からなる群から選ばれた1種である。希土類元素とはSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuの元素の総称である。電解コンデンサとしてCV値がより高いという観点から好ましいMはTi、Zr、Si、Nb、Taである。
a、b、cおよびdは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、およびd>0の関係を満たす。
In the formula, M is one selected from the group consisting of Ti, Zr, Si, Nb, Ta, Hf, In, Sn, and rare earth elements. The rare earth element is a generic term for the elements Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. M is preferably Ti, Zr, Si, Nb, or Ta from the viewpoint that the electrolytic capacitor has a higher CV value.
a, b, c, and d are coefficients, and ma = b−c = 2d, where m is the oxidation number of the metal M, and a relationship of a> 0, b> 0, c ≧ 0, and d> 0 is satisfied.

本発明において弁作用金属箔は表面に誘電体酸化皮膜を形成させて用いる。誘電体酸化皮膜を形成していない弁作用金属箔を用いた場合、本発明で言うところの金属酸化物を弁作用金属表面に生成させることはできず、その結果、本発明の作用効果を奏することは極めて難しいものである。当該皮膜の存在によって上記反応が有効に進行するが、上記皮膜が存在しないと、上記反応が進行せず、金属酸化物は生成しないものと考えられる。本発明において弁作用金属箔が有する誘電体酸化皮膜の厚みは通常、1.0nm以上である。   In the present invention, the valve action metal foil is used with a dielectric oxide film formed on the surface thereof. When a valve metal foil without a dielectric oxide film is used, the metal oxide referred to in the present invention cannot be generated on the valve metal surface, and as a result, the effects of the present invention are achieved. That is extremely difficult. The reaction proceeds effectively due to the presence of the film, but if the film does not exist, the reaction does not proceed and the metal oxide is not generated. In the present invention, the thickness of the dielectric oxide film of the valve metal foil is usually 1.0 nm or more.

誘電体酸化皮膜は弁作用金属箔に対して従来から公知の酸化処理、例えば陽極酸化処理を行うことにより形成可能である。弁作用金属箔としては、酸化処理によって、弁作用を示す誘電体酸化皮膜を形成し得る材料からなる箔が使用され、例えば、アルミニウム箔、タンタル箔、ニオブ箔等が使用される。これらの箔を酸化処理することによって、表面に誘電体酸化皮膜として、それぞれ酸化アルミニウム皮膜、酸化タンタル皮膜、酸化ニオブ皮膜が形成される。弁作用金属箔はプレーン箔(非エッチド箔)、エッチド箔のいずれも用いることができる。エッチド箔とは、箔の表面積増大のためにエッチング処理された箔のことである。   The dielectric oxide film can be formed by subjecting the valve action metal foil to a conventionally known oxidation treatment, for example, an anodic oxidation treatment. As the valve action metal foil, a foil made of a material capable of forming a dielectric oxide film exhibiting a valve action by oxidation treatment is used. For example, an aluminum foil, a tantalum foil, a niobium foil or the like is used. By oxidizing these foils, an aluminum oxide film, a tantalum oxide film, and a niobium oxide film are formed on the surface as dielectric oxide films, respectively. As the valve action metal foil, either a plain foil (non-etched foil) or an etched foil can be used. Etched foil is a foil that has been etched to increase the surface area of the foil.

誘電体酸化皮膜を陽極酸化により形成する場合、この形成工程において熱処理工程を含むようにすると、金属酸化物の形成時に誘電体酸化皮膜の無効な溶解を抑制することができ、その結果、無駄なく効率的に金属酸化物を形成することができる。すなわち、熱処理工程により誘電体酸化皮膜の欠陥部を暴露し、その後の陽極酸化にて欠陥部が修復されるため、緻密な誘電体酸化皮膜を形成することができ、その結果、金属酸化物の形成時に誘電体酸化皮膜の無効な溶解を抑制することができる。したがって、熱処理工程は陽極酸化処理工程の中間工程として用い、熱処理工程後、再度陽極酸化処理をすることが望ましい。   When the dielectric oxide film is formed by anodic oxidation, if the heat treatment step is included in this formation process, invalid dissolution of the dielectric oxide film can be suppressed when forming the metal oxide, and as a result, there is no waste. A metal oxide can be formed efficiently. That is, the defect portion of the dielectric oxide film is exposed by the heat treatment process, and the defect portion is repaired by the subsequent anodic oxidation, so that a dense dielectric oxide film can be formed. Ineffective dissolution of the dielectric oxide film during formation can be suppressed. Therefore, it is desirable to use the heat treatment step as an intermediate step of the anodizing treatment step, and perform the anodizing treatment again after the heat treatment step.

例えば、第1陽極酸化処理工程、熱処理工程、および第2陽極酸化処理工程を順次、行うことが望ましい。第1陽極酸化処理工程および第2陽極酸化処理工程での処理条件は誘電体酸化皮膜が形成されて本発明の目的が達成される限り特に制限されない。熱処理工程は例えば、大気中、350〜400℃の温度で3〜5分行われる。   For example, it is desirable to sequentially perform a first anodizing process, a heat treatment process, and a second anodizing process. The processing conditions in the first anodizing treatment step and the second anodizing treatment step are not particularly limited as long as the dielectric oxide film is formed and the object of the present invention is achieved. The heat treatment step is performed, for example, in the atmosphere at a temperature of 350 to 400 ° C. for 3 to 5 minutes.

フルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物は、当該化合物中に含まれる金属を上記反応式に基づいて酸化物として析出させ得るものであればよい。酸化物となったとき、誘電体酸化皮膜よりも比誘電率や絶縁抵抗値が大きくなるような金属を含有するフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物が有用である。酸化物となったとき、誘電体酸化皮膜よりも比誘電率が大きくなるような金属が上記反応式において例示した金属Mである。例えば、誘電体酸化皮膜が酸化アルミニウム皮膜の場合、当該皮膜の比誘電率は9程度であるが、金属MとしてTiまたはZrを含有するフルオロ金属錯化合物または金属フッ化物を用いると、比誘電率がそれぞれ40程度または20程度の酸化チタン膜または酸化ジルコニウム膜が形成される。その結果、電極箔の容量(C)が増大し、高CV値を達成する。   The fluoro metal complex compound and / or metal fluoride may be any metal that can precipitate the metal contained in the compound as an oxide based on the above reaction formula. Fluoro metal complex compounds and / or metal fluorides containing a metal that has a relative dielectric constant and insulation resistance larger than that of a dielectric oxide film when converted into an oxide are useful. The metal M exemplified in the above reaction formula is a metal whose relative dielectric constant is larger than that of the dielectric oxide film when it becomes an oxide. For example, when the dielectric oxide film is an aluminum oxide film, the relative dielectric constant of the film is about 9, but when a fluorometal complex compound or metal fluoride containing Ti or Zr is used as the metal M, the relative dielectric constant is obtained. Are about 40 or about 20 titanium oxide films or zirconium oxide films, respectively. As a result, the capacity (C) of the electrode foil increases and a high CV value is achieved.

フルオロ金属錯化合物の具体例として、例えば、チタンフッ化アンモニウム((NHTiF)およびジルコンフッ化アンモニウム((NHZrF)が挙げられる。このTi、Zrは他の弁金属と比べて汎用性が高く、チタンフッ化アンモニウム((NHTiF)およびジルコンフッ化アンモニウム((NHZrF)はともに入手が容易であるという利点がある。また、特に、Tiは他の弁金属と比べて比誘電率が高いため容量アップに顕著な効果を有し、Zrを用いた場合には他の弁金属と比べて誘電体皮膜の耐圧が向上するという顕著な効果を有していることから、フルオロ金属錯化合物としてチタンフッ化アンモニウム((NHTiF)またはジルコンフッ化アンモニウム((NHZrF)用いることが望ましい。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。 Specific examples of the fluorometal complex compound include ammonium ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) and zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ). These Ti and Zr are more versatile than other valve metals, and both titanium ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) and zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) are easily available. There are advantages. In particular, Ti has a high relative dielectric constant compared to other valve metals, so it has a significant effect on capacity increase. When Zr is used, the dielectric film withstand voltage is improved compared to other valve metals. Therefore, it is desirable to use ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) or zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) as the fluorometal complex compound. However, the present invention is not limited to this.

例えば、フルオロ金属錯化合物としてチタンフッ化アンモニウムを使用する場合、金属酸化物の生成反応は下式;
TiF 2−+2HO→TiO+6F+4H
に基づいて進行する。
また例えば、フルオロ金属錯化合物としてジルコンフッ化アンモニウムを使用する場合、金属酸化物の生成反応は下式;
ZrF 2−+2HO→ZrO+6F+4H
に基づいて進行する。
For example, when ammonium titanium fluoride is used as the fluorometal complex compound, the metal oxide production reaction is represented by the following formula:
TiF 6 2− + 2H 2 O → TiO 2 + 6F + 4H +
Proceed based on.
For example, when zircon ammonium fluoride is used as the fluorometal complex compound, the metal oxide production reaction is represented by the following formula:
ZrF 6 2− + 2H 2 O → ZrO 2 + 6F + 4H +
Proceed based on.

フルオロ金属錯化合物の代わりに金属フッ化物を用いても同様の作用効果を得ることができ、フルオロ金属錯化合物と金属フッ化物とを併用することも可能である。
金属フッ化物の具体例として、例えば、フッ化チタン(TiF)等が挙げられる。フッ化チタンを用いた場合、金属酸化物の生成反応は下式;
TiF+2HO→TiO+4F+4H
に基づいて進行する。
Similar effects can be obtained by using a metal fluoride instead of the fluorometal complex compound, and the fluorometal complex compound and the metal fluoride can be used in combination.
Specific examples of the metal fluoride include titanium fluoride (TiF 4 ). When titanium fluoride is used, the metal oxide formation reaction is represented by the following formula:
TiF 4 + 2H 2 O → TiO 2 + 4F + 4H +
Proceed based on.

本発明者らは、研究を継続する中で新たな知見を得た。すなわち、フルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物の濃度は極めて低くてもCV値が向上するという作用効果を十分発揮するという点である。言い換えれば、金属酸化物は誘電体酸化皮膜の表面全面に必ずしも形成する必要はなく、島状(部分的)に形成してもよいということである。具体的には、電極箔に形成する金属酸化物の好ましい付着量は、電極箔の実効表面積当たりに換算して10〜1000μg/mである。10μg/m未満では本発明の効果が十分発揮されない場合がある。また、1000μg/mを超えると島状ではなく表面全面に形成される場合が多くなる。 The inventors obtained new knowledge while continuing the research. That is, the effect of improving the CV value even when the concentration of the fluorometal complex compound and / or metal fluoride is extremely low is sufficiently exhibited. In other words, the metal oxide is not necessarily formed on the entire surface of the dielectric oxide film, and may be formed in an island shape (partial). Specifically, the preferable adhesion amount of the metal oxide formed on the electrode foil is 10 to 1000 μg / m 2 in terms of the effective surface area of the electrode foil. If it is less than 10 μg / m 2 , the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when it exceeds 1000 μg / m 2 , it is often formed on the entire surface instead of islands.

金属酸化物を島状に形成するには、例えば、フルオロ金属錯化合物として、上述した、チタンフッ化アンモニウム((NHTiF)またはジルコンフッ化アンモニウム((NHZrF)を用いる場合、その濃度としては、0.0005mol/l以上0.01mol/l未満のものを用いればよい。0.0005mol/l未満ではCV値が向上するという作用効果を十分得られない場合があるからである。一方、上限濃度としては、0.01mol/l未満が好ましい。0.01mol/l以上では、島状にならない場合があるからである。また、作業の煩雑さからも0.01mol/l未満が好ましい。すなわち、生成した金属酸化物を基材に定着させるために金属酸化物を形成した後、熱処理を行う必要があるためである。したがって、0.01mol/l未満の濃度であれば風乾でよく、熱処理の工程が不要となり、また、そのための設備も、熱処理に必要なエネルギーも不要である。また、このような低濃度にすることで、薬品使用量も大幅に低減でき、廃液処理の際の環境負荷も低減することができる。 In order to form the metal oxide in an island shape, for example, the above-described ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) or ammonium zircon fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) is used as the fluorometal complex compound. In this case, the concentration may be 0.0005 mol / l or more and less than 0.01 mol / l. This is because if it is less than 0.0005 mol / l, the effect of improving the CV value may not be sufficiently obtained. On the other hand, the upper limit concentration is preferably less than 0.01 mol / l. It is because it may not become island shape at 0.01 mol / l or more. Moreover, less than 0.01 mol / l is preferable also from the complexity of work. That is, it is necessary to perform heat treatment after forming the metal oxide in order to fix the generated metal oxide to the substrate. Therefore, if the concentration is less than 0.01 mol / l, it may be air-dried, and a heat treatment step is unnecessary, and the equipment for that purpose and the energy required for the heat treatment are unnecessary. In addition, by using such a low concentration, the amount of chemicals used can be greatly reduced, and the environmental load during waste liquid treatment can also be reduced.

なぜ、このような極めて低い濃度でもCV値が向上するという作用効果を奏するのかは不明であるが、現時点では以下のように推測している。フッ化物イオンは誘電体酸化皮膜を溶解し金属酸化物を形成させるが、その際、誘電体酸化皮膜の弱い箇所が優先的に溶解されると考えられる。その弱い箇所とは構造的な欠陥部や、キズによる凹部などが考えられる。誘電体皮膜の弱い箇所が優先的に溶解されることで、その箇所に優先的に金属酸化物が形成されると思われる。つまり、弱い箇所が金属酸化物によって補強され、これにより耐圧が向上するとともに、その部分で容量が増大すると考えられる。   The reason why the CV value is improved at such a very low concentration is unclear, but at present, it is presumed as follows. Fluoride ions dissolve the dielectric oxide film to form a metal oxide. At that time, it is considered that the weak part of the dielectric oxide film is preferentially dissolved. The weak part may be a structural defect or a recess due to a scratch. It is considered that the metal oxide is preferentially formed at the weak spot of the dielectric film by preferential dissolution. That is, it is considered that the weak part is reinforced with the metal oxide, thereby improving the withstand voltage and increasing the capacity at the part.

フルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物の溶液(以下、単に「処理溶液」という)にはフッ化物イオン捕捉剤を存在させることが好ましい。フッ化物イオン捕捉剤を存在させることにより誘電体酸化皮膜の溶解を抑制しつつ金属酸化物のコーティング厚みをコントロールすることが可能となる。   It is preferable that a fluoride ion scavenger is present in the solution of the fluoro metal complex compound and / or metal fluoride (hereinafter simply referred to as “treatment solution”). The presence of the fluoride ion scavenger makes it possible to control the coating thickness of the metal oxide while suppressing dissolution of the dielectric oxide film.

また、上述したように金属酸化物を島状に形成する場合もフッ化物イオン捕捉剤が有効である。すなわち、フッ化物イオン捕捉剤が誘電体酸化皮膜の溶解を抑制することで、誘電体皮膜の弱い箇所が他の箇所より優先的に溶解されやすくなるとともに金属酸化物の生成反応がより緩やかに進むことで金属酸化物の形成状態を制御しやすくなり、その結果、容易に金属酸化物を島状に形成することができる。   Further, as described above, a fluoride ion scavenger is also effective when the metal oxide is formed in an island shape. That is, the fluoride ion scavenger suppresses the dissolution of the dielectric oxide film, so that the weak part of the dielectric film is more preferentially dissolved than the other parts, and the metal oxide formation reaction proceeds more slowly. As a result, the formation state of the metal oxide can be easily controlled, and as a result, the metal oxide can be easily formed in an island shape.

フッ化物イオン捕捉剤としては、例えば、ホウ素含有化合物を用いることができる。
ホウ素含有化合物の具体例としては、例えば、ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸等を挙げることができる。これらの化合物はそれぞれ単独でも組み合わせても用いることができる。ホウ酸アンモニウムとして、例えば、四ホウ酸アンモニウム四水和物((NH・4HO)、五ホウ酸アンモニウム八水和物((NHO・5B・8HO)等が挙げられる。
As the fluoride ion scavenger, for example, a boron-containing compound can be used.
Specific examples of the boron-containing compound include ammonium borate, boron oxide, boric acid and the like. These compounds can be used alone or in combination. As ammonium borate, for example, ammonium tetraborate tetrahydrate ((NH 4) 2 B 4 O 7 · 4H 2 O), pentaborate ammonium octahydrate ((NH 4) 2 O · 5B 2 O 3 · 8H 2 O) and the like.

フッ化物イオン捕捉剤が存在する処理溶液のpHを調整することにより、高CV値の電極箔を得ることができる。ここで、特に、溶液のpHを7よりも大きくなるように調整することにより、さらに高CV値の電極箔を得ることができる。このメカニズムについて現時点では明らかになっていないが、急激な反応を抑制し、より均一な金属酸化物の生成を促すためと考えられる。   An electrode foil having a high CV value can be obtained by adjusting the pH of the treatment solution containing the fluoride ion scavenger. Here, in particular, an electrode foil having a higher CV value can be obtained by adjusting the pH of the solution to be higher than 7. Although this mechanism has not been clarified at the present time, it is considered to suppress a rapid reaction and promote generation of a more uniform metal oxide.

pHを調整するためのpH調整剤の具体例としては、例えば、アンモニア、ヒドラジン、アミン類、塩基性塩、および水酸化物等が挙げられ、これらの群から選択される少なくとも一つのpH調整剤を用いることができる。   Specific examples of the pH adjusting agent for adjusting the pH include, for example, ammonia, hydrazine, amines, basic salts, hydroxides, and the like, and at least one pH adjusting agent selected from these groups Can be used.

pH調整剤の処理溶液中の濃度は処理溶液のpHが所定の範囲内に調整される限り特に制限されない。pH調整剤は2種類以上使用してもよい。   The concentration of the pH adjuster in the treatment solution is not particularly limited as long as the pH of the treatment solution is adjusted within a predetermined range. Two or more kinds of pH adjusters may be used.

フッ化物イオン捕捉剤としてのホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸は、pH調整剤としても用いることができ、これらホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸はそれぞれ単独でも組み合わせて用いることも可能である。このように、ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸を用いることにより、高CV値の電極箔を得ることができるという作用効果を有する。加えて、フッ化物イオン捕捉剤とpH調整剤の両方の機能を有するものを用いることで溶液の組成系をよりシンプルにすることができ、その結果、製造工程における溶液管理が容易になるという作用効果も有する。   Ammonium borate, boron oxide and boric acid as fluoride ion scavengers can also be used as pH adjusters, and these ammonium borate, boron oxide and boric acid can be used alone or in combination. . Thus, by using ammonium borate, boron oxide, and boric acid, there is an effect that an electrode foil having a high CV value can be obtained. In addition, it is possible to simplify the composition system of the solution by using a material having both functions of a fluoride ion scavenger and a pH adjuster, and as a result, the solution management in the manufacturing process becomes easy. It also has an effect.

ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸を単独もしくは組み合わせて用いた場合でも、上述したpH調整剤、すなわち、アンモニア、ヒドラジン、アミン類、塩基性塩のうちの少なくとも一つを併用することもできる。このようにpH調整方法が複数あることでプロセス設計における自由度が上がるという作用効果を有する。   Even when ammonium borate, boron oxide, or boric acid is used alone or in combination, at least one of the above-described pH adjusters, that is, ammonia, hydrazine, amines, and basic salts may be used in combination. As described above, since there are a plurality of pH adjustment methods, there is an effect that the degree of freedom in process design increases.

処理溶液による処理方法は、誘電体酸化皮膜が表面に形成された弁作用金属箔表面と処理溶液との接触を確保できれば特に制限されず、通常は浸漬法を採用する。すなわち、処理溶液に弁作用金属箔を浸漬し、保持する。   The treatment method using the treatment solution is not particularly limited as long as the contact between the surface of the valve metal foil having the dielectric oxide film formed on the surface and the treatment solution can be secured, and an immersion method is usually adopted. That is, the valve action metal foil is immersed in the treatment solution and held.

処理温度および処理時間は本発明の目的を達成できる限り特に制限されるものではないが、通常は製造コスト低減の観点から、処理溶液を常温に近い温度に設定して行う。
処理溶液は例えば、20〜40℃に設定される。
処理時間は通常は0.5〜4時間に設定される。処理時間をより長く設定することにより島状の金属酸化物を容易に形成することができる。これは、処理時間を長くすることで金属酸化物自体の溶解と析出を繰り返すことにより金属酸化物の大きいものはますます大きくなることで粒子が偏在して、その結果、より島状に形成されるものと考えられる。
The treatment temperature and treatment time are not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved, but usually, the treatment solution is set at a temperature close to room temperature from the viewpoint of reducing the production cost.
For example, the treatment solution is set to 20 to 40 ° C.
The processing time is usually set to 0.5 to 4 hours. By setting the treatment time longer, an island-shaped metal oxide can be easily formed. This is because by repeating the dissolution and precipitation of the metal oxide itself by increasing the processing time, the larger metal oxide becomes larger and the particles are unevenly distributed, resulting in a more island-like shape. It is thought that.

形成される金属酸化物膜の厚みは、処理温度および処理時間を調整することによって、制御可能である。金属酸化物を島状に形成する場合も同様である。
処理中においては、誘電体酸化皮膜がフッ化物イオンによって溶解されながら、金属酸化物が前記反応式に基づいて析出し形成される。
金属酸化物は、フルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を選択することによって、誘電体酸化皮膜よりも比誘電率が大きいものを形成することが好ましい。
The thickness of the formed metal oxide film can be controlled by adjusting the processing temperature and the processing time. The same applies when the metal oxide is formed in an island shape.
During the treatment, the metal oxide is deposited and formed based on the above reaction formula while the dielectric oxide film is dissolved by the fluoride ions.
It is preferable to form a metal oxide having a relative dielectric constant larger than that of the dielectric oxide film by selecting a fluorometal complex compound and / or a metal fluoride.

(実施の形態1)
本実施の形態1では、フルオロ金属錯化合物としてチタンフッ化アンモニウム((NHTiF)を用いて説明する。
アルミニウム箔をエッチング処理した後、陽極酸化処理、熱処理、および陽極酸化処理を順次行って、表面に誘電体酸化皮膜(酸化アルミニウム皮膜)を有する弁作用金属箔を得た。特に熱処理は大気中400℃、5分保持することにより行った。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, description will be made using ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) as the fluorometal complex compound.
After etching the aluminum foil, an anodizing treatment, a heat treatment, and an anodizing treatment were sequentially performed to obtain a valve action metal foil having a dielectric oxide film (aluminum oxide film) on the surface. In particular, the heat treatment was performed by holding at 400 ° C. for 5 minutes in the atmosphere.

チタンフッ化アンモニウム0.01g(実施例1)、0.02g(実施例2)、0.04g(実施例3)を夫々純水100mlに加えて攪拌し、完全に溶解させて水溶液とした。なお、濃度はそれぞれ、0.0005mol/l(実施例1)、0.001mol/l(実施例2)、0.002mol/l(実施例3)であった。
さらにこの水溶液にフッ化物イオン捕捉剤およびpH調整剤としての四ホウ酸アンモニウム四水和物((NH・4HO)0.02g(実施例1)、0.04g(実施例2)、0.08g(実施例3)を完全に溶解させて水溶液とした。なお、濃度はそれぞれ、0.00076mol/l(実施例1)、0.0015mol/l(実施例2)、0.003mol/l(実施例3)であった。
得られた実施例1〜3の水溶液をポリスチレン容器に採り、この水溶液中に、表面に誘電体酸化皮膜を有する弁作用金属箔を浸漬し、このまま30℃で2時間放置して、電極箔を得た。
0.01 g (Example 1), 0.02 g (Example 2), and 0.04 g (Example 3) of ammonium titanium fluoride were added to 100 ml of pure water, stirred, and completely dissolved to obtain an aqueous solution. The concentrations were 0.0005 mol / l (Example 1), 0.001 mol / l (Example 2), and 0.002 mol / l (Example 3), respectively.
Further tetraborate ammonium tetrahydrate as a fluoride ion-capturing agent and pH adjusting agent to the aqueous solution ((NH 4) 2 B 4 O 7 · 4H 2 O) 0.02g ( Example 1), 0.04 g (Example 2) and 0.08 g (Example 3) were completely dissolved to obtain an aqueous solution. The concentrations were 0.00076 mol / l (Example 1), 0.0015 mol / l (Example 2), and 0.003 mol / l (Example 3), respectively.
The obtained aqueous solutions of Examples 1 to 3 are put in a polystyrene container, and a valve action metal foil having a dielectric oxide film on the surface is immersed in this aqueous solution, and left as it is at 30 ° C. for 2 hours to prepare an electrode foil. Obtained.

実施例1〜3で得られた電極箔を取り出し、その断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、誘電体酸化皮膜の上に金属酸化物の皮膜(酸化チタン膜)が形成されていることが認められた。当初その皮膜は誘電体酸化皮膜を被っていると思われたが、その後の詳細な分析により島状に形成されている可能性が極めて高いということが明らかになった。ICPでの分析からチタン量が実測できる。そのチタン量からチタン酸化物量に換算することで電極箔に形成された金属酸化物量を知ることができる。一方、チタン酸化物の結晶構造と、電極箔の実効表面積から電極箔の表面を単原子層が被うのに必要最低限のチタン酸化物量が算出できる。前者の実測値と後者の計算値を比較すると、前者の方が小さいことが分かった。この結果から、金属酸化物皮膜は誘電体酸化皮膜上において島状(部分的)に形成されているものと考えられる。   When the electrode foils obtained in Examples 1 to 3 were taken out and the cross section was observed with a transmission electron microscope, it was found that a metal oxide film (titanium oxide film) was formed on the dielectric oxide film. It was. Initially, it was thought that the film was covered with a dielectric oxide film, but subsequent detailed analysis revealed that it is very likely that it was formed in an island shape. The amount of titanium can be measured from analysis by ICP. By converting the amount of titanium to the amount of titanium oxide, the amount of metal oxide formed on the electrode foil can be known. On the other hand, the minimum amount of titanium oxide necessary for the monoatomic layer to cover the surface of the electrode foil can be calculated from the crystal structure of the titanium oxide and the effective surface area of the electrode foil. Comparing the former measured value with the latter calculated value, it was found that the former was smaller. From this result, it is considered that the metal oxide film is formed in an island shape (partial) on the dielectric oxide film.

電極箔のCV値を測定したところ、チタンフッ化アンモニウム量が増加するにつれてCV値が大きくなる傾向が見られた。
容量は、室温で、15重量%のアジピン酸アンモニウム水溶液中にて、LCRメータ(アジレントテクノロジー社製;型式4284A)を用いて測定した。
耐圧は、ポテンショガルバノスタット(北斗電工(株)製;型式HZ3000)を用いて測定した。
電極箔の容量は、通常、誘電体酸化皮膜の厚みに反比例するが、本実施の形態1では、チタンフッ化アンモニウムが増え、酸化チタン(TiO)の形成量が多いほど容量が大きくなった。これはチタンフッ化アンモニウム中に含まれるフッ化物イオンが、アルミニウム箔表面に形成されていた誘電体酸化皮膜を一部溶解することで、比誘電率が9程度の酸化アルミニウム皮膜が、アモルファス状態で40程度の比誘電率を持つ酸化チタンに置き換わったためであると考えられる。
When the CV value of the electrode foil was measured, the CV value tended to increase as the amount of ammonium ammonium fluoride increased.
The capacity was measured using a LCR meter (manufactured by Agilent Technologies; Model 4284A) in a 15 wt% ammonium adipate aqueous solution at room temperature.
The pressure resistance was measured using a potentiogalvanostat (manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd .; model HZ3000).
The capacity of the electrode foil is usually inversely proportional to the thickness of the dielectric oxide film. However, in the first embodiment, the amount of titanium ammonium fluoride increases, and the capacity increases as the amount of titanium oxide (TiO 2 ) increases. This is because fluoride ions contained in titanium ammonium fluoride partially dissolve the dielectric oxide film formed on the surface of the aluminum foil, so that an aluminum oxide film having a relative dielectric constant of about 9 is obtained in an amorphous state. This is considered to be because titanium oxide having a relative dielectric constant of a certain degree was replaced.

(実施の形態2)
本実施の形態2では、フルオロ金属錯化合物としてチタンフッ化アンモニウム((NHTiF)を用いて説明する。
実施の形態1と同様の方法により、アルミニウム箔をエッチング処理した後、陽極酸化処理して、表面に誘電体酸化皮膜を有する弁作用金属箔を得た。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, description will be made using ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) as the fluorometal complex compound.
The aluminum foil was etched by the same method as in Embodiment 1, and then anodized to obtain a valve metal foil having a dielectric oxide film on the surface.

チタンフッ化アンモニウム0.05g(実施例4)、0.10g(実施例5)、0.18g(実施例6)を夫々純水100mlに加えて攪拌し、完全に溶解させて水溶液とした。なお、濃度はそれぞれ、0.0025mol/l(実施例4)、0.005mol/l(実施例5)、0.009mol/l(実施例6)であった。
さらにこの水溶液にフッ化物イオン捕捉剤およびpH調整剤としての五ホウ酸アンモニウム八水和物((NHO・5B・8HO)2.6g(実施例4)、5.2g(実施例5)、10.4g(実施例6)を完全に溶解させて水溶液とした。なお、濃度はそれぞれ、0.048mol/l(実施例4)、0.096mol/l(実施例5)、0.192mol/l(実施例6)であった。
得られた実施例4〜6の水溶液をポリスチレン容器に採り、この水溶液中に、表面に誘電体酸化皮膜を有する弁作用金属箔を浸漬し、このまま30℃で2時間放置して、電極箔を得た。
Titanium ammonium fluoride 0.05 g (Example 4), 0.10 g (Example 5), and 0.18 g (Example 6) were added to 100 ml of pure water, stirred, and completely dissolved to obtain an aqueous solution. The concentrations were 0.0025 mol / l (Example 4), 0.005 mol / l (Example 5), and 0.009 mol / l (Example 6), respectively.
Further, 2.6 g of ammonium pentaborate octahydrate ((NH 4 ) 2 O · 5B 2 O 3 · 8H 2 O) as a fluoride ion scavenger and pH adjuster was added to this aqueous solution (Example 4), 5 0.2 g (Example 5) and 10.4 g (Example 6) were completely dissolved to obtain an aqueous solution. The concentrations were 0.048 mol / l (Example 4), 0.096 mol / l (Example 5), and 0.192 mol / l (Example 6), respectively.
The obtained aqueous solutions of Examples 4 to 6 are put in a polystyrene container, and a valve action metal foil having a dielectric oxide film on the surface is immersed in this aqueous solution, and left as it is at 30 ° C. for 2 hours to prepare an electrode foil. Obtained.

実施例4〜6で得られた電極箔を取り出し、その断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、誘電体酸化皮膜の上に金属酸化物(島状の酸化チタン)が形成されていることが認められた。ICPでの分析からチタン量が実測できる。そのチタン量からチタン酸化物量に換算することで電極箔に形成された金属酸化物量を知ることができる。一方、チタン酸化物の結晶構造と、電極箔の実効表面積から電極箔の表面を単原子層が被うのに必要最低限のチタン酸化物量が算出できる。前者の実測値と後者の計算値を比較すると、前者の方が小さいことが分かった。この結果から、金属酸化物皮膜は誘電体酸化皮膜上において島状(部分的)に形成されているものと考えられる。
電極箔のCV値を測定したところ、チタンフッ化アンモニウム量が増加するにつれてCV値が大きくなる傾向が見られた。
容量および耐圧の測定は、実施の形態1においてと同様の方法により行った。
電極箔の容量は、通常、誘電体酸化皮膜の厚みに反比例するが、本実施の形態2では、チタンフッ化アンモニウムが増え、酸化チタン(TiO)の形成量が多いほど容量が大きくなった。これはチタンフッ化アンモニウム中に含まれるフッ化物イオンが、アルミニウム箔表面に形成されていた誘電体酸化皮膜を一部溶解することで、比誘電率が9程度の酸化アルミニウム皮膜が、アモルファス状態で40程度の比誘電率を持つ酸化チタンに置き換わったためであると考えられる。
When the electrode foils obtained in Examples 4 to 6 were taken out and the cross section was observed with a transmission electron microscope, it was found that a metal oxide (island-like titanium oxide) was formed on the dielectric oxide film. It was. The amount of titanium can be measured from analysis by ICP. By converting the amount of titanium to the amount of titanium oxide, the amount of metal oxide formed on the electrode foil can be known. On the other hand, the minimum amount of titanium oxide necessary for the monoatomic layer to cover the surface of the electrode foil can be calculated from the crystal structure of the titanium oxide and the effective surface area of the electrode foil. Comparing the former measured value with the latter calculated value, it was found that the former was smaller. From this result, it is considered that the metal oxide film is formed in an island shape (partial) on the dielectric oxide film.
When the CV value of the electrode foil was measured, the CV value tended to increase as the amount of ammonium ammonium fluoride increased.
The capacitance and breakdown voltage were measured by the same method as in the first embodiment.
The capacity of the electrode foil is usually inversely proportional to the thickness of the dielectric oxide film. However, in the second embodiment, the amount of titanium ammonium fluoride increases and the capacity increases as the amount of titanium oxide (TiO 2 ) increases. This is because fluoride ions contained in titanium ammonium fluoride partially dissolve the dielectric oxide film formed on the surface of the aluminum foil, so that an aluminum oxide film having a relative dielectric constant of about 9 is obtained in an amorphous state. This is considered to be because titanium oxide having a relative dielectric constant of a certain degree was replaced.

(実施の形態3)
本実施の形態3では、フルオロ金属錯化合物としてジルコンフッ化アンモニウム((NHZrF)を用いて説明する。
実施の形態1と同様の方法により、アルミニウム箔をエッチング処理した後、陽極酸化処理して、表面に誘電体酸化皮膜を有する弁作用金属箔を得た。
(Embodiment 3)
In the third embodiment will be described with reference to Jirukonfu' ammonium ((NH 4) 2 ZrF 6 ) as the metal fluoro complex compound.
The aluminum foil was etched by the same method as in Embodiment 1, and then anodized to obtain a valve metal foil having a dielectric oxide film on the surface.

ジルコンフッ化アンモニウム0.01g(実施例7)、0.02g(実施例8)、0.04g(実施例9)を夫々純水100mlに加えて攪拌し、完全に溶解させて水溶液とした。なお、濃度はそれぞれ、0.0005mol/l(実施例7)、0.001mol/l(実施例8)、0.002mol/l(実施例9)であった。
さらにこの水溶液にフッ化物イオン補足剤およびpH調整剤としての四ホウ酸アンモニウム四水和物((NH・4HO)を0.015g(実施例7)、0.03g(実施例8)、0.06g(実施例9)を完全に溶解させて水溶液とした。なお、濃度はそれぞれ、0.0005mol/l(実施例7)、0.001mol/l(実施例8)、0.002mol/l(実施例9)であった。
このようにして得られた実施例7〜9の水溶液をポリスチレン容器に採り、この水溶液中に、表面に誘電体酸化皮膜を有する弁作用金属箔を浸漬し、このまま30℃で2時間放置して、電極箔を得た。
Zircon ammonium fluoride 0.01 g (Example 7), 0.02 g (Example 8) and 0.04 g (Example 9) were added to 100 ml of pure water and stirred, and completely dissolved to obtain an aqueous solution. The concentrations were 0.0005 mol / l (Example 7), 0.001 mol / l (Example 8), and 0.002 mol / l (Example 9), respectively.
Further tetraborate ammonium tetrahydrate as a fluoride ion scavenger and pH adjusting agent to the aqueous solution ((NH 4) 2 B 4 O 7 · 4H 2 O) and 0.015 g (Example 7), 0. 03 g (Example 8) and 0.06 g (Example 9) were completely dissolved to obtain an aqueous solution. The concentrations were 0.0005 mol / l (Example 7), 0.001 mol / l (Example 8), and 0.002 mol / l (Example 9), respectively.
The aqueous solutions of Examples 7 to 9 thus obtained were placed in a polystyrene container, and a valve action metal foil having a dielectric oxide film on the surface was immersed in the aqueous solution, and left at 30 ° C. for 2 hours. An electrode foil was obtained.

実施例7〜9で得られた電極箔を取り出し、その断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、誘電体酸化皮膜の上に金属酸化物の皮膜(酸化ジルコニウム膜)が形成されていることが認められた。当初その皮膜は誘電体酸化皮膜を被っていると思われたが、その後の詳細な分析により島状に形成されている可能性が極めて高いということが明らかになった。ICPでの分析からジルコニア量が実測できる。そのジルコニア量から酸化ジルコニウム量に換算することで電極箔に形成された金属酸化物の量を知ることができる。一方、酸化ジルコニウムの結晶構造と、電極箔の実効表面積から電極箔の表面を単原子層が被うのに必要最低限の酸化ジルコニウム量が算出できる。前者の実測値と後者の計算値を比較すると、前者の方が二桁以上小さいことが分かった。この結果から、金属酸化物皮膜は誘電体酸化皮膜上において島状(部分的)に形成されているものと考えられる。
電極箔のCV値を測定したところ、ジルコンフッ化アンモニウム量が増加するにつれてCV値が大きくなる傾向が見られた。
容量および耐圧の測定は、実施の形態1においてと同様の方法により行った。
電極箔の容量は誘電体酸化皮膜の厚みに反比例するが、本実施の形態3では、ジルコンフッ化アンモニウムが増え、酸化ジルコニア(ZrO)の形成量が多いほど容量が大きくなった。これはジルコンフッ化アンモニウム中に含まれるフッ化物イオンが、アルミニウム箔表面に形成されていた誘電体酸化皮膜を一部溶解することで、比誘電率が9程度の酸化アルミニウム皮膜が、アモルファス状態で20程度の比誘電率を持つ酸化ジルコニウムに置き換わったためであると考えられる。
When the electrode foils obtained in Examples 7 to 9 were taken out and the cross section was observed with a transmission electron microscope, it was found that a metal oxide film (zirconium oxide film) was formed on the dielectric oxide film. It was. Initially, it was thought that the film was covered with a dielectric oxide film, but subsequent detailed analysis revealed that it is very likely that it was formed in an island shape. The amount of zirconia can be measured from analysis by ICP. By converting the amount of zirconia to the amount of zirconium oxide, the amount of metal oxide formed on the electrode foil can be known. On the other hand, the minimum amount of zirconium oxide necessary for the monoatomic layer to cover the surface of the electrode foil can be calculated from the crystal structure of zirconium oxide and the effective surface area of the electrode foil. Comparing the former measured value with the latter calculated value, it was found that the former was smaller by two orders of magnitude or more. From this result, it is considered that the metal oxide film is formed in an island shape (partial) on the dielectric oxide film.
When the CV value of the electrode foil was measured, the CV value tended to increase as the amount of ammonium zircon fluoride increased.
The capacitance and breakdown voltage were measured by the same method as in the first embodiment.
Although the capacity of the electrode foil is inversely proportional to the thickness of the dielectric oxide film, in the third embodiment, the amount of ammonium zircon fluoride increased, and the capacity increased as the amount of zirconia oxide (ZrO 2 ) formed increased. This is because fluoride ions contained in zircon ammonium fluoride partially dissolve the dielectric oxide film formed on the surface of the aluminum foil, so that an aluminum oxide film having a relative dielectric constant of about 9 is obtained in an amorphous state. This is considered to be because it was replaced with zirconium oxide having a relative dielectric constant of a certain degree.

(実施の形態4)
本実施の形態4では、フルオロ金属錯化合物としてジルコンフッ化アンモニウム((NHZrF)を用いて説明する。
実施の形態1と同様の方法により、アルミニウム箔をエッチング処理した後、陽極酸化処理して、表面に誘電体酸化皮膜を有する弁作用金属箔を得た。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment will be described with reference to Jirukonfu' ammonium ((NH 4) 2 ZrF 6 ) as the metal fluoro complex compound.
The aluminum foil was etched by the same method as in Embodiment 1, and then anodized to obtain a valve metal foil having a dielectric oxide film on the surface.

ジルコンフッ化アンモニウム0.06g(実施例10)、0.12g(実施例11)、0.21g(実施例12)を夫々純水100mlに加えて攪拌し、完全に溶解させて水溶液とした。なお、濃度はそれぞれ、0.0025mol/l(実施例10)、0.005mol/l(実施例11)、0.009mol/l(実施例12)であった。
さらにこの水溶液にフッ化物イオン補足剤およびpH調整剤としての五ホウ酸アンモニウム八水和物((NHO・5B・8HO)を2.6g(実施例10)、5.2g(実施例11)、10.4g(実施例12)を完全に溶解させて水溶液とした。なお、濃度はそれぞれ、0.048mol/l(実施例10)、0.096mol/l(実施例11)、0.192mol/l(実施例12)であった。
このようにして得られた実施例10〜12の水溶液をポリスチレン容器に採り、この水溶液中に、表面に誘電体酸化皮膜を有する弁作用金属箔を浸漬し、このまま30℃で2時間放置して、電極箔を得た。
Zircon ammonium fluoride 0.06 g (Example 10), 0.12 g (Example 11), and 0.21 g (Example 12) were added to 100 ml of pure water, stirred, and completely dissolved to obtain an aqueous solution. The concentrations were 0.0025 mol / l (Example 10), 0.005 mol / l (Example 11), and 0.009 mol / l (Example 12), respectively.
Further, 2.6 g of ammonium pentaborate octahydrate ((NH 4 ) 2 O · 5B 2 O 3 · 8H 2 O) as a fluoride ion scavenger and a pH adjuster (Example 10) 5.2 g (Example 11) and 10.4 g (Example 12) were completely dissolved to obtain an aqueous solution. The concentrations were 0.048 mol / l (Example 10), 0.096 mol / l (Example 11), and 0.192 mol / l (Example 12), respectively.
The aqueous solutions of Examples 10 to 12 thus obtained were placed in a polystyrene container, and a valve action metal foil having a dielectric oxide film on the surface was immersed in the aqueous solution, and left at 30 ° C. for 2 hours. An electrode foil was obtained.

実施例10〜12で得られた電極箔を取り出し、その断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、誘電体酸化皮膜の上に金属酸化物(島状の酸化ジルコニウム)が形成されていることが認められた。ICPでの分析からジルコニア量が実測できる。そのジルコニア量から酸化ジルコニウム量に換算することで電極箔に形成された金属酸化物の量を知ることができる。一方、酸化ジルコニウムの結晶構造と、電極箔の実効表面積から電極箔の表面を単原子層が被うのに必要最低限の酸化ジルコニウム量が算出できる。前者の実測値と後者の計算値を比較すると、前者の方が二桁以上小さいことが分かった。この結果から、金属酸化物皮膜は誘電体酸化皮膜上において島状(部分的)に形成されているものと考えられる。
電極箔のCV値を測定したところ、ジルコンフッ化アンモニウム量が増加するにつれてCV値が大きくなる傾向が見られた。
容量および耐圧の測定は、実施の形態1においてと同様の方法により行った。
電極箔の容量は誘電体酸化皮膜の厚みに反比例するが、本実施の形態4では、ジルコンフッ化アンモニウムが増え、酸化ジルコニア(ZrO)の形成量が多いほど容量が大きくなった。これはジルコンフッ化アンモニウム中に含まれるフッ化物イオンが、アルミニウム箔表面に形成されていた誘電体酸化皮膜を一部溶解することで、比誘電率が9程度の酸化アルミニウム皮膜が、アモルファス状態で20程度の比誘電率を持つ酸化ジルコニウムに置き換わったためであると考えられる。
When the electrode foils obtained in Examples 10 to 12 were taken out and the cross section was observed with a transmission electron microscope, it was found that a metal oxide (island-like zirconium oxide) was formed on the dielectric oxide film. It was. The amount of zirconia can be measured from analysis by ICP. By converting the amount of zirconia to the amount of zirconium oxide, the amount of metal oxide formed on the electrode foil can be known. On the other hand, the minimum amount of zirconium oxide necessary for the monoatomic layer to cover the surface of the electrode foil can be calculated from the crystal structure of zirconium oxide and the effective surface area of the electrode foil. Comparing the former measured value with the latter calculated value, it was found that the former was smaller by two orders of magnitude or more. From this result, it is considered that the metal oxide film is formed in an island shape (partial) on the dielectric oxide film.
When the CV value of the electrode foil was measured, the CV value tended to increase as the amount of ammonium zircon fluoride increased.
The capacitance and breakdown voltage were measured by the same method as in the first embodiment.
The capacity of the electrode foil is inversely proportional to the thickness of the dielectric oxide film, but in Embodiment 4, the capacity increased as the amount of zircon ammonium fluoride increased and the amount of zirconia oxide (ZrO 2 ) formed increased. This is because fluoride ions contained in zircon ammonium fluoride partially dissolve the dielectric oxide film formed on the surface of the aluminum foil, so that an aluminum oxide film having a relative dielectric constant of about 9 is obtained in an amorphous state. This is considered to be because it was replaced with zirconium oxide having a relative dielectric constant of a certain degree.

実施の形態1〜4における実施例1〜12の電極箔のCV値、容量および漏れ電流を測定した結果を従来品と比較して表に示す。なお、漏れ電流はポテンショガルバノスタット(北斗電工(株)製;型式HZ3000)を用いて電位掃引を行い、2Vの電流値を読むことにより測定を行った。   The result of having measured the CV value, the capacity | capacitance, and the leakage current of the electrode foil of Examples 1-12 in Embodiment 1-4 is shown in a table | surface compared with a conventional product. The leakage current was measured by performing a potential sweep using a potentiogalvanostat (manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd .; model HZ3000) and reading a current value of 2V.

Figure 0004844973
Figure 0004844973

表1から明らかなように、本実施の形態による電極箔の製造方法は、CV値を最大で1.8倍程度まで増加させることができるものである。
なお、従来品とは実施の形態1〜4と同様に、アルミニウム箔をエッチング処理した後、陽極酸化処理して製造された電極箔のことである。
As is apparent from Table 1, the electrode foil manufacturing method according to the present embodiment can increase the CV value up to about 1.8 times at the maximum.
Note that the conventional product is an electrode foil manufactured by etching an aluminum foil and then anodizing the same as in the first to fourth embodiments.

本発明は、電解コンデンサ用の電極箔を製造する方法等として大変有用なものである。   The present invention is very useful as a method for producing an electrode foil for an electrolytic capacitor.

Claims (17)

弁作用金属箔の表面に形成した誘電体酸化皮膜の表面に金属酸化物を形成する電極箔の製造方法において、前記金属酸化物は、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じる式;
c−+dHO→M+bF+2dH
(式中、Mは、Ti、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Snおよび希土類元素からなる群から選ばれた1種である;a、b、cおよびdは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、およびd>0の関係を満たす。)の反応を利用して形成するようにした電極箔の製造方法。
In the method of manufacturing an electrode foil in which a metal oxide is formed on the surface of the dielectric oxide film formed on the surface of the valve action metal foil, the metal oxide includes a fluoro metal complex compound and / or a metal fluoride in the solution. The formula that results from
M a F b c− + dH 2 O → M a O d + bF + 2dH +
(Wherein M is one selected from the group consisting of Ti, Zr, Si, Nb, Ta, Hf, In, Sn and rare earth elements; a, b, c and d are coefficients, and ma = B−c = 2d, where m is the oxidation number of the metal M and satisfies the relationship of a> 0, b> 0, c ≧ 0, and d> 0)) Manufacturing method.
金属酸化物は、誘電体酸化皮膜の表面に島状に形成するようにした請求項1に記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to claim 1, wherein the metal oxide is formed in an island shape on the surface of the dielectric oxide film. フルオロ金属錯化合物として、チタンフッ化アンモニウム、またはジルコンフッ化アンモニウムのいずれかを用いるようにした請求項1または2に記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to claim 1 or 2, wherein any one of ammonium ammonium fluoride and ammonium zircon fluoride is used as the fluorometal complex compound. 溶液中のチタンフッ化アンモニウム、またはジルコンフッ化アンモニウムの濃度は、0.0005mol/l以上0.01mol/l未満である請求項3に記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to claim 3, wherein the concentration of ammonium titanium fluoride or ammonium zircon fluoride in the solution is 0.0005 mol / l or more and less than 0.01 mol / l. 弁作用金属箔として、アルミニウム箔、タンタル箔、またはニオブ箔のいずれか一つを用いるようにした請求項1〜4のいずれか一つに記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to any one of claims 1 to 4, wherein any one of an aluminum foil, a tantalum foil, and a niobium foil is used as the valve action metal foil. 弁作用金属箔として、プレーン箔、またはエッチド箔のいずれかを用いるようにした請求項1〜5のいずれか一つに記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to any one of claims 1 to 5, wherein either a plain foil or an etched foil is used as the valve action metal foil. 誘電体酸化皮膜を陽極酸化で形成するようにした請求項1〜6のいずれか一つに記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to any one of claims 1 to 6, wherein the dielectric oxide film is formed by anodic oxidation. 誘電体酸化皮膜を陽極酸化で形成する工程において熱処理工程を含むようにした請求項7に記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to claim 7, wherein the step of forming the dielectric oxide film by anodic oxidation includes a heat treatment step. 金属酸化物として、誘電体酸化皮膜よりも比誘電率が大きい金属酸化物を形成するようにした請求項1〜8のいずれか一つに記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to any one of claims 1 to 8, wherein a metal oxide having a relative dielectric constant larger than that of the dielectric oxide film is formed as the metal oxide. 弁作用金属箔の表面に形成された誘電体酸化皮膜を溶解しながら金属酸化物を形成するようにした請求項1〜9のいずれか一つに記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to any one of claims 1 to 9, wherein the metal oxide is formed while dissolving the dielectric oxide film formed on the surface of the valve action metal foil. 溶液中にフッ化物イオン捕捉剤を存在させた請求項1〜10のいずれか一つに記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to any one of claims 1 to 10, wherein a fluoride ion scavenger is present in the solution. フッ化物イオン捕捉剤として、ホウ素含有化合物を用いるようにした請求項11に記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to claim 11, wherein a boron-containing compound is used as the fluoride ion scavenger. ホウ素含有化合物として、ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸の少なくとも一つを用いるようにした請求項12に記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to claim 12, wherein at least one of ammonium borate, boron oxide, and boric acid is used as the boron-containing compound. 溶液をpH調整するようにした請求項1〜13のいずれか一つに記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to any one of claims 1 to 13, wherein the pH of the solution is adjusted. 溶液のpHを7より大きくなるように調整した請求項14に記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to claim 14, wherein the pH of the solution is adjusted to be higher than 7. アンモニア、ヒドラジン、アミン類、塩基性塩、および水酸化物からなる群から選択される少なくとも一つのpH調整剤を用いて溶液のpHを調整する請求項14に記載の電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil according to claim 14, wherein the pH of the solution is adjusted using at least one pH adjuster selected from the group consisting of ammonia, hydrazine, amines, basic salts, and hydroxides. 溶液中に、フッ化物イオン捕捉剤およびpH調整剤として、ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸からなる群から選択される少なくとも一つを用いた請求項1〜16のいずれか一つに記載の電極箔の製造方法。   The solution according to any one of claims 1 to 16, wherein at least one selected from the group consisting of ammonium borate, boron oxide, and boric acid is used as a fluoride ion scavenger and a pH adjuster in the solution. Manufacturing method of electrode foil.
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JP5745788B2 (en) * 2010-06-29 2015-07-08 株式会社神戸製鋼所 Surface-treated aluminum alloy plate and manufacturing method thereof
CN109698071A (en) * 2017-10-24 2019-04-30 王文建 A kind of preparation method and high specific volume capacitor of Fabrication of High Specific Capacitance integrated electrode
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6060709A (en) * 1983-09-13 1985-04-08 ニチコン株式会社 Aluminum electrode for electrolytic condenser
JPH034512A (en) * 1989-06-01 1991-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electrode for capacitor
JP2000340463A (en) * 2000-01-01 2000-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid electrolytic capacitor
JP2005097707A (en) * 2003-09-26 2005-04-14 Techno Kogyo Kk Sealing treatment method for aluminum anodized coating
JP2006041030A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Nippon Steel Corp Electrode foil for capacitor and manufacturing method thereof

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