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JP2010114297A - Multilayer porous electrode foil and method of manufacturing the same, and multilayer solid-state electrolytic capacitor using multilayer porous electrode foil - Google Patents

Multilayer porous electrode foil and method of manufacturing the same, and multilayer solid-state electrolytic capacitor using multilayer porous electrode foil Download PDF

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JP2010114297A
JP2010114297A JP2008286397A JP2008286397A JP2010114297A JP 2010114297 A JP2010114297 A JP 2010114297A JP 2008286397 A JP2008286397 A JP 2008286397A JP 2008286397 A JP2008286397 A JP 2008286397A JP 2010114297 A JP2010114297 A JP 2010114297A
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JP
Japan
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porous electrode
tantalum
niobium
electrode foil
foil
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2008286397A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Osako
敏行 大迫
Tetsushi Komukai
哲史 小向
Isao Ando
勲雄 安東
Yuka Sano
有香 佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide multilayer porous electrode foil suitable for efficient production of a multilayer solid-state electrolytic capacitor which is compact, large in capacity, low in ESR (Equivalent Series Resistance) and thin and to provide a method of manufacturing the same, and to provide the multilayer solid-state electrolytic capacitor using the multilayer porous electrode foil. <P>SOLUTION: Tantalum foil or niobium foil is used as a base (1), and tantalum or niobium and a different-phase component which is not phase-soluble with it are mixed to form a film. A laminate (7) is formed by bringing a plurality of filmed bases (1) and spacers (3) sandwiched between the bases (1) into contact with one another, and after the tantalum or niobium and different-phase component are subjected to grain-growth through a vacuum heat treatment of the laminate, the different-phase component and spacers (3) are selectively etched. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、タンタルまたはニオブを用いた電解コンデンサの電極箔、特に、この電極箔が複数枚積層して構成される積層型固体電解コンデンサの電極箔として好適な積層型多孔質電極箔およびその製造方法、並びにこの積層型多孔質電極箔を用いた積層型固体電解コンデンサに関する。   The present invention relates to an electrode foil of an electrolytic capacitor using tantalum or niobium, in particular, a multilayer porous electrode foil suitable as an electrode foil of a multilayer solid electrolytic capacitor constituted by laminating a plurality of electrode foils, and the production thereof The present invention also relates to a method and a multilayer solid electrolytic capacitor using the multilayer porous electrode foil.

電子機器の小型および高機能化に伴い、CPUの処理速度も年々高速化し、その動作クロック周波数は数GHzに達している。高速化に対応するため、CPU周辺のデカップリングコンデンサに対しては、低ESR(等価直列抵抗)、低ESL(等価直列インダクタンス)、小型大容量(高リップル電流)であることが強く求められるようになっている。また、携帯電話機やノートパソコンなどの薄型化に伴い、コンデンサに対する薄型化の要求も強くなっている。   Along with the downsizing and higher functionality of electronic devices, the processing speed of CPUs has increased year by year, and the operating clock frequency has reached several GHz. In order to cope with higher speeds, decoupling capacitors around the CPU are strongly required to have low ESR (equivalent series resistance), low ESL (equivalent series inductance), and small size and large capacity (high ripple current). It has become. In addition, with the thinning of cellular phones and notebook computers, the demand for thinning capacitors has been increasing.

このような要求を満たすコンデンサとして、表面積の大きいタンタル、ニオブまたはアルミニウムを陽極体に用いて、その表面に陽極酸化で誘電体を形成し、陰極として導電性高分子を形成した固体電解コンデンサが挙げられ、それぞれの特徴を生かして用いられている。   As a capacitor satisfying such requirements, a solid electrolytic capacitor in which tantalum, niobium or aluminum having a large surface area is used as an anode body, a dielectric is formed on the surface thereof by anodic oxidation, and a conductive polymer is formed as a cathode. It is used by taking advantage of each feature.

固体電解コンデンサにおける静電容量の増加とESRの低減という観点からは、薄型の固体電解コンデンサ素子を積層して電気的に接続することが有効である。   From the viewpoint of increasing the capacitance and reducing the ESR of the solid electrolytic capacitor, it is effective to stack and electrically connect thin solid electrolytic capacitor elements.

通常、アルミニウム電解コンデンサでは、交流エッチングで表面積を拡大したエッチングアルミニウム箔が陽極および陰極として用いられる。従来のアルミニウム電解コンデンサは、陽極箔と陰極箔の間にセパレータを挟んで巻いた巻回円筒型であり、製法上、薄型化は困難である。   Usually, in an aluminum electrolytic capacitor, an etched aluminum foil whose surface area is expanded by AC etching is used as an anode and a cathode. A conventional aluminum electrolytic capacitor is a wound cylindrical type in which a separator is sandwiched between an anode foil and a cathode foil, and it is difficult to reduce the thickness in terms of manufacturing method.

これに対して、近年、エッチングアルミニウム箔を陽極酸化し、これに導電性高分子からなる陰極を形成してコンデンサ素子とし、得られたコンデンサ素子を複数枚積層した積層型アルミニウムコンデンサが開発、上市されている。エッチングアルミニウム箔は100μm程度と薄いため、コンデンサ素子を積層しても、薄いコンデンサを作製することが可能である。しかしながら、アルミニウムは誘電率がタンタルやニオブに比べて低いため、電極箔を積層した積層型アルミニウムコンデンサでも、コンデンサの体積当たりの静電容量が、タンタルコンデンサやニオブコンデンサよりも小さくなってしまう。   On the other hand, in recent years, multilayer aluminum capacitors have been developed and marketed, in which an etched aluminum foil is anodized, and a cathode made of a conductive polymer is formed thereon to form a capacitor element, and a plurality of the obtained capacitor elements are laminated. Has been. Since the etched aluminum foil is as thin as about 100 μm, it is possible to produce a thin capacitor even if capacitor elements are stacked. However, since aluminum has a lower dielectric constant than tantalum and niobium, even in a laminated aluminum capacitor in which electrode foils are laminated, the capacitance per volume of the capacitor is smaller than that of a tantalum capacitor or niobium capacitor.

一方、タンタルやニオブを用いた固体電解コンデンサには、通常、粉末をリードワイヤと共に圧粉成型し、高真空化で焼結した多孔質ペレットが、陽極体として用いられている。タンタルやニオブは、誘電率がアルミニウムよりも高く、サブミクロンの微粉末を使用した多孔質体の表面積を利用しているため、体積あたりの静電容量が非常に大きい。一方で、圧粉焼結という製法上、多孔質ペレットの薄型化には限界があり、これを用いたコンデンサの低背化に限界がある。よって、かかる多孔質ペレットを積層した場合には、コンデンサの厚さの増加を招いてしまう。   On the other hand, in a solid electrolytic capacitor using tantalum or niobium, a porous pellet obtained by compacting powder together with a lead wire and sintering at high vacuum is generally used as an anode body. Since tantalum and niobium have a dielectric constant higher than that of aluminum and use the surface area of a porous material using submicron fine powder, the capacitance per volume is very large. On the other hand, there is a limit to reducing the thickness of the porous pellet due to the manufacturing method called powder sintering, and there is a limit to reducing the height of the capacitor using this. Therefore, when such porous pellets are stacked, the thickness of the capacitor is increased.

このような技術的課題を解決するため、圧粉焼結以外に多孔質体を得る方法として、基材上に、タンタルやニオブと、タンタルやニオブと相溶しない異相成分とからなる薄膜を形成して、これを熱処理して、粒成長させた後、異相成分を溶解除去して、タンタルやニオブの多孔質層を形成することを、発明者らは提案している(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば、微細孔が均一に分布し、電解質がより浸透しやすく、薄型化が可能な多孔質層を得ることができるため、従来の多孔質ペレットに対し、コンデンサ素子を積層することで、コンデンサの低背化が可能となる。   To solve these technical problems, a thin film consisting of tantalum or niobium and a heterogeneous component incompatible with tantalum or niobium is formed on the substrate as a method for obtaining a porous body other than powder sintering. The inventors have proposed that after heat treatment and grain growth, the heterogeneous phase components are dissolved and removed to form a porous layer of tantalum or niobium (for example, Patent Document 1). reference). According to this method, since the fine pores are uniformly distributed, the electrolyte is more easily penetrated, and a porous layer that can be thinned can be obtained, the capacitor element is laminated on the conventional porous pellet. Thus, it is possible to reduce the height of the capacitor.

しかしながら、このような積層コンデンサを得るためには、通常、電極箔を切り出して陽極素子とし、得られた陽極素子を個別に陽極酸化し、陰極層(導電性高分子層、グラファイト層、またはAg層)を形成した後、リードフレームへの溶接や導電性接着剤などで、コンデンサ素子同士(陽極部同士および陰極部同士)を電気的および機械的に接続している。   However, in order to obtain such a multilayer capacitor, usually, an electrode foil is cut out to form an anode element, and the obtained anode element is individually anodized to form a cathode layer (conductive polymer layer, graphite layer, or Ag). After the layer is formed, the capacitor elements (anode portions and cathode portions) are electrically and mechanically connected to each other by welding to the lead frame, conductive adhesive, or the like.

このようなコンデンサ素子を個別に作って積層して接合する工程では、製造効率が落ちてしまうほか、コンデンサ素子を積層して接合する工程で、コンデンサ素子に外から応力が加わって、漏れ電流の増加を招くなど、歩留まりの低下を招くという問題点がある。   In the process of making such capacitor elements individually and laminating and joining them, manufacturing efficiency is reduced, and in the process of laminating and joining capacitor elements, stress is applied to the capacitor elements from the outside, and leakage current is reduced. There is a problem that the yield is reduced, for example, an increase.

このような問題点に対し、効率的にコンデンサを作製することを目的とし、電極箔を複数枚積層して陽極体とすることが考えられる。例えば、特許文献2では、アルミニウム箔を積層して、打ち抜き、リードフレームを溶接して接続した積層電極箔が記載されている。   With respect to such problems, it is conceivable to laminate a plurality of electrode foils into an anode body for the purpose of efficiently producing a capacitor. For example, Patent Document 2 describes a laminated electrode foil in which aluminum foils are laminated, punched, and connected by welding lead frames.

しかしながら、かかる積層電極箔の構造をタンタルやニオブを用いた固体電解コンデンサに適用した場合でも、積層電極箔の間に十分な隙間がなく、電極箔同士の接触により、陽極酸化を内部まで均一に行なうことが困難となり、静電容量の減少や漏れ電流の増加を招いてしまう。また、続いて行なわれる陰極形成工程においても、陰極を電極箔内部まで均一に形成することが困難である。   However, even when such a laminated electrode foil structure is applied to a solid electrolytic capacitor using tantalum or niobium, there is no sufficient gap between the laminated electrode foils, and the contact between the electrode foils makes the anodic oxidation uniform to the inside. It becomes difficult to carry out, resulting in a decrease in capacitance and an increase in leakage current. Further, in the subsequent cathode forming step, it is difficult to uniformly form the cathode up to the inside of the electrode foil.

このように、タンタルやニオブを用いた固体電解コンデンサは、小型大容量であるものの、薄型化や積層化に未だ技術的課題が残り、また、コンデンサの生産性という点においても、技術的課題がある。
特開2008−21761号公報 特開昭61−30020号公報
Thus, although solid electrolytic capacitors using tantalum and niobium are small and large in capacity, there are still technical problems in thinning and stacking, and there are technical problems in terms of capacitor productivity. is there.
JP 2008-217161 A JP 61-30020 JP

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、小型大容量であり、低ESRであり、かつ、薄型である積層型固体電解コンデンサを、効率的に作製するのに適した積層型多孔質電極箔およびその製造方法、並びに積層型多孔質電極箔を用いた積層型固体電解コンデンサを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and is suitable for efficiently producing a multilayer solid electrolytic capacitor having a small size, a large capacity, a low ESR, and a thin shape. Another object of the present invention is to provide a laminated porous electrode foil, a method for producing the same, and a laminated solid electrolytic capacitor using the laminated porous electrode foil.

本発明に係る積層型多孔質電極箔は、基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金からなる多孔質層が形成された多孔質電極箔が複数枚積層されており、該多孔質電極箔相互の間に隙間が設けられ、かつ、該多孔質電極同士が電気的に接続されていることを特徴とする。   The multilayer porous electrode foil according to the present invention is obtained by laminating a plurality of porous electrode foils each having a porous layer made of tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy on a base material. A gap is provided between the porous electrode foils, and the porous electrodes are electrically connected to each other.

より具体的には、前記基材が、前記多孔質層が形成されていない未形成部分を有し、該未形成部分同士が相互に溶接され、積層された多孔質電極同士が電気的に接続される。または、前記基材が、前記多孔質層が形成された少なくとも2つの部分と該隣接する形成部分の間にある未形成部分とからなり、該未形成部分の中心部が折り返されて積層されている。前記基材は、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金からなることが好ましい。   More specifically, the base material has unformed portions where the porous layer is not formed, the unformed portions are welded to each other, and the laminated porous electrodes are electrically connected to each other Is done. Alternatively, the base material is composed of at least two portions where the porous layer is formed and an unformed portion between the adjacent formed portions, and the center portion of the unformed portion is folded and laminated. Yes. The substrate is preferably made of tantalum, niobium, a tantalum alloy or a niobium alloy.

前記隙間を10μm以上500μm以下とすることが好ましい。   The gap is preferably 10 μm or more and 500 μm or less.

一方、本発明に係る積層型多孔質電極箔の製造方法は、基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と、これらと相溶しない異相成分とを混合成膜して箔を形成し、該複数の箔の成膜部相互の間にスペーサを挟んだ状態で、該箔同士を圧着させ、かつ、該箔の未成膜部同士を溶接して、積層体を形成し、真空熱処理することによりタンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と異相成分とをそれぞれ粒成長させた後、前記異相成分と前記スペーサを選択的にエッチング除去することを特徴とする。   On the other hand, in the method for producing a laminated porous electrode foil according to the present invention, a foil is prepared by mixing tantalum, niobium, a tantalum alloy or a niobium alloy and a heterophasic component incompatible with these on a substrate. Forming and laminating the foils in a state where the spacers are sandwiched between the film forming parts of the plurality of foils, and welding the non-film forming parts of the foils together to form a laminate. After the grain growth of tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy and the different phase component by heat treatment, the different phase component and the spacer are selectively removed by etching.

または、基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と、これらと相溶しない異相成分とを混合成膜して複列の成膜部を形成し、該隣接する成膜部の間にある未成膜部の中心部を折り返して、該成膜部相互の間にスペーサを挟んだ状態で、該箔同士を圧着させて、積層体を形成し、真空熱処理することによりタンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と異相成分とをそれぞれ粒成長させた後、前記異相成分と前記スペーサを選択的にエッチング除去することを特徴とする。   Alternatively, tantalum, niobium, a tantalum alloy or a niobium alloy and a heterophasic component incompatible with these are mixed to form a double-row film forming unit on the substrate, and the adjacent film forming unit Folding the center of the undeposited part between them, with the spacers sandwiched between the film-deposited parts, the foils are pressure-bonded to form a laminate, and vacuum heat-treated to form tantalum and niobium In addition, the tantalum alloy or niobium alloy and the heterogeneous phase component are grown, and then the heterophasic component and the spacer are selectively removed by etching.

前記スペーサの厚さを10μm以上500μm以下とすることが好ましい。   It is preferable that the thickness of the spacer is 10 μm or more and 500 μm or less.

前記真空熱処理する際に、前記積層体を加圧しながら真空熱処理することが好ましい。   When the vacuum heat treatment is performed, it is preferable to perform the vacuum heat treatment while pressurizing the laminate.

また、前記異相成分が銅であり、かつ、前記スペーサが銅箔であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the heterogeneous component is copper and the spacer is a copper foil.

本発明に係る積層型固体電解コンデンサは、前記本発明に係る積層型多孔質電極箔を用いていることを特徴とする。   The multilayer solid electrolytic capacitor according to the present invention uses the multilayer porous electrode foil according to the present invention.

本発明の積層型多孔質電極箔は、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金を用いているため、エッチングアルミニウム箔に比べて、電解コンデンサの静電容量を大きくすることができる。また、積層された電極箔同士が、該電極箔間に隙間を有した状態で接続されている。このため、積層状態で電極箔内部まで均一に陽極酸化をなすことが可能であり、かつ、電極内部まで適切に陰極を形成することが可能となる。従って、コンデンサ特性に優れた積層型固体電解コンデンサを極めて効率的に作製することができる。   Since the laminated porous electrode foil of the present invention uses tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy, the capacitance of the electrolytic capacitor can be increased as compared with the etched aluminum foil. The laminated electrode foils are connected with a gap between the electrode foils. For this reason, it is possible to perform anodic oxidation uniformly to the inside of the electrode foil in the laminated state, and it is possible to appropriately form the cathode to the inside of the electrode. Therefore, a multilayer solid electrolytic capacitor having excellent capacitor characteristics can be manufactured extremely efficiently.

本発明者らは、タンタルやニオブからなる多孔質電極箔を複数枚積層して接続した積層型多孔質電極箔を、固体電解コンデンサの陽極に用いることで、静電容量が飛躍的に向上し、かつ、固体電解コンデンサを効率的に作製しうることを見出して本発明を完成した。   The inventors of the present invention have dramatically improved the electrostatic capacity by using a laminated porous electrode foil in which a plurality of porous electrode foils made of tantalum or niobium are laminated and connected to an anode of a solid electrolytic capacitor. And the present invention was completed by finding that a solid electrolytic capacitor can be produced efficiently.

本発明の積層型多孔質電極箔は、基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金からなる多孔質層が形成された多孔質電極箔が複数枚積層され、接続されている。タンタルやニオブを使用しているため、アルミニウム箔を用いた場合に比べて、体積当たりの静電容量を大きくすることができる。また、積層された多孔質電極箔同士は電気的に接続されており、かつ、多孔質電極箔間には隙間が形成されている。このため、積層状態で多孔質電極箔の内部まで均一に陽極酸化させ、引き続き陰極を形成してコンデンサ素子とすることができる。従って、コンデンサ素子を個別に作製し、積層して接続する従来の方法に比べ、コンデンサ特性に優れた積層型固体電解コンデンサを効率的に作製することができる。   In the laminated porous electrode foil of the present invention, a plurality of porous electrode foils in which a porous layer made of tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy is formed on a substrate are laminated and connected. Since tantalum or niobium is used, the capacitance per volume can be increased as compared with the case of using an aluminum foil. The laminated porous electrode foils are electrically connected to each other, and a gap is formed between the porous electrode foils. For this reason, it is possible to uniformly anodize the inside of the porous electrode foil in a laminated state and subsequently form a cathode to obtain a capacitor element. Therefore, a multilayer solid electrolytic capacitor having excellent capacitor characteristics can be efficiently manufactured as compared with a conventional method in which capacitor elements are individually manufactured and stacked and connected.

積層された多孔質電極箔間に設けられる隙間は、最低限5μm程度以上あればよいが、10μm以上の隙間であることが好ましい。これは、多孔質電極箔の内部に、陰極となる導電性高分子を効率的に形成するためである。通常、導電性高分子を用いた固体電解コンデンサでは、多孔質電極箔を陽極酸化した後に、内部にポリピロールやポリチオフェンなどが含浸重合されるが、一度の重合で、均一かつ十分な厚さの導電性高分子陰極層を多孔質電極箔の内部に形成することは困難であり、含浸重合を複数回、繰り返す必要がある。一度に形成する導電性高分子陰極層を薄くすると、多孔質電極箔の内部まで導電性高分子層を比較的均一に形成することができるが、生産効率が落ちる。逆に、一度に形成する導電性高分子陰極層を厚くすると、多孔質電極箔の内部まで均一に導電性高分子層を形成することができず、静電容量、損失、およびESRなど、コンデンサの諸特性を満たすことができない。多孔質電極箔間の隙間が10μm未満の場合でも、一度に形成される導電性高分子陰極層を薄くすることで、導電性高分子陰極層を内部まで形成することは可能であるが、10μm以上の隙間を有していることで、導電性高分子陰極層の含浸形成が容易になる。   The gap provided between the laminated porous electrode foils may be at least about 5 μm or more, but is preferably a gap of 10 μm or more. This is because a conductive polymer serving as a cathode is efficiently formed inside the porous electrode foil. Normally, in solid electrolytic capacitors using conductive polymers, after the porous electrode foil is anodized, polypyrrole, polythiophene, etc. are impregnated and polymerized inside. It is difficult to form the conductive polymer cathode layer inside the porous electrode foil, and it is necessary to repeat the impregnation polymerization a plurality of times. When the conductive polymer cathode layer formed at one time is thin, the conductive polymer layer can be formed relatively uniformly up to the inside of the porous electrode foil, but the production efficiency is lowered. On the other hand, if the conductive polymer cathode layer formed at one time is thick, the conductive polymer layer cannot be formed uniformly to the inside of the porous electrode foil, and capacitors such as capacitance, loss, and ESR can be formed. It is not possible to satisfy these characteristics. Even when the gap between the porous electrode foils is less than 10 μm, it is possible to form the conductive polymer cathode layer to the inside by thinning the conductive polymer cathode layer formed at one time. By having the above gap, the conductive polymer cathode layer can be easily impregnated.

一方、隙間は500μm以下とすることが好ましい。隙間が500μmより大きくてもコンデンサ製造工程には影響を与えないが、隙間が大きくなると積層電極箔の厚みが増し、コンデンサの薄型化の観点から好ましくないからである。   On the other hand, the gap is preferably 500 μm or less. Even if the gap is larger than 500 μm, the capacitor manufacturing process is not affected. However, if the gap is increased, the thickness of the laminated electrode foil increases, which is not preferable from the viewpoint of reducing the thickness of the capacitor.

なお、ここでは陰極として導電性高分子を用いる場合に関して説明したが、陰極として二酸化マンガンを形成する場合も同様である。   Although the case where a conductive polymer is used as the cathode has been described here, the same applies to the case where manganese dioxide is formed as the cathode.

タンタル合金およびニオブ合金には、電解コンデンサの誘電体となる陽極酸化皮膜の漏れ電流や熱安定性などを改善するような元素が微量添加されたものがある。添加元素として、具体的にはW、Zr、Ti、Hf、またはAlなどの微量金属元素、従来のタンタルペレットで微量添加されているP、N、またはBなどのドーパントを挙げることができる。また、タンタル−ニオブ合金は、タンタルとニオブの組成比に応じた中間的な特性を示し、これらの合金に含まれることは自明である。   Some tantalum alloys and niobium alloys are added with a trace amount of an element that improves leakage current, thermal stability, and the like of an anodized film serving as a dielectric of an electrolytic capacitor. Specific examples of the additive element include trace metal elements such as W, Zr, Ti, Hf, and Al, and dopants such as P, N, and B that are added in a small amount in a conventional tantalum pellet. In addition, tantalum-niobium alloys exhibit intermediate characteristics according to the composition ratio of tantalum and niobium, and are obviously included in these alloys.

基材としては、タンタル箔またはニオブ箔とすることが好ましいが、アルミニウム箔も用いることができる。タンタル箔やニオブ箔を用いるのは、それ自体が陽極酸化により優れた絶縁性を示す酸化皮膜を形成するからである。   The substrate is preferably a tantalum foil or a niobium foil, but an aluminum foil can also be used. The tantalum foil or niobium foil is used because it forms an oxide film exhibiting excellent insulating properties by anodic oxidation.

本発明の積層型多孔質電極箔の製造方法は、一態様では、[1]基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と、これらと相溶しない異相成分とを混合成膜して箔を形成する工程、[2]該複数の箔の成膜部相互の間にスペーサを挟んだ状態で、該箔同士を圧着させ、かつ、該箔の未成膜部同士を溶接して、積層体を形成する工程、[3]真空熱処理することによりタンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と異相成分とをそれぞれ粒成長させる工程、[4]異相成分とスペーサを選択的にエッチングする工程とに分けられる。   In one aspect of the method for producing a laminated porous electrode foil of the present invention, [1] a tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy and a heterogeneous component incompatible with these are formed on a substrate. Forming a foil, and [2] pressure-bonding the foils in a state where a spacer is sandwiched between the film-forming portions of the plurality of foils, and welding the non-film-forming portions of the foil A step of forming a laminated body, [3] a step of growing grains of tantalum, niobium, a tantalum alloy or a niobium alloy and a different phase component by vacuum heat treatment, and [4] a step of selectively etching the different phase component and the spacer. And divided.

以下、各工程ごとに詳細に説明する。以下では、タンタル箔を基材として、その上にタンタルからなる多孔質層を形成する場合に関して説明するが、基材および多孔質層に他の材料およびその組合せを用いた場合も同様である。図1〜図4に、本発明の一態様に係る積層型多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図および断面図で示す。   Hereinafter, each step will be described in detail. In the following, the case where a porous layer made of tantalum is formed on a tantalum foil as a base material will be described, but the same applies to the case where other materials and combinations thereof are used for the base material and the porous layer. 1 to 4 are a perspective view and a cross-sectional view showing a flow of a method for producing a laminated porous electrode foil according to one embodiment of the present invention.

[1]基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と、これらと相溶しない異相成分とを混合成膜して箔を形成する工程
まず、タンタル箔を基材(1、11)として、タンタルと混じり合わない異相成分とを混合成膜して、成膜部(5、15)と未成膜部(6、16)とからなる箔を形成する。混合成膜する手法としては、種々の手法が考えられるが、タンタルと異相成分の同時スパッタリングまたは同時蒸着法を用いることが好ましい。これらの薄膜形成プロセスにおいては、原子あるいはクラスターレベルで飛来した物質が基材に付着することで薄膜が形成される。このため、タンタルと異相成分がナノオーダーで微細に混合された薄膜を、再現性よく容易に得ることができるため、好ましい。
[1] A step of forming a foil by mixing tantalum, niobium, a tantalum alloy or a niobium alloy and a heterophasic component incompatible with these on the base material. First, a tantalum foil is formed on the base material (1, 11). ) And a heterogeneous component not mixed with tantalum to form a foil including a film-forming part (5, 15) and a non-film-forming part (6, 16). Various methods can be considered as a method of forming a mixed film, but it is preferable to use a simultaneous sputtering or simultaneous vapor deposition method of tantalum and a different phase component. In these thin film formation processes, a thin film is formed by a substance flying at the atomic or cluster level adhering to the substrate. Therefore, a thin film in which tantalum and a different phase component are finely mixed in nano order can be easily obtained with good reproducibility, which is preferable.

成膜時の膜厚は、得ようとする多孔質層の厚さや表面積、すなわち目的とする静電容量を考慮して、任意に調節することができる。同じ成膜条件の場合、成膜面積に対する実際の表面積は、膜厚に比例して増加するため、膜厚を厚くすることによりより大きな静電容量を得ることができる。   The film thickness at the time of film formation can be arbitrarily adjusted in consideration of the thickness and surface area of the porous layer to be obtained, that is, the target capacitance. In the case of the same film formation conditions, the actual surface area relative to the film formation area increases in proportion to the film thickness, so that a larger capacitance can be obtained by increasing the film thickness.

タンタルと混合成膜する異相成分は、体積比で30〜70%の範囲にあることが望ましい。異相成分を選択的に除去し、タンタルからなる多孔質層を得るためには、異相成分とタンタルがそれぞれ構造的につながっている必要がある。異相成分が体積比で30%未満の場合、異相成分の構造的なつながりが悪くなり、引き続き行なわれる選択エッチングの工程で、異相成分が除去されずに、表面積の大きな多孔質構造が得られない。また逆に、異相成分が体積比で70%を超える場合、タンタルの構造的なつながりが悪くなり、得られた多孔質構造の強度が弱くなる。ただし、これはあくまでも目安であり、異相成分の添加量を制限するものではない。成膜方法によって異なる膜の配向の程度や、多孔質層の設計によっては、この範囲外の添加量を採用してもよい。   It is desirable that the heterogeneous component mixed with tantalum is in a range of 30 to 70% by volume. In order to selectively remove the heterogeneous component and obtain a porous layer made of tantalum, the heterophasic component and tantalum must be structurally connected to each other. If the heterogeneous component is less than 30% by volume, the structural linkage of the heterogeneous component is deteriorated, and the subsequent selective etching process does not remove the heterogenous component, resulting in a porous structure having a large surface area. . On the other hand, if the heterogeneous component exceeds 70% by volume, the structural connection of tantalum is deteriorated and the strength of the obtained porous structure is weakened. However, this is only a guide, and does not limit the amount of the heterophasic component added. Depending on the degree of orientation of the film, which differs depending on the film forming method, and the design of the porous layer, an addition amount outside this range may be employed.

成膜時のタンタルと異相成分の組成比は、最終的に得られる多孔質層の空隙率を考慮して決定する。本発明においては、選択的に除去可能な異相成分を用いているため、最終的に得られる多孔質層内部には異相成分は残留しない。従って、異相成分が多いほど、空隙率の大きい多孔質電極箔が得られることになる。異相成分としては、タンタルに実質的に溶解しない金属成分、または、タンタルに対して熱力学的に安定な酸化物などから選択する。金属成分としては、マグネシウムまたはカルシウムのようなアルカリ土類金属のほか、銅または銀などの金属を用いることができる。ただし、経済性、および、成膜や選択エッチングの容易さから、異相成分としては、銅を用いることが好ましい。   The composition ratio between tantalum and the different phase component during film formation is determined in consideration of the porosity of the finally obtained porous layer. In the present invention, since the heterogeneous component that can be selectively removed is used, the heterophasic component does not remain in the finally obtained porous layer. Therefore, a porous electrode foil having a higher porosity can be obtained as the number of different phase components increases. The heterogeneous component is selected from a metal component that does not substantially dissolve in tantalum, an oxide that is thermodynamically stable against tantalum, and the like. As the metal component, an alkaline earth metal such as magnesium or calcium, or a metal such as copper or silver can be used. However, it is preferable to use copper as the heterogeneous component because of economy and ease of film formation and selective etching.

[2]複数の箔の成膜部相互の間にスペーサを挟んだ状態で、箔同士を圧着させ、かつ、箔の未成膜部同士を溶接して、積層体を形成する工程
成膜した複数の基材(1、11)を、相互の成膜部(5、15)と未成膜部(6、16)を位置合わせし、箔の成膜部(5、15)相互の間にスペーサ(3、13)を挟んだ状態で、箔同士を圧着させて積層する。
[2] A process of forming a laminate by pressing the foils together with the spacers interposed between the film forming parts of the plurality of foils and welding the non-film forming parts of the foils. The base film (1, 11) is aligned with the film forming part (5, 15) and the non-film forming part (6, 16), and a spacer ( 3 and 13), and the foils are laminated by pressure bonding.

この場合、積層した基材(1、11)同士を、電気的および機械的に接合するため、基材同士を未成膜部(6、16)で溶接する。溶接方法としては、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接、抵抗溶接など、種々の方法が考えられるが、操作の簡便さから抵抗溶接が好ましい。   In this case, in order to join the laminated base materials (1, 11) to each other electrically and mechanically, the base materials are welded at the non-film-forming portions (6, 16). As a welding method, various methods such as electron beam welding, laser beam welding, and resistance welding can be considered, but resistance welding is preferable from the viewpoint of simplicity of operation.

積層するタイミングとして、成膜後、熱処理後、あるいは、熱処理して選択エッチングをし、多孔質電極箔を得た後も考えられる。しかし、多孔質化した状態でハンドリングすると、箔同士の擦れや、外部応力が加わることにより、多孔質構造にダメージを与えてしまう可能性があるため、好ましくない。   The timing of lamination may be considered after film formation, heat treatment, or after selective etching by heat treatment to obtain a porous electrode foil. However, handling in a porous state is not preferable because it may damage the porous structure due to friction between the foils and external stress.

また、積層した箔の間に均一な隙間がなく、多孔質層の一部が接触すると、陽極酸化が内部まで均一に行なわれなくなったり、続いて行なわれる陰極形成の工程で、導電性高分子層を内部まで形成することが困難となり、コンデンサ特性の低下を招く。   In addition, there is no uniform gap between the laminated foils, and when a part of the porous layer comes into contact, the anodic oxidation cannot be uniformly performed to the inside, or in the subsequent cathode formation process, the conductive polymer It becomes difficult to form the layer to the inside, and the capacitor characteristics are deteriorated.

本発明におけるスペーサ(3、13)は、熱処理、酸洗して最終的に得られる多孔質電極箔間の隙間を確保する役割を担う。スペーサ(3、13)としては、均一な厚さで、平滑であり、かつ、タンタルに実質的に溶解せず、選択的にエッチングできるものを、使用することができる。具体的には、マグネシウム箔、銅箔、または銀箔などを使用することができるが、経済性や、種々の厚さの平滑な箔が容易に入手できるという点から、銅箔を用いることが好ましい。スペーサ(3、13)がない状態で、積層して熱処理した場合、電極箔間の隙間が均一でなくなったり、熱処理によりうねりが生じたり、逆に、積層したタンタル同士の焼結が進行してしまい、異相成分が基材間に閉じ込められて除去できなくなったりしてしまうために好ましくない。   The spacers (3, 13) in the present invention play a role of ensuring a gap between the porous electrode foils finally obtained by heat treatment and pickling. As the spacers (3, 13), those having a uniform thickness, smoothness, substantially not dissolved in tantalum, and can be selectively etched can be used. Specifically, magnesium foil, copper foil, silver foil, or the like can be used, but it is preferable to use copper foil from the viewpoints of economy and that smooth foils of various thicknesses can be easily obtained. . When stacking and heat treatment are performed without the spacers (3, 13), gaps between the electrode foils are not uniform, waviness is caused by the heat treatment, and conversely, sintering of the stacked tantalum proceeds. Therefore, it is not preferable because the heterogeneous component is trapped between the base materials and cannot be removed.

スペーサ(3、13)に用いる銅箔の厚さは、多孔質電極箔間の隙間に応じて、10μm以上500μm以下の間で適宜設定しうる。スペーサ(3、13)として銅箔を挟み、銅箔とタンタル−銅の混合膜を密着させた状態で真空熱処理すると、混合膜の銅と銅箔との間で、焼結が進行する。銅と銅箔は、選択エッチングで完全に除去されるため、このような手法により、多孔質電極箔間に最終的に銅箔の厚さに対応した均一な隙間が形成される。また、銅箔の厚さを変えることで、最終的に得られる積層型多孔質電極箔に、大幅な厚さの増加を招くことなく、かつ、コンデンサ製造工程に応じて必要な隙間を形成することができる。   The thickness of the copper foil used for the spacers (3, 13) can be appropriately set between 10 μm and 500 μm according to the gap between the porous electrode foils. When a copper foil is sandwiched between the spacers (3, 13) and the copper foil and the tantalum-copper mixed film are in close contact with each other, a vacuum heat treatment is performed, and sintering proceeds between the copper and the copper foil of the mixed film. Since copper and copper foil are completely removed by selective etching, a uniform gap corresponding to the thickness of the copper foil is finally formed between the porous electrode foils by such a method. In addition, by changing the thickness of the copper foil, a gap is formed in the finally obtained multilayer porous electrode foil without causing a significant increase in thickness and according to the capacitor manufacturing process. be able to.

[3]真空熱処理することによりタンタルまたはニオブと異相成分とをそれぞれ粒成長させる工程
第2工程で得られた積層体(7、17)を真空中で熱処理することにより、タンタルと異相成分を粒成長させる。粒成長させることにより、タンタルと異相成分のそれぞれが構造的につながり、異相成分を除去することにより、安定した構造の多孔質層を得ることができるようになる。この積層体において、スペーサとタンタル−銅からなる混合膜との間に隙間があると、最終的に得られる多孔質電極箔間の隙間が、設計よりも厚くなってしまう。また、積層体をそのまま熱処理すると、うねりが発生する場合がある。これらを避けるために、積層体を加圧しながら真空熱処理することが好ましく、真空ホットプレスなどで加圧しながら真空熱処理することが効果的である。
[3] Step of growing tantalum or niobium and heterogeneous components by vacuum heat treatment Each of the laminates (7, 17) obtained in the second step is heat-treated in a vacuum to obtain tantalum and heterophasic components as grains. Grow. By grain growth, each of tantalum and the different phase component is structurally connected, and by removing the different phase component, a porous layer having a stable structure can be obtained. In this laminate, if there is a gap between the spacer and the mixed film made of tantalum-copper, the gap between the finally obtained porous electrode foils becomes thicker than designed. Further, when the laminate is heat treated as it is, undulation may occur. In order to avoid these, it is preferable to perform vacuum heat treatment while pressurizing the laminated body, and it is effective to perform vacuum heat treatment while applying pressure by a vacuum hot press or the like.

[4]異相成分とスペーサを選択的にエッチング除去する工程
異相成分とスペーサを選択的にエッチングにより除去する。エッチングの前に、積層体(7、17)を、目的とする形状に切断した後に、切断後の積層体(8、18)についてエッチング処理することが好ましい。これは、切断処理に際して、箔間の隙間に影響が及ぶことを防止するためである。
[4] Step of selectively removing heterogeneous components and spacers The heterophasic components and spacers are selectively removed by etching. Before the etching, it is preferable that the laminated body (7, 17) is cut into a target shape and then the laminated body (8, 18) after the cutting is etched. This is to prevent the gap between the foils from being affected during the cutting process.

タンタルは耐食性があるため、種々の酸およびアルカリを使用することができる。異相成分として銅を使用し、スペーサとして銅箔を使用した場合、硝酸、過酸化水素の他、塩化第二鉄や塩化第二銅の溶液を使用することができる。異相成分を選択的にエッチング除去した後、水洗し、乾燥して、本発明の積層型多孔質電極箔(9、19)が得られる。   Since tantalum has corrosion resistance, various acids and alkalis can be used. When copper is used as the heterogeneous component and copper foil is used as the spacer, a solution of ferric chloride or cupric chloride can be used in addition to nitric acid and hydrogen peroxide. The heterogeneous phase component is selectively removed by etching, then washed with water and dried to obtain the laminated porous electrode foil (9, 19) of the present invention.

図5に、本発明の別態様に係る積層型多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図および断面図で示す。   FIG. 5 is a perspective view and a cross-sectional view showing the flow of the method for manufacturing a laminated porous electrode foil according to another aspect of the present invention.

本態様でも、基材(21)の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と、これらと相溶しない異相成分とを混合成膜して複列に成膜された箔を形成する。より具体的には、図5に示すように、両側に膜が形成される成膜部(25)を形成し、成膜部(25)の間に未成膜部(26)を形成する。なお、この態様は、2層の多孔質電極箔を製造する場合に一般的には適用されるが、固体電解コンデンサの設計許容範囲内において3層以上とすることも可能であり、また、これらをさらに積層させて、相互に電気的に接続させて多層の多孔質電極箔を得てもよい。   Also in this embodiment, a tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy and a heterophasic component incompatible with these are mixed and formed on the base material (21) to form a double-layered foil. More specifically, as shown in FIG. 5, a film forming part (25) in which films are formed on both sides is formed, and a non-film forming part (26) is formed between the film forming parts (25). This aspect is generally applied to the production of a two-layer porous electrode foil, but it is possible to have three or more layers within the allowable range of the design of the solid electrolytic capacitor. May be further laminated and electrically connected to each other to obtain a multilayer porous electrode foil.

その後、図5に示すように、スペーサ(23)を挟んで、基材(21)の未成膜部(26)を折り返して、箔の成膜部(25)同士を位置合わせして、圧着することにより、積層体を形成する。この場合は、基材(21)が連続しており、上下の箔同士は電気的に接続されるため、溶接の工程が不要となる。   Thereafter, as shown in FIG. 5, the non-film-formation part (26) of the base material (21) is folded back with the spacer (23) interposed therebetween, and the film-formation parts (25) of the foil are aligned and pressure-bonded. Thereby, a laminated body is formed. In this case, since the base material (21) is continuous and the upper and lower foils are electrically connected to each other, a welding step is not necessary.

その後の、真空熱処理および選択的エッチングの工程については、前述の態様と同様である。   The subsequent steps of vacuum heat treatment and selective etching are the same as those described above.

この他にも、種々の積層方法および接合方法が考えられるが、最終的に目的とする電極箔の形状および積層数に応じて、それに適した積層方法および接合方法を選択することができる。   In addition to these, various lamination methods and bonding methods are conceivable, but a final lamination method and bonding method suitable for the shape and number of laminations of the target electrode foil can be selected.

以上のようにして得られた積層型多孔質電極箔(9、19、29)は、タンタルまたはニオブを用いているため、エッチングアルミニウム箔に比べて、電解コンデンサの静電容量を大きくすることができる。積層された多孔質電極箔同士は、接合されており、多孔質電極箔間には隙間を有している。このため、積層された状態で多孔質電極箔の内部まで均一に陽極酸化し、引き続き陰極を形成して、コンデンサ素子とすることができる。従って、コンデンサ素子を個別に作製し、積層して接続する従来の方法に比べ、効率的に積層型固体電解コンデンサを作製することができる。   Since the laminated porous electrode foil (9, 19, 29) obtained as described above uses tantalum or niobium, the capacitance of the electrolytic capacitor can be increased compared to the etched aluminum foil. it can. The laminated porous electrode foils are joined together, and there is a gap between the porous electrode foils. For this reason, it is possible to obtain a capacitor element by uniformly anodizing the inside of the porous electrode foil in the laminated state and subsequently forming the cathode. Therefore, a multilayer solid electrolytic capacitor can be efficiently manufactured as compared with a conventional method in which capacitor elements are individually manufactured and stacked and connected.

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

(実施例1)
図3および4に、本実施例の積層型多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図および断面図で示す。
Example 1
3 and 4 are a perspective view and a cross-sectional view showing the flow of the manufacturing method of the laminated porous electrode foil of this example.

スパッタリングターゲットとして純度99.99%のタンタルターゲットおよび銅ターゲット(いずれも高純度化学株式会社製)と、基材(11)として幅50mm、長さ110mm、厚さ50μmのタンタル箔(東京電解株式会社製)とを、多元スパッタ装置(株式会社アルバック製、SBH−2206RDE)に用い、1.0PaのAr雰囲気中、所定の投入電力比で、タンタルターゲットおよび銅ターゲットを同時にスパッタリングし、基材(11)の上にTa−60vol%Cuからなる成膜部(15)を厚さ10μmで成膜した。成膜時には、基材(11)の一方の面にメタルマスク(図示せず)を付けて、基材(11)の長手方向に伸びる幅10mmの成膜部(15)と幅5mmの未成膜部(16)とが交互に並ぶ成膜パターンを形成した。その後、基材(11)を裏返し、他方の面にも同様の成膜パターンで、Ta−60vol%Cuからなる成膜部(15)を厚さ10μmで成膜し、両面を成膜した基材(11)を得た。1枚の基材(11)には、その長手方向に列状に伸長する3列の成膜部(15)が形成されていることになる。   As a sputtering target, a tantalum target having a purity of 99.99% and a copper target (both manufactured by High Purity Chemical Co., Ltd.) and a tantalum foil having a width of 50 mm, a length of 110 mm, and a thickness of 50 μm as a substrate (11) (Tokyo Electrolytic Co., Ltd.) And a tantalum target and a copper target are simultaneously sputtered at a predetermined input power ratio in an Ar atmosphere of 1.0 Pa, using a multi-source sputtering apparatus (manufactured by ULVAC, Inc., SBH-2206RDE). The film-forming part (15) which consists of Ta-60vol% Cu was formed into a film in thickness of 10 micrometers. At the time of film formation, a metal mask (not shown) is attached to one surface of the base material (11), and a film forming portion (15) having a width of 10 mm extending in the longitudinal direction of the base material (11) and an unformed film having a width of 5 mm. A film forming pattern in which the portions (16) are alternately arranged was formed. Thereafter, the base material (11) was turned over, and a film forming portion (15) made of Ta-60 vol% Cu was formed to a thickness of 10 μm with the same film formation pattern on the other surface, and both sides were formed into a film. Material (11) was obtained. A single substrate (11) is formed with three rows of film forming portions (15) extending in a row in the longitudinal direction.

両面を成膜した基材(11)4枚の間のそれぞれに、基材(11)の成膜部(15)のみと密着するように、幅10mm、長さ110mm、厚さ18μmの圧延銅箔(住友金属鉱山伸銅株式会社製)(13)3枚を位置あわせして配置し、これらを圧着し、積層させた。   Rolled copper having a width of 10 mm, a length of 110 mm, and a thickness of 18 μm so that only the film forming part (15) of the base material (11) is in close contact with each of the four base materials (11) having both surfaces formed. Three foils (made by Sumitomo Metal Mining Shindoh Co., Ltd.) (13) were aligned and placed, and these were pressed and laminated.

その後、未成膜部(16)同士を、蓄電式抵抗溶接機(日本アビオニクス株式会社製、NRW100A/NT−100A)で溶接することにより接合し、積層体(17)を形成した。   Then, the non-film-forming parts (16) were joined together by welding with a storage type resistance welding machine (manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd., NRW100A / NT-100A) to form a laminate (17).

得られた積層体(17)を、厚さ50mmの銅板(図示せず)で挟み、真空ホットプレス装置(大亜真空株式会社製)中、雰囲気3.0×10-3Pa以下、面圧0.49MPa(5kgf/cm2)、715℃×1hrの条件で、熱処理を行った。熱処理後の積層体(17)の厚さをノギスで測定したところ、0.4mmであり、大きな反りも見られなかった。 The obtained laminate (17) is sandwiched between copper plates (not shown) having a thickness of 50 mm, and the atmosphere is 3.0 × 10 −3 Pa or less in a vacuum hot press apparatus (manufactured by Daia Vacuum Co., Ltd.) Heat treatment was performed under the conditions of 0.49 MPa (5 kgf / cm 2 ) and 715 ° C. × 1 hr. When the thickness of the laminate (17) after the heat treatment was measured with a caliper, it was 0.4 mm, and no large warp was observed.

熱処理後の積層体(17)から、10mm角の成膜部(15)と3mm幅の未成膜部(16)を含むように、13×10mmの短冊状に切り出した。その後、2.3mol/Lの硝酸に2時間、投入し、銅箔および銅を溶解し、水洗し、乾燥して、積層型多孔質電極箔(19)を得た。   The heat-treated laminate (17) was cut into a strip of 13 × 10 mm so as to include a 10 mm square film forming part (15) and a 3 mm wide non-film forming part (16). Thereafter, it was poured into 2.3 mol / L nitric acid for 2 hours to dissolve the copper foil and copper, washed with water, and dried to obtain a laminated porous electrode foil (19).

得られた積層型多孔質電極箔(19)を化学分析した結果、残留している銅量は0.1質量%以下であり、銅箔および銅は、ほぼ全量、除去されていることが確認された。   As a result of chemical analysis of the obtained laminated porous electrode foil (19), it was confirmed that the amount of remaining copper was 0.1% by mass or less, and almost all of the copper foil and copper were removed. It was done.

また、得られた積層型多孔質電極箔(19)の未成膜部(16)に、φ0.3mmのニオブワイヤ(東京電解株式会社製)を抵抗溶接し、80℃、0.6vol%のリン酸水溶液中で、10V、6時間の化成処理を行い、表面に陽極酸化皮膜を形成した。その後、30質量%の硫酸水溶液中に浸漬し、白金黒付き白金箔電極を対極としてLCRメーター(アジレントテクノロジ製、4263B)を用い、120Hz、DC1.5V、1.0Vrmsの条件で、静電容量を測定した。また、超高抵抗/微小電流計(アドバンテスト製、R8340)を用い、7Vを印加して、5min後の漏れ電流を測定した。測定した漏れ電流(nA)を、静電容量(μF)と漏れ電流測定時の印加電圧(Vm)で割り、LC(nA/μFVm)を求めた。測定結果を表1に示す。   In addition, a niobium wire (manufactured by Tokyo Electrolytic Co., Ltd.) having a diameter of 0.3 mm was resistance-welded to the non-deposited portion (16) of the obtained laminated porous electrode foil (19), and phosphoric acid at 80 ° C. and 0.6 vol% In an aqueous solution, a chemical conversion treatment was performed at 10 V for 6 hours to form an anodized film on the surface. Thereafter, the sample was immersed in a 30% by mass sulfuric acid aqueous solution, and the capacitance was 120 Hz, 1.5 VDC, 1.0 Vrms using an LCR meter (manufactured by Agilent Technologies, 4263B) with a platinum foil electrode with platinum black as a counter electrode. Was measured. Further, using an ultrahigh resistance / microammeter (manufactured by Advantest, R8340), 7 V was applied and the leakage current after 5 minutes was measured. The measured leakage current (nA) was divided by the capacitance (μF) and the applied voltage (Vm) at the time of leakage current measurement to obtain LC (nA / μFVm). The measurement results are shown in Table 1.

(実施例2)
図5に、本実施例の積層型多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図および断面図で示す。
(Example 2)
In FIG. 5, the flow of the manufacturing method of the lamination type porous electrode foil of a present Example is shown with a perspective view and sectional drawing.

実施例1と同様に、Ta−60vol%Cuからなる成膜部(25)を厚さ10μmで、両面を成膜した基材(21)を得た後、幅10mmの成膜部(25)2列と、その間に、幅5mmの未成膜部(26)を含むように、切り出した。その後、成膜部(25)と両面が密着するように、幅10mm、長さ110mm、厚さ18μmの圧延銅箔(住友金属鉱山伸銅株式会社製)(23)1枚を位置あわせして挟んで折り返した。その後、面圧0.98MPa(10kgf/cm2)でハンドプレスして、積層体(27)を形成した。 In the same manner as in Example 1, after obtaining a base material (21) having a film forming part (25) made of Ta-60 vol% Cu having a thickness of 10 μm and on both surfaces, a film forming part (25) having a width of 10 mm. Two rows were cut out so as to include an undeposited portion (26) having a width of 5 mm therebetween. Thereafter, one rolled copper foil (manufactured by Sumitomo Metal Mining Shindoh Co., Ltd.) (23) having a width of 10 mm, a length of 110 mm, and a thickness of 18 μm is aligned so that both sides of the film forming part (25) are in close contact with each other. It was folded and pinched. Then, it hand-pressed by the surface pressure of 0.98 MPa (10 kgf / cm < 2 >), and the laminated body (27) was formed.

得られた積層体(27)を、実施例1と同様の条件で真空熱処理した。熱処理後の積層体(27)の厚さをノギスで測定したところ、0.2mmであり、大きな反りも見られなかった。熱処理後の積層体(27)から、幅10mmで切り出して、12.5×10mmの短冊状にした後、実施例1と同様に酸洗し、水洗し、乾燥して、積層型多孔質電極箔(29)を得た。   The obtained laminate (27) was vacuum heat-treated under the same conditions as in Example 1. When the thickness of the laminate (27) after the heat treatment was measured with a caliper, it was 0.2 mm, and no large warp was observed. After the heat-treated laminate (27) was cut out to a width of 10 mm and formed into a strip of 12.5 × 10 mm, it was pickled, washed with water and dried in the same manner as in Example 1 to obtain a laminated porous electrode. A foil (29) was obtained.

得られた積層型多孔質電極箔(29)について、実施例1と同様に陽極酸化して、静電容量と漏れ電流を測定した。結果を表1に示す。   The obtained laminated porous electrode foil (29) was anodized in the same manner as in Example 1, and the capacitance and leakage current were measured. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
図3および4に、本実施例の積層型多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図および断面図で示す。
(Example 3)
3 and 4 are a perspective view and a cross-sectional view showing the flow of the manufacturing method of the laminated porous electrode foil of this example.

スパッタリングターゲットとして純度99.9%のニオブターゲット(東京電解株式会社製)、および純度99.99%の銅ターゲット(高純度化学株式会社製)と、基材(11)として幅50mm、長さ110mm、厚さ50μmのニオブ箔(東京電解株式会社製)とを、多元スパッタ装置(株式会社アルバック製、SBH−2206RDE)を用い、1.0PaのAr雰囲気中、所定の投入電力比で、ニオブターゲットおよび銅ターゲットを同時にスパッタリングし、基材(11)の上にNb−60vol%Cuからなる成膜部(15)を厚さ10μmで成膜した。成膜時には、基材(11)の一方の面にメタルマスク(図示せず)を付けて、基材(11)の長手方向に伸びる幅10mmの成膜部(15)と幅5mmの未成膜部(16)とが交互に並ぶ成膜パターンを形成した。その後、基材(11)を裏返し、他方の面にも同様の成膜パターンで、Nb−60vol%Cuからなる成膜部(15)を厚さ10μmで成膜し、両面を成膜した基材(11)を得た。   Niobium target having a purity of 99.9% (manufactured by Tokyo Electrolytic Co., Ltd.) as a sputtering target and a copper target having a purity of 99.99% (manufactured by Koyo Chemical Co., Ltd.) and a substrate (11) having a width of 50 mm and a length of 110 mm A niobium target having a predetermined input power ratio in a 1.0 Pa Ar atmosphere using a multi-layer sputtering apparatus (SBH-2206RDE, manufactured by ULVAC, Inc.) with a 50 μm thick niobium foil (manufactured by Tokyo Electrolytic Co., Ltd.) And a copper target were simultaneously sputtered to form a film forming part (15) made of Nb-60 vol% Cu on the base material (11) with a thickness of 10 μm. At the time of film formation, a metal mask (not shown) is attached to one surface of the base material (11), and a film forming portion (15) having a width of 10 mm extending in the longitudinal direction of the base material (11) and an unformed film having a width of 5 mm. A film forming pattern in which the portions (16) are alternately arranged was formed. Thereafter, the base material (11) was turned over, and the film formation part (15) made of Nb-60 vol% Cu was formed in a thickness of 10 μm with the same film formation pattern on the other surface, and both sides were formed into a film. Material (11) was obtained.

両面を成膜した基材(11)4枚の間のそれぞれに、基材(11)の成膜部(15)のみと密着するように、幅10mm、長さ110mm、厚さ18μmの圧延銅箔(住友金属鉱山伸銅株式会社製)(13)3枚を位置あわせして配置することにより、積層した。その後、未成膜部(16)同士を、蓄電式抵抗溶接機(日本アビオニクス株式会社製、NRW100A/NT−100A)で溶接することにより接合し、積層体(17)を形成した。   Rolled copper having a width of 10 mm, a length of 110 mm, and a thickness of 18 μm so that only the film forming part (15) of the base material (11) is in close contact with each of the four base materials (11) having both surfaces formed. It laminated | stacked by aligning and arrange | positioning three foil (made by Sumitomo Metal Mining Shindoh Co., Ltd.) (13). Then, the non-film-forming parts (16) were joined together by welding with a storage type resistance welding machine (manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd., NRW100A / NT-100A) to form a laminate (17).

得られた積層体(17)を、厚さ50mmの銅板(図示せず)で挟み、真空ホットプレス装置(大亜真空株式会社製)中、雰囲気3.0×10-3Pa以下、面圧0.49MPa(5kgf/cm2)、715℃×1hrの条件で、熱処理を行った。熱処理後の積層体(17)の厚さをノギスで測定したところ、0.4mmであり、大きな反りも見られなかった。熱処理後の積層体(17)から、10mm角の成膜部(15)と3mm幅の未成膜部(16)を含むように、13×10mmの短冊状に切り出した。その後、2.3mol/Lの硝酸に2時間、投入し、銅箔および銅を溶解し、水洗し、乾燥して、積層型多孔質電極箔(19)を得た。 The obtained laminate (17) is sandwiched between copper plates (not shown) having a thickness of 50 mm, and the atmosphere is 3.0 × 10 −3 Pa or less in a vacuum hot press apparatus (manufactured by Daia Vacuum Co., Ltd.) Heat treatment was performed under the conditions of 0.49 MPa (5 kgf / cm 2 ) and 715 ° C. × 1 hr. When the thickness of the laminate (17) after the heat treatment was measured with a caliper, it was 0.4 mm, and no large warp was observed. The heat-treated laminate (17) was cut into a strip of 13 × 10 mm so as to include a 10 mm square film forming part (15) and a 3 mm wide non-film forming part (16). Thereafter, it was poured into 2.3 mol / L nitric acid for 2 hours to dissolve the copper foil and copper, washed with water, and dried to obtain a laminated porous electrode foil (19).

得られた積層型多孔質電極箔(19)を化学分析した結果、残留している銅量は0.1質量%以下であり、銅箔および銅は、ほぼ全量、除去されていることが確認された。   As a result of chemical analysis of the obtained laminated porous electrode foil (19), it was confirmed that the amount of remaining copper was 0.1% by mass or less, and almost all of the copper foil and copper were removed. It was done.

その後、実施例1と同様に陽極酸化して、静電容量と漏れ電流を測定した。結果を表1に示す。   Then, it anodized similarly to Example 1 and measured the electrostatic capacitance and the leakage current. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
図6に、本比較例の単層多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図で示す。
(Comparative Example 1)
In FIG. 6, the flow of the manufacturing method of the single layer porous electrode foil of this comparative example is shown with a perspective view.

実施例1と同様にして、Ta−60vol%Cuからなる成膜部(35)を厚さ10μmで、両面を成膜した基材(31)を得た後、高温真空炉中、3.0×10-3Pa以下で、715℃×1hrの熱処理を行った。 In the same manner as in Example 1, after obtaining a base material (31) having a film-forming part (35) made of Ta-60 vol% Cu having a thickness of 10 μm and having both surfaces formed, A heat treatment of 715 ° C. × 1 hr was performed at × 10 −3 Pa or less.

熱処理後に、10mm角の成膜部(35)と3mm幅の未成膜部(36)を含むように、13×10mmの短冊状に切り出した。その後、2.3mol/Lの硝酸に2時間、投入し、銅を溶解し、水洗し、乾燥して、単層多孔質電極箔(38)を得た。   After the heat treatment, the film was cut into a strip of 13 × 10 mm so as to include a 10 mm square film forming part (35) and a 3 mm wide non-film forming part (36). Then, it was poured into 2.3 mol / L nitric acid for 2 hours to dissolve copper, washed with water, and dried to obtain a single layer porous electrode foil (38).

その後、実施例1と同様に陽極酸化して、静電容量と漏れ電流を測定した。結果を表1に示す。   Then, it anodized similarly to Example 1 and measured the electrostatic capacitance and the leakage current. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
図6に、本比較例の単層多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図で示す。
(Comparative Example 2)
In FIG. 6, the flow of the manufacturing method of the single layer porous electrode foil of this comparative example is shown with a perspective view.

実施例3と同様にして、Nb−60vol%Cuからなる成膜部(35)を厚さ10μmで、両面を成膜した基材(31)を得た後、高温真空炉中、3.0×10-3Pa以下で、715℃×1hrの熱処理を行った。 In the same manner as in Example 3, after obtaining a base material (31) having a film forming part (35) made of Nb-60 vol% Cu having a thickness of 10 μm and having both surfaces formed, it was subjected to 3.0 in a high-temperature vacuum furnace. A heat treatment of 715 ° C. × 1 hr was performed at × 10 −3 Pa or less.

熱処理後に、10mm角の成膜部(35)と3mm幅の未成膜部(36)を含むように、13×10mmの短冊状に切り出した。その後、2.3mol/Lの硝酸に2時間、投入し、銅を溶解し、水洗し、乾燥して、単層多孔質電極箔(38)を得た。   After the heat treatment, the film was cut into a strip of 13 × 10 mm so as to include a 10 mm square film forming part (35) and a 3 mm wide non-film forming part (36). Then, it was poured into 2.3 mol / L nitric acid for 2 hours to dissolve copper, washed with water, and dried to obtain a single layer porous electrode foil (38).

その後、実施例1と同様に陽極酸化して、静電容量と漏れ電流を測定した。結果を表1に示す。   Then, it anodized similarly to Example 1 and measured the electrostatic capacitance and the leakage current. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
図7に、本比較例の積層型多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図で示す。
(Comparative Example 3)
In FIG. 7, the flow of the manufacturing method of the lamination type porous electrode foil of this comparative example is shown with a perspective view.

実施例1と同様に、Ta−60vol%Cuからなる成膜部(45)を厚さ10μmで、両面を成膜した基材(41)を得た後、幅10mmの成膜部(45)2列と、その間に、幅5mmの未成膜部(46)を含むように、切り出した。その後、折り返し、面圧0.98MPa(10kgf/cm2)でハンドプレスして、積層体(47)を形成した。 In the same manner as in Example 1, after obtaining a base material (41) having a film forming portion (45) made of Ta-60 vol% Cu having a thickness of 10 μm and both surfaces formed, a film forming portion (45) having a width of 10 mm. Two rows were cut out so as to include an undeposited portion (46) having a width of 5 mm therebetween. Thereafter, the laminate was folded back and hand pressed at a surface pressure of 0.98 MPa (10 kgf / cm 2 ) to form a laminate (47).

得られた積層体(47)を、実施例1と同様の条件で真空熱処理した。熱処理後の積層体(47)から、幅10mmで切り出して、12.5×10mmの短冊状にした後、実施例1と同様に酸洗し、水洗し、乾燥した。   The obtained laminate (47) was vacuum heat-treated under the same conditions as in Example 1. The laminate (47) after the heat treatment was cut out with a width of 10 mm to form a strip of 12.5 × 10 mm, and then pickled, washed with water and dried in the same manner as in Example 1.

得られた試料(49)を化学分析した結果、残留している銅量は2.1質量%であり、スパッタで付着した銅量から逆算すると、スパッタで付着した銅の約30%が、溶解除去できずに電極箔間に残留していることが分かった。そのため、本比較例では、積層多孔質電極箔を作製することができなかった。   As a result of chemical analysis of the obtained sample (49), the amount of copper remaining was 2.1% by mass. When calculated backward from the amount of copper deposited by sputtering, about 30% of the copper deposited by sputtering was dissolved. It was found that they could not be removed and remained between the electrode foils. Therefore, in this comparative example, it was not possible to produce a laminated porous electrode foil.

(比較例4)
図8に、本比較例の積層型多孔質電極箔の製造方法のフローを斜視図で示す。
(Comparative Example 4)
In FIG. 8, the flow of the manufacturing method of the laminated porous electrode foil of this comparative example is shown with a perspective view.

比較例1で得られた単層多孔質電極箔(38)、4枚を、積層した。その後、未成膜部分(36)同士を、蓄電式抵抗溶接機(日本アビオニクス株式会社製、NRW100A/NT−100A)で溶接することにより接合し、積層型多孔質電極箔(39)を形成した。得られた積層型多孔質電極箔(39)の厚さをノギスで測定したところ、0.35mmであった。   Four single layer porous electrode foils (38) obtained in Comparative Example 1 were laminated. Thereafter, the non-film-formed portions (36) were joined together by welding with a storage resistance welding machine (NRW 100A / NT-100A, manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.) to form a laminated porous electrode foil (39). It was 0.35 mm when the thickness of the obtained laminated porous electrode foil (39) was measured with calipers.

得られた積層型多孔質電極箔(39)について、実施例1と同様に陽極酸化して、静電容量と漏れ電流を測定した。結果を表1に示す。   The obtained laminated porous electrode foil (39) was anodized in the same manner as in Example 1, and the capacitance and leakage current were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例5)
厚さ約30μmである基材と、基材の両面でそれぞれ厚さ約40μmであるエッチング層とからなり、全体の厚さが110μmである交流エッチングアルミニウム箔を、10×10mmに切り出した。
(Comparative Example 5)
An AC-etched aluminum foil consisting of a base material having a thickness of about 30 μm and an etching layer having a thickness of about 40 μm on each side of the base material and having an overall thickness of 110 μm was cut out to 10 × 10 mm.

これに、φ0.3mmのニオブワイヤ(東京電解株式会社製)を抵抗溶接し、80℃、導電率5mS/cmのほう酸アンモニウム水溶液中で、10V、6時間の化成処理を行い、表面に陽極酸化皮膜を形成した。その後、30質量%の硫酸水溶液中に浸漬し、白金黒付き白金箔電極を対極としてLCRメーター(アジレントテクノロジ製、4263B)を用い、120Hz、DC1.5V、1.0Vrmsの条件で、静電容量を測定した。測定結果を表1に示す。   A 0.3 mm niobium wire (manufactured by Tokyo Electrolytic Co., Ltd.) was resistance-welded to this, and subjected to a chemical conversion treatment at 80 ° C. in an aqueous ammonium borate solution having a conductivity of 5 mS / cm for 10 V for 6 hours. Formed. Thereafter, the sample was immersed in a 30% by mass sulfuric acid aqueous solution, and the capacitance was 120 Hz, 1.5 VDC, 1.0 Vrms using an LCR meter (manufactured by Agilent Technologies, 4263B) with a platinum foil electrode with platinum black as a counter electrode. Was measured. The measurement results are shown in Table 1.

(比較例6)
厚さ約30μmである基材と、基材の両面でそれぞれ厚さ約40μmであるエッチング層とからなり、全体の厚さが110μmである交流エッチングアルミニウム箔を、4枚積層し、端部を抵抗溶接で接合し、10×10mmに切り出した。得られた積層体の厚さをノギスで測定したところ、0.5mmであった。
(Comparative Example 6)
4 sheets of AC-etched aluminum foil each having a total thickness of 110 μm, which is composed of a base material having a thickness of about 30 μm and an etching layer having a thickness of about 40 μm on both sides of the base material. It joined by resistance welding and cut out to 10x10 mm. It was 0.5 mm when the thickness of the obtained laminated body was measured with calipers.

これに、φ0.3mmのニオブワイヤ(東京電解株式会社製)を抵抗溶接し、80℃、導電率5mS/cmのほう酸アンモニウム水溶液中で、10V、6時間の化成処理を行い、表面に陽極酸化皮膜を形成した。その後、30℃、30質量%の硫酸水溶液中に浸漬し、白金黒付き白金箔電極を対極としてLCRメーター(アジレントテクノロジ製、4263B)を用い、120Hz、DC1.5V、1.0Vrmsの条件で、静電容量を測定した。測定結果を表1に示す。

Figure 2010114297
A 0.3 mm niobium wire (manufactured by Tokyo Electrolytic Co., Ltd.) was resistance-welded to this, and subjected to a chemical conversion treatment at 80 ° C. in an aqueous ammonium borate solution having a conductivity of 5 mS / cm for 10 V for 6 hours. Formed. Thereafter, it was immersed in a 30% by mass sulfuric acid aqueous solution at 30 ° C., and a platinum foil electrode with platinum black was used as a counter electrode, using an LCR meter (manufactured by Agilent Technologies, 4263B) under the conditions of 120 Hz, DC 1.5 V, 1.0 Vrms Capacitance was measured. The measurement results are shown in Table 1.
Figure 2010114297

本発明の実施例1〜3の積層型多孔質電極箔は、材質としてタンタルおよびニオブを使用しており、電極面積当たりの容量、および電極体積当たりの容量が大きい。また、実施例1〜3の積層型多孔質電極箔と、比較例1および2の単層多孔質電極箔とを比較すると、電極面積当たりの容量は、積層数にほぼ比例しており、漏れ電流の値は、ほぼ同等である。従って、単層電極箔を積層した時に、期待されるとおりの特性が得られていることが分かる。これは、多孔質電極箔の間に均一な隙間を有しており、積層された多孔質電極箔の内部まで均一な陽極酸化が行なわれていることを示している。   The laminated porous electrode foils of Examples 1 to 3 of the present invention use tantalum and niobium as materials, and have a large capacity per electrode area and a large capacity per electrode volume. Further, when the laminated porous electrode foils of Examples 1 to 3 and the single-layer porous electrode foils of Comparative Examples 1 and 2 were compared, the capacity per electrode area was almost proportional to the number of laminated layers, and leakage The current values are almost the same. Therefore, it can be seen that the expected characteristics are obtained when the single-layer electrode foils are laminated. This indicates that there is a uniform gap between the porous electrode foils, and uniform anodic oxidation is performed to the inside of the laminated porous electrode foils.

これに対し、スペーサを使用しなかった比較例3においては、銅箔を溶かし切れずに、積層型多孔質電極箔を得ることができなかった。   On the other hand, in Comparative Example 3 in which no spacer was used, the laminated porous electrode foil could not be obtained without completely melting the copper foil.

また、多孔質化してから積層した比較例4においては、積層数から期待される電極面積当たりの容量が小さく、また漏れ電流も大きくなっている。これは、多孔質化してから積層化したために、多孔質電極箔同士が接触している部分が存在して、陽極酸化が内部まで均一に行なわれていないこと、ハンドリングのこすれや、積層時または溶接時の外部応力などにより、多孔質層がダメージを受けたことなどが、原因として考えられる。   Further, in Comparative Example 4 laminated after being made porous, the capacity per electrode area expected from the number of laminated layers is small, and the leakage current is also large. This is because the porous electrode foils are in contact with each other because they are made porous, so that the anodization is not uniformly performed to the inside, rubbing of handling, A possible cause is that the porous layer was damaged by external stress during welding.

比較例5は、アルミニウム箔単層のため、電極面積当たりの容量および電極体積当たりの容量が小さい。比較例6においては、比較例4と同様、積層数から期待される容量が得られていない。これは、比較例4と同様の理由からと考えられる。   Since the comparative example 5 is an aluminum foil single layer, the capacity | capacitance per electrode area and the capacity | capacitance per electrode volume are small. In Comparative Example 6, as in Comparative Example 4, the capacity expected from the number of layers was not obtained. This is considered for the same reason as in Comparative Example 4.

以上、説明したように、本発明の積層型多孔質電極箔は、タンタルまたはニオブを用いているため、エッチングアルミニウム箔に比べて電解コンデンサの静電容量を大きくすることができる。また、積層された多孔質電極箔同士が接合されており、多孔質電極箔間には隙間を有しているため、積層状態で多孔質電極箔の内部まで均一に陽極酸化でき、引き続き陰極を形成してコンデンサ素子とすることができる。従って、コンデンサ素子を個別に作製して積層し、接続する従来の方法に比べ、効率的に積層型固体電解コンデンサを作製することができる。   As described above, since the laminated porous electrode foil of the present invention uses tantalum or niobium, the capacitance of the electrolytic capacitor can be increased as compared with the etched aluminum foil. In addition, since the laminated porous electrode foils are joined together and there is a gap between the porous electrode foils, it can be uniformly anodized to the inside of the porous electrode foil in the laminated state, and the cathode It can be formed into a capacitor element. Therefore, a multilayer solid electrolytic capacitor can be efficiently manufactured as compared with a conventional method in which capacitor elements are individually manufactured, stacked, and connected.

本発明の積層型多孔質電極箔の製造方法の一実施例を斜視図で示すフローである。It is a flow which shows one Example of the manufacturing method of the lamination type porous electrode foil of this invention with a perspective view. 本発明の積層型多孔質電極箔の製造方法の一実施例を断面図で示すフローである。It is a flow which shows one Example of the manufacturing method of the lamination type porous electrode foil of this invention with sectional drawing. 実施例1、3の積層型多孔質電極箔の製造方法を斜視図で示すフローである。It is a flow which shows the manufacturing method of the laminated porous electrode foil of Example 1, 3 with a perspective view. 実施例1、3の積層型多孔質電極箔の製造方法を斜視図で示すフローである。It is a flow which shows the manufacturing method of the laminated porous electrode foil of Example 1, 3 with a perspective view. 実施例2の積層型多孔質電極箔の製造方法を斜視図および断面図で示すフローである。It is a flow which shows the manufacturing method of the laminated porous electrode foil of Example 2 with a perspective view and sectional drawing. 比較例1、2の単層多孔質電極箔の製造方法を斜視図で示すフローである。It is a flow which shows the manufacturing method of the single layer porous electrode foil of the comparative examples 1 and 2 with a perspective view. 比較例3の積層型多孔質電極箔の製造方法を斜視図で示すフローである。It is a flow which shows the manufacturing method of the laminated porous electrode foil of the comparative example 3 with a perspective view. 比較例4の積層型多孔質電極箔の製造方法を斜視図で示すフローである。It is a flow which shows the manufacturing method of the laminated porous electrode foil of the comparative example 4 with a perspective view.

符号の説明Explanation of symbols

1、11、21、31、41 基材
3、13、23、43 銅箔
4、14 溶接部
5、15、25、35、45 成膜部
6、16、26、36、46 未成膜部
7、17、27、47 積層体
8、18、28 切り出した積層体
9、19、29、39 積層型多孔質電極箔
38 単層多孔質電極箔
48、49 試料
1, 11, 21, 31, 41 Base material 3, 13, 23, 43 Copper foil 4, 14 Welded part 5, 15, 25, 35, 45 Film forming part 6, 16, 26, 36, 46 Non-film forming part 7 , 17, 27, 47 Laminated body 8, 18, 28 Laminated body 9, 19, 29, 39 Laminated porous electrode foil 38 Single-layer porous electrode foil 48, 49 Sample

Claims (11)

基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金からなる多孔質層が形成された多孔質電極箔が複数枚積層されており、該多孔質電極箔相互の間に隙間が設けられ、かつ、該多孔質電極同士が電気的に接続されている、積層型多孔質電極箔。   A plurality of porous electrode foils on which a porous layer made of tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy is formed are laminated on a base material, and a gap is provided between the porous electrode foils, A laminated porous electrode foil in which the porous electrodes are electrically connected to each other. 前記基材が、前記多孔質層が形成されていない未形成部分を有し、該未形成部分同士が相互に溶接されている、請求項1に記載の積層型多孔質電極箔。   The laminated porous electrode foil according to claim 1, wherein the base material has an unformed portion where the porous layer is not formed, and the unformed portions are welded to each other. 前記基材が、前記多孔質層が形成された少なくとも2つの部分と該隣接する形成部分の間にある未形成部分とからなり、該未形成部分の中心部が折り返されて積層されている、請求項1に記載の積層型多孔質電極箔。   The base material is composed of at least two portions where the porous layer is formed and an unformed portion between the adjacent formed portions, and the center portion of the unformed portion is folded and laminated. The laminated porous electrode foil according to claim 1. 前記基材が、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金からなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層型多孔質電極箔。   The laminated porous electrode foil according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate is made of tantalum, niobium, a tantalum alloy, or a niobium alloy. 前記隙間が10μm以上500μm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層型多孔質電極箔。   The laminated porous electrode foil according to any one of claims 1 to 4, wherein the gap is 10 µm or more and 500 µm or less. 基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と、これらと相溶しない異相成分とを混合成膜して箔を形成し、該複数の箔の成膜部相互の間にスペーサを挟んだ状態で、該箔同士を圧着させ、かつ、該箔の未成膜部同士を溶接して、積層体を形成し、真空熱処理することによりタンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と異相成分とをそれぞれ粒成長させた後、前記異相成分と前記スペーサを選択的にエッチング除去する、積層型多孔質電極箔の製造方法。   On the base material, tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy, and a heterophasic component incompatible with these are mixed to form a foil, and a spacer is formed between the film forming portions of the plurality of foils. In a sandwiched state, the foils are pressure-bonded, and the non-film-formed portions of the foils are welded together to form a laminate, and vacuum heat treatment to produce tantalum, niobium, a tantalum alloy or a niobium alloy and a different phase component. Each of the above-mentioned heterophasic component and the spacer is selectively removed by etching after each of the above-mentioned grains is grown. 基材の上に、タンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と、これらと相溶しない異相成分とを混合成膜して箔を形成し、該隣接する箔の成膜部の間にある未成膜部の中心部を折り返して、該箔の成膜部相互の間にスペーサを挟んだ状態で、該箔同士を圧着させて、積層体を形成し、真空熱処理することによりタンタル、ニオブ、タンタル合金またはニオブ合金と異相成分とをそれぞれ粒成長させた後、前記異相成分と前記スペーサを選択的にエッチング除去する、積層型多孔質電極箔の製造方法。   On the base material, tantalum, niobium, tantalum alloy or niobium alloy and a heterogeneous component incompatible with these are mixed to form a foil, and no film is formed between the adjacent film forming portions of the foil. Tungsten, niobium, and tantalum alloy by folding the center part of the part and pressing the foils together in a state in which the spacers are sandwiched between the film forming parts of the foil to form a laminate and vacuum heat treatment Alternatively, a method for producing a laminated porous electrode foil, in which after the grain growth of a niobium alloy and a heterogeneous component, respectively, the heterophasic component and the spacer are selectively removed by etching. 前記スペーサの厚さを10μm以上500μm以下とする、請求項6または7に記載の積層型多孔質電極箔の製造方法。   The method for producing a laminated porous electrode foil according to claim 6 or 7, wherein the spacer has a thickness of 10 µm or more and 500 µm or less. 前記真空熱処理する際に、前記積層体を加圧しながら真空熱処理する、請求項6〜8のいずれか一項に記載の積層型多孔質電極箔の製造方法。   The method for producing a laminated porous electrode foil according to any one of claims 6 to 8, wherein when the vacuum heat treatment is performed, the laminate is subjected to a vacuum heat treatment while being pressurized. 前記異相成分が銅であり、かつ、前記スペーサが銅箔である、請求項6〜9のいずれか一項に記載の積層型多孔質電極箔の製造方法。   The method for producing a laminated porous electrode foil according to any one of claims 6 to 9, wherein the heterogeneous component is copper, and the spacer is a copper foil. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層型多孔質電極箔を用いている、積層型固体電解コンデンサ。   A multilayer solid electrolytic capacitor using the multilayer porous electrode foil according to any one of claims 1 to 5.
JP2008286397A 2008-11-07 2008-11-07 Multilayer porous electrode foil and method of manufacturing the same, and multilayer solid-state electrolytic capacitor using multilayer porous electrode foil Withdrawn JP2010114297A (en)

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