电极箔、其制造方法以及电容器技术

本发明专利技术提供一种电极箔，该电极箔具有：包含金属材料的基材；形成在基材上的包含金属氧化物的第一层；形成在第一层上的包含TiNxOy（x＞y＞0）的第二层；以及形成在第二层上的包含TiNxOy（0＜x＜y）的第三层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极箔、其制造方法以及电容器
本专利技术涉及电极箔、其制造方法以及电容器。
技术介绍
固体电解电容器、铝电解电容器等电容器被用于个人计算机、电视。具有低等效串联电阻(Equivalent Series Resistance:ESR)的固体电解电容器被用作个人计算机的CPU的外围设备。铝电解电容器被用于液晶电视的背光源用途。迫切期望使这些电容器小型大容量化。铝电解电容器具有将在表面形成有电介质膜的阳极箔、和在表面形成有电介质膜的阴极箔隔着隔离件缠绕成的电容器元件。作为阳极箔，使用铝箔。通过对铝箔进行阳极氧化，从而形成作为电介质膜的氧化铝。由于氧化铝的介电常数低、电容也低，因此对于形成介电常数高的氮化钛的氧化物代替氧化铝来作为电介质膜的方案进行了研究。作为上述的现有技术文献，已知例如专利文献1、2。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004 - 265951号公报专利文献2:日本特开平5 - 009790号公报
技术实现思路
本专利技术的电极箔具有:包含金属材料的基材；形成在基材上的包含金属氧化物的第一层；形成在第一层上的包含TiNxOy (x>y >0)的第二层；以及形成在第二层上的包含TiNxOy (O < X < y)的第三层。【附图说明】图1是本专利技术的实施方式的电容器的部分挖剪后的立体图。图2是本专利技术的实施方式的电极箔即阳极箔的剖视图。图3是本专利技术的实施方式的阳极箔的示意剖视图。图4是表示本专利技术的实施方式的阳极箔的距离表面的深度(换算值)与原子浓度的关系的图。图5是表示本专利技术的实施方式的化成前的阳极箔的SEM照片的图。图6是表示本专利技术的实施方式的化成后的阳极箔的SM照片的图。图7是比较例I的阳极箔的示意剖视图。图8是表示比较例I的阳极箔的距离表面的深度(换算值)与原子浓度的关系的图。图9是比较例2的阳极箔的示意剖视图。图10是表示比较例2的化成前的阳极箔的SEM照片的图。图11是表示比较例2的阳极箔的距离表面的深度(换算值)与原子浓度的关系的图。图12是比较例3的阳极箔的示意剖视图。图13是表示比较例3的化成前的阳极箔的SEM照片的图。图14是表示比较例3的阳极箔的距离表面的深度(换算值)与原子浓度的关系的图。图15是比较例4的阳极箔的示意剖视图。图16是表示比较例4的化成前的阳极箔的SEM照片的图。图17是表示比较例4的阳极箔的距离表面的深度(换算值)与原子浓度的关系的图。图18A是本专利技术的实施方式的另一阳极箔的俯视图。图18B是图18A的18B-18B剖视图。图19是本专利技术的实施方式的另一电容器的透视立体图。【具体实施方式】以往的电容器的电介质膜所使用的氮化钛的氧化物的介电常数比氧化铝高。但是，由于氮化钛的氧化物容易发生结晶化、耐压性低，因此在用于电容器时漏电流较大。在本实施方式中，对电容大、漏电流少的电容器进行说明。(实施例1)以下，在本实施例中，以缠绕型铝电解电容器为例进行说明，但是也可以将本实施例的电极箔用于其它电容器。图1是本专利技术的实施方式的电容器的部分挖剪后的立体图。电容器I具有电容器元件5、和浸渗于电容器元件5的阴极材料(未图示)，所述电容器元件5是将作为阳极部的电极箔(以下，称为阳极箔2)、和作为阴极部的电极箔(以下，称为阴极箔3)隔着隔离件4缠绕而成的元件。电容器I还具有:与阳极箔2连接的阳极端子6、与阴极箔3连接的阴极端子7、以在外部露出阳极端子6和阴极端子7的一部分的方式收容电容器元件5的壳体8、以及用于密封壳体8的密封部件9。作为阴极材料，使用电解液、包含导电性聚合物的固体电解质。或者，也可以使用并用了电解液和固体电解质的阴极材料。图2是本专利技术的实施方式的阳极箔的剖视图。阳极箔2具有基材10和基材10的表面的电介质膜11。作为基材10，使用铝。可以利用蚀刻对基材10的表面进行粗面化。此外，也可以利用蒸镀、镀敷等在基材10的表面层叠铝粒子来进行粗面化。此外，作为基材10，除铝以外也可以使用硅、钛、镍、铜等金属。图3是本专利技术的实施方式的阳极箔的示意剖视图。为了便于说明而使表面平坦化，但是在实际中大多情况如图2所示那样进行粗面化。但是，有时也在电容小的电容器、小型的电容器中使用表面平坦的阳极箔2。电介质膜11是具有形成在包含铝的基材10上的包含氧化铝的第一层12、形成在第一层12上的包含TiNxOy (x > y > O)的第二层13、以及形成在第二层13上的包含TiNxOy (O < X < y)的第三层14的层叠体。作为基材10，在除铝以外使用硅、钛、镍、铜等金属的情况下，第一层12成为氧化硅、氧化钛、氧化镍、氧化铜等金属氧化物。图4表示由X射线光电子光谱(XPS)分析结果求得的、阳极箔2的距离表面的深度(距离)换算值(nm)与原子浓度(atm%)的关系。阳极箔2的距离表面的深度换算值通过下述的方法算出。使用形成有规定膜厚的二氧化硅膜的基材作为对照(reference)，边进行氩气派镀蚀刻(Argon Sputter),边利用XPS分析测定原子浓度。然后，由娃的原子浓度急剧地减少而变成大致零时的时间、和实际的二氧化硅膜的厚度，导出分析时间与厚度的关系。然后，利用该关系，由本实施例的阳极箔2的原子浓度分析时间计算出阳极箔2的距离表面的深度换算值。以下，阳极箔2的距离表面的深度表示其深度换算值，膜厚是由该换算值计算出的值。根据图4，直至阳极箔2的距离表面的深度70nm左右，氧的原子浓度最大，其次是钛，再次是氮。S卩，该部位的组成以TiNxOy (O < X < y)来表示,表示本实施例的第三层14。在阳极箔2的距离表面的深度70nm?深度290nm左右，钛的原子浓度最大，其次是氮，再次是氧。S卩，该部位的组成以TiNxOy (X > y > O)来表示,表示本实施例的第二层13。在阳极箔2的距离表面的深度290nm?深度325nm左右，铝的原子浓度最大，其次是氧，再次是钛、氮。即，该部位的组成中，主成分为氧化铝，表示本实施例的第一层12。如图4所示，就本实施例而言，氧的原子浓度在第一层12和第三层14中分别具有极大值，原子浓度比氮原子显著提高。即，第一层12、第三层14为氧化物层。就第二层13而言，氮原子浓度为钛原子浓度的约50%以上，并且氮的原子浓度比氧高，第二层13为氮化物层。就本实施例而言，第一层12的厚度为约35nm，第二层13的厚度为220nm，第三层14的厚度为70nm。即，第三层14比第二层13薄，第一层12比第三层14薄。以下，对本实施例的电介质膜11的形成方法进行说明。首先，在氮气和氩气气氛下对经过蚀刻的基材10溅射钛，在基材10的表面形成氮化钛层。氮化钛层的膜厚为50?500nm左右。此时,可以通过适当调整气体的条件(气体比、气体流量等)、真空度、基材温度、成膜时间等条件来控制氮化钛层的表面。图5是表示本专利技术的实施方式的化成前的阳极箔的SEM照片的图。倍率为5万倍。如图5所示，氮化钛层的表面由多个锥状的突起物24 (参照图18B)构成，其具有较高的比表面积。80%以上的突起物24的底面的直径为IOnm以上且150nm以下、平均直径也为IOnm以上且150nm以下。需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极箔，其具有：包含金属材料的基材；形成在所述基材上的包含金属氧化物的第一层；形成在所述第一层上的包含TiNxOy（x＞y＞0）的第二层；以及形成在所述第二层上的包含TiNxOy（0＜x＜y）的第三层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.16 JP 2011-1090391.一种电极箔,其具有: 包含金属材料的基材； 形成在所述基材上的包含金属氧化物的第一层； 形成在所述第一层上的包含TiNxOy (X > y > O)的第二层；以及 形成在所述第二层上的包含TiNxOy (O < X < y)的第三层。2.根据权利要求1所述的电极箔，其中，所述第三层比所述第二层薄。3.根据权利要求2所述的电极箔，其中，所述第一层比所述第三层薄。4.根据权利要求1所述的电极箔，其中，所述第一层比所述第三层薄。5.根据权利要求1所述的电极箔，其中，所述金属氧化物为氧化铝。6.根据权利要求1所述的电极箔，其中，所述金属氧化物为氧化硅、氧化钛、氧化镍、氧化铜中的任意一种。7.根据权利要求1所述的电极箔，其中，在所述第三层的表面形成有多个圆顶状的突起物， 所述突起物的底面的平均直径为IOnm以上且150nm以下。8.根据权利要求7所述的电极箔，其中，在所述第三层的表面形成有直径为200nm以上且1000nm以下的多个凸部， 在所述凸部的表面也形成有所述突起物。9.一种电极箔的制造方法，其具有: 在包含金属材料的基材上形成氮化钛层的步骤；以及 通过对具有所述氮化钛层的所述基材进行阳极氧化而形成包含金属氧化物的第一层、在所述第一层上的包含TiNxOy (X > y > O)的第二层、以及在所述第二层上的包含TiNxOy(O < X < y)的第三层的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：石本仁，庄司昌史，上口洋辉，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：