JP2007149759A - 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エッチングの際の交流波形を最適化することにより、静電容量をさらに向上することのできる電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法を提供する。
【解決手段】エッチング液中でアルミニウム箔に交流電流を印加して表面を粗面化する電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、交流電流は、初期において電流値が一定の第１の期間と、該第１の期間に続き、最大電流値が出現する第２の期間とを備えた電流波形を備えている。電流波形における第１の期間の時間は１〜１０ｍｓであり、当該第１の期間における電流値は、前記最大電流値の０．１〜０．９倍である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、交流エッチングを用いたアルミニウム箔に対するエッチング技術に関するものである。

電子機器の小形化に伴い、電解コンデンサの小形化が望まれており、このような要求に対応するには、電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の単位面積当たりの静電容量を高める必要がある。
このような電解コンデンサ用アルミニウム電極箔は、アルミニウム箔に交流エッチングを施して表面を粗面化してなるものであり、かかる交流エッチングについては、従来より、原料となるアルミニウム箔の組成、エッチング液の組成、中間処理等が検討されている。
また、交流エッチングに用いる交流電流の波形についても、初期において電流を最大電流値まで急峻に立ち上げる等の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
特公昭６２−２１０７９公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の技術のように、初期において電流を最大電流値まで急峻に立ち上げると、化学溶解性が低い状態にあるにもかかわらず、大きな電流が流れるため、箔表面の全体が溶解してしまい、静電容量を十分に高めることができないという問題がある。
また、アルミニウム箔に注入した電気量を増やしても、アルミニウム溶解量が多い割には静電容量が伸びないという問題がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、エッチングの際の交流波形を最適化することにより、静電容量をさらに向上することのできる電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、エッチング液中でアルミニウム箔に交流電流を印加して表面を粗面化する電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、前記交流電流は、初期において電流値が一定の第１の期間と、該第１の期間に続き、最大電流値が出現する第２の期間とを備えた電流波形を備え、前記電流波形における第１の期間の時間は１０ｍｓ以内であり、第１の期間における電流値は、前記最大電流値の０.１〜０．９倍であることを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法である。

本発明において、前記第２の期間の電流波形が、最大電流値が出現する部分と、該部分に続く、電流値が一定または緩徐にゼロまで低下する部分とからなることを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法である。

本発明において、前記エッチング液は、塩素イオンを含む水溶液であって、さらにリン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオンまたはシュウ酸イオンのうちの少なくとも１種を含んでいることが好ましい。

本発明によれば、電流波形の初期には、所定期間、最大電流値より低い電流値でのエッチングが行われるため、電解エッチング（電気化学的な溶解）と、化学的な溶解とのバランスが改善され、高容量のエッチング箔を製造することができる。

本発明に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法は、低圧用電極箔または陰極箔の製造に適したエッチング方法であり、エッチング液中でアルミニウム箔に交流電流を印加して表面を粗面化する。

本形態において、交流電流は、初期において電流値が一定の第１の期間と、この第１の期間に続き、最大電流値が出現する第２の期間とを備えた電流波形を備えており、電流波形における第１の期間の時間は１〜１０ｍｓであり、第１の期間における電流値は、前記最大電流値の０．１〜０．９倍である。
さらに、第２の期間の電流波形は、最大電流値が出現する部分と、該部分に続く、電流値が一定または緩徐に低下する部分とからなることが好ましい。
また、本形態において、エッチング液としては、塩素イオンを含む水溶液が用いられ、さらにリン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオンまたはシュウ酸イオンのうちの少なくとも１種を含んでいることが好ましい。

また、電流波形において、そのもとになる波形については特に限定されず、三角波、方形波、台形波等から選ばれる。

このように構成した製造方法によれば、電流波形の初期（第１の期間）には、所定期間、最大電流値より低い電流値でのエッチングが行われるため、第２の期間において最大電流値が流れる際、アルミニウム箔の表面近傍に塩素イオンが十分、濃縮された状態にある。このため、最大電流を印加した際に、アルミニウム箔は効率的に電解エッチングされるので、高容量のエッチング箔を製造することができる。

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。図１〜４、図６は、本発明の実施例に係る交流電流の波形図を、図５、７は比較例に係る交流電流の波形図を示す。なお、図１〜７には、１波長分の波形を示してあり、横軸が時間で縦軸が電流値である。

また、以下に説明する実施例または比較例に係る製造方法に用いた交流電流の波形図番号、波形パラメータについて表１に示す。また、表１には、以下に説明する実施例および比較例に係る製造方法でエッチングして得た電解コンデンサ用アルミニウム電極箔を、耐電圧が２２Ｖとなる条件で化成した後の静電容量の測定結果も示してある。
なお、化成を行うにあたっては、エッチング後、純水で洗浄し、乾燥した。そして、リン酸水溶液で皮膜中の塩素を除去した後、リン酸アンモニウム水溶液にて化成を行った。

［実施例１−１〜１−１２］
本例では、純度９９．９％、厚さ１１０μｍのアルミニウム箔の硬質材を用い、塩酸１５ｗｔ％に硝酸を０．５ｗｔ％含むエッチング液（液温３０℃）で、平均電流密度０．１Ａ／ｃｍ^２、電気量４０Ｃ／ｃｍ^２でエッチングした。
交流電流の波形は、図１に示すように、三角波の波形になっており、初期において電流値が一定の第１の期間と、この第１の期間に続き、最大電流値が出現する第２の期間とを備えている（半周期１１〜２１０ｍｓ）。本例において、第１の期間の時間Ｔ、電流比Ｄ１／Ｄ２（Ｄ１＝第１の期間における電流値、Ｄ２＝最大電流値）については、表１に示すように、Ｔ＝１．０〜１０．０ｍｓ、Ｄ１／Ｄ２＝０．１〜０．９の範囲で複数の条件を設定し、エッチング箔を作製した。

（比較例１−１〜１−４）
Ｔ＝０．５、５．０、１５．０、Ｄ１／Ｄ２＝０．０５（比較例１−２）とした以外は、実施例１−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した（比較例１−１、２、４）。また、比較例１−３として最大電流値が出現しないものについても、エッチング箔を作製した。

［実施例２−１〜２−１２］
交流電流の波形を、図２に示すように、方形波とした以外は、実施例１−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した。

（比較例２−１〜２−４）
Ｔ＝０．５、５．０、１５．０、Ｄ１／Ｄ２＝０．０５（比較例２−２）とした以外は実施例２−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した。また、比較例２−３として最大電流値が出現しないものについても、エッチング箔を作製した。

［実施例３−１〜３−１２］
交流電流の波形を、図３に示すように、台形波とした以外は、実施例１−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した。

（比較例３−１〜３−４）
Ｔ＝０．５、５．０、１５．０、Ｄ１／Ｄ２＝０．０５（比較例３−２）とした以外は実施例３−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した。また、比較例３−３として最大電流値が出現しないものについても、エッチング箔を作製した。

［実施例４−１〜４−１２］
交流電流の波形は、図４に示すように、電流値が一定の第１の期間と、この第１の期間に続き、最大電流が出現する方形波部分および該部分に続く、電流値一定の方形波部分からなる第２の期間とした以外は、実施例１−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した。

（比較例４−１〜４−４）
Ｔ＝０．５、５．０、１５．０、Ｄ１／Ｄ２＝０．０５（比較例４−２）とした以外は実施例４−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した。また、比較例４−３として最大電流値が出現しないもの（図５）の条件についても、エッチング箔を作製した。

［実施例５−１〜５−１２］
交流電流の波形は、図６に示すように、初期において電流値が一定の第１の期間と、この第１の期間に続き、最大電流が出現する方形波部分および該部分に続く、電流値が緩徐にゼロまで低下する部分からなる第２の期間とした以外は、実施例１−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した。

（比較例５−１〜５−４）
Ｔ＝０．５、５．０、１５．０、Ｄ１／Ｄ２＝０．０５（比較例５−２）とした以外は、実施例５−１と同様のアルミニウム箔を用い、同様の条件でエッチングを行い、エッチング箔を作製した。また、比較例５−３として最大電流値が出現しないもの（図７）の条件についても、エッチング箔を作製した。

［評価結果］
表１に示す結果から分かるように、エッチングに用いた交流電流において、本形態では、初期において電流値が一定の第１の期間と、該第１の期間に続き、最大電流値が出現する第２の期間とを備えた電流波形を備えたため、比較例に比較して静電容量が高い。
また、電流波形における第１の期間の時間は１０ｍｓ以内であり、当該第１の期間における電流値は、前記最大電流値の０．１〜０．９倍であれば、静電容量の改善効果がみられた。

なお、上記実施例では、エッチング液に塩酸、硝酸を含む水溶液を用いたが、これに限定されるものではなく、これらに硫酸、シュウ酸を加えたもの、またはこれらの１種以上を含むもの等適宜用いることができる。

本発明の実施例１−１〜１−１２に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔のエッチングに用いた交流電流の波形図である。 本発明の実施例２−１〜２−１２に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔のエッチングに用いた交流電流の波形図である。 本発明の実施例３−１〜３−１２に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔のエッチングに用いた交流電流の波形図である。 本発明の実施例４−１〜４−１２に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔のエッチングに用いた交流電流の波形図である。 本発明の比較例４−０に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔のエッチングに用いた交流電流の波形図である。 本発明の実施例５−１〜５−１２に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔のエッチングに用いた交流電流の波形図である。 本発明の比較例５−０に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔のエッチングに用いた交流電流の波形図である。

符号の説明

Ｔ 第１の期間の時間
Ｄ１ 第１の期間の電流値
Ｄ２ 最大電流値

Claims (3)

1. エッチング液中でアルミニウム箔に交流電流を印加して表面を粗面化する電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、
   前記交流電流は、初期において電流値が一定の第１の期間と、該第１の期間に続き、最大電流値が出現する第２の期間とを備えた電流波形を備え、
   前記電流波形における第１の期間の時間は１〜１０ｍｓであり、当該第１の期間における電流値は、前記最大電流値の０．１〜０．９倍であることを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法。
2. 前記第２の期間の電流波形が、最大電流値が出現する部分と、該部分に続く、電流値が一定または緩徐にゼロまで低下する部分とからなることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法。
3. 前記エッチング液は、塩素イオンを含む水溶液であって、さらにリン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオンまたはシュウ酸イオンのうちの少なくとも１種を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法。

Images