JP2015079913A - Method for manufacturing electrode foil for electrolytic capacitor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor capable of stably manufacturing the electrode foil having a high surface expansion rate.SOLUTION: A method for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor includes: a mother die preparation process S1 for preparing a mother die having projections arranged according to a predetermined pattern manufactured using electroforming; an oxide film creation process S3 for creating an oxide film on the surface of the electrode foil; a pattern transfer process S4 for depressing the projections of the mother die onto the surface of the electrode foil after the process S3 to form dimples to be etch pits; a remaining film removal process S5 for applying a voltage to the electrode foil after the process S4 in an electrolytic solution to remove the oxide film remaining in the dimples; and an etching process S 6 for etching the electrode foil after the process S5. In the process S5, a voltage at a level of destroying the oxide film remaining in the dimples is applied.

Description

本発明は、電解コンデンサ用電極箔の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an electrode foil for an electrolytic capacitor.

電解コンデンサでは、酸化誘電体皮膜が形成された電極箔を巻回したものが電極として使用される。大容量の電解コンデンサを実現するため、この電極箔の製造工程においては、表面積を拡大させるためのエッチング等の処理(以下、「拡面処理」という)を行うのが一般的である。   In an electrolytic capacitor, a wound electrode foil on which an oxide dielectric film is formed is used as an electrode. In order to realize a large-capacity electrolytic capacitor, a process such as etching for expanding the surface area (hereinafter referred to as “surface expansion process”) is generally performed in the manufacturing process of the electrode foil.

拡面処理を含む従来の電極箔の製造方法として、例えば特許文献1には、突起を有する母型を電極箔の酸化皮膜が形成された表面に押し付けて該表面にエッチピットとなる窪みを形成することが開示されている。この製造方法によれば、エッチピットの位置を高精度に制御することができるので、高い拡面率を有する電極箔が得られるとのことである。   As a conventional method for manufacturing an electrode foil including a surface expansion process, for example, in Patent Document 1, a matrix having protrusions is pressed against the surface of the electrode foil on which an oxide film is formed to form depressions that become etch pits on the surface. Is disclosed. According to this manufacturing method, since the position of the etch pit can be controlled with high accuracy, an electrode foil having a high surface expansion ratio can be obtained.

特開平11−74162号公報JP-A-11-74162

しかしながら、上記従来の製造方法では、電極箔の表面に形成された窪みの全部または一部の中に酸化皮膜が残ってしまう場合がある。窪みの中に酸化皮膜が残ってしまうと、該窪みはエッチング開始点として十分に機能しなくなり、その結果、電極箔の表面を十分に拡面することができなくなる。   However, in the above conventional manufacturing method, an oxide film may remain in all or part of the depression formed on the surface of the electrode foil. If the oxide film remains in the depression, the depression does not sufficiently function as an etching start point, and as a result, the surface of the electrode foil cannot be sufficiently expanded.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、高い拡面率を有する電極箔を安定的に製造可能な、電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The place made into the subject is providing the manufacturing method of the electrode foil for electrolytic capacitors which can manufacture the electrode foil which has a high surface expansion rate stably. It is in.

上記課題を解決するために、本発明に係る電解コンデンサ用電極箔の製造方法は、(1)電鋳法を用いて製造された、所定パターンで配列された突起を有する母型を準備する母型準備工程と、(2)電極箔の表面に酸化皮膜を生成する酸化皮膜生成工程と、(3)酸化皮膜生成工程後の電極箔の表面に母型の突起を押し付け、該表面にエッチピットとなる窪みを形成するパターン転写工程と、(4)電解質溶液中でパターン転写工程後のアルミニウム箔に電圧を印加し、窪み中に残存する酸化皮膜を除去する残存皮膜除去工程と、(5)残存皮膜除去工程後の電極箔をエッチングするエッチング工程と、を含み、残存皮膜除去工程において、窪み中に残存する酸化皮膜を破壊し得る程度の電圧を印加することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a method for producing an electrode foil for an electrolytic capacitor according to the present invention includes (1) a mother that prepares a mother die having protrusions arranged in a predetermined pattern, which is produced using an electroforming method. A mold preparation process, (2) an oxide film generation process for generating an oxide film on the surface of the electrode foil, and (3) a mold protrusion is pressed against the surface of the electrode foil after the oxide film generation process, and an etch pit is formed on the surface. (4) a pattern transfer step for forming a dent, and (4) a residual film removal step for removing the oxide film remaining in the dent by applying a voltage to the aluminum foil after the pattern transfer step in the electrolyte solution; And an etching step of etching the electrode foil after the residual film removal step, and in the residual film removal step, a voltage that can destroy the oxide film remaining in the depression is applied.

この構成によれば、エッチング工程の前に行われる残存皮膜除去工程により、窪みの中に残った酸化皮膜を除去することができるので、酸化皮膜の残存の程度に応じて拡面率が低下するのを防ぐことができる。すなわち、この構成によれば、全ての窪みをエッチング開始点として十分に機能させ、高い拡面率を有する電極箔を安定的に製造することができる。   According to this configuration, the oxide film remaining in the depression can be removed by the residual film removal step performed before the etching step, so that the surface expansion ratio decreases according to the degree of remaining oxide film. Can be prevented. That is, according to this structure, all the dents can function sufficiently as etching starting points, and an electrode foil having a high surface expansion ratio can be stably manufactured.

上記製造方法では、残存皮膜除去工程において印加する電圧を、窪み中に残存する酸化皮膜の耐電圧よりも大きくすることが好ましい。この構成によれば、窪み中に残存する酸化皮膜を確実に破壊して除去することができる。   In the said manufacturing method, it is preferable to make the voltage applied in a residual film removal process larger than the withstand voltage of the oxide film which remains in a hollow. According to this configuration, the oxide film remaining in the depression can be reliably destroyed and removed.

上記製造方法は、酸化皮膜生成工程の前に行われる、電極箔の表面を研磨する表面研磨工程をさらに含むことが好ましい。この構成によれば、酸化皮膜生成工程において生成する酸化皮膜の質が向上するので、エッチング工程におけるエッチングの選択性を高めることができる。   It is preferable that the manufacturing method further includes a surface polishing step for polishing the surface of the electrode foil, which is performed before the oxide film generation step. According to this structure, since the quality of the oxide film produced | generated in an oxide film production | generation process improves, the selectivity of the etching in an etching process can be improved.

上記製造方法は、同一の電解質溶液中で残存皮膜除去工程およびエッチング工程を行うことが好ましい。この構成によれば、残存皮膜除去工程およびエッチング工程を連続的に行うことができるので、製造に要する時間を短縮することができる。また、この構成によれば、1つのスペースで2つの工程を行うことができるので、製造設備を省スペース化することもできる。   It is preferable that the said manufacturing method performs a residual film removal process and an etching process in the same electrolyte solution. According to this configuration, since the remaining film removing step and the etching step can be performed continuously, the time required for manufacturing can be shortened. Moreover, according to this structure, since two processes can be performed in one space, a manufacturing facility can also be saved.

また、上記製造方法では、突起の形状を、例えば、円柱形状、円錐形状、多角柱形状、多角錐柱形状、または半球形状とすることができる。   In the manufacturing method, the shape of the protrusion can be, for example, a cylindrical shape, a conical shape, a polygonal prism shape, a polygonal pyramid shape, or a hemispherical shape.

本発明によれば、高い拡面率を有する電極箔を安定的に製造可能な、電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electrode foil for electrolytic capacitors which can manufacture the electrode foil which has a high surface expansion rate stably can be provided.

本発明に係る電解コンデンサ用電極箔の製造方法のフロー図である。It is a flowchart of the manufacturing method of the electrode foil for electrolytic capacitors which concerns on this invention. 母型準備工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mother die preparation process. 母型準備工程において製造された母型の(A)平面図、および(B)断面図である。It is the (A) top view and (B) sectional view of the mother die manufactured in the mother die preparation process. 表面研磨工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a surface grinding | polishing process. 酸化皮膜生成工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an oxide film production | generation process. パターン転写工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a pattern transfer process. パターン転写工程後の電極箔の表面の写真である。It is a photograph of the surface of the electrode foil after a pattern transfer process. 残存皮膜除去工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a residual film removal process. 残存皮膜除去工程後の電極箔の表面の写真である。It is a photograph of the surface of the electrode foil after a residual film removal process. 残存皮膜除去工程後の電極箔の表面の写真であって、(A)は印加電圧を過小とした場合、(B)は印加電圧を過大とした場合、(C)は印加時間を過大とした場合の写真である。It is the photograph of the surface of the electrode foil after a residual membrane | film | coat removal process, Comprising: (A) made the applied voltage too small, (B) made the applied voltage too large, (C) made the application time too long. It is a picture of the case. エッチング工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an etching process. エッチング工程後の電極箔の表面の写真である。It is a photograph of the surface of the electrode foil after an etching process. 母型準備工程の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of a mother die preparation process. 母型準備工程の変形例において製造された母型の(A)平面図、および(B)断面図である。It is the (A) top view and (B) sectional view of the mother mold manufactured in the modification of a mother mold preparation process.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る電解コンデンサ用電極箔の製造方法(以下、単に「製造方法」という)の実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor according to the present invention (hereinafter simply referred to as “manufacturing method”) will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明に係る製造方法は、図1に示すように、母型準備工程S1、表面研磨工程S2、酸化皮膜生成工程S3、パターン転写工程S4、残存皮膜除去工程S5およびエッチング工程S6を含む。なお、母型準備工程S1は最初の1回に限り行えばよく、表面研磨工程S2以降の工程を行う度に母型準備工程S1を行う必要はない。   As shown in FIG. 1, the manufacturing method according to the present invention includes a master mold preparation step S1, a surface polishing step S2, an oxide film generation step S3, a pattern transfer step S4, a remaining film removal step S5, and an etching step S6. The master block preparation step S1 may be performed only once, and the master block preparation step S1 does not have to be performed every time the surface polishing step S2 and subsequent steps are performed.

[母型準備工程]
母型準備工程S1では、電鋳法を用いて製造された、所定パターンで配列された突起を有する母型7を準備する。母型7の製造においては、まず、フォトレジスト2が塗布されたシリコンウェハ等のシリコン基板1にフォトマスク3を通じてUV光源4のUV光5を照射(図2(A))してフォトレジスト2をパターニングし(同図(B))、これにより得られたフォトレジスト2付きシリコン基板1に対して異方性エッチングを行い(同図(C))、次いでシリコン基板1からフォトレジスト2を剥離させることにより原型6を作成する(同図(D))。その後、原型6に電鋳法によりニッケルを電着させ(同図(E))、原型6を取り外せば、ニッケルからなる母型7が完成する(同図(F))。
[Mother mold preparation process]
In the mother die preparation step S1, a mother die 7 having protrusions arranged in a predetermined pattern, which is manufactured using an electroforming method, is prepared. In the manufacture of the mother die 7, first, the silicon substrate 1 such as a silicon wafer coated with the photoresist 2 is irradiated with the UV light 5 of the UV light source 4 through the photomask 3 (FIG. 2A), and the photoresist 2. Is patterned (FIG. (B)), anisotropic etching is performed on the silicon substrate 1 with the photoresist 2 thus obtained (FIG. (C)), and then the photoresist 2 is peeled from the silicon substrate 1 By doing so, the prototype 6 is created ((D) in the figure). Thereafter, nickel is electrodeposited on the master 6 by electroforming (FIG. (E)), and the master 6 is completed by removing the master 6 (FIG. (F)).

母型7は、本体7aと、同一の形状を有する複数の突起7bとからなる。図3(A)に示すように、突起7bは、本体7aの一表面に所定のパターンで配列されている。隣接する突起7bの頂点間の距離はD(一例として、2.5μm)であり、隣接する3つの突起7bの頂点によって規定される三角形Tは正三角形である。また、図3(B)に示すように、突起7bは、高さがH(一例として、0.5μm)であり、かつ頂角がθ(一例として、70.6°)である四角錐形状を有している。なお、図3(B)は、同図(A)に示す母型7の線B−Bにおける断面図である。   The mother die 7 includes a main body 7a and a plurality of protrusions 7b having the same shape. As shown in FIG. 3A, the protrusions 7b are arranged in a predetermined pattern on one surface of the main body 7a. The distance between the vertices of the adjacent protrusions 7b is D (as an example, 2.5 μm), and the triangle T defined by the vertices of the three adjacent protrusions 7b is an equilateral triangle. As shown in FIG. 3B, the protrusion 7b has a quadrangular pyramid shape with a height of H (for example, 0.5 μm) and an apex angle of θ (for example, 70.6 °). have. Note that FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB of the mother die 7 shown in FIG.

本発明では、突起7bの形状および配列パターンは特に限定されない。例えば、突起7bの形状は、円錐形状、三角錐や四角錐を含む多角錐形状、円柱形状、三角柱や四角柱を含む多角柱形状、または半球形状であってもよい。   In the present invention, the shape and arrangement pattern of the protrusions 7b are not particularly limited. For example, the shape of the protrusion 7b may be a conical shape, a polygonal pyramid shape including a triangular pyramid or a quadrangular pyramid, a cylindrical shape, a polygonal prism shape including a triangular prism or a quadrangular prism, or a hemispherical shape.

また、本発明では、母型7の材質も特に限定されない。ニッケルに代わる材質としては、例えば、金、銀、銅、およびニッケルコバルト等のニッケル合金がある。ニッケル合金は、母型7の硬度および摩耗耐久性を高めたい場合に好適である。   In the present invention, the material of the mother die 7 is not particularly limited. Examples of materials that can replace nickel include nickel alloys such as gold, silver, copper, and nickel cobalt. The nickel alloy is suitable for increasing the hardness and wear durability of the mother die 7.

母型7は、後述するパターン転写工程S4において何度も使用することができる。したがって、表面研磨工程S2以降の工程を行う度に母型準備工程S1を行う必要はない。使用し続けた結果、母型7に損耗が生じた場合は、再度母型準備工程S1を行い、新しい母型7を準備することになる。   The mother die 7 can be used many times in the pattern transfer step S4 described later. Therefore, it is not necessary to perform the matrix preparation step S1 every time the surface polishing step S2 and subsequent steps are performed. As a result of continued use, if the mother die 7 is worn out, the mother die preparing step S1 is performed again to prepare a new mother die 7.

[表面研磨工程]
表面研磨工程S2では、図4に示すように、事前に準備しておいた電極箔10の表面から、大気中の酸素との反応により非人為的に生成された酸化皮膜11、つまり、管理されていない条件の下で生成された不均一な酸化皮膜11を、パターン転写をより確実に行えるようにするために研磨により除去する。具体的には、電極箔10の表面が平均粗さRa<100nmとなるように機械的研磨を行う。これにより、酸化されていない平坦な表面が得られる。
[Surface polishing process]
In the surface polishing step S2, as shown in FIG. 4, from the surface of the electrode foil 10 prepared in advance, the oxide film 11 generated artificially by reaction with oxygen in the atmosphere, that is, managed. The non-uniform oxide film 11 generated under non-existing conditions is removed by polishing in order to perform pattern transfer more reliably. Specifically, mechanical polishing is performed so that the surface of the electrode foil 10 has an average roughness Ra <100 nm. This provides a flat surface that is not oxidized.

事前に準備しておく電極箔10は、電解コンデンサ用電極として使用可能なものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、本発明では、純度が99.9重量%以上、厚みが20〜300μmの高純度アルミニウム箔を使用することができる。   The electrode foil 10 prepared in advance may be anything as long as it can be used as an electrode for an electrolytic capacitor. For example, in the present invention, a high-purity aluminum foil having a purity of 99.9% by weight or more and a thickness of 20 to 300 μm can be used.

表面研磨工程S2における研磨は、機械的研磨に限定されず、化学的研磨、機械化学的研磨(CMP)、電気化学的研磨(電解研磨)、またはこれらの組み合わせであってもよい。また、研磨前のアルミニウム箔10にて十分な平坦性が得られている場合は、表面研磨工程S2を省略することもできる。ただし、この場合は、酸化皮膜生成工程S3において生成される酸化皮膜12の質が低下し、エッチング工程S6におけるエッチングの選択性が悪くなる可能性があるので、注意が必要である。   The polishing in the surface polishing step S2 is not limited to mechanical polishing, and may be chemical polishing, mechanical polishing (CMP), electrochemical polishing (electropolishing), or a combination thereof. Moreover, when sufficient flatness is acquired with the aluminum foil 10 before grinding | polishing, surface polishing process S2 can also be skipped. However, in this case, the quality of the oxide film 12 generated in the oxide film generation step S3 is deteriorated and the etching selectivity in the etching step S6 may be deteriorated, so care must be taken.

[酸化皮膜生成工程]
酸化皮膜生成工程S3では、図5に示すように、アルミニウム箔10の酸化されていない平坦な表面に人為的に酸化皮膜12を生成する。具体的には、アジピン酸アンモニウム水溶液中において5Vの陽極酸化(電気化学的酸化ともいう)を行い、厚み5.0〜7.5nmの酸化皮膜12を生成する。印加電圧および酸化皮膜12の厚みはほぼ比例している。印加電圧を1Vと20Vの間で変化させることにより、酸化皮膜12の厚みを1.0〜1.5nmと20.0〜30.0nmの間で任意に調整することができる。
[Oxide film generation process]
In the oxide film generation step S3, as shown in FIG. 5, the oxide film 12 is artificially generated on the flat surface of the aluminum foil 10 that is not oxidized. Specifically, 5 V anodic oxidation (also referred to as electrochemical oxidation) is performed in an aqueous solution of ammonium adipate to produce an oxide film 12 having a thickness of 5.0 to 7.5 nm. The applied voltage and the thickness of the oxide film 12 are substantially proportional. By changing the applied voltage between 1 V and 20 V, the thickness of the oxide film 12 can be arbitrarily adjusted between 1.0 to 1.5 nm and 20.0 to 30.0 nm.

本発明では、酸化皮膜12の生成方法は特に限定されない。陽極酸化に代わる酸化皮膜12の生成方法としては、例えば、空気酸化、熱酸化、および酸化性薬品等による化学的酸化がある。   In the present invention, the method for producing the oxide film 12 is not particularly limited. As a method for generating the oxide film 12 instead of anodization, there are, for example, air oxidation, thermal oxidation, and chemical oxidation with an oxidizing chemical.

[パターン転写工程]
パターン転写工程S4では、図6に示すように、電鋳法を用いて製造した母型7の突起7bを、酸化皮膜12で覆われたアルミニウム箔10の表面に押し付け、該アルミニウム箔10の表面にエッチピットとなる複数の窪み10aを形成する。押し付けには、面内の圧力分布が均一となるように、つまり、全ての突起7bを同じ圧力でアルミニウム箔10に押し付けることができるプレス装置を使用することが好ましい。本発明では、例えば、平板プレス方式、ロールto平板プレス方式、およびロールtoロールプレス方式を採用したプレス装置を使用することができる。
[Pattern transfer process]
In the pattern transfer step S4, as shown in FIG. 6, the projection 7b of the mother die 7 manufactured by electroforming is pressed against the surface of the aluminum foil 10 covered with the oxide film 12, and the surface of the aluminum foil 10 is pressed. A plurality of depressions 10a to be etch pits are formed. For the pressing, it is preferable to use a pressing device that makes the in-plane pressure distribution uniform, that is, can press all the protrusions 7b against the aluminum foil 10 with the same pressure. In this invention, the press apparatus which employ | adopted the flat plate press system, the roll to flat plate press system, and the roll to roll press system can be used, for example.

押し付けの条件は、実験的に決定される。例えば、突起7bの形状、寸法および配置が前述した一例の通りであり、かつ、酸化皮膜12の厚みが5.0〜7.5nmである場合は、150MPaの圧力で30秒間押し付けることにより、アルミニウム箔10の表面全域に突起7bに対応した略同一の形状の窪み10aを形成することができる。図7は、この条件で窪み10aが形成されたアルミニウム箔10の表面写真である。   The pressing condition is determined experimentally. For example, when the shape, size, and arrangement of the protrusions 7b are as described above, and the thickness of the oxide film 12 is 5.0 to 7.5 nm, aluminum is pressed by pressing at a pressure of 150 MPa for 30 seconds. A recess 10a having substantially the same shape corresponding to the protrusion 7b can be formed on the entire surface of the foil 10. FIG. 7 is a surface photograph of the aluminum foil 10 in which the recess 10a is formed under these conditions.

[残存皮膜除去工程]
図6の一番下の図に模式的に示されているように、パターン転写工程S4により形成された窪み10aの全部または一部は、内部に酸化皮膜12(残存酸化皮膜12’)が残っていることがある。窪み10aの中に残存酸化皮膜12’が存在すると、該窪み10aはエッチング開始点として十分に機能しなくなる。そこで、本発明では、パターン転写工程S4の後に残存皮膜除去工程S5を行うことで、残存酸化皮膜12’を除去する。
[Residual film removal process]
As schematically shown in the lowermost drawing of FIG. 6, the oxide film 12 (residual oxide film 12 ′) remains in all or part of the recess 10 a formed by the pattern transfer step S <b> 4. May have. If the remaining oxide film 12 'exists in the depression 10a, the depression 10a does not function sufficiently as an etching start point. Therefore, in the present invention, the residual oxide film 12 ′ is removed by performing the residual film removal step S5 after the pattern transfer step S4.

残存皮膜除去工程S5では、残存酸化皮膜12’付きのアルミニウム箔10を所定の電解質溶液に浸し、残存酸化皮膜12’を電気的に破壊し得る程度の電圧を所定の時間だけ印加することにより、残存酸化皮膜12’を除去する(図8参照)。具体的には、塩化物イオンを含有した溶液中で、5〜50Vの電圧を1m秒〜1秒間印加する。印加電圧を残存酸化皮膜12’の耐電圧以上に設定することで、残存酸化皮膜12’を確実に除去することができる。印加電圧のプロファイル(波形)および印加時間は、実験的に決定すればよい。塩化物イオンを含有した溶液を使用したのは、陽極酸化により残存酸化皮膜12’が補修されてしまうのを防ぐためである。   In the residual film removal step S5, the aluminum foil 10 with the residual oxide film 12 ′ is immersed in a predetermined electrolyte solution, and a voltage that can electrically destroy the residual oxide film 12 ′ is applied for a predetermined time, The remaining oxide film 12 ′ is removed (see FIG. 8). Specifically, a voltage of 5 to 50 V is applied for 1 msec to 1 sec in a solution containing chloride ions. By setting the applied voltage to be equal to or higher than the withstand voltage of the remaining oxide film 12 ', the remaining oxide film 12' can be reliably removed. The applied voltage profile (waveform) and application time may be determined experimentally. The reason why the solution containing chloride ions is used is to prevent the remaining oxide film 12 'from being repaired by anodic oxidation.

図9は、残存皮膜除去工程S5を行った後のアルミニウム箔10の表面写真である。図7に示されているアルミニウム箔10よりも図9に示されているアルミニウム箔10の方が窪み10aの径が大きくなったように見えるが、これは、不要な残存酸化皮膜12’が除去されたからである。   FIG. 9 is a surface photograph of the aluminum foil 10 after the residual film removing step S5. The aluminum foil 10 shown in FIG. 9 seems to have a larger diameter of the recess 10a than the aluminum foil 10 shown in FIG. 7, but this removes unnecessary residual oxide film 12 ′. Because it was done.

図10(A)および(B)は、印加電圧を過小(1V)および過大(100V)として残存皮膜除去工程S5を行った場合の表面写真である。印加電圧を過小とした同図(A)では、残存酸化皮膜12’はほとんど除去されていない。このため、図10(A)は図7と非常によく似ている。一方、印加電圧を過大とした同図(B)では、残存酸化皮膜12’が除去されるとともに、窪み10a自身が削られ、隣接する窪み10a同士が繋がり合っている。この場合は、高い拡面率を得ることはできない。   FIGS. 10A and 10B are surface photographs when the remaining film removal step S5 is performed with the applied voltage being too small (1 V) and too large (100 V). In FIG. 2A where the applied voltage is too small, the remaining oxide film 12 'is hardly removed. For this reason, FIG. 10A is very similar to FIG. On the other hand, in FIG. 5B in which the applied voltage is excessive, the remaining oxide film 12 'is removed, the recess 10a itself is cut, and adjacent recesses 10a are connected to each other. In this case, a high area expansion rate cannot be obtained.

図10(C)は、印加時間を過大(10秒)として残存皮膜除去工程S5を行った場合の表面写真である。同図では、残存酸化皮膜12’が除去された後に流れる大電流により窪み10aが拡大し、表面全体が荒れたクレーター状となっている。この場合も、高い拡面率は得られない。   FIG. 10C is a surface photograph in the case where the remaining film removing step S5 is performed with the application time being excessive (10 seconds). In the figure, the dent 10a is enlarged by a large current that flows after the remaining oxide film 12 'is removed, and the entire surface has a crater shape. Also in this case, a high area expansion rate cannot be obtained.

このように、残存皮膜除去工程S5においては、窪み10a中の残存酸化皮膜12’だけを破壊し、窪み10a自身の形状や残存すべき酸化皮膜12にはほとんど影響を与えないような条件で電圧を印加することが重要である。なお、本発明では、アルミニウム箔10に電流を通流させて所定の電圧を生じさせることも、「電圧を印加」に含まれる。   Thus, in the residual film removal step S5, the voltage is applied under such a condition that only the residual oxide film 12 ′ in the depression 10a is destroyed and the shape of the depression 10a itself and the oxide film 12 to be left are hardly affected. It is important to apply. In the present invention, applying a current to the aluminum foil 10 to generate a predetermined voltage is also included in “applying voltage”.

[エッチング工程]
エッチング工程S6では、残存酸化皮膜12’が除去されたアルミニウム箔10を所定の電解質溶液に浸し、酸化皮膜12で覆われていない窪み10aをエッチングする(図11参照)。具体的には、残存皮膜除去工程S5と同様、塩化物イオンを含有した溶液中で所定の電圧を印加し、窪み10aをエッチングにより掘り下げる。これにより、窪み10aは、より深い窪み10bとなる。同図に示すように、窪み10a(10b)以外の部分は、酸化皮膜12で覆われており、電解質溶液に晒されない。このため、エッチング工程S6では、窪み10a(10b)だけが選択的にエッチングされる。
[Etching process]
In the etching step S6, the aluminum foil 10 from which the remaining oxide film 12 ′ has been removed is immersed in a predetermined electrolyte solution, and the recess 10a not covered with the oxide film 12 is etched (see FIG. 11). Specifically, as in the remaining film removing step S5, a predetermined voltage is applied in a solution containing chloride ions, and the depression 10a is dug by etching. Thereby, the hollow 10a becomes a deeper hollow 10b. As shown in the figure, portions other than the depression 10a (10b) are covered with the oxide film 12, and are not exposed to the electrolyte solution. For this reason, in the etching step S6, only the depression 10a (10b) is selectively etched.

図12は、エッチング工程S6を行った後のアルミニウム箔10の表面写真である。同図は、窪み10a(10b)だけが選択的にエッチングされたことを示している。   FIG. 12 is a photograph of the surface of the aluminum foil 10 after performing the etching step S6. This figure shows that only the depression 10a (10b) is selectively etched.

エッチング工程S6で使用する電解質溶液と、1つ前の工程である残存皮膜除去工程S5で使用する電解質溶液とは、同一であることが好ましい。こうすることで、残存皮膜除去工程S5およびエッチング工程S6をインターバル(電圧の印加を中断させること)なしに連続的に行うことが可能となり、製造に要する時間を短縮することができるほか、1つのスペースで2つの工程を行うことができ、製造設備の省スペース化を図ることもできる。もちろん、残存皮膜除去工程S5およびエッチング工程S6で使用する電解質溶液は、別であってもよい。また、1つのスペースで行う2つの工程の間に、インターバルを挟んでもよい。   The electrolyte solution used in the etching step S6 is preferably the same as the electrolyte solution used in the remaining film removal step S5, which is the previous step. In this way, it is possible to continuously perform the remaining film removing step S5 and the etching step S6 without an interval (interrupting the application of voltage), and the time required for manufacturing can be reduced. Two processes can be performed in the space, and the space for manufacturing equipment can be saved. Of course, the electrolyte solution used in the remaining film removing step S5 and the etching step S6 may be different. Further, an interval may be sandwiched between two processes performed in one space.

以上、本発明に係る電解コンデンサ用電極箔の製造方法の実施形態について説明したが、本発明は実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   As mentioned above, although embodiment of the manufacturing method of the electrode foil for electrolytic capacitors which concerns on this invention was described, this invention is not limited to the structure of embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, various changes are carried out. It is possible to add.

例えば、母型の突起は、上記の通り、円柱形状であってもよい。この場合は、フォトレジスト2’が塗布されたガラス基板1’にフォトマスク3を通じてUV光源4のUV光5を照射し(図13(A))、フォトレジスト2’をパターニングすることにより、原型6’を作成する(同図(B))。その後、原型6’に電鋳法によりニッケルを電着させ(同図(C))、原型6’を取り外すことで、ニッケルからなる母型7’が完成させることができる(同図(D))。   For example, the projection of the mother die may be a cylindrical shape as described above. In this case, the glass substrate 1 ′ coated with the photoresist 2 ′ is irradiated with the UV light 5 of the UV light source 4 through the photomask 3 (FIG. 13A), and the photoresist 2 ′ is patterned to form the original pattern. 6 'is created ((B) in the figure). Thereafter, nickel is electrodeposited on the original mold 6 ′ by electroforming (FIG. (C)), and the original mold 6 ′ is removed to complete a mother mold 7 ′ made of nickel (FIG. (D)). ).

図14に、このようにして完成させた母型7’の一例を示す。同図(A)に示すように、突起7b’は、本体7a’の一表面に所定のパターンで配列されている。隣接する突起7b’の上面中心間の距離はD(一例として、2.5μm)であり、隣接する3つの突起7b’の上面中心によって規定される三角形Tは正三角形である。また、同図(B)に示すように、突起7b’は、高さがH(一例として、1.5μm)であり、直径がφ(一例として、1.5μm)である。なお、図14(B)は、同図(A)に示す母型7の線B−Bにおける断面図である。   FIG. 14 shows an example of the mother die 7 'completed in this way. As shown in FIG. 5A, the protrusions 7b 'are arranged in a predetermined pattern on one surface of the main body 7a'. The distance between the upper surface centers of the adjacent protrusions 7b 'is D (as an example, 2.5 m), and the triangle T defined by the upper surface centers of the three adjacent protrusions 7b' is an equilateral triangle. Further, as shown in FIG. 7B, the protrusion 7b 'has a height H (as an example, 1.5 μm) and a diameter φ (as an example, 1.5 μm). Note that FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line BB of the mother die 7 shown in FIG.

また、上記実施形態では、原型6、6’にニッケルを電着させて得たものを母型7、7’としたが、原型6、6’にニッケルを電着させることにより得たマスター母型にさらにニッケルを電着させることでドーター母型を得て、ドーター母型によりパターン転写を行ってもよい。この構成によれば、原型6、6’を長持ちさせることができる。   Moreover, in the said embodiment, what was obtained by electrodepositing nickel to the prototype 6, 6 'was used as the mother die 7, 7', but the master mother obtained by electrodepositing nickel to the prototype 6, 6 ' A daughter mother mold may be obtained by further electrodepositing nickel on the mold, and pattern transfer may be performed using the daughter mother mold. According to this configuration, the prototypes 6 and 6 'can be made long lasting.

1 シリコン基板
1’ ガラス基板
2、2’ フォトレジスト
3 フォトマスク
4 UV光源
5 UV光
6、6’ 原型
7、7’ 母型
7a、7a’ 本体
7b、7b’ 突起
10 電極箔(アルミニウム箔)
10a 窪み
10b 窪み
11 酸化皮膜
12 酸化皮膜
12’ 残存酸化皮膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 1 'Glass substrate 2, 2' Photoresist 3 Photomask 4 UV light source 5 UV light 6, 6 'Prototype 7, 7' Master mold 7a, 7a 'Main body 7b, 7b' Protrusion 10 Electrode foil (aluminum foil)
10a hollow 10b hollow 11 oxide film 12 oxide film 12 'residual oxide film

Claims (5)

電鋳法を用いて製造された、所定パターンで配列された突起を有する母型を準備する母型準備工程と、
電極箔の表面に酸化皮膜を生成する酸化皮膜生成工程と、
前記酸化皮膜生成工程後の電極箔の表面に前記母型の前記突起を押し付け、該表面にエッチピットとなる窪みを形成するパターン転写工程と、
電解質溶液中で前記パターン転写工程後の電極箔に電圧を印加し、前記窪み中に残存する酸化皮膜を除去する残存皮膜除去工程と、
前記残存皮膜除去工程後の電極箔をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とする電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
A mother die preparing step for preparing a mother die having protrusions arranged in a predetermined pattern, manufactured using an electroforming method,
An oxide film generation step for generating an oxide film on the surface of the electrode foil;
A pattern transfer step of pressing the protrusions of the matrix on the surface of the electrode foil after the oxide film generation step, and forming depressions to be etch pits on the surface;
A voltage is applied to the electrode foil after the pattern transfer step in the electrolyte solution, and the remaining film removing step of removing the oxide film remaining in the depressions;
An etching step of etching the electrode foil after the residual film removing step;
The manufacturing method of the electrode foil for electrolytic capacitors characterized by including this.
前記残存皮膜除去工程において印加する電圧を、前記窪み中に残存する酸化皮膜の耐電圧よりも大きくしたことを特徴とする請求項1に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil for an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein a voltage applied in the remaining film removing step is made larger than a withstand voltage of the oxide film remaining in the depression. 前記酸化皮膜生成工程の前に行われる、前記電極箔の表面を研磨する表面研磨工程をさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil for an electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, further comprising a surface polishing step for polishing the surface of the electrode foil, which is performed before the oxide film generation step. 同一の電解質溶液中で、前記残存皮膜除去工程および前記エッチング工程を行うことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil for an electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the remaining film removing step and the etching step are performed in the same electrolyte solution. 前記突起の形状が、円柱形状、円錐形状、多角柱形状、多角錐柱形状、または半球形状であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。   The method for producing an electrode foil for an electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 4, wherein the shape of the protrusion is a cylindrical shape, a conical shape, a polygonal prism shape, a polygonal pyramid shape, or a hemispherical shape. .
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