JP3370246B2 - 電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム合金およびその箔 - Google Patents
電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム合金およびその箔Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電解コンデンサ高圧
陽極用アルミニウム合金およびその軟質箔に関するもの
である。
陽極用アルミニウム合金およびその軟質箔に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムは、陽極酸化により表面に
耐電圧性の緻密な酸化皮膜が形成され誘電体として利用
できること、そしてさらに電気化学的にエッチングする
ことにより表面積を拡大できることを活かしてコンデン
サとして利用されている。即ちこのようなコンデンサに
利用されるアルミニウムは、陽極材においては純度が９
9.９７％以上、好ましくは９9.９８％以上のアルミニウ
ムをベースに、その他の有意または不純物元素を必要範
囲に配合溶製し、脱ガス、不純物除去等の処理を施した
のち、鋳造、溶体化処理、熱間圧延、冷間圧延して、厚
さ約0.３mmの箔地となし、焼鈍再結晶させたのち、ある
いは焼鈍なしで、さらに圧延して厚さ約0.１mmの電解コ
ンデンサ用箔とされるものである。
耐電圧性の緻密な酸化皮膜が形成され誘電体として利用
できること、そしてさらに電気化学的にエッチングする
ことにより表面積を拡大できることを活かしてコンデン
サとして利用されている。即ちこのようなコンデンサに
利用されるアルミニウムは、陽極材においては純度が９
9.９７％以上、好ましくは９9.９８％以上のアルミニウ
ムをベースに、その他の有意または不純物元素を必要範
囲に配合溶製し、脱ガス、不純物除去等の処理を施した
のち、鋳造、溶体化処理、熱間圧延、冷間圧延して、厚
さ約0.３mmの箔地となし、焼鈍再結晶させたのち、ある
いは焼鈍なしで、さらに圧延して厚さ約0.１mmの電解コ
ンデンサ用箔とされるものである。
【０００３】上記のようにして得られた箔は、エッチン
グ工程で電気化学的に穿孔されて表面積を拡大し、次の
化成工程で処理液、条件を変えて、誘電体酸化皮膜を電
気化学的に形成させる。次に、製品幅に切断し、リード
を取付け、セパレーター紙に挟み、巻取って電解液を含
浸させてケースに入れ、封口材で封口する。その後、電
圧を印加し、加工中に付けた誘電体皮膜の傷を修復して
完成品とされる。
グ工程で電気化学的に穿孔されて表面積を拡大し、次の
化成工程で処理液、条件を変えて、誘電体酸化皮膜を電
気化学的に形成させる。次に、製品幅に切断し、リード
を取付け、セパレーター紙に挟み、巻取って電解液を含
浸させてケースに入れ、封口材で封口する。その後、電
圧を印加し、加工中に付けた誘電体皮膜の傷を修復して
完成品とされる。
【０００４】箔の静電容量は、エッチング処理後の有効
表面積に比例するので、表面積の増大を目的として、高
圧陽極用箔は高い静電容量を得るために、箔面に平行な
（１００）面方位占有率の高いことが要求される。これ
までに、例えば、特開平１−２１４１０８号の公報で
は、箔表面のエッチング孔を密に均一に形成させる手段
として、Si、Fe、Cu、Zn、In等の含有微量元素の種類と
濃度の規制をなし、また、特開平８−３６７３号公報で
は、箔の表面酸化皮膜中とアルミニウム地中との双方に
おけるFe、Ni、Co、Cr、Mn、Ti、Ｖ、Zr、MoやPb、Bi、
In、Snの不純物微量元素の種類と含有量を規制すること
等が提案されている。
表面積に比例するので、表面積の増大を目的として、高
圧陽極用箔は高い静電容量を得るために、箔面に平行な
（１００）面方位占有率の高いことが要求される。これ
までに、例えば、特開平１−２１４１０８号の公報で
は、箔表面のエッチング孔を密に均一に形成させる手段
として、Si、Fe、Cu、Zn、In等の含有微量元素の種類と
濃度の規制をなし、また、特開平８−３６７３号公報で
は、箔の表面酸化皮膜中とアルミニウム地中との双方に
おけるFe、Ni、Co、Cr、Mn、Ti、Ｖ、Zr、MoやPb、Bi、
In、Snの不純物微量元素の種類と含有量を規制すること
等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来技
術においては、種々の含有微量元素の規制条件に対応す
る、電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム箔に本来要
求される、箔（１００）面方位の高占有率化の関係が明
らかにされていない。したがって、様々な含有微量元素
の種類、量を規制したことで箔（１００）面方位の占有
率化が高くなり、その結果、静電容量が向上するのか、
あるいは微量元素の種類、量の規制が溶解減量を低減さ
せることで静電容量向上をもたらすのか不明瞭であっ
た。また、主要不純物元素である、Fe、Si、Cuと同時に
存在する、他の含有微量不純物元素の効果が明らかにさ
れていないので、製造工程において、箔（１００）面方
位占有率および静電容量が高く、同時に溶解減量の低い
高圧陽極用箔を、高品質で、且つ、安定的に、製造する
ことは容易でない不利を有していた。
術においては、種々の含有微量元素の規制条件に対応す
る、電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム箔に本来要
求される、箔（１００）面方位の高占有率化の関係が明
らかにされていない。したがって、様々な含有微量元素
の種類、量を規制したことで箔（１００）面方位の占有
率化が高くなり、その結果、静電容量が向上するのか、
あるいは微量元素の種類、量の規制が溶解減量を低減さ
せることで静電容量向上をもたらすのか不明瞭であっ
た。また、主要不純物元素である、Fe、Si、Cuと同時に
存在する、他の含有微量不純物元素の効果が明らかにさ
れていないので、製造工程において、箔（１００）面方
位占有率および静電容量が高く、同時に溶解減量の低い
高圧陽極用箔を、高品質で、且つ、安定的に、製造する
ことは容易でない不利を有していた。
【０００６】また、アルミニウムの主要不純物元素であ
る、Fe、Si、Cuをはじめとする種々の含有微量不純物元
素は、特に本発明の対象とする、高圧陽極用箔における
箔圧延工程および次工程である最終焼鈍工程における、
（１００）面方位の再結晶過程に重要な影響を及ぼすこ
とは周知の事実であるが、このような含有微量元素量が
非常に極微量のために、従来においては製造工程上、管
理でき得なかった元素が多々存在していた。
る、Fe、Si、Cuをはじめとする種々の含有微量不純物元
素は、特に本発明の対象とする、高圧陽極用箔における
箔圧延工程および次工程である最終焼鈍工程における、
（１００）面方位の再結晶過程に重要な影響を及ぼすこ
とは周知の事実であるが、このような含有微量元素量が
非常に極微量のために、従来においては製造工程上、管
理でき得なかった元素が多々存在していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題に鑑み、（１００）面方位占有率
の高い電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム箔を高品
質で、しかも安定して製造するための諸条件中で合金組
成を制御することにより安定して（１００）面方位占有
率が高く、しかも静電容量が高くて同時に溶解減量の低
い箔を得ることに成功したものであって以下の如くであ
る。
従来技術における課題に鑑み、（１００）面方位占有率
の高い電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム箔を高品
質で、しかも安定して製造するための諸条件中で合金組
成を制御することにより安定して（１００）面方位占有
率が高く、しかも静電容量が高くて同時に溶解減量の低
い箔を得ることに成功したものであって以下の如くであ
る。
【０００８】（１）アルミニウム純度が９９.９８重量
％以上で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを
１０〜７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 含有すると共に、
0.００１Na≦５（単位：ｐｐｍ、以下同じ），0.１≦T
i，Ｖ≦５，0.１≦Cr，Mn，Zr≦１０，0.１≦Ga≦３
０，Mg≦７を含有し、かつ、下記の関係式を満足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， しかも他の金属元素を各0.２ppm 未満に規制することを
特徴とするアルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合
金。
％以上で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを
１０〜７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 含有すると共に、
0.００１Na≦５（単位：ｐｐｍ、以下同じ），0.１≦T
i，Ｖ≦５，0.１≦Cr，Mn，Zr≦１０，0.１≦Ga≦３
０，Mg≦７を含有し、かつ、下記の関係式を満足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， しかも他の金属元素を各0.２ppm 未満に規制することを
特徴とするアルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合
金。
【０００９】（２）アルミニウム純度が９９.９８重量
％以上で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを
１０〜７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 、かつPbを0.２〜
２ppm含有すると共に、0.００１≦Na≦５（単位：ｐｐ
ｍ、以下同じ），0.１≦Ti，Ｖ≦５，0.１≦Cr，Mn，Zr
≦１０，0.１≦Ga≦３０，Mg≦７を含有し、かつ、下記
の関係式を満足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， しかも他の金属元素を各0.２ppm 未満に規制することを
特徴とするアルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合
金。
％以上で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを
１０〜７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 、かつPbを0.２〜
２ppm含有すると共に、0.００１≦Na≦５（単位：ｐｐ
ｍ、以下同じ），0.１≦Ti，Ｖ≦５，0.１≦Cr，Mn，Zr
≦１０，0.１≦Ga≦３０，Mg≦７を含有し、かつ、下記
の関係式を満足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， しかも他の金属元素を各0.２ppm 未満に規制することを
特徴とするアルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合
金。
【００１０】（３） アルミニウム純度が９９.９８重量
％以上で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを
１０〜７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 含有すると共に、
0.００１≦Na≦５（単位：ｐｐｍ、以下同じ），0.１≦
Ti，Ｖ≦５，0.１≦Cr，Mn，Zr≦１０，0.１≦Ga≦３
０，Mg≦７，0.２≦Ｐｂ≦２を含有し、かつ、下記の関
係式を満足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， かつ、表面から0.１μm までを表層部分とし、該表層部
分には鉛が４０〜２０００ppm 存在し、さらに他の金属
元素を各0.２ppm 未満に規制していることを特徴とする
アルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合金箔。
％以上で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを
１０〜７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 含有すると共に、
0.００１≦Na≦５（単位：ｐｐｍ、以下同じ），0.１≦
Ti，Ｖ≦５，0.１≦Cr，Mn，Zr≦１０，0.１≦Ga≦３
０，Mg≦７，0.２≦Ｐｂ≦２を含有し、かつ、下記の関
係式を満足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， かつ、表面から0.１μm までを表層部分とし、該表層部
分には鉛が４０〜２０００ppm 存在し、さらに他の金属
元素を各0.２ppm 未満に規制していることを特徴とする
アルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合金箔。
【００１１】（４）前記（１）〜（３）項の何れか１つ
に記載のアルミニウム合金であって、（１００）面方位
占有率が９５％以上である電解コンデンサ高圧陽極用ア
ルミニウム合金箔。
に記載のアルミニウム合金であって、（１００）面方位
占有率が９５％以上である電解コンデンサ高圧陽極用ア
ルミニウム合金箔。
【００１２】
【発明の実施の形態】上記したような本発明によるもの
の具体的な実施態様について説明すると、本発明者等は
純度が９9.９８重量％以上で種々の組成のアルミニウム
を用い、それらを配合することによってTi、Ｖ、Cr、M
n、Zr、Na、Ga、Mgの含有量を変え、厚さ４００mmのＤ
Ｃスラブを作製した。なお、配合の際、必要に応じてPb
を少量添加した。Pbは表面の溶解性を調整するために添
加したものである。配合前のアルミニウムの非金属元素
は、Ｃ：２０ppm 、Ｎ：１０ppm 、Ｏ：５ppm であり、
Si、Fe、CuおよびZnの含有量については純度９9.９９％
のもの、および９9.９８％のものにおいて、それぞれ次
の表１の組成であった。
の具体的な実施態様について説明すると、本発明者等は
純度が９9.９８重量％以上で種々の組成のアルミニウム
を用い、それらを配合することによってTi、Ｖ、Cr、M
n、Zr、Na、Ga、Mgの含有量を変え、厚さ４００mmのＤ
Ｃスラブを作製した。なお、配合の際、必要に応じてPb
を少量添加した。Pbは表面の溶解性を調整するために添
加したものである。配合前のアルミニウムの非金属元素
は、Ｃ：２０ppm 、Ｎ：１０ppm 、Ｏ：５ppm であり、
Si、Fe、CuおよびZnの含有量については純度９9.９９％
のもの、および９9.９８％のものにおいて、それぞれ次
の表１の組成であった。
【００１３】
【表１】
【００１４】上記したような表１に示すアルミニウムを
種々の割合で配合し、必要に応じてPbを添加した溶湯を
鋳造して鋳塊とした。これらの鋳塊は６００℃で１０時
間のソーキング後、約５９０℃を開始温度として熱間粗
圧延を板厚６０mmまで行ってから両端を切断し、次いで
約５３０℃を開始温度として６パスで熱間仕上げ圧延を
行い、板厚６mmとしたが、このときの板温度は約２７０
℃であった。その後中間焼鈍なしで冷間圧延に続いて板
厚0.１４mmにおいて大気中で２５０℃、５時間の中間焼
鈍を施した後、箔圧延を行い、厚さ１０４μm の箔を
得、試料とした。
種々の割合で配合し、必要に応じてPbを添加した溶湯を
鋳造して鋳塊とした。これらの鋳塊は６００℃で１０時
間のソーキング後、約５９０℃を開始温度として熱間粗
圧延を板厚６０mmまで行ってから両端を切断し、次いで
約５３０℃を開始温度として６パスで熱間仕上げ圧延を
行い、板厚６mmとしたが、このときの板温度は約２７０
℃であった。その後中間焼鈍なしで冷間圧延に続いて板
厚0.１４mmにおいて大気中で２５０℃、５時間の中間焼
鈍を施した後、箔圧延を行い、厚さ１０４μm の箔を
得、試料とした。
【００１５】上記のようにして得られた箔に対し、１０
-4Torr以下の圧力下で、５５０℃で３時間の焼鈍を行っ
た後、通常組成の王水でエッチングして（１００）面方
位占有率を画像解析装置にて求めた。一方、グロー放電
質量分析計で鋳塊の微量不純物元素量を分析した。ま
た、同箔を５重量％ HCl＋３重量％H2SO4 の水溶液（液
温７５℃）中において、電流密度0.１５Ａ／cm2 にて直
流電解エッチングに供した。この時、エッチング前後の
重量差から箔の溶解減量を測定した。続いて、５重量％
ほう酸アンモニウム水溶液（液温８５℃）中で、３７５
Ｖの電圧を３０分間印加して化成処理を行い、その後、
ＬＣＲメータを用いて直列等価回路で１２０Hzの条件下
で静電容量を求めた。
-4Torr以下の圧力下で、５５０℃で３時間の焼鈍を行っ
た後、通常組成の王水でエッチングして（１００）面方
位占有率を画像解析装置にて求めた。一方、グロー放電
質量分析計で鋳塊の微量不純物元素量を分析した。ま
た、同箔を５重量％ HCl＋３重量％H2SO4 の水溶液（液
温７５℃）中において、電流密度0.１５Ａ／cm2 にて直
流電解エッチングに供した。この時、エッチング前後の
重量差から箔の溶解減量を測定した。続いて、５重量％
ほう酸アンモニウム水溶液（液温８５℃）中で、３７５
Ｖの電圧を３０分間印加して化成処理を行い、その後、
ＬＣＲメータを用いて直列等価回路で１２０Hzの条件下
で静電容量を求めた。
【００１６】上記のようにして求めた、特定の微量不純
物の元素量と（１００）面方位占有率の関係を、静電容
量、溶解減量の値とともに要約して示すと次の表２に示
す如くである。
物の元素量と（１００）面方位占有率の関係を、静電容
量、溶解減量の値とともに要約して示すと次の表２に示
す如くである。
【００１７】
【表２】
【００１８】即ち、上記した表２において明かなよう
に、Ti、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Na、Ga、Mgの元素で構成され
る、（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）なる元素量の
加減算による計算値が、−４以上３４ppm 以下である場
合に、アルミニウム箔の（１００）面方位占有率は高
く、従って静電容量が高いと同時に、エッチングにおけ
る溶解減量は低く抑制されていることが理解される。
に、Ti、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Na、Ga、Mgの元素で構成され
る、（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）なる元素量の
加減算による計算値が、−４以上３４ppm 以下である場
合に、アルミニウム箔の（１００）面方位占有率は高
く、従って静電容量が高いと同時に、エッチングにおけ
る溶解減量は低く抑制されていることが理解される。
【００１９】上記したような本発明において、Si、Fe、
Cu、Znの含有量を限定するが、これの限定理由を説明す
ると以下の如くである。 Si：５〜６０ppm とするが、このSiは、アルミニウム箔の（１００）面方
位の形成にFeの次に影響を及ぼす元素である。前記下限
値未満では、最終焼鈍後の再結晶粒は（１００）面方位
以外の成長に妨げられるために、（１００）面方位占有
率は低下し、静電容量は低下する。またこの下限値未満
にSiを減少せしめることは、高価な製造コストの箔とな
るために望ましくない。逆に、上限値を超える場合は、
（１００）面方位以外の方位が増加するため箔の（１０
０）面方位占有率は低下するとともに、エッチングの起
点が過密となり、有効な表面積増加が行われずに過溶解
となる。従って、Si含有量は、５〜６０ppm に限定し
た。望ましくは、１０〜５０ppm である。
Cu、Znの含有量を限定するが、これの限定理由を説明す
ると以下の如くである。 Si：５〜６０ppm とするが、このSiは、アルミニウム箔の（１００）面方
位の形成にFeの次に影響を及ぼす元素である。前記下限
値未満では、最終焼鈍後の再結晶粒は（１００）面方位
以外の成長に妨げられるために、（１００）面方位占有
率は低下し、静電容量は低下する。またこの下限値未満
にSiを減少せしめることは、高価な製造コストの箔とな
るために望ましくない。逆に、上限値を超える場合は、
（１００）面方位以外の方位が増加するため箔の（１０
０）面方位占有率は低下するとともに、エッチングの起
点が過密となり、有効な表面積増加が行われずに過溶解
となる。従って、Si含有量は、５〜６０ppm に限定し
た。望ましくは、１０〜５０ppm である。
【００２０】Fe：５〜６０ppm
このFeはアルミニウム箔の（１００）面方位の形成に大
きな影響を及ぼす元素であり、下限値未満では、中間焼
鈍後での再結晶粒は大きくなり、最終焼鈍後の再結晶粒
は（１００）面方位以外の方位の成長に妨げられるため
に、（１００）面方位占有率は低下するため、静電容量
は低下する。またこの下限値未満にFeを減少せしめるこ
とは、高価な製造コストを発生させることとなり望まし
くない。逆に、上限値を超える場合は、箔の（１００）
面方位の形成が抑制されるために、（１００）面方位占
有率は低くなるとともに、エッチングの起点が過密とな
るため、有効な表面積増大につながらず過溶解になる。
よって、Fe含有量は、５〜６０ppm に限定した。望まし
くは、１０〜５０ppm である。
きな影響を及ぼす元素であり、下限値未満では、中間焼
鈍後での再結晶粒は大きくなり、最終焼鈍後の再結晶粒
は（１００）面方位以外の方位の成長に妨げられるため
に、（１００）面方位占有率は低下するため、静電容量
は低下する。またこの下限値未満にFeを減少せしめるこ
とは、高価な製造コストを発生させることとなり望まし
くない。逆に、上限値を超える場合は、箔の（１００）
面方位の形成が抑制されるために、（１００）面方位占
有率は低くなるとともに、エッチングの起点が過密とな
るため、有効な表面積増大につながらず過溶解になる。
よって、Fe含有量は、５〜６０ppm に限定した。望まし
くは、１０〜５０ppm である。
【００２１】Cu：１０〜７０ppm
このCuは、アルミニウム箔の溶解性を増大し、エッチン
グを均一にする作用を有する。これはCuがアルミニウム
に固溶して、アルミニウム地の電位を僅かに貴として、
局所的に濃度分布のできた固溶Cu周囲の、相対的に卑な
電位のアルミニウム地の溶解性が増大することによるも
のと考えられる。下限値未満の場合は、エッチング性向
上の効果は見られない。逆に、上限値を超える場合は、
過度に箔の溶解減量が増え、有効な箔表面積の増大が図
れない。よって、Cu含有量は、１０〜７０ppm に限定し
た。望ましくは、２０〜６０ppm である。
グを均一にする作用を有する。これはCuがアルミニウム
に固溶して、アルミニウム地の電位を僅かに貴として、
局所的に濃度分布のできた固溶Cu周囲の、相対的に卑な
電位のアルミニウム地の溶解性が増大することによるも
のと考えられる。下限値未満の場合は、エッチング性向
上の効果は見られない。逆に、上限値を超える場合は、
過度に箔の溶解減量が増え、有効な箔表面積の増大が図
れない。よって、Cu含有量は、１０〜７０ppm に限定し
た。望ましくは、２０〜６０ppm である。
【００２２】Zn：0.１〜４０ppm
アルミニウム箔中にZnを含有している場合、Znはアルミ
ニウム地の電位を僅かに卑にすることにより、箔のエッ
チング工程における、エッチング反応の進行を促進す
る。Zn含有量が下限値未満の場合は、エッチング反応促
進の効果は乏しく、上限値を超える場合は、逆にエッチ
ング反応が過度に進行してしまう。従って、Zn含有量
は、0.１〜４０ppm に限定する。望ましくは、このZn含
有量は、0.５〜３０ppm である。
ニウム地の電位を僅かに卑にすることにより、箔のエッ
チング工程における、エッチング反応の進行を促進す
る。Zn含有量が下限値未満の場合は、エッチング反応促
進の効果は乏しく、上限値を超える場合は、逆にエッチ
ング反応が過度に進行してしまう。従って、Zn含有量
は、0.１〜４０ppm に限定する。望ましくは、このZn含
有量は、0.５〜３０ppm である。
【００２３】Pb：0.２〜2.０ppm
Pbは必要に応じて添加含有させる元素であって、これを
アルミニウム箔中に含有させると、箔の製造過程で箔の
表面に集中し、エッチングに際して、箔の表面溶解性を
良好に調整できるものであって、その含有量が0.２ppm
未満ではその効果が少なく、また2.０ppm を越えると表
面溶解性が強過ぎて過溶解になって好ましくない。した
がって、Pbは0.２〜2.０ppm としたが、より好ましくは
0.２〜0.８ppm である。また、Pbの箔表面から0.１μm
までの表層部分での濃度は４０〜２０００ppmが望まし
い。この場合も、表層部分での濃度が４０ppm 未満では
その効果が少なく、また、２０００ppm を越えると表面
溶解性が強過ぎて過溶解となるからである。
アルミニウム箔中に含有させると、箔の製造過程で箔の
表面に集中し、エッチングに際して、箔の表面溶解性を
良好に調整できるものであって、その含有量が0.２ppm
未満ではその効果が少なく、また2.０ppm を越えると表
面溶解性が強過ぎて過溶解になって好ましくない。した
がって、Pbは0.２〜2.０ppm としたが、より好ましくは
0.２〜0.８ppm である。また、Pbの箔表面から0.１μm
までの表層部分での濃度は４０〜２０００ppmが望まし
い。この場合も、表層部分での濃度が４０ppm 未満では
その効果が少なく、また、２０００ppm を越えると表面
溶解性が強過ぎて過溶解となるからである。
【００２４】Ti、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Na、Ga含有量につい
ては以下の如くである。 0.１≦Ti，Ｖ≦５ppm 、 0.１≦Cr，Mn，Zr≦１０ppm 、 0.１≦Ga≦３０ppm 、 0.００１≦Na≦５ppm Ti、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Na、Gaの元素は、いずれも適量が
結晶粒界に拡散、偏析することによって再結晶粒の粗大
化を抑制するため、再結晶粒は細かくなり、結果とし
て、圧延工程における（１００）面方位の核発生の場所
が増加するため、（１００）面方位の成長が促進され
る。なかでも、固溶度の小さい元素であるNaは、その効
果が大きい。また、アルミニウム地に固溶している、T
i、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Naは、Feと同等ないしそれ以上
に、局所的に電気導電率を減少させることにより、箔表
面のエッチングの開始点を均一に分散させて良好なエッ
チング性を付与する。然して何れの元素においても含有
量が下限値未満の場合は効果が乏しく逆に上限値を超え
る場合は、再結晶粒の核発生の場所が過密になるため、
（１００）面方位の正常な成長が阻害され、（１００）
面方位占有率は向上し得ないばかりか、むしろ、エッチ
ングの起点が過度に密になるために、エッチングピット
が連結したり、過溶解が起きるために、静電容量は低下
する。各元素の最適含有濃度範囲は、Ti、Ｖが0.１以上
５ppm 以下、Cr、Mn、Zrは0.１以上１０ppm 以下、Naは
0.００１以上５ppm 以下、Gaは0.１以上３０ppm 以下で
ある。好ましくは、Ti、Ｖが0.２以上３ppm 以下、Cr、
Mn、Zrが0.２以上６ppm 以下、Naが0.００５以上３ppm
以下、Gaが0.５以上２０ppm 以下である。
ては以下の如くである。 0.１≦Ti，Ｖ≦５ppm 、 0.１≦Cr，Mn，Zr≦１０ppm 、 0.１≦Ga≦３０ppm 、 0.００１≦Na≦５ppm Ti、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Na、Gaの元素は、いずれも適量が
結晶粒界に拡散、偏析することによって再結晶粒の粗大
化を抑制するため、再結晶粒は細かくなり、結果とし
て、圧延工程における（１００）面方位の核発生の場所
が増加するため、（１００）面方位の成長が促進され
る。なかでも、固溶度の小さい元素であるNaは、その効
果が大きい。また、アルミニウム地に固溶している、T
i、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Naは、Feと同等ないしそれ以上
に、局所的に電気導電率を減少させることにより、箔表
面のエッチングの開始点を均一に分散させて良好なエッ
チング性を付与する。然して何れの元素においても含有
量が下限値未満の場合は効果が乏しく逆に上限値を超え
る場合は、再結晶粒の核発生の場所が過密になるため、
（１００）面方位の正常な成長が阻害され、（１００）
面方位占有率は向上し得ないばかりか、むしろ、エッチ
ングの起点が過度に密になるために、エッチングピット
が連結したり、過溶解が起きるために、静電容量は低下
する。各元素の最適含有濃度範囲は、Ti、Ｖが0.１以上
５ppm 以下、Cr、Mn、Zrは0.１以上１０ppm 以下、Naは
0.００１以上５ppm 以下、Gaは0.１以上３０ppm 以下で
ある。好ましくは、Ti、Ｖが0.２以上３ppm 以下、Cr、
Mn、Zrが0.２以上６ppm 以下、Naが0.００５以上３ppm
以下、Gaが0.５以上２０ppm 以下である。
【００２５】Mg：≦７ppm
Mgは、固溶度が大きいため、結晶粒界に偏析せずに、適
量のMgはむしろ再結晶粒の粗大化を助長する結果、圧延
工程における（１００）面方位の核発生の場所が減少
し、（１００）面方位の成長が阻害される。Mg含有量が
上限値を超える場合は、その負の効果は無視できず、箔
の（１００）面方位占有率は低下する。また、アルミニ
ウム箔中の含有Mgは、アルミニウム地を僅かに卑な電位
とするため、箔のエッチング工程において、上限値以下
の場合はエッチング性を向上させるが、上記値を超える
場合は過溶解が生じ易くなる。よって、Mg含有量は、７
ppm以下に限定した。好ましくは、５ppm 以下である。
量のMgはむしろ再結晶粒の粗大化を助長する結果、圧延
工程における（１００）面方位の核発生の場所が減少
し、（１００）面方位の成長が阻害される。Mg含有量が
上限値を超える場合は、その負の効果は無視できず、箔
の（１００）面方位占有率は低下する。また、アルミニ
ウム箔中の含有Mgは、アルミニウム地を僅かに卑な電位
とするため、箔のエッチング工程において、上限値以下
の場合はエッチング性を向上させるが、上記値を超える
場合は過溶解が生じ易くなる。よって、Mg含有量は、７
ppm以下に限定した。好ましくは、５ppm 以下である。
【００２６】微量不純物元素濃度の複合効果
いま、箔の（１００）面方位占有率の向上に対して、正
の効果を有するTi、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Na、Gaの一連の元
素を正の元素群、負の効果を有するMgの元素群を負の元
素群と各々呼称することにすると、正の元素は、いずれ
もこれらの元素間同志で金属間化合物等を生成しないた
めに、添加濃度分は有効に寄与すると考えられる。この
時、（１００）面方位占有率は、基本的に、−４≦（正
の元素群の全濃度−負の元素群の全濃度）≦３４（単
位：ppm ）である場合に高い値を呈する。さらに安定的
に、箔（１００）面方位占有率を高く製造するには、こ
の値の範囲が−0.５以上２８以下であることが好まし
い。
の効果を有するTi、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Na、Gaの一連の元
素を正の元素群、負の効果を有するMgの元素群を負の元
素群と各々呼称することにすると、正の元素は、いずれ
もこれらの元素間同志で金属間化合物等を生成しないた
めに、添加濃度分は有効に寄与すると考えられる。この
時、（１００）面方位占有率は、基本的に、−４≦（正
の元素群の全濃度−負の元素群の全濃度）≦３４（単
位：ppm ）である場合に高い値を呈する。さらに安定的
に、箔（１００）面方位占有率を高く製造するには、こ
の値の範囲が−0.５以上２８以下であることが好まし
い。
【００２７】上述した元素を除くその他の元素につき、
各0.２ppm 未満とする。これは0.２ppm 以上となると
（１００）面方位の占有率が低くなり、エッチングの際
過溶解が生じ好ましくない。
各0.２ppm 未満とする。これは0.２ppm 以上となると
（１００）面方位の占有率が低くなり、エッチングの際
過溶解が生じ好ましくない。
【００２８】なお、表層部の鉛の含有量は、以下の方法
により定めた。即ち、まず、表面積が片面で１００ｃｍ
2 であるアルミニウム箔を５０℃の混酸液（塩酸＋硝酸
＋水を１：１：４に混ぜた液）中に浸漬し、高純度アル
ミニウムの２０℃における密度2.６９ｇ／ｃｍ2 を用い
て計算して、箔の重量減が0.１０μm の厚みに相当する
ようにする。次いで、このアルミニウム箔の溶出液中の
鉛濃度を原子吸光法により測定し、表層部の鉛濃度を求
めた。
により定めた。即ち、まず、表面積が片面で１００ｃｍ
2 であるアルミニウム箔を５０℃の混酸液（塩酸＋硝酸
＋水を１：１：４に混ぜた液）中に浸漬し、高純度アル
ミニウムの２０℃における密度2.６９ｇ／ｃｍ2 を用い
て計算して、箔の重量減が0.１０μm の厚みに相当する
ようにする。次いで、このアルミニウム箔の溶出液中の
鉛濃度を原子吸光法により測定し、表層部の鉛濃度を求
めた。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム合金として（１
００）面方位の形成に関与する。特定の含有微量元素の
種類とその量を適切に規制し安定的に高い（１００）面
方位占有率をもった箔を確保することができ、また本発
明によるものは高い静電容量を有し且つ溶解減量が低く
抑制されているので強度の高い電解コンデンサ高圧陽極
用アルミニウム合金箔が得られ、更に純度の低いアルミ
ニウム合金を使用した場合も安定して（１００）面方位
占有率が高く、また静電容量の高い前記アルミニウム合
金箔を得しめるなどの効果を有しており工業的にその効
果の大きい発明である。
電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム合金として（１
００）面方位の形成に関与する。特定の含有微量元素の
種類とその量を適切に規制し安定的に高い（１００）面
方位占有率をもった箔を確保することができ、また本発
明によるものは高い静電容量を有し且つ溶解減量が低く
抑制されているので強度の高い電解コンデンサ高圧陽極
用アルミニウム合金箔が得られ、更に純度の低いアルミ
ニウム合金を使用した場合も安定して（１００）面方位
占有率が高く、また静電容量の高い前記アルミニウム合
金箔を得しめるなどの効果を有しており工業的にその効
果の大きい発明である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西村 祐一
静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号
日本軽金属株式会社グループ技術セン
ター内
(72)発明者 片野 雅彦
静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号
日本軽金属株式会社グループ技術セン
ター内
(72)発明者 望月 博
静岡県庵原郡蒲原町蒲原161番地 日本
軽金属株式会社蒲原製造所内
(56)参考文献 特開 平５−5145（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−176049（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−124855（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−143242（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 21/00 - 21/18
H01G 9/042,9/055
Claims (4)
- 【請求項１】 アルミニウム純度が９９.９８重量％以上
で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを１０〜
７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 含有すると共に、0.００
１Na≦５（単位：ｐｐｍ、以下同じ），0.１≦Ti，Ｖ≦
５，0.１≦Cr，Mn，Zr≦１０，0.１≦Ga≦３０，Mg≦７
を含有し、かつ、下記の関係式を満足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， しかも他の金属元素を各0.２ppm 未満に規制することを
特徴とするアルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合
金。 - 【請求項２】 アルミニウム純度が９９.９８重量％以上
で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを１０〜
７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 、かつPbを0.２〜２ppm
含有すると共に、0.００１≦Na≦５（単位：ｐｐｍ、以
下同じ），0.１≦Ti，Ｖ≦５，0.１≦Cr，Mn，Zr≦１
０，0.１≦Ga≦３０，Mg≦７を含有し、かつ、下記の関
係式を満足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， しかも他の金属元素を各0.２ppm 未満に規制することを
特徴とするアルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合
金。 - 【請求項３】 アルミニウム純度が９９.９８重量％以上
で、Siを５〜６０ppm 、Feを５〜６０ppm 、Cuを１０〜
７０ppm 、Znを0.１〜４０ppm 含有すると共に、0.００
１≦Na≦５（単位：ｐｐｍ、以下同じ），0.１≦Ti，Ｖ
≦５，0.１≦Cr，Mn，Zr≦１０，0.１≦Ga≦３０，Mg≦
７，0.２≦Ｐｂ≦２を含有し、かつ、下記の関係式を満
足し、 −４≦（Ti＋Ｖ＋Cr＋Mn＋Zr＋Na＋Ga−Mg）≦３４， かつ、表面から0.１μm までを表層部分とし、該表層部
分には鉛が４０〜２０００ppm 存在し、さらに他の金属
元素を各0.２ppm 未満に規制していることを特徴とする
アルミニウム電解コンデンサ高圧陽極用合金箔。 - 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１つに記載のアル
ミニウム合金であって、（１００）面方位占有率が９５
％以上である電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム合
金箔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31260096A JP3370246B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム合金およびその箔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31260096A JP3370246B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム合金およびその箔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10140276A JPH10140276A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3370246B2 true JP3370246B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=18031164
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31260096A Expired - Fee Related JP3370246B2 (ja) | 1996-11-11 | 1996-11-11 | 電解コンデンサ高圧陽極用アルミニウム合金およびその箔 |
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| JP3689323B2 (ja) | 2000-09-20 | 2005-08-31 | 昭和電工株式会社 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材 |
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| JP5036740B2 (ja) * | 2002-08-21 | 2012-09-26 | 昭和電工株式会社 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法 |
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| JP5112630B2 (ja) * | 2004-12-21 | 2013-01-09 | 昭和電工株式会社 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサ用電極材の製造方法、アルミニウム電解コンデンサ用陽極材及びアルミニウム電解コンデンサ |
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| CN101142333B (zh) * | 2005-03-17 | 2013-03-27 | 昭和电工株式会社 | 电解电容器电极用铝材及其制造方法、电解电容器用电极材料、铝电解电容器用阳极材料、电解电容器用阳极材料的制造方法及铝电解电容器 |
| JP2006291354A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Showa Denko Kk | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法、電解コンデンサ電極用アルミニウム材、アルミニウム電解コンデンサ用陽極材、電解コンデンサ用陽極材の製造方法およびアルミニウム電解コンデンサ |
| JP2012144809A (ja) * | 2005-05-31 | 2012-08-02 | Showa Denko Kk | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサ用電極材の製造方法、アルミニウム電解コンデンサ用陽極材及びアルミニウム電解コンデンサ |
| JP2007247023A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Showa Denko Kk | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサ用電極材ならびにアルミニウム電解コンデンサ |
| JP2009249668A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 電解コンデンサ用アルミニウム箔およびその製造方法 |
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| JP5955679B2 (ja) * | 2012-07-25 | 2016-07-20 | 昭和電工株式会社 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサ用電極材ならびにアルミニウム電解コンデンサ |
| JP6166410B2 (ja) * | 2016-03-22 | 2017-07-19 | 昭和電工株式会社 | 電解コンデンサ用電極材の製造方法及びアルミニウム電解コンデンサの製造方法 |
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1996
- 1996-11-11 JP JP31260096A patent/JP3370246B2/ja not_active Expired - Fee Related
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