JP3460418B2 - アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - Google Patents

アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミ電解コンデン
サ用電極箔の製造方法に関するもので、特に低圧用の陽
極アルミニウム箔のエッチング技術に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】コンデンサの静電容量は、一般に電極の
表面積に比例して増加する。そこでアルミニウム箔を電
極として使用するアルミ電解コンデンサにおいては、電
極となるアルミニウム箔の表面を電解エッチング、化学
エッチング等によって粗面化して表面積を大きくしてい
る。
【0003】電極箔の中でも低圧用電極箔を粗面化する
場合は、均一に微細な凹凸形状を得るために塩素イオン
を含む水溶液中で交流エッチング法により行われてい
る。
【0004】しかし、セットの小形化、高信頼性化に伴
い、アルミ電解コンデンサに対するユーザーからのニー
ズ(小形化、コストダウン)が急速に高まっており、低
圧用電極箔も従来以上に単位面積当たりの静電容量を高
める必要が求められている。
【0005】この要求に応えるため種々のエッチング方
法が研究され、エッチング槽を多数設ける方法や、各エ
ッチング槽内のエッチング条件(電流密度、周波数)を
変える方法、直流を印加した後、交流を印加する方法等
が提案されている。これらはアルミニウム溶解量が増大
するにつれて表面積は大きくなって行くが、ある点を境
に溶解量が増大しても表面積はむしろ低下してしまう。
また、特開昭52−64659号公報のように腐食工程
の中間に腐食を抑制する妨害膜を形成する方法もあり、
妨害膜の形成法として陽極酸化法、加熱酸化法、水中煮
沸水酸化法が挙げられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た腐食工程の中間に腐食を抑制する妨害膜を形成する方
法における陽極酸化法は形成された皮膜の均一性が高い
ため、形成された後の腐食が進みにくくなり、また加熱
酸化法は酸化皮膜の形成にむらがあって腐食が進むとこ
ろと、逆に溶解してしまうところができてしまう。一
方、水中煮沸水酸化法は腐食に耐え得る酸化皮膜の形成
が難しいもので、これらはいずれの方法も妨害膜を形成
して表面積を増大する効果が現れていない。
【0007】さらに、これらはいずれの方法も工程が複
雑であるため、工程の維持管理が難しく、その分コスト
高になっている。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、極めて大きな表面積が得られて静電容量を高めるこ
とができるアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法を
提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法
は、多段の交流エッチングの各段間に中間処理を設けた
アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、1
段のエッチング時間に対する中間処理時間の比率を0.
5〜1.0の範囲で、リン酸イオンを含む水溶液に浸漬
するようにしたもので、この製造方法によれば、極めて
大きな表面積が得られて静電容量を高めることができる
ものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、多段の交流エッチングの各段間に中間処理を設けた
アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、1
段のエッチング時間に対する中間処理時間の比率を0.
5〜1.0の範囲で、リン酸イオンを含む水溶液に浸漬
するようにしたものであり、このような比率の中間処理
を行うことによって、エッチングでできたピットの表面
に均一な水和皮膜が形成され、その水和皮膜にある程度
の欠陥が生じるため、次段のエッチングを行った場合
は、水和皮膜の欠陥からエッチングがなされることにな
り、これにより、多段の交流エッチングでアルミニウム
の溶解量が増大しても表面積の増大が低下することはな
くなるため、単位面積当たりの静電容量を高めることが
できるものである。
【0011】請求項2に記載の発明は、交流エッチング
を行う液として、塩酸を主体とし、この塩酸に硫酸、硝
酸、リン酸、蓚酸のうちから選ばれた少なくとも1種を
添加した酸性溶液を用いるようにしたものである。
【0012】
【0013】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。本発明に使用されるアルミニウム箔は、特に限定す
るものではないが、純度が99.90%以上の箔であれ
ば構わない。
【0014】次にアルミニウム箔のエッチングである
が、本発明は低圧用のコンデンサに使用されるアルミニ
ウム箔に関するものであるため、交流エッチング法によ
り表面拡大処理が施される。これに使用されるエッチン
グ液は、塩酸を主体とし、この塩酸に硫酸、硝酸、リン
酸、蓚酸のうちから選ばれた少なくとも1種を添加した
酸性溶液を用いる。塩酸の濃度や添加剤の濃度は、その
表面拡大率や生産効率によって異なるが、塩酸5〜15
wt%、添加剤0.05〜5wt%の範囲が好ましい。
エッチング条件は、温度が20〜50℃、周波数10〜
60Hz、電流密度が0.05〜0.5A/cm2の範
囲で、エッチングを3〜10回繰り返し行う。
【0015】このエッチングを3〜10回繰り返し行う
際、エッチングとエッチングの間に行うのが中間処理で
ある。本発明の中間処理は、リン酸イオンを含む水溶液
に50〜90℃で浸漬して行うもので、1段のエッチン
グ時間に対する中間処理時間の比率を0.5〜1.0と
したものである。すなわち、比率が0.5以下では水和
皮膜が薄くて中間処理の効果が出ない。一方、比率が
1.0以上では中間処理による水和皮膜が厚くなり過ぎ
てエッチングによるアルミニウムの溶解が少なくなり、
その結果、静電容量は低くなるものである。
【0016】ここで、リン酸イオンを含む水溶液は、リ
ン酸、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アン
モニウムなどの水溶液で、その濃度は0.5〜5%まで
の範囲が好ましい。リン酸イオンを含む水溶液に浸漬す
ると、エッチング表面にリン酸皮膜が形成されるととも
に適度の欠陥が生じるが、この中間処理時間とエッチン
グ時間とは密接な関係があり、この時間を規制したとこ
ろに本発明は最大の特徴を有するものである。また、こ
の中間処理をする温度は50〜90℃としているが、好
ましくは70〜90℃で中間処理を行うとより効果があ
るものである。
【0017】エッチングと中間処理工程が終わった後
は、脱塩素処理、水和処理を行い、そして熱処理を行っ
てエッチング箔とする。その後、このエッチング箔をア
ジピン酸アンモニウム、ほう酸、蓚酸などの水溶液中で
化成してアルミ電解コンデンサ用電極箔を製造する。
【0018】(実施例1)純度99.99%、厚さ10
0μmの高純度アルミニウム箔の試料に、最初のエッチ
ングとして7wt%の塩酸溶液に硫酸を0.05wt%
添加した酸性溶液中で、周波数30Hz、電流密度0.
2A/cm2の交流電流を1分間印加して交流エッチン
グを行った(エッチング部分5cm×5cm)。
【0019】次に、中間処理として濃度が0.5%で、
液温度が60℃のリン酸水溶液に(表1)に示した時間
だけ浸漬し、その後、前記したエッチング条件でエッチ
ングし、これを合計5回繰り返した。最後に脱塩素処
理、水和処理、熱処理を行い、その後、5%のアジピン
酸アンモニウム水溶液で20Vの化成を行って静電容量
を測定した。その結果を(表1)に示す。
【0020】
【表1】
【0021】この(表1)から明らかなように、エッチ
ング時間に対する中間処理時間の比率を0.5〜1.0
にすることにより、静電容量を高くすることができるも
のである。
【0022】(実施例2)実施例1で示したエッチング
条件におけるエッチング時間と中間処理条件における中
間処理時間をそれぞれ1分にして、その繰り返し回数が
5回から10回までのものを用意し、これらについて実
施例1で示した化成条件で化成を行い、その静電容量を
測定した。その結果を(表2)に示す。
【0023】
【表2】
【0024】この(表2)から明らかなように、繰り返
し回数が多くなればなる程、静電容量は高めることがで
きるものである。
【0025】(実施例3)実施例1で示したエッチング
液に代えて、塩酸10wt%、硝酸1.0wt%、リン
酸0.5wt%の酸性溶液をエッチング液として用いた
以外は実施例1と同じ方法でエッチングと中間処理を合
計5回繰り返し、その後、化成を行って静電容量を測定
したところ、実施例1とほぼ同等の結果を得ることがで
きた。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明のアルミ電解コンデ
ンサ用電極箔の製造方法によれば、中間処理にリン酸イ
オンを含む水溶液を用い、一段のエッチング時間に対す
る中間処理時間の比率を0.5〜1.0の範囲で浸漬す
ことにより、エッチングでできたピットの表面に均一
な水和皮膜が形成され、その水和皮膜にある程度の欠陥
が生じるため、次段のエッチングを行った場合は、水和
皮膜の欠陥からエッチングがなされることになり、これ
により、多段の交流エッチングでアルミニウムの溶解量
が増大しても表面積の増大が低下することはなくなるた
め、単位面積当たりの静電容量を高めることができるも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−111656(JP,A) 特開 昭63−299309(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/04 304

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多段の交流エッチングの各段間に中間処
    理を設けたアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法に
    おいて、1段のエッチング時間に対する中間処理時間の
    比率を0.5〜1.0の範囲で、リン酸イオンを含む水
    溶液に浸漬するようにしたことを特徴とするアルミ電解
    コンデンサ用電極箔の製造方法。
  2. 【請求項2】 交流エッチングを行う液は、塩酸を主体
    とし、この塩酸に硫酸、硝酸、リン酸、蓚酸のうちから
    選ばれた少なくとも1種を添加した酸性溶液を用いてな
    る請求項1記載のアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造
    方法。
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