JP3473683B2 - 電解コンデンサ用アルミニウム箔 - Google Patents
電解コンデンサ用アルミニウム箔Info
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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、電解コンデンサ用
アルミニウム箔、詳しくは、電解エッチングにより均一
且つ多数のピットを形成して、高い静電容量を得ること
ができる電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】電子部品の小型化に伴い、電子部品に使
用されている電解コンデンサの高性能化が要求され、電
解コンデンサを構成するアルミニウム箔についても、エ
ッチング処理後の拡面率の増大により静電容量をさらに
向上させることが要望されている。 【０００３】電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔のエ
ッチングは、通常、塩素イオンを含む溶液中で、電気化
学的または化学的な処理を施すことにより行われ、エッ
チピットと呼ばれる多数の孔を形成して、エッチング処
理面の表面積を拡大させる。エッチング処理されたエッ
チド箔は、さらに、例えばホウ酸やアジピン酸アンモニ
ウム水溶液中で化成処理（陽極酸化処理）され、誘電体
の酸化皮膜がコンデンサの使用電圧に応じて形成され
る。コンデンサの静電容量は、Ｃ＝εＳ／ｄ（Ｃ：静電
容量、ε：化成皮膜の誘電率、Ｓ：表面積、ｄ：化成皮
膜の厚さ）で与えられる。 【０００４】従来、静電容量を高めるための手段とし
て、エッチング処理により形成されるエッチピット開始
点を増大させることが検討され、少量のＮｉの含有によ
りエッチングの開始点が増大すること、エッチピットの
発生する（１００）面の占有率が高まることがよく知ら
れている。（特公６２−３７１０５号公報、特開昭６３
−２５５９１１号公報） 【０００５】しかしながら、単に、アルミニウム中にＮ
ｉが含有しているだけでは、エッチング処理時、固溶状
態にあるＮｉがアルミニウム全体を溶解させ、表面全体
が溶解する結果、箔厚が著しく減少してしまうため、表
面積の拡大効果が得られ難いという問題点がある。 【０００６】一方、アルミニウムの電解エッチングにお
いては、マトリックス中の金属間化合物がエッチピット
の形成に関与し、エッチピットの開始点として作用する
こともあることが見出されている。発明者らは、この観
点から、Ｎｉを含有するアルミニウムのマトリックス中
に分布する金属間化合物の種類、分布状態とエッチング
特性との関係について検討した結果、Ａｌ−Ｎｉ系、Ａ
ｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の金属間化合物がエッチピットの開始
点として有効に作用することを見出した。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の知見
に基づいてさらに実験、検討を重ねた結果としてなされ
たものであり、その目的は、Ｎｉを含有するアルミニウ
ム箔において、アルミニウム内部までエッチピットの進
行、形成を可能とする電解コンデンサ用アルミニウム箔
を提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による電解コンデンサ用アルミニウム箔は、
アルミニウム純度９９．９０％以上のアルミニウム箔で
あって、マトリックス中に存在する粒径１〜１５μｍの
Ａｌ−Ｎｉ系およびＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の金属間化合物
の合計個数が５０〜１００００個／ｍｍ2 であることを
特徴とする。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明は、アルミニウム純度が９
９．９０％以上のアルミニウム箔であって、マトリック
ス中に分散するＡｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の金
属間化合物のうち、粒径が１〜１５μｍの範囲のものが
エッチングピットの形成に有効に作用する。粒径１μｍ
未満では、エッチピットの開始点として作用せず、粒径
が１５μｍを越えると、エッチピットの数が少なくなる
ため、有効な拡面率が得難く、静電容量の向上が達成で
きない。 【００１０】マトリックス中には、Ａｌ−Ｎｉ系金属間
化合物および／またはＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物
が存在するが、本発明においては、これらの金属間化合
物のうち上記の粒径範囲のものが、合計個数で５０〜１
００００個／ｍｍ2 存在しているのが好ましい。５０個
／ｍｍ2 未満では、エッチング時、エッチピットの発生
数が少なく、十分な拡面率が得られない。１００００個
／ｍｍ2 を越えると、エッチピットが合体して、高い拡
面率が得られなくなる。 【００１１】なお、本発明において、金属間化合物がＡ
ｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系化合物であることの確
認はＥＤＳ分析により行い、金属間化合物の粒径および
分布については、アルミニウム箔を過塩素酸−エタノー
ル混合液中で電解研磨した後、表面をＳＥＭ（走査型電
子顕微鏡）で撮影し、画像解析装置（例えば、株式会社
ニレコ製、ＬＵＺＥＸIII(さん) Ｕ）を用いて測定す
る。 【００１２】上記の性状をそなえたアルミニウム箔は、
アルミニウム箔の製造工程において、最終焼鈍の条件
（焼鈍温度および焼鈍時間）を調製し、金属間化合物の
大きさ、分散度を制御することにより製造することがで
きる。この場合、焼鈍時の昇温速度を変化させても金属
間化合物に対する影響はほとんどなく、種々の昇温速度
を適用することができる。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明すると共に、それに基づいてその効果を実証する。な
お、これらの実施例は、本発明の好ましい一実施態様を
説明するためのものであって、これにより本発明が制限
されることはない。 【００１４】実施例１ 連続鋳造により、ＦｅおよびＮｉをそれぞれ１０〜５０
０ｐｐｍの範囲で含有するアルミニウム純度９９．９０
％以上のアルミニウムを造塊し、得られた鋳塊を常法に
従って均質化処理し、熱間圧延を施して厚さ５ｍｍのア
ルミニウム板とし、さらに厚さ０．１ｍｍまで冷間圧延
した。ついで、冷間圧延板について、アルゴンガス雰囲
気中で、昇温速度５０℃／ｈ、焼鈍温度３００〜５６０
℃で段階的加熱による焼鈍処理を行った。 【００１５】作製されたアルミニウム板（試験材）につ
いて、交流電解エッチングを行い、水洗、乾燥後、１５
％アジピン酸アンモニウム水溶液中で２０Ｖの電圧で化
成処理し、同溶液中でＬＣＲメータを用いて静電容量を
測定した。なお、交流電解エッチングは、５０℃の１
２．５％塩酸＋０．６％リン酸溶液中、６０Ｈｚ、電流
密度０．６Ａ／ｃｍ2 で６０秒間電解することにより行
った。 【００１６】金属間化合物の粒径および分布について
は、アルミニウム箔を過塩素酸−エタノール混合液中で
電解研磨した後、表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で
撮影し、画像解析装置（株式会社ニレコ製、ＬＵＺＥＸ
III(さん) Ｕ）を用いて測定し、金属間化合物がＡｌ−
Ｎｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系化合物であることの確認は
ＥＤＳ分析により行った。 【００１７】各試験材のアルミニウム純度、焼鈍条件、
粒径１〜１５μｍのＡｌ−Ｎｉ系金属間化合物とＡｌ−
Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物の合計個数および測定された
静電容量を表１に示す。表１にみられるように、本発明
に従う試験材Ｎｏ．１〜９はいずれも、１００μＦ／ｃ
ｍ2 以上の高い静電容量を示している。 【００１８】 【表１】 【００１９】比較例１ 連続鋳造により、ＦｅおよびＮｉをそれぞれ１０〜５０
０ｐｐｍの範囲で含有するアルミニウムを造塊し、得ら
れた鋳塊について、実施例１と同一の方法で均質化処
理、熱間圧延、冷間圧延および最終焼鈍処理を施し、作
製されたアルミニウム板（試験材）について、実施例１
と同じ条件で交流電解エッチング、化成処理を行い、静
電容量を測定した。金属間化合物の粒径および分布の測
定、Ａｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系化合物であるこ
との確認についても、実施例１と同様に行った。 【００２０】各試験材のアルミニウム純度、焼鈍条件、
粒径１〜１５μｍのＡｌ−Ｎｉ系金属間化合物とＡｌ−
Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物の合計個数および測定された
静電容量を表２に示す。なお、表２において、本発明の
条件を外れたものには下線を付した。 【００２１】 【表２】 【００２２】表２に示すように、本発明の条件を外れた
試験材Ｎｏ．１０〜１３はいずれも、静電容量が劣って
いる。試験材Ｎｏ．１０はアルミニウム純度が低く、ま
た所定の金属間化合物の数が少ないためエッチピットの
発生数が少なく、十分な拡面率が得られず、静電容量が
劣る。試験材Ｎｏ．１１は所定の金属間化合物の数が少
ないため、同様に静電容量が劣る。 【００２３】試験材Ｎｏ．１２は所定の金属間化合物の
数が多過ぎるため、エッチピットが合体して高い拡面率
が得られず、静電容量が低くなっている。試験材Ｎｏ．
１３はアルミニウム純度も低いため、さらに静電容量が
劣っている。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、均一且つ多数のエッチ
ピットが形成され、アルミニウム内部までエッチピット
が進行して高い拡面率が得られ、優れた静電容量を確実
に得ることを可能とする電解コンデンサ用アルミニウム
箔、とくに電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔が提供
される。
アルミニウム箔、詳しくは、電解エッチングにより均一
且つ多数のピットを形成して、高い静電容量を得ること
ができる電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】電子部品の小型化に伴い、電子部品に使
用されている電解コンデンサの高性能化が要求され、電
解コンデンサを構成するアルミニウム箔についても、エ
ッチング処理後の拡面率の増大により静電容量をさらに
向上させることが要望されている。 【０００３】電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔のエ
ッチングは、通常、塩素イオンを含む溶液中で、電気化
学的または化学的な処理を施すことにより行われ、エッ
チピットと呼ばれる多数の孔を形成して、エッチング処
理面の表面積を拡大させる。エッチング処理されたエッ
チド箔は、さらに、例えばホウ酸やアジピン酸アンモニ
ウム水溶液中で化成処理（陽極酸化処理）され、誘電体
の酸化皮膜がコンデンサの使用電圧に応じて形成され
る。コンデンサの静電容量は、Ｃ＝εＳ／ｄ（Ｃ：静電
容量、ε：化成皮膜の誘電率、Ｓ：表面積、ｄ：化成皮
膜の厚さ）で与えられる。 【０００４】従来、静電容量を高めるための手段とし
て、エッチング処理により形成されるエッチピット開始
点を増大させることが検討され、少量のＮｉの含有によ
りエッチングの開始点が増大すること、エッチピットの
発生する（１００）面の占有率が高まることがよく知ら
れている。（特公６２−３７１０５号公報、特開昭６３
−２５５９１１号公報） 【０００５】しかしながら、単に、アルミニウム中にＮ
ｉが含有しているだけでは、エッチング処理時、固溶状
態にあるＮｉがアルミニウム全体を溶解させ、表面全体
が溶解する結果、箔厚が著しく減少してしまうため、表
面積の拡大効果が得られ難いという問題点がある。 【０００６】一方、アルミニウムの電解エッチングにお
いては、マトリックス中の金属間化合物がエッチピット
の形成に関与し、エッチピットの開始点として作用する
こともあることが見出されている。発明者らは、この観
点から、Ｎｉを含有するアルミニウムのマトリックス中
に分布する金属間化合物の種類、分布状態とエッチング
特性との関係について検討した結果、Ａｌ−Ｎｉ系、Ａ
ｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の金属間化合物がエッチピットの開始
点として有効に作用することを見出した。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の知見
に基づいてさらに実験、検討を重ねた結果としてなされ
たものであり、その目的は、Ｎｉを含有するアルミニウ
ム箔において、アルミニウム内部までエッチピットの進
行、形成を可能とする電解コンデンサ用アルミニウム箔
を提供することにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による電解コンデンサ用アルミニウム箔は、
アルミニウム純度９９．９０％以上のアルミニウム箔で
あって、マトリックス中に存在する粒径１〜１５μｍの
Ａｌ−Ｎｉ系およびＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の金属間化合物
の合計個数が５０〜１００００個／ｍｍ2 であることを
特徴とする。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明は、アルミニウム純度が９
９．９０％以上のアルミニウム箔であって、マトリック
ス中に分散するＡｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の金
属間化合物のうち、粒径が１〜１５μｍの範囲のものが
エッチングピットの形成に有効に作用する。粒径１μｍ
未満では、エッチピットの開始点として作用せず、粒径
が１５μｍを越えると、エッチピットの数が少なくなる
ため、有効な拡面率が得難く、静電容量の向上が達成で
きない。 【００１０】マトリックス中には、Ａｌ−Ｎｉ系金属間
化合物および／またはＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物
が存在するが、本発明においては、これらの金属間化合
物のうち上記の粒径範囲のものが、合計個数で５０〜１
００００個／ｍｍ2 存在しているのが好ましい。５０個
／ｍｍ2 未満では、エッチング時、エッチピットの発生
数が少なく、十分な拡面率が得られない。１００００個
／ｍｍ2 を越えると、エッチピットが合体して、高い拡
面率が得られなくなる。 【００１１】なお、本発明において、金属間化合物がＡ
ｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系化合物であることの確
認はＥＤＳ分析により行い、金属間化合物の粒径および
分布については、アルミニウム箔を過塩素酸−エタノー
ル混合液中で電解研磨した後、表面をＳＥＭ（走査型電
子顕微鏡）で撮影し、画像解析装置（例えば、株式会社
ニレコ製、ＬＵＺＥＸIII(さん) Ｕ）を用いて測定す
る。 【００１２】上記の性状をそなえたアルミニウム箔は、
アルミニウム箔の製造工程において、最終焼鈍の条件
（焼鈍温度および焼鈍時間）を調製し、金属間化合物の
大きさ、分散度を制御することにより製造することがで
きる。この場合、焼鈍時の昇温速度を変化させても金属
間化合物に対する影響はほとんどなく、種々の昇温速度
を適用することができる。 【００１３】 【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明すると共に、それに基づいてその効果を実証する。な
お、これらの実施例は、本発明の好ましい一実施態様を
説明するためのものであって、これにより本発明が制限
されることはない。 【００１４】実施例１ 連続鋳造により、ＦｅおよびＮｉをそれぞれ１０〜５０
０ｐｐｍの範囲で含有するアルミニウム純度９９．９０
％以上のアルミニウムを造塊し、得られた鋳塊を常法に
従って均質化処理し、熱間圧延を施して厚さ５ｍｍのア
ルミニウム板とし、さらに厚さ０．１ｍｍまで冷間圧延
した。ついで、冷間圧延板について、アルゴンガス雰囲
気中で、昇温速度５０℃／ｈ、焼鈍温度３００〜５６０
℃で段階的加熱による焼鈍処理を行った。 【００１５】作製されたアルミニウム板（試験材）につ
いて、交流電解エッチングを行い、水洗、乾燥後、１５
％アジピン酸アンモニウム水溶液中で２０Ｖの電圧で化
成処理し、同溶液中でＬＣＲメータを用いて静電容量を
測定した。なお、交流電解エッチングは、５０℃の１
２．５％塩酸＋０．６％リン酸溶液中、６０Ｈｚ、電流
密度０．６Ａ／ｃｍ2 で６０秒間電解することにより行
った。 【００１６】金属間化合物の粒径および分布について
は、アルミニウム箔を過塩素酸−エタノール混合液中で
電解研磨した後、表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で
撮影し、画像解析装置（株式会社ニレコ製、ＬＵＺＥＸ
III(さん) Ｕ）を用いて測定し、金属間化合物がＡｌ−
Ｎｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系化合物であることの確認は
ＥＤＳ分析により行った。 【００１７】各試験材のアルミニウム純度、焼鈍条件、
粒径１〜１５μｍのＡｌ−Ｎｉ系金属間化合物とＡｌ−
Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物の合計個数および測定された
静電容量を表１に示す。表１にみられるように、本発明
に従う試験材Ｎｏ．１〜９はいずれも、１００μＦ／ｃ
ｍ2 以上の高い静電容量を示している。 【００１８】 【表１】 【００１９】比較例１ 連続鋳造により、ＦｅおよびＮｉをそれぞれ１０〜５０
０ｐｐｍの範囲で含有するアルミニウムを造塊し、得ら
れた鋳塊について、実施例１と同一の方法で均質化処
理、熱間圧延、冷間圧延および最終焼鈍処理を施し、作
製されたアルミニウム板（試験材）について、実施例１
と同じ条件で交流電解エッチング、化成処理を行い、静
電容量を測定した。金属間化合物の粒径および分布の測
定、Ａｌ−Ｎｉ系、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系化合物であるこ
との確認についても、実施例１と同様に行った。 【００２０】各試験材のアルミニウム純度、焼鈍条件、
粒径１〜１５μｍのＡｌ−Ｎｉ系金属間化合物とＡｌ−
Ｆｅ−Ｎｉ系金属間化合物の合計個数および測定された
静電容量を表２に示す。なお、表２において、本発明の
条件を外れたものには下線を付した。 【００２１】 【表２】 【００２２】表２に示すように、本発明の条件を外れた
試験材Ｎｏ．１０〜１３はいずれも、静電容量が劣って
いる。試験材Ｎｏ．１０はアルミニウム純度が低く、ま
た所定の金属間化合物の数が少ないためエッチピットの
発生数が少なく、十分な拡面率が得られず、静電容量が
劣る。試験材Ｎｏ．１１は所定の金属間化合物の数が少
ないため、同様に静電容量が劣る。 【００２３】試験材Ｎｏ．１２は所定の金属間化合物の
数が多過ぎるため、エッチピットが合体して高い拡面率
が得られず、静電容量が低くなっている。試験材Ｎｏ．
１３はアルミニウム純度も低いため、さらに静電容量が
劣っている。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、均一且つ多数のエッチ
ピットが形成され、アルミニウム内部までエッチピット
が進行して高い拡面率が得られ、優れた静電容量を確実
に得ることを可能とする電解コンデンサ用アルミニウム
箔、とくに電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔が提供
される。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大澤 伸夫
東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽
金属工業株式会社内
(72)発明者 福岡 潔
東京都港区新橋５丁目11番３号 住友軽
金属工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−255733（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−53087（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−92515（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−71832（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−250112（ＪＰ，Ａ)
特開2000−226627（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/055
C22C 21/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 アルミニウム純度９９．９０％（重量
％、以下同じ）以上のアルミニウム箔であって、マトリ
ックス中に存在する粒径１〜１５μｍのＡｌ−Ｎｉ系お
よびＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の金属間化合物の合計個数が５
０〜１００００個／ｍｍ2 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箔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06631399A JP3473683B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 電解コンデンサ用アルミニウム箔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06631399A JP3473683B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 電解コンデンサ用アルミニウム箔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000260666A JP2000260666A (ja) | 2000-09-22 |
| JP3473683B2 true JP3473683B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=13312223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06631399A Expired - Fee Related JP3473683B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 電解コンデンサ用アルミニウム箔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008060125A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 電気二重層コンデンサ用アルミニウム箔およびその製造方法ならびに粗面化方法 |
| JP4793827B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2011-10-12 | 三菱アルミニウム株式会社 | 電解コンデンサ用アルミニウム箔およびその製造方法 |
| JP4827103B2 (ja) * | 2007-08-10 | 2011-11-30 | 三菱アルミニウム株式会社 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP06631399A patent/JP3473683B2/ja not_active Expired - Fee Related
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