JP4344620B2 - 電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法に関するものである。

電解コンデンサ用アルミニウム箔は、一般に陽極用、陰極用ともエッチング工程にてその表面を粗面化し、表面積を拡大して電解コンデンサに用いられる。エッチングに用いる溶液は、アルミニウムを溶解させるため、塩酸溶液にリン酸、硝酸、硫酸、シュウ酸を混合したものが用いられる。

電解コンデンサ用のエッチング箔は、上記の塩酸を含む溶液中で、アルミニウム箔の表裏一対の電極間に交流電流を印加する方法（以下、間接給電方式と呼ぶ）や、アルミニウム箔と電極間に電流を印加する方法でエッチングされる。
その一般的な構成は、図２に示すような構造となっており、一対の電極２を平行に複数対配置し、アルミニウム原箔１を電極間に通過させて、電極２間に交流電源３より交流電流を印加（間接給電）して電解することで、アルミニウム箔の拡面処理（エッチング）が行われている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
特開２００２−２６０９６９（第２−１０頁、第４図−第７図） 永田伊佐也著、「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ」、日本蓄電器工業株式会社、平成９年２月２４日、第２版第１刷（第２５０−２５２頁）

しかしながら、現在の工業化されている間接給電方式は、エッチング槽内とエッチング槽間に電流を印加することができない無電解部分が存在する。この無電解部分ではエッチング箔にエッチング液が付着しているため、既エッチング部分の化学溶解反応が進行し、また、電解エッチング中に生成したエッチング皮膜も溶解してしまうため、次のエッチングにおけるピット開始点が均一とならずに集中してしまい、エッチング層の欠落、容量低下、強度低下が発生してしまうという問題があった。

よって、無電解部分でのエッチング箔の化学溶解反応を抑制するとともに、ピット開始点を均一にし、エッチング層の欠落、容量低下、強度低下を抑えることができるエッチング方法が望まれていた。

本発明は上記課題を解決するものであり、複数のエッチング槽内でアルミニウム箔を一対の電極板の間に通過させて通電し、エッチングを行う電解コンデンサ用アルミニウム箔の製造方法において、エッチング槽間の大気中無電解部分で、噴霧、シャワー、浸漬による水洗処理を施す水洗処理工程と、水洗処理工程後にリン酸またはリン酸塩と、フッ素イオンとを含む溶液を噴霧、シャワー、または浸漬する処理工程とを設けることを特徴とする。

また、上記のリン酸またはリン酸塩溶液の濃度が０．００５〜１．０ｍｏｌ／Ｌであることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法である。

さらに、上記のフッ素イオンの含有量が１．０〜１０，０００ｐｐｍであることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法である。

上記のエッチング方法により、電流印加できない大気中の無電解部分に、噴霧、シャワー、または浸漬による水洗処理を施した後、リン酸またはリン酸塩とフッ素イオンとを含む溶液の噴霧、シャワー、または浸漬処理を行うことで、無電解部分でのエッチング箔の化学溶解反応を抑制するとともに、薄く安定した皮膜を形成させ、エッチングピット開始点を均一に分散させ、エッチング層の欠落、容量低下、強度低下を抑えることができる。

本発明によるエッチング方法は、図１に示すように、一対の電極板を垂直方向に配置したエッチング装置において、大気中の無電解部分に付着したエッチング液をノズルでシャワー水洗した後、フッ素イオンを含むリン酸またはリン酸塩溶液をシャワー処理するものである。

リン酸塩としては、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などの正塩、二水素塩、一水素塩が適している。リン酸またはリン酸塩の濃度は、０．００５〜１．０ｍｏｌ／Ｌとした場合に効果が認められる。
これらのリン酸またはリン酸塩溶液にフッ素イオンを含ませることにより、より薄く安定した皮膜が生成し、エッチングピット開始点を均一に分散させる効果が向上する。その濃度は、１．０〜１０，０００ｐｐｍで効果がある。

エッチング装置は図１のものを使用し、エッチング溶液の組成は、塩酸１５．０ｗｔ％、リン酸２．０ｗｔ％、硝酸２．０ｗｔ％、硫酸１．０ｗｔ％とし、アルミニウム箔は純度９９．９％のものを用い、処理液である、リン酸またはリン酸塩溶液の種類・濃度、およびフッ素イオン含有量を表１の実施例１−１〜１−１７のとおりとした。
所定のエッチング電気量の１／２を印加後、無電解部分にシャワーによる水洗処理と、表１の処理液によるシャワー処理を順次行った後、残りのエッチング電気量を印加し、公知の方法でケミカル洗浄を行った。得られたエッチング箔のエッチングによる減量［ｇ／ｍ^２］、および２０Ｖ化成した時の容量［μＦ／ｃｍ^２］を測定した。
また、比較例１としてシャワーによる水洗処理を施さないもの、比較例２としてシャワーによる水洗処理だけを行ったもの、従来例としてシャワーによる水洗処理および上記の処理液によるシャワー処理を行わないものについても、同様の測定を行った。
いずれの場合も、無電解時間は３０秒とした。
その結果を表１に示す。

表１より明らかなように、処理液である、リン酸またはリン酸塩溶液の種類・濃度、およびフッ素イオン含有量を表１のとおりとし、無電解部分にシャワーによる水洗処理を施した後、上記の処理液によるシャワー処理を行った実施例１−１〜１−１７は、シャワーによる水洗処理を施さない比較例１、シャワーによる水洗処理だけを行った比較例２、シャワーによる水洗処理および上記の処理液によるシャワー処理を行わない従来例よりも、エッチングによる減量［ｇ／ｍ^２］が小さく、２０Ｖ化成した時の容量［μＦ／ｃｍ^２］が大きくなっていることが分かる。

ここで、上記のリン酸またはリン酸塩溶液の濃度は０．００５ｍｏｌ／Ｌ未満ではエッチング箔の化学的溶解防止に効果がなく（実施例１−１）、１．０ｍｏｌ／Ｌを超えると、エッチング箔を溶解する作用が強くなるため（実施例１−１２）、０．００５〜１．０ｍｏｌ／Ｌの範囲が適当である。
また、上記のフッ素イオンの含有量は１．０ｐｐｍ未満では、エッチング箔表面の安定皮膜を生成するのに効果がなく（実施例１−３）、１０，０００ｐｐｍを超えると、エッチング箔を溶解する作用が強くなるため（実施例１−９）、１．０〜１０，０００ｐｐｍの範囲が適当である。

（ａ）は本発明の実施例によるエッチング方法を示す概略図であり、（ｂ）は大気中無電解部分７の拡大図で、水洗ノズル８、処理液ノズル９に付した矢印は、液の噴射方向である。 従来例によるエッチング装置の概略図である。

符号の説明

１ アルミニウム原箔
２ 電極
３ 交流電源
４ エッチング槽
５ ローラ
６ 液中無電解部分
７ 大気中無電解部分
８ 水洗用ノズル
９ 処理液用ノズル

Claims (3)

1. 複数のエッチング槽内でアルミニウム箔を一対の電極板の間に通過させて通電し、エッチングを行う電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法において、
   エッチング槽間の大気中無電解部分で、噴霧、シャワー、または浸漬による水洗処理を施す水洗処理工程と、
   前記水洗処理工程後にリン酸またはリン酸塩と、フッ素イオンとを含む溶液を噴霧、シャワー、または浸漬する処理工程とを設けることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法。
2. 請求項１記載のリン酸またはリン酸塩溶液の濃度が０．００５〜１．０ｍｏｌ／Ｌであることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法。
3. 請求項１記載のフッ素イオンの含有量が１．０〜１０，０００ｐｐｍであることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造方法。

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