JP4816640B2 - アルミニウム電解コンデンサ、およびアルミニウム電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
アルミニウム電解コンデンサ、およびアルミニウム電解コンデンサの製造方法 Download PDFInfo
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Description
2 芯部
3 エッチングピット部
4 側端部
5 溶接部
6 リード線
(基本構成)
本形態は、交流エッチングを採用する場合に対応する形態であり、本形態に係るアルミニウム電解コンデンサ電極用アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量%以上、Fe含有量が5〜50ppm、および残部が不可避的不純物からなり、晶出・析出物中のFeの合計量が元含有量の1〜50%であって、厚さが0.2〜1mmである。
このように交流電流でエッチングする場合に、アルミニウム純度は99.98質量%以上である。アルミニウム含有量、すなわちアルミニウム純度が下限値未満であると、スラブの鋳造、均質化処理、または熱間圧延等の工程で種々の金属間化合物が過剰に晶出・析出し、これらの金属間化合物はアルミニウムマトリクスとの間に電位差を有するため、優先溶解部分が多くなり、エッチング時に優先溶解部分が過剰に進行し、エッチングピットが崩れ静電容量が低下してしまうためである。
直流ないし交流電流を用いた電解エッチングには塩酸を主体とした酸を用いるが、発明者等は、とりわけ塩酸を用いた交流エッチング中の材料の溶解挙動に特異な現象を見出した。すなわち、交流エッチングによる溶解量は化学的溶解量と交流電解時の電気的溶解量との和で表される。前者の化学的溶解量は、晶出・析出物中のFeの合計量に略直線的に比例して増加するもので、この現象はFeを含有する晶出・析出物がマトリクスに対して電位的に貴と考えられ、この電位的に貴な化学物周辺で優先溶解が起こることにより、溶解量が増えるためと推察される。一方、後者の交流電解時の電気的溶解量は、晶出・析出物中のFeの合計量が所定量になるまでは減少し、その後増加に転ずる現象を示す。
一段目の処理条件
液 :4モル/L塩酸+0.1モル/L硫酸 50℃
条件:正弦波交流、周波数20Hz、電流密度50A/dm2、電解時間45s
二段目の処理条件
液 :5モル/L塩酸+0.1モル/L硫酸 32℃
条件:交直重畳波形(正弦波交流+DC)、周波数50Hz、デューティー比0.80、電流密度15A/dm2、電解時間60s
三段目の処理条件
液 :5モル/L塩酸+0.1モル/L硫酸 32℃
条件:正弦波交流、周波数50Hz、電流密度25A/dm2、電解時間2700s
である。
以上説明したように、本形態のアルミニウム電解コンデンサ電極用アルミニウム板では、アルミニウム純度、Fe含有量、晶出・析出物中のFeの合計量を最適化しているので、エッチングピット同士が繋がることなく深くまでエッチングすることができ、かつ、厚さを0.2〜1mmまで厚くしているので、エッチングをより深い位置まで行うことができる。従って、単位面積当たりの静電容量が高い陽極を得ることができるので、陽極を積層してアルミニウム固体電解コンデンサとしての静電容量を確保する際、その積層枚数を減らすことができる。従って、アルミニウム板の厚さを0.2〜1mmまで厚くした場合でも、アルミニウム固体電解コンデンサの高容量化、低背化、高周波特性の向上を図ることができる。また、上記の構成を組み合わせた結果、芯部を厚く残すことができるため、陽極の表面などで外部端子との接合を図らなくても、芯部の側端面に端子を接続できる。従って、端子の接続によって陽極に静電容量に寄与しない部分が発生しない。また、芯部の側端面に端子を接続すれば、陽極を積層しても高さ寸法が大きくなることがなく、かつ、高周波特性が低下することもない。
本形態は、直流エッチングを採用する場合に対応する形態であり、本形態に係るアルミニウム電解コンデンサ電極用アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量%以上、Fe含有量が5〜50ppm、立方体方位含有率が80%以上であって、厚さが0.2〜1mmである。
Claims (8)
- アルミニウム板の少なくともエッチング面に誘電体膜および固体電解質層が形成されたコンデンサ陽極と、当該コンデンサ陽極に電気的に接続された陽極リードとを有するアルミニウム電解コンデンサにおいて、
前記アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量%以上、Fe含有量が5〜50ppm、および残部が不可避的不純物からなり、晶出・析出物中のFeの合計量が元含有量の1〜50%であり、
前記コンデンサ陽極は、厚さが0.2〜1mmの前記アルミニウム板が、厚さ方向の中心部分に平均厚さが50〜150μmの芯部を残すように交流エッチングされ、
前記交流エッチングは、前記コンデンサ陽極の表面全体および裏面全体に施され、
前記陽極リードは、前記芯部の側端面に接合されていることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 - アルミニウム板の少なくともエッチング面に誘電体膜および固体電解質層が形成されたコンデンサ陽極と、当該コンデンサ陽極に電気的に接続された陽極リードとを有するアルミニウム電解コンデンサにおいて、
前記アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量%以上、Fe含有量が5〜50ppm、および残部が不可避的不純物からなり、晶出・析出物中のFeの合計量が1〜15ppmであり、
前記コンデンサ陽極は、厚さが0.2〜1mmの前記アルミニウム板が、厚さ方向の中心部分に平均厚さが50〜150μmの芯部を残すように交流エッチングされ、
前記交流エッチングは、前記コンデンサ陽極の表面全体および裏面全体に施され、
前記陽極リードは、前記芯部の側端面に接合されていることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 - 請求項1または2において、前記陽極リードは、レーザ溶接により、前記芯部の側端面に接合されていることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記コンデンサ陽極が、複数枚、積層されていることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。
- アルミニウム板を陽極酸化し、コンデンサ陽極を形成するアルミニウム電解コンデンサの製造方法において、
前記アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量%以上、Fe含有量が5〜50ppm、および残部が不可避的不純物からなり、晶出・析出物中のFeの合計量が元含有量の1〜50%であり、
厚さが0.2〜1mmの前記アルミニウム板を、厚さ方向の中心部分に平均厚さが50〜150μmの芯部を残すように交流エッチングして表面積を拡大した後、陽極酸化し、前記陽極酸化の後、前記アルミニウム板を切断して、前記交流エッチングおよび前記陽極酸化が表面全体および裏面全体に施された前記コンデンサ陽極を形成するとともに、
前記アルミニウム板を切断した後の前記芯部の側端面に陽極リードを接合することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサの製造方法。 - アルミニウム板を陽極酸化し、コンデンサ陽極を形成するアルミニウム電解コンデンサの製造方法において、
前記アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量%以上、Fe含有量が5〜50ppm、および残部が不可避的不純物からなり、晶出・析出物中のFeの合計量が1〜15ppmであり、
厚さが0.2〜1mmの前記アルミニウム板を、厚さ方向の中心部分に平均厚さが50〜150μmの芯部を残すように交流エッチングして表面積を拡大した後、陽極酸化し、前記陽極酸化の後、前記アルミニウム板を切断して、前記交流エッチングおよび前記陽極酸化が表面全体および裏面全体に施された前記コンデンサ陽極を形成するとともに、
前記アルミニウム板を切断した後の前記芯部の側端面に陽極リードを接合することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサの製造方法。 - 請求項5または6において、前記陽極リードを、レーザ溶接により前記芯部の側端面に接合することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサの製造方法。
- 請求項5ないし7のいずれかにおいて、前記コンデンサ陽極を、複数枚、積層することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサの製造方法。
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