JP4958464B2 - Aluminum foil for electrolytic capacitor electrode - Google Patents

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本発明は、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔に関する。特に、本発明は、エッチング及び陽極酸化処理の後に高い静電容量を達成できる電解コンデンサ電極用アルミニウム箔に関する。   The present invention relates to an aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes. In particular, the present invention relates to an aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes that can achieve a high capacitance after etching and anodizing treatment.

アルミニウムは、化学的又は電気化学的なエッチング処理によりエッチングピットを形成して表面積の増大が容易にできる。その表面には「化成処理」とも称される陽極酸化処理を施すことにより、良質な陽極酸化皮膜が形成できる。しかも、この皮膜が誘電体となるところから、薄く圧延したアルミニウム箔をエッチング処理し、その表面に使用電圧に応じた種々の化成電圧で化成処理して陽極酸化皮膜を形成することにより、使用電圧に適合する各種のコンデンサが製造されている。   Aluminum can easily increase the surface area by forming etching pits by chemical or electrochemical etching. A good quality anodic oxide film can be formed on the surface by subjecting the surface to an anodizing treatment called “chemical conversion treatment”. Moreover, since this film becomes a dielectric, the thin rolled aluminum foil is subjected to etching treatment, and the surface is subjected to chemical conversion treatment with various conversion voltages according to the use voltage to form an anodized film. Various types of capacitors that meet the requirements are manufactured.

上記エッチング処理で形成するエッチングピットは、使用電圧に応じた化成電圧の高低に適した形状に穿孔される。   Etching pits formed by the etching process are drilled in a shape suitable for the level of the formation voltage according to the operating voltage.

使用電圧の高い中高圧用のコンデンサに使用する場合は、化成電圧を高くして厚い化成皮膜を形成する必要があるので、厚い化成皮膜でエッチングピットが埋まらないように、エッチングピット形成は直流による電気化学的エッチング処理により行い、エッチングピット形状をトンネルタイプとする。   When used for medium- and high-voltage capacitors with a high operating voltage, it is necessary to form a thick chemical film by increasing the chemical voltage. Therefore, the etching pit is formed by direct current so that the thick chemical film does not fill the etching pit. The etching is performed by electrochemical etching, and the etching pit shape is a tunnel type.

使用電圧の低い低圧用コンデンサに使用する場合は、付与する化成皮膜が中高圧用のように厚くないため、ピット形態は海綿状あるいはカリフラワー状と呼ばれる微細な凹凸であり、表面積の拡大率は中高圧用のトンネルピットより大きい。このようなピットは塩素イオンを含んだ水溶液中での交流エッチングにより得られる。   When used for a low-voltage capacitor with a low working voltage, the applied chemical film is not as thick as for medium-high pressure, so the pit form is fine irregularities called spongy or cauliflower, and the surface area expansion rate is medium. Larger than tunnel pit for high pressure. Such pits can be obtained by AC etching in an aqueous solution containing chlorine ions.

中高圧用のエッチングではエッチング処理を一次エッチング、二次エッチングの二段階で行い、一次エッチングでは直流を印加して細いトンネル状の初期ピットを形成し、次いで二次エッチングでは初期ピットの径を拡大している。   In medium- and high-pressure etching, the etching process is performed in two stages: primary etching and secondary etching. In primary etching, direct current is applied to form a thin tunnel-shaped initial pit, and then in secondary etching, the diameter of the initial pit is expanded. is doing.

表面積を拡大するとコンデンサの静電容量を大きくできることから、一次エッチングで形成される初期ピットを数多く発生させることが必要である。しかも、二次エッチングで径を拡大させる時にエッチングピットが合体しないように、初期ピットは適当な数で均一に分散分布している必要がある。エッチングピットは、電気化学的な開始点を得て発生するものであるから、先ず初期ピットの開始点を適当数均一に分散分布させておかなければならない。   Since the capacitance of the capacitor can be increased by increasing the surface area, it is necessary to generate many initial pits formed by primary etching. Moreover, the initial pits need to be uniformly distributed and distributed in an appropriate number so that the etching pits do not coalesce when the diameter is expanded by secondary etching. Since the etching pits are generated by obtaining an electrochemical starting point, first, the starting points of the initial pits must be distributed and distributed in an appropriate number of uniform manners.

近年、コンデンサの更なる小型化の傾向に伴い、静電容量の向上が強く求められるようになり、種々の元素を添加したアルミニウム箔が提案されている。例えば、特開昭60−66806号公報(特許文献1)には、チタン、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウムの少なくとも1種の2〜60原子%の金属と回避できない不純物を含有したアルミニウムを溶解させて急冷し強制固溶体合金を形成したことを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム合金電極が開示されている。   In recent years, with the trend of further miniaturization of capacitors, improvement in electrostatic capacity has been strongly demanded, and aluminum foils to which various elements are added have been proposed. For example, JP-A-60-66806 (Patent Document 1) discloses rapid quenching by dissolving aluminum containing at least one metal of 2 to 60 atomic% of titanium, zirconium, niobium, and hafnium and unavoidable impurities. An aluminum alloy electrode for an electrolytic capacitor is disclosed in which a forced solid solution alloy is formed.

しかしながら、これらの元素の添加は、複合誘電体を形成するには適するものの、トンネルタイプのエッチングピットを適当数形成することはできず、初期ピットが同時に多数発生しすぎてアルミニウム箔が全面溶解してしまい、かえって静電容量の低下を招くという問題がある。   However, although the addition of these elements is suitable for forming a composite dielectric, an appropriate number of tunnel type etching pits cannot be formed, and too many initial pits are generated at the same time, so that the aluminum foil is completely dissolved. However, there is a problem that the capacitance is reduced.

この全面溶解を抑制して、初期ピットの開始点を適当数均一に分散分布させる方法として、種々の元素を添加したアルミニウム箔が提案されている。例えば、アルミニウムの純度が99.9%以上であり、かつ、Cr、Mo、W、Nb及びTaのうちの一種又は二種以上を1〜10ppm含有した電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔(特許文献2)、アルミニウム純度が99.9%以上で、Be、P及びTaのうちの少なくとも1種以上の元素を総量で0.2〜20ppm含有し、かつ表面から厚さ1μmまでの表層部に上記元素の合計濃度が箔内部の含有量の1.5〜500倍の範囲に設定されてなることを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム箔(特許文献3)、及び、Al純度:99.9%以上であり、Si:2〜50ppm、Fe:2〜50ppm、Cu:15〜150ppm、Zn:1〜80ppm及びPb0.1〜3ppmを含有するとともに、Zr、Vのうち少なくとも1種を21ppm以上かつ合計で21〜100ppm含有し、B含有量が2ppm以下に規制され、残部がアルミニウム及び不純物からなることを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム材が開示されている。   As a method for suppressing the entire surface dissolution and uniformly distributing the starting points of the initial pits in an appropriate number, an aluminum foil added with various elements has been proposed. For example, aluminum alloy foil for electrolytic capacitor electrodes in which the purity of aluminum is 99.9% or more and contains 1 to 10 ppm of one or more of Cr, Mo, W, Nb and Ta (Patent Document 2) ), The purity of the aluminum is 99.9% or more, and contains at least one element of at least one of Be, P and Ta in a total amount of 0.2 to 20 ppm, and the above-mentioned element in the surface layer part having a thickness of 1 μm from the surface The aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes (Patent Document 3), characterized in that the total concentration of Al is set in the range of 1.5 to 500 times the content inside the foil, and Al purity: 99.9% or more Si: 2 to 50 ppm, Fe: 2 to 50 ppm, Cu: 15 to 150 ppm, Zn: 1 to 80 ppm and Pb 0.1 to 3 ppm, and among Zr and V Containing 21~100ppm one 21ppm or more and a total even without, B content is restricted to 2ppm or less, the balance being aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, characterized in that it consists of aluminum and impurities.

しかしながら、これらの方法でも、全面溶解を抑制して初期ピットの開始点を適当数均一に分散分布させるには十分でなく、コンデンサの静電容量向上も満足できるものとは言えない。
特開昭60−66806号公報 特開昭63−90115号公報 特開平4−62824号公報 特開2002−97538号公報
However, even these methods are not sufficient for suppressing the entire surface dissolution and distributing the appropriate number of initial pit starting points uniformly, and it cannot be said that the improvement in the capacitance of the capacitor is satisfactory.
JP 60-66806 A JP-A-63-90115 JP-A-4-62824 JP 2002-97538 A

従って、本発明の主な目的は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、より高い静電容量を発揮できるコンデンサを製造するための電解コンデンサ電極用アルミニウム箔を提供することにある。   Accordingly, the main object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide an aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes for producing a capacitor capable of exhibiting a higher capacitance. It is in.

本発明者らは、上記問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の化学組成を有する電解コンデンサ電極用アルミニウム箔が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。特に、0.1〜5ppmのB及び0.1〜3ppmのPbがエッチングピット間距離の均一な初期ピットの開始点になること、及びNb又はTaのうち少なくとも1種を10ppm以上かつ合計で10〜100ppm含有させることによりエッチングピットがトンネル状に進行して全面溶解を抑制するという知見に基づき、本発明を完成した。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that an aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes having a specific chemical composition can achieve the above object, and have completed the present invention. In particular, 0.1 to 5 ppm of B and 0.1 to 3 ppm of Pb serve as starting points of initial pits having a uniform distance between etching pits, and at least one of Nb and Ta is 10 ppm or more and 10 in total. The present invention was completed on the basis of the knowledge that by containing ˜100 ppm, the etching pits proceed in a tunnel shape to suppress the entire surface dissolution.

すなわち、本発明は、下記の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔に係る。
1. 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔であって、Al:99.9質量%以上、Si:2〜100ppm、Fe:2〜100ppm、Cu:15〜150ppm、B:0.1〜5ppm、Pb:0.1〜3ppm、Nb及びTaの少なくとも1種:10〜100ppm、残部:不可避不純物からなることを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム箔。
2. Nb及びTaの少なくとも1種が30〜70ppmである、前記項1に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔。
3. Bが0.1〜2ppmである、前記項1又は2に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔。
4. 前記項1〜3のいずれかに記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔から得られる電解コンデンサ電極。
5. Al:99.9質量%以上、Si:2〜100ppm、Fe:2〜100ppm、Cu:15〜150ppm、B:0.1〜5ppm、Pb:0.1〜3ppm、Nb及びTaの少なくとも1種:10〜100ppm、残部:不可避不純物からなることを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム合金。
6. Nb及びTaの少なくとも1種が30〜70ppmである、前記項5に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム合金。
7. Bが0.1〜2ppmである、前記項5又は6に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム合金
That is, the present invention relates to the following aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes.
1. Aluminum foil for electrolytic capacitor electrode, Al: 99.9% by mass or more, Si: 2 to 100 ppm, Fe: 2 to 100 ppm, Cu: 15 to 150 ppm, B: 0.1 to 5 ppm, Pb: 0.1 An aluminum foil for an electrolytic capacitor electrode, comprising: -3 ppm, at least one of Nb and Ta: 10 to 100 ppm, and the balance: inevitable impurities.
2. Item 2. The aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes according to Item 1, wherein at least one of Nb and Ta is 30 to 70 ppm.
3. Item 3. The aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes according to Item 1 or 2, wherein B is 0.1 to 2 ppm.
4). The electrolytic capacitor electrode obtained from the aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes in any one of said 1-3.
5. Al: 99.9% by mass or more, Si: 2 to 100 ppm, Fe: 2 to 100 ppm, Cu: 15 to 150 ppm, B: 0.1 to 5 ppm, Pb: 0.1 to 3 ppm, at least one of Nb and Ta : 10-100 ppm, balance: aluminum alloy for electrolytic capacitor electrodes , characterized by comprising inevitable impurities.
6). Item 6. The aluminum alloy for electrolytic capacitor electrodes according to Item 5, wherein at least one of Nb and Ta is 30 to 70 ppm.
7). Item 7. The aluminum alloy for electrolytic capacitor electrodes according to Item 5 or 6, wherein B is 0.1 to 2 ppm .

本発明のAl箔は、B、Nb、Ta等の特定成分が一定量の範囲内に制御されていることから、静電容量がより高い電解コンデンサ電極を提供することが可能となる。特に、本発明のAl箔は、中高圧エッチング用箔として有用である。   In the Al foil of the present invention, since specific components such as B, Nb, and Ta are controlled within a certain range, it is possible to provide an electrolytic capacitor electrode having a higher capacitance. In particular, the Al foil of the present invention is useful as a medium-high pressure etching foil.

1.電解コンデンサ電極用アルミニウム箔
本発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔(本発明Al箔)は、電解コンデンサ電極用アルミニウム箔であって、Al:99.9質量%以上、Si:2〜100ppm、Fe:2〜100ppm、Cu:15〜150ppm、B:0.1〜5ppm、Pb:0.1〜3ppm、Nb及びTaの少なくとも1種:10〜100ppm、残部:不可避不純物からなることを特徴とする。以下、それぞれの成分について説明する。なお、本明細書中の「ppm」は、「質量ppm」の意である。
1. Aluminum foil for electrolytic capacitor electrode The aluminum foil for electrolytic capacitor electrode of the present invention (the Al foil of the present invention) is an aluminum foil for electrolytic capacitor electrode, and Al: 99.9% by mass or more, Si: 2 to 100 ppm, Fe: It consists of 2 to 100 ppm, Cu: 15 to 150 ppm, B: 0.1 to 5 ppm, Pb: 0.1 to 3 ppm, at least one of Nb and Ta: 10 to 100 ppm, and the balance: inevitable impurities. Hereinafter, each component will be described. In the present specification, “ppm” means “mass ppm”.

<Al>
本発明Al箔は、アルミニウムが99.9質量%以上、好ましくは99.93質量%以上である。本発明におけるアルミニウム箔は、このような不純物元素を調整し、有意元素を添加配合したアルミニウム合金から成る。このようなアルミニウム合金(スラブ)も本発明に包含される。
<Al>
In the Al foil of the present invention, aluminum is 99.9% by mass or more, preferably 99.93% by mass or more. The aluminum foil in the present invention is made of an aluminum alloy in which such an impurity element is adjusted and a significant element is added and blended. Such an aluminum alloy (slab) is also included in the present invention.

本発明におけるAl含有量は、化学分析又は発光分光分析法によってSi、Fe、Cu、Ga、Ti、Ni、Pb、V、Zn及び任意の添加元素(ただし、O、N、Cは除く)を定量的に分析し、それらの合計値を100から引いた差として定義する。ここでO、N、Cを除いたのは、これらの元素が分析試料の作製工程で取り込まれ易いため、分析結果の信頼性が低いためである。   The Al content in the present invention includes Si, Fe, Cu, Ga, Ti, Ni, Pb, V, Zn and any additional elements (however, excluding O, N, and C) by chemical analysis or emission spectroscopy. Analyze quantitatively and define their sum as the difference minus 100. Here, O, N, and C are excluded because these elements are easily taken in in the process of preparing the analysis sample, and thus the reliability of the analysis result is low.

従来、一般に用いられている電解コンデンサ電極用アルミニウム箔には、アルミニウムの製錬、精製、溶製過程でFe、Si、Cu、Ti、V、Ga等の元素が不純物元素として混入するが、種々の品質(品位)のアルミニウムを組み合わせて配合することによってそれらの元素の含有量を調整することができる。最終的に得られるアルミニウム箔は、このように不純物元素を調整した後に、有意元素を添加配合して諸特性が付与される。本発明におけるアルミニウム箔は、このような不純物元素を調整し、有意元素を添加配合したアルミニウム合金から構成される。   Conventionally, aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes generally used contains elements such as Fe, Si, Cu, Ti, V, and Ga as impurity elements during the smelting, refining, and melting processes of aluminum. The content of these elements can be adjusted by blending aluminum of different quality (quality). The aluminum foil finally obtained has various characteristics by adding and blending significant elements after adjusting the impurity elements in this way. The aluminum foil in the present invention is made of an aluminum alloy prepared by adjusting such impurity elements and adding significant elements.

<Si及びFe>
本発明Al箔におけるSi及びFeは、いずれも2〜100ppm、好ましくは5〜50ppmとする。Si又はFeの少なくとも一方が100ppmを超える場合は、これらを含む金属間化合物が晶出又は析出し、(100)面が箔のエッチング面に対して平行となるように再結晶化することが妨げられる傾向にある。また、Si又はFeの少なくとも一方が2ppm未満となると、粗大結晶粒が発生しやすくなる。
<Si and Fe>
Si and Fe in the Al foil of the present invention are both 2 to 100 ppm, preferably 5 to 50 ppm. When at least one of Si or Fe exceeds 100 ppm, intermetallic compounds containing these are crystallized or precipitated, preventing recrystallization so that the (100) plane is parallel to the etched surface of the foil. It tends to be. Moreover, when at least one of Si or Fe is less than 2 ppm, coarse crystal grains are likely to be generated.

アルミニウム箔の厚さ方向に延びたトンネル状のエッチングピットを得るには、アルミニウムのfcc結晶構造の(100)面が箔のエッチング面(箔面)に対して平行であることが望ましく、エッチング面に平行な(100)面の占める割合が高いほど高い静電容量を得ることができる。   In order to obtain tunnel-like etching pits extending in the thickness direction of the aluminum foil, it is desirable that the (100) plane of the aluminum fcc crystal structure is parallel to the etching plane (foil plane) of the foil. The higher the proportion of the (100) plane parallel to, the higher the capacitance can be obtained.

このようなアルミニウム箔は、厚さ100μm程度の箔に圧延する箔圧延最終工程において、真空又は不活性ガス雰囲気中で300〜650℃の温度で熱処理して再結晶させることにより、アルミニウムのfcc結晶構造の(100)面をエッチング面(圧延面)と平行になるように揃える。その際、箔のエッチング面に対して平行な(100)面が95%以上となることが望ましい。かかる作用効果を維持・促進する上でSi及びFeの含有量を上記範囲に設定する。   Such an aluminum foil is re-crystallized by heat treatment at a temperature of 300 to 650 ° C. in a vacuum or an inert gas atmosphere in a final foil rolling process in which the foil is rolled to a thickness of about 100 μm. The (100) surface of the structure is aligned so as to be parallel to the etching surface (rolled surface). At that time, the (100) plane parallel to the etched surface of the foil is desirably 95% or more. In order to maintain and promote such effects, the Si and Fe contents are set in the above range.

また、本発明では、再結晶組織中に直径1mmを超えるような粗大結晶粒があると箔の静電容量を低下させるので、直径0.5mm程度以下の微細結晶粒から成る再結晶組織が好ましい。   Further, in the present invention, if there are coarse crystal grains having a diameter exceeding 1 mm in the recrystallized structure, the capacitance of the foil is lowered. Therefore, a recrystallized structure composed of fine crystal grains having a diameter of about 0.5 mm or less is preferable. .

<Cu>
本発明Al箔におけるCuは、通常15〜150ppm程度、好ましくは25〜100ppm含まれる。Cuは、二次エッチングで径を拡大させる時に有効な成分であるが、その含有量が15ppm未満の場合は二次エッチングにおける初期ピット拡大効果が低下する。また、150ppmを超える場合は、二次エッチング中の溶解が激しくなり、初期ピット拡大後のトンネル形状が崩れ、対投影面積比としてエッチング面を大きく拡大することができなくなる結果、静電容量の向上が望めなくなる。
<Cu>
Cu in the Al foil of the present invention is usually contained in an amount of about 15 to 150 ppm, preferably 25 to 100 ppm. Cu is an effective component when the diameter is expanded by secondary etching, but if the content is less than 15 ppm, the effect of expanding the initial pit in the secondary etching is reduced. Also, if it exceeds 150 ppm, the dissolution during secondary etching becomes severe, the tunnel shape after the initial pit enlargement collapses, and the etching surface cannot be greatly enlarged as a ratio to the projected area, resulting in improved capacitance Cannot be expected.

<B及びPb>
本発明Al箔において、Bは、通常0.1〜5ppm程度、好ましくは0.1〜2ppm含まれる。また、Pbは、通常0.1〜3ppm程度、好ましくは0.3〜1.5ppm含まれる。B及びPbの含有量がそれぞれ0.1ppm未満の場合は、初期ピットの開始点が十分でなく、静電容量の高いアルミニウム箔が得られない。また、B及びPbの含有量がそれぞれ5ppm及び3ppmを超える場合は、初期ピット開始点が過剰となり、初期ピット拡大後のトンネル形状が崩れ、対投影面積比としてエッチング面を拡大することができなくなる結果、静電容量の向上を図れなくなる。
<B and Pb>
In the Al foil of the present invention, B is usually contained in an amount of about 0.1 to 5 ppm, preferably 0.1 to 2 ppm. Further, Pb is usually contained in an amount of about 0.1 to 3 ppm, preferably 0.3 to 1.5 ppm. When the contents of B and Pb are each less than 0.1 ppm, the starting point of the initial pit is not sufficient, and an aluminum foil having a high capacitance cannot be obtained. Further, when the contents of B and Pb exceed 5 ppm and 3 ppm, respectively, the initial pit start point becomes excessive, the tunnel shape after the initial pit enlargement collapses, and the etching surface cannot be enlarged as a ratio to the projected area. As a result, the capacitance cannot be improved.

B及びPbはアルミニウム箔の製造工程中に受ける熱の影響によってアルミニウム箔の表面に濃縮する。すなわち、箔圧延の素材に含有されているB及びPbは、箔圧延の最終工程である高温焼鈍処理、特に470℃以上の処理によって箔表面に拡散濃縮する。表面にB及びPbが濃縮して存在すると箔表面の溶解性を良好にし、一次エッチングにおける初期ピットの開始点となる。また、BとPbを共存させることにより、初期ピットの開始点を適当数均一に分散分布させることができ、静電容量の向上に寄与できる。   B and Pb are concentrated on the surface of the aluminum foil by the influence of heat received during the manufacturing process of the aluminum foil. That is, B and Pb contained in the material of the foil rolling are diffused and concentrated on the foil surface by a high temperature annealing process, particularly a process of 470 ° C. or higher, which is the final process of the foil rolling. When B and Pb are present on the surface in a concentrated manner, the solubility of the foil surface is improved and it becomes the starting point of the initial pit in the primary etching. In addition, the coexistence of B and Pb makes it possible to uniformly distribute and distribute the initial pit starting points in an appropriate number, thereby contributing to an improvement in capacitance.

<Nb及びTaの少なくとも1種>
本発明Al箔において、Nb及びTaの少なくとも1種が通常10〜100ppm、好ましくは21〜80ppm、より好ましくは30〜70ppm、最も好ましくは50〜70ppmである。これらの成分は、一次エッチングで初期ピットを開始点からトンネル状に進行させる時に有効な元素である。上記含有量が10ppm未満になると、初期ピットの開始点が過剰となり、初期ピット拡大後のトンネル形状が崩れ、対投影面積比としてエッチング面を大きくは拡大できなくなり、静電容量の高いアルミニウム箔が得られない。また、上記含有量が100ppmを超える場合は、二次エッチング中の溶解が激しくなり、初期ピット拡大後のトンネル形状が崩れ、対投影面積比としてエッチング面を拡大できなくなり、静電容量の高いアルミニウム箔が得られない。
<At least one of Nb and Ta>
In the Al foil of the present invention, at least one of Nb and Ta is usually 10 to 100 ppm, preferably 21 to 80 ppm, more preferably 30 to 70 ppm, and most preferably 50 to 70 ppm. These components are effective elements when the initial pits are advanced in a tunnel shape from the starting point in the primary etching. When the content is less than 10 ppm, the initial pit start point becomes excessive, the tunnel shape after the initial pit enlargement collapses, and the etching surface cannot be greatly enlarged as a ratio of projected area, and an aluminum foil having a high capacitance is obtained. I can't get it. In addition, when the content exceeds 100 ppm, dissolution during secondary etching becomes severe, the tunnel shape after the initial pit enlargement collapses, the etching area cannot be enlarged as a ratio of projected area, and aluminum having a high capacitance A foil cannot be obtained.

<その他の成分>
その他の不純物としてのMn、Mg、Cr、Zn及びV等は、それぞれ100ppm以下であれば良い。
<Other ingredients>
Other impurities such as Mn, Mg, Cr, Zn and V may be 100 ppm or less.

<Al箔厚み>
アルミニウム箔の厚みは限定的ではないが、一般的に50〜200μm、特に70〜150μmとすることが好ましい。同じ表面積であっても箔厚が大きくなると、アルミニウム箔単位重量あたりの静電容量は低くなることがある。200μmを超える箔厚は、最近の電解コンデンサ小型化の要求に反するものである。一方、箔厚が50μm未満では、エッチング後の強度が使用に耐えないまでに低下するおそれがある。
<Al foil thickness>
The thickness of the aluminum foil is not limited, but is generally preferably 50 to 200 μm, particularly preferably 70 to 150 μm. Even if the surface area is the same, as the foil thickness increases, the capacitance per unit weight of the aluminum foil may decrease. A foil thickness exceeding 200 μm is contrary to the recent demand for miniaturization of electrolytic capacitors. On the other hand, if the foil thickness is less than 50 μm, the strength after etching may be lowered before it can be used.

2.電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法
本発明のアルミニウム箔は、組成を上記組成に設定するほかは、硬質箔又は軟質箔のいずれかを問わず、公知の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製法に従って製造することができる。
2. Method for Producing Aluminum Foil for Electrolytic Capacitor Electrode The aluminum foil of the present invention is produced according to a known method for producing aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes, regardless of whether it is a hard foil or a soft foil, except that the composition is set to the above composition. can do.

例えば、上記所定の組成を有する溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を450〜660℃で均質化処理した後、熱間圧延及び冷間圧延を施し、次いで300〜650℃で焼鈍することにより得ることができる。必要に応じて、冷間圧延の途中で150〜400℃の中間焼鈍を実施しても良い。   For example, a molten metal having the above predetermined composition is prepared, and an ingot obtained by casting the molten metal is homogenized at 450 to 660 ° C., then subjected to hot rolling and cold rolling, and then 300 to 650 ° C. It can be obtained by annealing. If necessary, intermediate annealing at 150 to 400 ° C. may be performed during the cold rolling.

本発明Al箔から電解コンデンサ電極を製造する場合は、公知のエッチング方法、化成処理等に従って実施すれば良い。例えば、一次エッチング及び二次エッチングを実施した後、化成処理を実施することにより、電解コンデンサ電極をより好適に作製することができる。各処理条件は、例えば下記のようにすれば良いが、これらに限定されるものではない。   When manufacturing an electrolytic capacitor electrode from the Al foil of the present invention, it may be carried out according to a known etching method, chemical conversion treatment, or the like. For example, after performing primary etching and secondary etching, an electrolytic capacitor electrode can be more suitably manufactured by performing chemical conversion treatment. Each processing condition may be as follows, for example, but is not limited thereto.

一次エッチング
一次エッチング処理で使用するエッチング液は限定的でなく、例えば塩酸、硫酸、燐酸、硝酸等を含有する酸水溶液等の公知のエッチング液を使用することができる。エッチング液の濃度は、特に限定されないが、通常は1〜8モル/L、好ましくは3〜5モル/Lとなるように設定すれば良い。エッチング液の温度は、特に制限されないが、好ましい液温度は65〜85℃である。液温度が高くなれば反応が促進されて好ましいが、高温になり過ぎると反応が速すぎて箔表面の溶解が激しく、均一な初期トンネルピットを形成し難くなる。
Primary etching The etching solution used in the primary etching process is not limited, and a known etching solution such as an acid aqueous solution containing hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, or the like can be used. The concentration of the etching solution is not particularly limited, but is usually set to 1 to 8 mol / L, preferably 3 to 5 mol / L. The temperature of the etching solution is not particularly limited, but a preferable solution temperature is 65 to 85 ° C. If the liquid temperature is high, the reaction is promoted, which is preferable. However, if the temperature is too high, the reaction is too fast and the foil surface is so melted that it becomes difficult to form uniform initial tunnel pits.

一次エッチングは、通常は直流(DC)にて実施される。その場合の電流密度は、一般的に0.1〜0.7A/cm程度とすることが好ましい。処理時間は、通常は30秒〜3分程度が適当である。 Primary etching is usually performed in direct current (DC). In that case, the current density is generally preferably about 0.1 to 0.7 A / cm 2 . The treatment time is usually about 30 seconds to 3 minutes.

二次エッチング
二次エッチングは、主として一次エッチングで穿孔されたエッチングピット径を拡大するために実施されるものである。
Secondary etching Secondary etching is mainly performed to enlarge the diameter of etching pits drilled by primary etching.

二次エッチング処理で使用するエッチング液は限定的でなく、例えば塩酸、硫酸、燐酸、硝酸等を含有する酸水溶液等の公知のエッチング液を使用することができる。エッチング液の濃度は、特に限定されないが、通常は0.1〜3モル/L、好ましくは0.2〜2モル/Lとなるように設定すれば良い。エッチング液の温度は、特に制限されないが、好ましい液温度は70〜90℃である。液温度が高くなれば反応が促進されて好ましいが、高温になり過ぎると反応が速すぎてエッチングピット径の拡大が難しくなる。   The etching solution used in the secondary etching process is not limited, and for example, a known etching solution such as an acid aqueous solution containing hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, or the like can be used. The concentration of the etching solution is not particularly limited, but is usually set to 0.1 to 3 mol / L, preferably 0.2 to 2 mol / L. The temperature of the etching solution is not particularly limited, but a preferable solution temperature is 70 to 90 ° C. If the liquid temperature is high, the reaction is promoted, which is preferable. However, if the temperature is too high, the reaction is too fast and it is difficult to increase the etching pit diameter.

二次エッチングは、通常は直流(DC)又は化学溶解にて実施される。DCエッチングの場合の電流密度は、一般的に0.1〜0.3A/cm程度とすることが好ましい。処理時間は、通常は2〜20分程度が適当である。また、化学溶解時の処理時間は、5〜30分程度が適当である。 Secondary etching is usually performed by direct current (DC) or chemical dissolution. In general, the current density in the case of DC etching is preferably about 0.1 to 0.3 A / cm 2 . The treatment time is usually about 2 to 20 minutes. Moreover, the processing time at the time of chemical dissolution is suitably about 5 to 30 minutes.

化成処理
化成処理では、エッチング処理によりピットを形成して表面積を増大させたアルミニウム箔に陽極酸化皮膜を形成する。具体的には、このアルミニウム箔を陽極とした化成処理を施し、陽極酸化皮膜を形成する。
In the chemical conversion treatment, an anodic oxide film is formed on an aluminum foil whose surface area is increased by forming pits by etching treatment. Specifically, a chemical conversion treatment using the aluminum foil as an anode is performed to form an anodized film.

化成処理は、公知の条件で行えば良い。例えば、電解液として硼酸アンモニウム、燐酸アンモニウム、有機酸アンモニウム(例えばアジピン酸アンモニウム)等の緩衝溶液を用い、コンデンサの用途に応じて100〜1000V程度の電圧を一段又は多段階で印加して化成皮膜(すなわち、誘電体皮膜)を形成する。   The chemical conversion treatment may be performed under known conditions. For example, a buffer solution such as ammonium borate, ammonium phosphate, or organic acid ammonium (for example, ammonium adipate) is used as an electrolytic solution, and a voltage of about 100 to 1000 V is applied in one step or multiple steps depending on the use of the capacitor. (That is, a dielectric film) is formed.

本発明では、必要に応じて、一次エッチング処理に先立って、アルミニウム箔の表面調整等のために、酸又はアルカリ液による処理を行っても良い。この処理自体は、公知の方法に従って実施することができる。   In this invention, you may perform the process by an acid or an alkali liquid for the surface adjustment etc. of aluminum foil prior to a primary etching process as needed. This treatment itself can be performed according to a known method.

以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をさらに明確にする。ただし、本発明の範囲は、これら実施例に限定されるものではない。   Examples and Comparative Examples are shown below to further clarify the features of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to these examples.

なお、実施例及び比較例で得られた試料の特性は、次のように測定した。   In addition, the characteristic of the sample obtained by the Example and the comparative example was measured as follows.

<Al箔組成>
Al箔の組成は発光分光分析装置を用いて行った。ただし、Pbの組成は湿式化学分析で行った。また、表1中に表示した以外の元素の含有量は安定して微量であったので、Al含有量(%)は100%から表示の元素含有量の合計値を減じた値とした。
<Al foil composition>
The composition of the Al foil was performed using an emission spectroscopic analyzer. However, the composition of Pb was performed by wet chemical analysis. Further, since the contents of elements other than those shown in Table 1 were stable and very small, the Al content (%) was a value obtained by subtracting the total value of the indicated element contents from 100%.

<静電容量>
試料の静電容量は、次に示す条件でエッチング処理し、ホウ酸水溶液(50g/L)中で350Vの化成処理を施した後、ホウ酸アンモニウム水溶液(3g/L)にて測定した。
<Capacitance>
The capacitance of the sample was measured with an aqueous ammonium borate solution (3 g / L) after being subjected to an etching treatment under the following conditions, subjected to a chemical conversion treatment at 350 V in an aqueous boric acid solution (50 g / L).

エッチング処理条件
一次エッチング
エッチング液:塩酸及び硫酸の混合液(塩酸濃度:1モル/L、硫酸濃度:3モル/L、80℃)
電解:DC500mA/cm×1分
二次エッチング
エッチング液:硝酸液(硝酸濃度:1モル/L、75℃)
電解:DC100mA/cm×5分
実施例1〜14及び比較例1〜8
表1に示す組成の金型鋳造スラブを600℃の温度に10時間保持して均質化処理を施した後、熱間圧延及び冷間圧延を施して厚さ130μmの薄板とした。この薄板を260℃の温度に5時間保持して中間焼鈍を施し、さらに冷間圧延して厚さ110μmのアルミニウム箔とした後、530℃のArガス雰囲気中で5時間保持して焼鈍を行うことにより、評価用試料を作製した。
Etching conditions
Primary etching etching solution: Mixed solution of hydrochloric acid and sulfuric acid (hydrochloric acid concentration: 1 mol / L, sulfuric acid concentration: 3 mol / L, 80 ° C.)
Electrolysis: DC 500 mA / cm 2 × 1 min
Secondary etching etching solution: nitric acid solution (nitric acid concentration: 1 mol / L, 75 ° C.)
Electrolysis: DC 100 mA / cm 2 × 5 minutes Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 8
The mold casting slab having the composition shown in Table 1 was held at a temperature of 600 ° C. for 10 hours and homogenized, and then hot rolled and cold rolled to give a thin plate having a thickness of 130 μm. This thin plate is maintained at a temperature of 260 ° C. for 5 hours, subjected to intermediate annealing, and further cold-rolled to obtain an aluminum foil having a thickness of 110 μm, and then annealed by holding it in an Ar gas atmosphere at 530 ° C. for 5 hours. This produced a sample for evaluation.

各試料の静電容量とエッチング時の溶解減量を表1に示す。これらは、比較例1のアルミニウム箔で得られた値を100とした場合の指数(相対値)で示す。   Table 1 shows the capacitance of each sample and dissolution loss during etching. These are indicated by indices (relative values) when the value obtained with the aluminum foil of Comparative Example 1 is taken as 100.

Figure 0004958464
Figure 0004958464

表1の結果からも明らかなように、特にNb及びTaの少なくとも1種が合計で50〜70ppmの範囲にある実施例5、7、10、12等は静電容量110以上という高い数値を達成できることがわかる。とりわけ、Bが0.1〜0.5ppmの範囲にある実施例10、実施例11又は実施例12はより高い静電容量を有していることがわかる。   As is clear from the results in Table 1, Examples 5, 7, 10, 12 and the like in which at least one of Nb and Ta is in the range of 50 to 70 ppm in total achieve a high value of capacitance 110 or more. I understand that I can do it. In particular, it can be seen that Example 10, Example 11 or Example 12 in which B is in the range of 0.1 to 0.5 ppm has a higher capacitance.

Claims (7)

電解コンデンサ電極用アルミニウム箔であって、Al:99.9質量%以上、Si:2〜100ppm、Fe:2〜100ppm、Cu:15〜150ppm、B:0.1〜5ppm、Pb:0.1〜3ppm、Nb及びTaの少なくとも1種:10〜100ppm、残部:不可避不純物からなることを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム箔。 Aluminum foil for electrolytic capacitor electrode, Al: 99.9% by mass or more, Si: 2 to 100 ppm, Fe: 2 to 100 ppm, Cu: 15 to 150 ppm, B: 0.1 to 5 ppm, Pb: 0.1 An aluminum foil for an electrolytic capacitor electrode, comprising: -3 ppm, at least one of Nb and Ta: 10 to 100 ppm, and the balance: inevitable impurities. Nb及びTaの少なくとも1種が30〜70ppmである、請求項1に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔。 The aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes according to claim 1, wherein at least one of Nb and Ta is 30 to 70 ppm. Bが0.1〜2ppmである、請求項1又は2に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔。 The aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes according to claim 1 or 2, wherein B is 0.1 to 2 ppm. 請求項1〜3のいずれかに記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム箔から得られる電解コンデンサ電極。 The electrolytic capacitor electrode obtained from the aluminum foil for electrolytic capacitor electrodes in any one of Claims 1-3. Al:99.9質量%以上、Si:2〜100ppm、Fe:2〜100ppm、Cu:15〜150ppm、B:0.1〜5ppm、Pb:0.1〜3ppm、Nb及びTaの少なくとも1種:10〜100ppm、残部:不可避不純物からなることを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム合金。 Al: 99.9% by mass or more, Si: 2 to 100 ppm, Fe: 2 to 100 ppm, Cu: 15 to 150 ppm, B: 0.1 to 5 ppm, Pb: 0.1 to 3 ppm, at least one of Nb and Ta : 10-100 ppm, balance: aluminum alloy for electrolytic capacitor electrodes , characterized by comprising inevitable impurities. Nb及びTaの少なくとも1種が30〜70ppmである、請求項5に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム合金。 The aluminum alloy for electrolytic capacitor electrodes according to claim 5, wherein at least one of Nb and Ta is 30 to 70 ppm. Bが0.1〜2ppmである、請求項5又は6に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム合金。 The aluminum alloy for electrolytic capacitor electrodes according to claim 5 or 6, wherein B is 0.1 to 2 ppm.
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