JPH0258317A - アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法に
関するものである。

従来の技術 従来アルミ電解コンデンサは、エツチング工程によシ表
面が粗面化されたアルミニウム箔に、表面に絶電体皮膜
を形成し、駆動用電解液を含浸し、セパレータと共に巻
回して構成されていた。

近年電子機器の高信頼性化、長寿命化に従って、主要な
電子部品であるアルミ電解コンデンサに対しても高信頼
性への要求は年々高まっている。

特に、急速な充放電がひんばんに繰り返される溶接機や
着磁器等に用いられるコンデンサや高いリッフ゛ル電流
が印加されるインバータ回路に利用されるコンデンサは
使用条件が厳しく高度な信頼性が必要なわけである。

上記の様な、充放電回路や島リップル回路に利用される
アルミ電解コンデンサ用電極箔の従来の製造方法は以下
の通りである。

即ち、シュウ酸や硫酸やクロム酸等の水溶液中でアルミ
ニウム箔に対極との間に、一定直流を印加する。これに
よシアルミニウム箔表面に多孔質状の酸化皮膜が形成さ
れる。その後ホウ酸、アジピン酸等の水溶液中で化成を
行い、耐電圧を有する化成皮膜を形成する。このような
方法で作成した化成皮膜は、非晶質構造を有し、耐充放
電や耐リップル特性に優れるのである。

何故なら、非晶質皮膜は、結晶質化皮膜のように、結晶
の境界面の格子不整合領域が存在しないために、皮膜の
損失が低い。そのため皮膜内部での発熱が低くおさえら
れるため、熱による絶縁劣化をおこしにくいのである。

発明が解決しようとする課題 ところが、コンデンサの実際の使用上では、アルミ電解
コンデンサ自体が、高温において長時間使用される０そ
の結果、化成皮膜の表面は、電解液中の水分と反応して
水利反応を起こす。その結果、絶縁性が劣化して、もれ
電流が増加して故障に至るという欠点があった。

本発明はこのような問題点を解決するもので、化成皮膜
の耐水性を向上させ、電解液中の水分との水利反応を抑
えようとするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、この問題点を解決するために、シュウ酸ある
いは硫酸で化成を行い、その後ホウ酸あるいはアジピン
酸水溶液で化成を行った電極箔を、正リン酸あるいはリ
ン酸−水素アンモニウムあるいはリン酸二水素アンモニ
ウム水溶液に浸漬するものである。

作用 本発明の技術的作用は以下の通りである。

本発明では、シュウ酸あるいは硫酸水溶液で形成された
多孔質皮膜が化成皮膜表面をおおっている。この多孔質
皮膜は、有効表面積が大きく、ミクロな凹凸を有するた
め、リン酸イオンのトラノピンク効果が大きい。

よってリン酸処理は、多孔質皮膜を表面に有する化成皮
膜と組合せによって、より多くの、リン酸イオンを表面
に吸着することができ、耐水性の大巾な向上が得られる
のである。

また、多孔質皮膜は、無欠陥な非晶質皮膜形成のために
は、非常に有効であるが、耐熱性は低い。

そのため、本発明のリン酸処理と組合せることにより、
欠点を補うことができ、改善効果は大きいのである。本
発明と従来例との皮膜のモデル図を第１図ａ、ｂに示す
。Ａ１２０５−１は多孔質皮膜を示し、Ａ１２０５−Ｈ
は絶縁性皮膜を示す。

なお、多孔質皮膜が形成された状態で、アルミニウム箔
に給電する場合、接触抵抗が高く、スパーク事故が生じ
る場合がある。この場合は、本発明のように、液体を通
じての液体給電による間接給電法を用いる。

実施例 次に本発明の具体的な実施例について説明する。

（実施例１） 試料１はエツチドアルミニウム箔をシュウ酸１ｏｆ／（
１，水溶液３０°Ｃで０．３人／ａｄの電流密度で５分
間化成後、ホウ酸水溶液１ｏｏ’ｌ／／ｌで９０’Ｃで
３０ＯＶ、まで化成を行った試料である。

試料２は、試料１をリン酸水溶液１％に６０’Ｃ２分間
浸漬した試料である。

第２図は、これらの試料を陽極箔とし、アルミ電解コン
デンサを試作し、９０°Ｃの高温無負荷状態に放置した
場合のもれ電流の増加を示す特性図である。この特性図
から明らかな様に本発明例では、もれ電流が低く抑えら
れている。

（実施例２） 多孔質皮膜を有した酸化皮膜をリン酸処理を行うことは
多孔質皮膜を有しない酸化皮膜をリン酸処理する場合に
比べて、いちじるしい改善効果が得られる。その実施例
について記載する。試料１゜２は実施例１の試料を用い
る。

試料３は、エツチドアルミニウム箔をホウ酸水溶液（９
０″Ｃ１ｏｏｙ／ｌ）で３００”／、まで化成全行った
ものである。

試料４は、試料３をリン酸水溶液１％に６０″Ｃ２分間
浸漬したものである。

これらの試料を、陽極箔として用いてアルミ電解コンデ
ンサを試作し、９０′Ｃ中で無負荷放置し、容量の変化
を測定する。その結果を第３図ａ、ｂに示す。多孔質皮
膜を有しない場合に比べて、多孔質皮膜を有する場合の
方がリン酸処理の効果が、著しいことがわかる。

なお本実施例ではリン酸処理として正リン酸を用いたが
、リン酸１水素アンモン、リン酸２水素アンモンでも同
様の効果が得られる。

表面のリン酸イオンの吸着量を表１に示す。

同一の処理条件であっても、多孔質皮膜を有する場合の
方がリン酸イオンの吸着量が２０倍程度多い。

これは、作用の項で前述の様に多孔質皮膜が、表面が非
常にポーラスなために、リン酸イオンのトラッピング効
果が大きく、その結果特性の改善効果が大きいと考えら
れる。

（実施例３） アルミニウム箔に電流を給電する方法についての実施例
を示す。試料１は、金属製の給電ローラを通じて、直接
電源陽極端子から給電する場合である。

化成法は、エツチドアルミニウム箔を蓚酸３゜’１／ｌ
水溶液２ｏ″Ｃテｏ、１Ａ　／　ｃｄ１６Ｄ　電Ｒｔｓ
度テア分間化成後、ホウ酸ｔ　ｏｏ！／ｌ！で９ｏ°Ｃ
”？？３００Ｖ、まで化成を行い、リン酸水溶液１％に
６Ｑ′０２分間浸漬した試料である。

試料２は、給電槽内に、電源陽極端子と給電液（アジピ
ン酸アンモン水溶液）を設置し、液体を通じて間接的に
給電して化成を行ったものである。

試料１．試料２の箔を陽極箔として、アルミ電解コンデ
ンサを試作し、９０°Ｃの高温負荷及び無負荷状態に放
置した場合のもれ電流値の推移を第４図ａ、ｂに示す。

この第４図から明らかな様に、試料１．試料２では特性
の差が認められないことがわかる。

なお、本実施例では、前化成液として、蓚酸を用いたが
、硫酸を用いた場合も、同様な結果が得られる。

（実施例４） エツチドアルミニウム箔を蓚酸３ｏｆ／ｌ水溶液２０°
Ｃで０．ＩＡ／ｃｎｆで７分間化成後、ボウ酸１００ｆ
／１）Ｃ９０”Ｃで３００Ｖ、まで化成を行った。試料
１は、上記試料をリン酸水溶液５％に６０″Ｃに２分間
浸漬した試料である。試料２は、リン酸１水素アンモン
５％に５０’０２分間浸漬した試料である。試料３は、
リン酸２水素アンモン６％に６０°Ｃ２分間浸漬した試
料である。試料１゜２．３を純水中で２Ｈｒ煮沸し、前
後での耐電圧を測定する。ΔＶＭ＝純水ボイル後の耐電
圧／ボイル前の耐電圧。

表２ この表２に示す通り、どの場合も、全く純水ボイルでの
劣化が見られないことがわかる。

（実施例６） シュウ酸水溶液の温度及び濃度に関する検討結果を、第
６図に示す。濃度１０ｇ／ｌ〜５０９／ｌ、温度１０〜
２０′Ｃの範囲内で、良好な結果が得られていることが
わかる。Δｖ１は実施例４と同一量である。

なお硫酸水溶液を用いた場合も同様の結果が得られる。

発明の効果 以上のように、本発明により高信頼性電極箔を製造する
ことができ、アルミ電解コンデンサの寿命信頼性が向上
するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例と本発明の電極箔の状態を示す平面図、
第２図〜第５図はそれぞれ本発明の特性を従来例と比較
した結果を示す特性図である。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名図 （ｌＪＡ） ■ ヌカ 一一一一一争　試Ｍ時閘 ＋０００　（＋−１１） ＰＯ：− 区 −二ノ 第 図 Ｖ門 護 旬 温　度　（’Ｃ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　シュウ酸あるいは硫酸水溶液中で、アルミニウ
   ム箔を陽極として対極との間に直流電流を印加して前化
   成を行い、ホウ酸水溶液中で化成を行い、リン酸あるい
   はリン酸塩を含有する水溶液に浸漬することを特徴とす
   るアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
2. （２）　リン酸あるいはリン酸塩を含有する水溶液とし
   て、正リン酸あるいは、リン酸−水素アンモニウムある
   いはリン酸二水素アンモニウム水溶液を用いることを特
   徴とする請求項１記載のアルミニウム電解コンデンサ用
   電極箔の製造方法。
3. （３）　シュウ酸あるいは硫酸水溶液の温度が１０〜５
   ０℃，濃度が１０ｇ／　ｌ〜５０ｇ／ｌであることを特
   徴とする請求項１記載のアルミニウム電解コンデンサ用
   電極箔の製造方法。
4. （４）　アルミニウム箔と対極との間に直流電流を印加
   する方法として、液体を通じて液体給電による間接給電
   を用いることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム
   電解コンデンサ用電極箔の製造方法。