JPH0661104A - コンデンサ用電極材料の処理法 - Google Patents

コンデンサ用電極材料の処理法

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JPH0661104A
JPH0661104A JP19992992A JP19992992A JPH0661104A JP H0661104 A JPH0661104 A JP H0661104A JP 19992992 A JP19992992 A JP 19992992A JP 19992992 A JP19992992 A JP 19992992A JP H0661104 A JPH0661104 A JP H0661104A
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JP
Japan
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treatment
solid electrolyte
alloy
capacitor
impregnation
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JP19992992A
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English (en)
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Toyoji Ogura
豊史 小倉
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Alと他の弁金属Ti,Zr,Ta,Nb,
Hf,V等を含むコンデンサ用電極合金において、固体
電解質含浸後の皮膜特性を改善する陽極酸化処理してな
るAl合金の処理法を提供する。 【構成】 固体電解質の含浸時の漏れ電流特性の低下は
陽極酸化処理後に水和皮膜を最外部に形成することで防
ぐ方法が、通常の電解コンデンサ用高純度Alに用いら
れている。Alと他の弁金属Ti,Zr,Ta,Nb,
Hf,V等のいずれか1種、もしくは複数種を含むコン
デンサ用電極合金を従来の方法で陽極酸化処理終了後に
水和処理を施した場合は固体電解質含浸後漏れ電流が増
大し劣化する。本発明による一度陽極酸化処理を行った
後に蒸留水あるいは蒸留水にアンモニア、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等を加えた液中で水和処理をする
ことで固体電解質の含浸後の特性を大幅に改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はAl合金を化成処理した
コンデンサ電極用電極材料の処理法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電解コンデンサはエッチングにより表面
積を拡大したAlに陽極酸化処理によって誘電体皮膜を
形成したものを陽極電極材料として利用する。電解コン
デンサの寿命特性や漏れ電流等の主だった特性は、陽極
酸化処理で形成される皮膜によって決定される。このた
め陽極酸化処理では特性改善のため種々の中間処理を導
入してきた。中間処理は、陽極酸化処理の処理液種や改
善する特性によって方法、条件が異なる。一般には、水
和処理、熱処理、各種酸処理等多く存在し、条件やプロ
セス中の処理の順番で大きくその効果は異なる。
【0003】電解コンデンサ用材料に利用できる材料は
これまで高純度Alに限られていたため、異なる材料で
あるAl合金用に適合する陽極酸化処理が開発されてい
ないのが現状である。
【0004】また、最近の動向として固体電解質を利用
した電解コンデンサの商品化が進み、固体電解質に対応
した陽極酸化皮膜を形成することが望ましい。固体電解
質は従来の電解コンデンサのペーストの代わりに用いら
れる電導率の高い電解質であり、ペーストを利用しない
ため特性の経時変化が無く安定した特性を得られること
で需要が高まっている。しかし、陽極酸化皮膜上に固体
電解質を含浸する時点で著しく陽極酸化皮膜を侵し、陽
極酸化皮膜特性を悪化させる。今後、固体電解質を用い
た電解コンデンサの利用は飛躍的に延びていく一方で、
陽極酸化皮膜形成時における固体電解質に対するプロセ
ス開発が望まれている。
【0005】従来のコンデンサ用Al電極箔は、固体電
解質の含浸時の特性低下を防ぐため陽極酸化処理終了後
に含浸前に水和処理を施し陽極酸化皮膜最外部に水和皮
膜を形成する。この水和皮膜は、固体電解質含浸時に直
接陽極酸化皮膜を侵させず保護する。しかし、水和皮膜
の質及び厚さを十分抑制することが難しいことと、固体
電解質の含浸によって陽極酸化皮膜を侵される機構が明
瞭になっていないため、従来のコンデンサ電極用Al箔
においても十分に解決されていないのが現状である。該
Al合金の陽極酸化皮膜においては、前述した従来の電
解コンデンサ用Al箔に利用している固体電解質の含浸
時の保護のために行う水和処理を施しても効果は得られ
ず、漏れ電流が大きくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に述べ
た該Al合金の固体電解質含浸に耐え得る安定した皮膜
を形成させる方法を提供するものである。従来の高純度
Alの陽極酸化処理条件を調整し該Al合金の陽極酸化
処理を行った場合、通常の電解コンデンサ用材料と比較
して同等以上の優れた静電容量及び漏れ電流特性を示
す。しかし、従来のコンデンサ用Al電極材と同様に陽
極酸化皮膜形成後に水和処理を行い、固体電解質の含浸
を施すと従来のAlに比べ大きく漏れ電流が増大し、優
れた静電容量を持つにも関わらず該Al合金を陽極電極
として用いた固体電解コンデンサを製造するのは困難で
あった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の問題点
を吟味し、陽極酸化処理後の皮膜の特性を固体電解質の
含浸後にも維持できる様々な陽極酸化処理条件を実験し
検討を加えた。この結果、Alと他の弁金属Ti,Z
r,Ta,Nb,Hf,V等のいずれか1種もしくは複
数種を含むコンデンサ用電極合金における陽極酸化処理
において、該Al合金の陽極酸化を2段以上に分けて行
う場合、皮膜の安定化を計るため、陽極酸化皮膜を一度
形成した後、水和処理を行うことで固体電解質の含浸後
の特性を大幅に改善し得ることを見いだした。
【0008】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。
【0009】該Al合金上の陽極酸化で形成した皮膜は
従来の高純度Alとは異なり、陽極酸化後に高誘電率を
持つ弁金属Ti,Zr,Ta,Nb,Hf,V等の酸化
物とAlの酸化物で形成されている。このため、同一表
面積では該Al合金上の陽極酸化皮膜の誘電率が高いた
め大きな静電容量を持ち、漏れ電流も従来のAl電極材
料と同等以上である。この優れた特性を有する該Al合
金を固体電解質を利用したチップコンデンサに適応する
ために、陽極酸化を2段以上に分けて行う場合、一度陽
極酸化を施した後、水和処理を行うことで初めて可能に
することを見いだした。
【0010】本発明における陽極酸化は、電気化学的に
コンデンサ材料上に誘電体酸化物を形成すること、また
は既に形成された酸化皮膜の内部欠陥の修復を行うこと
を示す。中間処理は、陽極酸化の間に陽極酸化皮膜内部
に存在する欠陥層を減らし漏れ電流を改善する目的の熱
処理や各種酸処理等を示し、水和処理とは、陽極酸化皮
膜の最外部に形成し固体電解質含浸に耐える特性を与え
る処理を示す。本発明では、陽極酸化、水和処理、中間
処理で構成される工程を陽極酸化処理と称する。
【0011】本発明では、陽極酸化皮膜が各種中間処理
によって皮膜特性を改善するため内部構造を健全化し安
定化する前に水和処理を施し、その後安定で健全な陽極
酸化皮膜を形成することで、従来の高純度Al以上の特
性を固体電解質含浸後も維持できることを実現した。本
発明の水和処理は該Al合金を最低一度陽極酸化処理
し、次いで水和処理を行うことを前提とする。陽極酸化
処理前においては水和処理を施してもその効果を発揮す
ることはない。
【0012】本発明における水和処理液は、該Al合金
の組成や陽極酸化処理によって金属上に生成する陽極酸
化皮膜の性質に合わせて、蒸留水かアルカリ性の溶液を
用いる。陽極酸化処理の条件にもよるがZr等のAl以
外の弁金属の含有率が高い程アルカリ性にする方がより
高い効果を期待でき、水酸化物の種類によっても得られ
る特性が異なる。
【0013】本発明で示す固体電解質はPbO2 ,Mn
2 ,ポリピロール,ポリアニリン等と称されるもので
ある。これらは、最初溶液上で存在し含浸処理時に陽極
酸化皮膜上に密接に接触し固体化するが、この時陽極酸
化皮膜と反応を起し皮膜特性低下を生じる。水和皮膜
は、陽極酸化皮膜上に生成するため固体電解質と陽極酸
化皮膜の中間に存在することとなり、固体電解質から陽
極酸化皮膜を保護する。本発明はAlと他の弁金属T
i,Zr,Ta,Nb,Hf,V等のいずれか1種もし
くは複数種を含む合金の陽極酸化処理であり、これらの
成分に加え他の成分Si,Mn,Cr,Pb,Bi,N
i,Feをも含む合金に関しても同様の効果を期待でき
る。
【0014】
【実施例】以下に本発明の該Al合金に適合する陽極酸
化処理の実施例を示す。
【0015】表1に示す成分を有する各電極材料は、5
0mm×150mm×5mmの平板を機械研磨で鏡面研磨し、
これを10wt%硝酸、30℃で10分間清浄化処理を施
した。陽極酸化処理条件は、液としてほう酸アンモニウ
ム80g/lの水溶液を用い、液温60℃、電圧は20
Vで行った。各実施例の測定面積は50mm×100mm×
5mmである。
【0016】No.1の比較例では、通常の電解コンデン
サに用いられる高純度Alを固体電解質含浸用に陽極酸
化処理を施したもの、No.2,No.3は該Al合金を比
較例No.1と同じ通常のAlの含浸用の陽極酸化処理を
したものである。実施例No.4,No.5は比較例No.
2,No.3と同じAl合金を本発明の陽極酸化処理を施
したものである。
【0017】比較例のNo.1,No.2,No.3は陽極酸
化で20Vに到達後30分間保持し、次に電気炉で40
0℃、10分間熱処理した。この後再び20Vの陽極酸
化を5分間保持し、純水90℃で30分間水和処理を
し、最後の20V陽極酸化を5分間保持した。
【0018】実施例No.4,No.5は陽極酸化で20V
に到達後30分間保持し、次に純水90℃で30分間水
和処理を行い、20Vの陽極酸化を5分間保持し、電気
炉400℃に10分間入れた。この後、再び20Vの陽
極酸化を5分間保持し、陽極酸化を5分間行った。
【0019】実施例No.6は陽極酸化で20Vに到達後
30分間保持し、次に純水に水酸化カリウム5g/l添
加した溶液で90℃で30分間水和処理を行い、20V
の陽極酸化を5分間保持し、電気炉400℃に10分間
入れた。この後、再び20Vの陽極酸化を5分間保持
し、陽極酸化を5分間行った。
【0020】このように処理した電極材料の固体電解質
含浸前後の漏れ電流を測定した。結果を表1に示す。表
から明らかなように従来のAl用の陽極酸化処理では高
純度Alは固体電解質含浸後にも漏れ電流が十分に低く
なるが、該Al合金では、漏れ電流が増大する。同一組
成の該Al合金を本発明の陽極酸化処理をすることで固
体電解質含浸後の漏れ電流特性は、従来の高純度Alと
同等以上の特性を示した。該Al合金を固体電解質を利
用したチップコンデンサ用電極材料として用いるために
は、本発明の陽極酸化が最適であった。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】以上のようにAlと他の弁金属Ti,Z
r,Ta,Nb,Hf,V等のいずれか1種もしくは複
数種を含む合金に適合する本発明の陽極酸化処理は、従
来の高純度Alの陽極酸化処理に比べ一般的な使用目的
に対する特性はもちろん固体電解質含浸後の漏れ電流特
性も優れており、固体電解質を利用したチップコンデン
サの製造に大きく貢献し工業的ならびに実用利用価値の
大なるものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Alと他の弁金属Ti,Zr,Ta,N
    b,Hf,V等のいずれか1種もしくは複数種を含むコ
    ンデンサ用電極Al合金における陽極酸化処理におい
    て、該Al合金の陽極酸化を2段以上に分けて行う場
    合、皮膜の安定化を計るため、陽極酸化皮膜を一度形成
    した後に蒸留水によって水和処理することを特徴とする
    コンデンサ用電極材料の処理法。
  2. 【請求項2】 請求項1において該Al合金の陽極酸化
    プロセス中の水和処理に少なくともアンモニア、水酸化
    ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物のいずれか1
    種あるいは複数種を含む処理液で水和処理することを特
    徴とするコンデンサ用電極材料の処理法。
JP19992992A 1992-07-27 1992-07-27 コンデンサ用電極材料の処理法 Withdrawn JPH0661104A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990002615A1 (en) * 1988-09-08 1990-03-22 Nippon Steel Corporation Production method of stainless thin steel sheet having excellent surface luster and high corrosion resistance
JP2012124347A (ja) * 2010-12-09 2012-06-28 Panasonic Corp 電極箔とその製造方法およびコンデンサ
CN102893350A (zh) * 2010-03-31 2013-01-23 日本贵弥功株式会社 固态电解电容器
CN103500657A (zh) * 2013-10-16 2014-01-08 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司 缩小钽电容器体积的方法

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Effective date: 19991005