JPH07169656A - アルミニウム電解コンデンサ陽極用箔 - Google Patents
アルミニウム電解コンデンサ陽極用箔Info
- Publication number
- JPH07169656A JPH07169656A JP34229393A JP34229393A JPH07169656A JP H07169656 A JPH07169656 A JP H07169656A JP 34229393 A JP34229393 A JP 34229393A JP 34229393 A JP34229393 A JP 34229393A JP H07169656 A JPH07169656 A JP H07169656A
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- Japan
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- aluminum foil
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム電解コンデンサの静電容量を
向上させる。 【構成】 電解コンデンサ用アルミニウム箔表面に形
成された酸化皮膜の厚みを４．５ｎｍ以下にし、かつそ
の酸化皮膜の中に異種原子としてフッ素原子を含ませ
る。 【効果】 アルミニウム箔の表面に粗面化処理を行な
う際に、アルミニウム箔にピットが均一に形成されて、
静電容量が大幅に向上する。
向上させる。 【構成】 電解コンデンサ用アルミニウム箔表面に形
成された酸化皮膜の厚みを４．５ｎｍ以下にし、かつそ
の酸化皮膜の中に異種原子としてフッ素原子を含ませ
る。 【効果】 アルミニウム箔の表面に粗面化処理を行な
う際に、アルミニウム箔にピットが均一に形成されて、
静電容量が大幅に向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電解コンデンサ用の
電極に用いられ、特に中、高圧用コンデンサに好適なア
ルミニウム電解コンデンサ陽極用箔に関するものであ
る。
電極に用いられ、特に中、高圧用コンデンサに好適なア
ルミニウム電解コンデンサ陽極用箔に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】通常、中高圧用コンデンサの陽極用箔に
は、９９．９％以上の純度のアルミニウム箔が使用され
ており、その製造過程では、高い静電容量を得るため粗
面化処理が施されている。電解コンデンサ用のアルミニ
ウム箔を製造する際には、常法により熱間圧延および冷
間圧延を行ない、その際には必要に応じて途中で中間熱
処理を行い、最終的に、例えば中高圧用箔については、
１００μｍ前後の厚さに箔圧延される。その後、アルミ
ニウム箔には５００〜６００℃に加熱する最終焼鈍が施
され、さらに、上記した表面の粗面化処理が行われてい
る。
は、９９．９％以上の純度のアルミニウム箔が使用され
ており、その製造過程では、高い静電容量を得るため粗
面化処理が施されている。電解コンデンサ用のアルミニ
ウム箔を製造する際には、常法により熱間圧延および冷
間圧延を行ない、その際には必要に応じて途中で中間熱
処理を行い、最終的に、例えば中高圧用箔については、
１００μｍ前後の厚さに箔圧延される。その後、アルミ
ニウム箔には５００〜６００℃に加熱する最終焼鈍が施
され、さらに、上記した表面の粗面化処理が行われてい
る。
【０００３】この粗面化処理は塩酸を主体とした溶液中
で直流電流を流し、アルミニウム箔の表面を電解腐食す
ることによって行なっている。粗面化処理後の箔の表面
を観察すると１〜３μｍの径の円形の腐食孔が無数に形
成されており、この１つづつの腐食孔は箔面に垂直に伸
びていて、即ち円柱状の腐食孔が形成されている。これ
らの腐食孔が表面積の増大をもたらし、従って高い静電
容量が得られることになる。
で直流電流を流し、アルミニウム箔の表面を電解腐食す
ることによって行なっている。粗面化処理後の箔の表面
を観察すると１〜３μｍの径の円形の腐食孔が無数に形
成されており、この１つづつの腐食孔は箔面に垂直に伸
びていて、即ち円柱状の腐食孔が形成されている。これ
らの腐食孔が表面積の増大をもたらし、従って高い静電
容量が得られることになる。
【０００４】このように静電容量は、粗面化処理により
形成される腐食孔の数、大きさに大きく左右されること
が明らかになっている。従来よりこの粗面化処理工程に
より腐食孔を増やす努力は継続して行われて来ており、
エッチング条件面とアルミニウム箔の表面性状面からの
研究がされて来た。その１つとして、中高圧用箔につい
ては、最終焼鈍工程において、高温でしかも非酸化性の
雰囲気で処理すると良好な酸化皮膜（膜厚；５±０．５
ｎｍ程度）が形成されて、静電容量が向上することが判
明しているが、その詳細な理由は不明である。
形成される腐食孔の数、大きさに大きく左右されること
が明らかになっている。従来よりこの粗面化処理工程に
より腐食孔を増やす努力は継続して行われて来ており、
エッチング条件面とアルミニウム箔の表面性状面からの
研究がされて来た。その１つとして、中高圧用箔につい
ては、最終焼鈍工程において、高温でしかも非酸化性の
雰囲気で処理すると良好な酸化皮膜（膜厚；５±０．５
ｎｍ程度）が形成されて、静電容量が向上することが判
明しているが、その詳細な理由は不明である。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、前記
の最終焼鈍を行った材料について粗面化処理を行った場
合、実際の製品では、腐食孔の発生数が不均一な場合が
しばしば生じ、静電容量不足の不良が生じている。考え
られる原因としては冷間圧延上り時の圧延油の付着量の
バラツキ、また最終焼鈍時の雰囲気中の酸素量のバラツ
キなどが考えられるが、量産工程では厳密に管理しきれ
ず、静電容量のロット間変動があり、品質管理上問題に
なっている。
の最終焼鈍を行った材料について粗面化処理を行った場
合、実際の製品では、腐食孔の発生数が不均一な場合が
しばしば生じ、静電容量不足の不良が生じている。考え
られる原因としては冷間圧延上り時の圧延油の付着量の
バラツキ、また最終焼鈍時の雰囲気中の酸素量のバラツ
キなどが考えられるが、量産工程では厳密に管理しきれ
ず、静電容量のロット間変動があり、品質管理上問題に
なっている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者達は、焼鈍及び
圧延ロットにより粗面化率、即ち静電容量が異ることの
原因について種々検討した結果、静電容量を高めるため
の１つの方法として、表面酸化皮膜を薄くすることが確
認できた。しかし、それだけでは静電容量の向上は不十
分であり、さらに研究を行った結果、本発明のアルミニ
ウム箔において高い静電容量が安定的に得られることが
判明した。すなわち本発明は、アルミニウム箔の表面に
形成された酸化皮膜の厚みが４．５ｎｍ以下であり、か
つその酸化皮膜の中に異種原子としてフッ素原子を含む
ことを特徴とする。また、第２の発明は、上記発明にお
いて、フッ素原子量が１〜７０原子量％であることを特
徴とする。
圧延ロットにより粗面化率、即ち静電容量が異ることの
原因について種々検討した結果、静電容量を高めるため
の１つの方法として、表面酸化皮膜を薄くすることが確
認できた。しかし、それだけでは静電容量の向上は不十
分であり、さらに研究を行った結果、本発明のアルミニ
ウム箔において高い静電容量が安定的に得られることが
判明した。すなわち本発明は、アルミニウム箔の表面に
形成された酸化皮膜の厚みが４．５ｎｍ以下であり、か
つその酸化皮膜の中に異種原子としてフッ素原子を含む
ことを特徴とする。また、第２の発明は、上記発明にお
いて、フッ素原子量が１〜７０原子量％であることを特
徴とする。
【０００７】
【作用】本発明によれば、粗面化処理の際に、アルミニ
ウム箔の表面には均一かつ十分に数の多い腐食孔が形成
され、高い静電容量が得られる。本発明においてアルミ
ニウム箔の表面酸化皮膜の厚みを４．５ｎｍ以下にした
理由は、この厚みをより薄くすることで静電容量の向上
が得られたことによる。すなわち、表面酸化皮膜の厚さ
が４．５ｎｍを越えると、十分な静電容量を得ることが
難しい。さらには、同様の理由でこの厚さを２ｎｍ以下
にするのが望ましい。但し、粗面化処理の際に均一にピ
ットを形成するためには、厚さが１ｎｍ以上であること
が望ましい。
ウム箔の表面には均一かつ十分に数の多い腐食孔が形成
され、高い静電容量が得られる。本発明においてアルミ
ニウム箔の表面酸化皮膜の厚みを４．５ｎｍ以下にした
理由は、この厚みをより薄くすることで静電容量の向上
が得られたことによる。すなわち、表面酸化皮膜の厚さ
が４．５ｎｍを越えると、十分な静電容量を得ることが
難しい。さらには、同様の理由でこの厚さを２ｎｍ以下
にするのが望ましい。但し、粗面化処理の際に均一にピ
ットを形成するためには、厚さが１ｎｍ以上であること
が望ましい。
【０００８】しかし、酸化皮膜の厚さを薄くするだけで
は、静電容量の向上効果は大きくなく、これに加えて酸
化皮膜の結晶中に異種原子としてフッ素原子を含ませる
ことにより静電容量は飛躍的に向上する。但し、フッ素
原子量が、酸化皮膜中で１原子量％未満であると、均一
なピット発生が十分に得られないので、１原子量％以上
とするのが望ましい。さらに、望ましくは、２０原子量
％以上とする。一方、あまりにフッ素原子を増加させて
も静電容量の向上は徐々に小さくなるだけでなく、作業
時間の増加などにより生産性が低下するので、フッ素量
は７０原子量％以下とするのが望ましく、さらに望まし
くは５０原子量％以下とする。
は、静電容量の向上効果は大きくなく、これに加えて酸
化皮膜の結晶中に異種原子としてフッ素原子を含ませる
ことにより静電容量は飛躍的に向上する。但し、フッ素
原子量が、酸化皮膜中で１原子量％未満であると、均一
なピット発生が十分に得られないので、１原子量％以上
とするのが望ましい。さらに、望ましくは、２０原子量
％以上とする。一方、あまりにフッ素原子を増加させて
も静電容量の向上は徐々に小さくなるだけでなく、作業
時間の増加などにより生産性が低下するので、フッ素量
は７０原子量％以下とするのが望ましく、さらに望まし
くは５０原子量％以下とする。
【０００９】上記した構成の酸化皮膜を形成する方法
は、例えばドライエッチングと言われる方法により調整
が可能である。この方法は、例えばＣＦ４ガスをプラズ
マ状態にすることによりフッ素をイオン化しこれを加速
してアルミニウム表面に当てる方法であり、酸化皮膜を
薄くしながらフッ素イオンを注入することができる。注
入されたフッ素原子は、酸化皮膜の結晶中で置換型や侵
入型などの異種原子として残存することになる。
は、例えばドライエッチングと言われる方法により調整
が可能である。この方法は、例えばＣＦ４ガスをプラズ
マ状態にすることによりフッ素をイオン化しこれを加速
してアルミニウム表面に当てる方法であり、酸化皮膜を
薄くしながらフッ素イオンを注入することができる。注
入されたフッ素原子は、酸化皮膜の結晶中で置換型や侵
入型などの異種原子として残存することになる。
【００１０】なお、酸化皮膜が薄くなることに加えてフ
ッ素イオンが注入されると更に高い静電容量が得られる
理由については次のように考えられる。まず、酸化皮膜
が薄くなると耐腐食性は悪くなることは、容易に類推で
きる。従って電解エッチングの際に皮膜の破壊が比較的
容易であり電解エッチングによる腐食孔は増大する。し
かしこれだけでは、不均一な腐食孔の発生は無くならな
かったが、Ｆイオンが酸化膜中に注入された試料をエッ
チングした場合にかなり均一で高密度な腐食孔が得られ
ることが本研究で明らかになった。その理由としては粗
面化処理条件の電解エッチング液の塩酸の中に含まれる
ｃｌ−イオンと酸化皮膜中のＦイオンが、電解エッチン
グ中に置換し、このプロセスが連続する中で酸化皮膜の
破壊が容易に生じ、従って引き続き腐食孔も均一に多
数、生成されて、静電容量が安定的にかつ上昇したもの
と考えられる。
ッ素イオンが注入されると更に高い静電容量が得られる
理由については次のように考えられる。まず、酸化皮膜
が薄くなると耐腐食性は悪くなることは、容易に類推で
きる。従って電解エッチングの際に皮膜の破壊が比較的
容易であり電解エッチングによる腐食孔は増大する。し
かしこれだけでは、不均一な腐食孔の発生は無くならな
かったが、Ｆイオンが酸化膜中に注入された試料をエッ
チングした場合にかなり均一で高密度な腐食孔が得られ
ることが本研究で明らかになった。その理由としては粗
面化処理条件の電解エッチング液の塩酸の中に含まれる
ｃｌ−イオンと酸化皮膜中のＦイオンが、電解エッチン
グ中に置換し、このプロセスが連続する中で酸化皮膜の
破壊が容易に生じ、従って引き続き腐食孔も均一に多
数、生成されて、静電容量が安定的にかつ上昇したもの
と考えられる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を説明する。常法
により純度９９．９９％のロール上りアルミニウム箔
（厚さ１００μｍ）を製造し、このアルミニウム箔に最
終焼鈍として不活性ガス中で５３０℃×６時間の加熱を
行った。次いで、真空容器中でＣＦ４ガスを導入し高周
波プラズマを生じさせ、Ｆイオンを正の電位に置かれた
試料に当てて処理を行った。この処理の時間を変えるこ
とにより、酸化皮膜の厚みとＦイオンの注入量を変化さ
せた。
により純度９９．９９％のロール上りアルミニウム箔
（厚さ１００μｍ）を製造し、このアルミニウム箔に最
終焼鈍として不活性ガス中で５３０℃×６時間の加熱を
行った。次いで、真空容器中でＣＦ４ガスを導入し高周
波プラズマを生じさせ、Ｆイオンを正の電位に置かれた
試料に当てて処理を行った。この処理の時間を変えるこ
とにより、酸化皮膜の厚みとＦイオンの注入量を変化さ
せた。
【００１２】また、比較のためＦイオンの加速電圧を小
さくして酸化皮膜を減厚することなくＦイオンを注入し
た比較材Ｎｏ．１１を容易した。さらに、焼鈍後、Ｆイ
オンを注入する処理を行なわないそのままの試料（Ｎ
ｏ．１０）と、Ｆイオン注入をしないでカセイソーダ溶
液による洗浄で酸化皮膜厚を減少させた試料（Ｎｏ．１
２）とを比較材として別に用意した。これらの試料につ
いて、Ｆイオン量及び酸化皮膜厚みについては、ＥＳＣ
Ａにより測定を行い、粗面化処理は下記の条件で行っ
て、静電容量を測定した。それらの結果を表Ｉに示す。
さくして酸化皮膜を減厚することなくＦイオンを注入し
た比較材Ｎｏ．１１を容易した。さらに、焼鈍後、Ｆイ
オンを注入する処理を行なわないそのままの試料（Ｎ
ｏ．１０）と、Ｆイオン注入をしないでカセイソーダ溶
液による洗浄で酸化皮膜厚を減少させた試料（Ｎｏ．１
２）とを比較材として別に用意した。これらの試料につ
いて、Ｆイオン量及び酸化皮膜厚みについては、ＥＳＣ
Ａにより測定を行い、粗面化処理は下記の条件で行っ
て、静電容量を測定した。それらの結果を表Ｉに示す。
【００１３】（粗面化処理） １．エッチング１段目− 塩酸１モル／リットル＋硫酸２．５モル／リットル、７
５℃の溶液中で、電流密度０．６Ａ／ｃｍ2、３０秒の
エッチング ２．エッチング２段目− 硝酸１０リットル＋水１０リットル、８０℃の溶液中
で、３分のエッチング
５℃の溶液中で、電流密度０．６Ａ／ｃｍ2、３０秒の
エッチング ２．エッチング２段目− 硝酸１０リットル＋水１０リットル、８０℃の溶液中
で、３分のエッチング
【００１４】
【表１】
【００１５】その結果、発明材は、従来材に比べ、未エ
ッチング部が非常に少くなっており、表１で示されるよ
うに、静電容量が大きく向上していることが明らかであ
る。一方、従来材では、未エッチング部が多く、静電容
量は小さいという結果が得られた。これらの結果から、
酸化皮膜の減厚とフッ素原子の含有とを組合わせること
により粗面化処理の際に静電容量が大幅に向上すること
が判明した。
ッチング部が非常に少くなっており、表１で示されるよ
うに、静電容量が大きく向上していることが明らかであ
る。一方、従来材では、未エッチング部が多く、静電容
量は小さいという結果が得られた。これらの結果から、
酸化皮膜の減厚とフッ素原子の含有とを組合わせること
により粗面化処理の際に静電容量が大幅に向上すること
が判明した。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明のアルミ
ニウム電解コンデンサ陽極用箔は、アルミニウム箔の表
面に形成された酸化皮膜の厚みが４．５ｎｍ以下であ
り、かつその酸化皮膜の中に異種原子としてフッ素原子
を含むので、粗面化処理においてアルミニウム箔の表面
に均一かつ高密度に多数のピットが形成され、静電容量
が飛躍的に向上する。
ニウム電解コンデンサ陽極用箔は、アルミニウム箔の表
面に形成された酸化皮膜の厚みが４．５ｎｍ以下であ
り、かつその酸化皮膜の中に異種原子としてフッ素原子
を含むので、粗面化処理においてアルミニウム箔の表面
に均一かつ高密度に多数のピットが形成され、静電容量
が飛躍的に向上する。
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム箔の表面に形成された酸化
皮膜の厚みが４．５ｎｍ以下であり、かつその酸化皮膜
の中に異種原子としてフッ素原子を含むことを特徴とす
るアルミニウム電解コンデンサ陽極用箔 - 【請求項２】 フッ素原子量が１〜７０原子量％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
デンサ陽極用箔
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34229393A JP3352798B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | アルミニウム電解コンデンサ陽極用箔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34229393A JP3352798B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | アルミニウム電解コンデンサ陽極用箔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169656A true JPH07169656A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3352798B2 JP3352798B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=18352611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34229393A Expired - Fee Related JP3352798B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | アルミニウム電解コンデンサ陽極用箔 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352798B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056585A1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-10 | Energy Storage Systems Pty Ltd | An electrode for an energy storage device |
| WO2006008970A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-01-26 | Nippon Steel Corporation | コンデンサ用電極箔及びその製造方法 |
| EP1624471A1 (en) * | 2004-07-16 | 2006-02-08 | Greatbatch, Inc. | Method for improving electrical conductivity of metals, metal alloys and metal oxides by ion beam implantation |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP34229393A patent/JP3352798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056585A1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-10 | Energy Storage Systems Pty Ltd | An electrode for an energy storage device |
| EP1624471A1 (en) * | 2004-07-16 | 2006-02-08 | Greatbatch, Inc. | Method for improving electrical conductivity of metals, metal alloys and metal oxides by ion beam implantation |
| WO2006008970A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-01-26 | Nippon Steel Corporation | コンデンサ用電極箔及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3352798B2 (ja) | 2002-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |