JPH08337833A

JPH08337833A - 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔

Info

Publication number: JPH08337833A
Application number: JP14223195A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kawai; 正彦川井; Kazuhiro Kametani; 一広亀谷
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、適切な範囲内の腐食減量を示し、
静電容量の値が高く、しかもその値が安定している電解
コンデンサ電極用アルミニウム箔の提供を目的とする。【構成】本発明は、アルミニウムの純度が９９.９６
〜９９.９９５％の範囲であって、Ｓｉ：１５〜１００
ｐｐｍ、Ｆｅ：１５〜１００ｐｐｍ、Ｇａ：２〜１５ｐ
ｐｍ、Ｍｎ、Ｂより選ばれた１種あるいは２種を１０ｐ
ｐｍ未満含有してなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電解コンデンサの電極用
に用いて好適なアルミニウム箔に関し、特に静電容量の
高い高品質のコンデンサを得ることができる技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に電解コンデンサの電極用アルミニ
ウム箔には、９９.９％以上の純度を有する純アルミニ
ウム合金を常法により熱間圧延または冷間圧延して１０
０μｍ前後の厚さに加工したものが用いられる。そして
このアルミニウム箔には、コンデンサとして組み立てら
れるまでに、結晶歪の除去などを目的として３００〜６
００℃に加熱する最終焼鈍、表面の粗面化処理、所定量
の化成処理（陽極酸化）等が施されるようになってい
る。

【０００３】前記粗面化処理を行う理由は、粗面化処理
を施したアルミニウム箔を用いて得られるコンデンサの
静電容量が、未処理のアルミニウム箔を用いて得られた
コンデンサの静電容量に比べて数１０倍の値になるから
である。この粗面化処理は、通常、塩酸を主体とした溶
液中で交流または直流電流を流してアルミニウム箔の表
面を電解エッチングすることにより行われている。その
結果、化成電圧が低い場合は、アルミニウム箔の表面に
はスポンジ状の酸化皮膜が形成されて粗面化され、化成
電圧が高い場合はアルミニウム箔の表面から内部に向か
ってキャピラリー状ピットが成長し、粗面化処理後のア
ルミニウム箔の表面には１〜３μｍの径の円形の腐食
孔、即ち、ピットが無数形成され、この１つずつのピッ
トは箔面に垂直な方向に箔の内部に向かって延在される
ようになる。そして、前記スポンジ状の酸化皮膜が形成
されて粗面化されたアルミニウム箔は低圧用コンデンサ
に、ピットが形成されて粗面化されたアルミニウム箔は
高圧用コンデンサにそれぞれ適用されている。

【０００４】そして、これらのスポンジ状の酸化皮膜や
ピットがアルミニウム箔の表面積の増大をもたらすこと
によって高い静電容量のコンデンサが得られることにな
る。当然ながらこの静電容量は、粗面化処理による表面
積の拡大率の大きいアルミニウム箔を用いるほど大きい
数値を示すことになるが、それを決定するものとして
は、粗面化処理により形成されるピットや酸化皮膜の密
度、均一性などが主因子になると考えられている。

【０００５】従来、このような観点から粗面化処理工程
により表面積を増やす努力は継続して行われており、エ
ッチング条件やアルミニウム箔の表面性状面からの研
究、あるいは、アルミニウム箔の組成や添加元素の影響
に関する研究等が進められている。ここで、アルミニウ
ム箔の組成に関して述べると、従来は、９９.９％以上
の高純度アルミニウムを用いることにしているが、アル
ミニウムの純度の確保だけでは、含有不純物のバラツキ
を生じ、安定した表面積率の拡大および機械的強度の確
保が不十分になるので、特開平４ー１２４８０６号に開
示されているような特別な組成のアルミニウム合金が提
案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この特許出願に係るア
ルミニウム合金は、アルミニウムの純度９９.９％以上
であって、Ｓｉ：１５〜１００ｐｐｍ、Ｆｅ：１５〜１
００ｐｐｍ、Ｃｕ：５〜１００ｐｐｍ、Ｍｎ：５〜２５
ｐｐｍ、Ｂ：５〜２５ｐｐｍ、Ｇａ：５〜３０ｐｐｍ、
Ｚｎ：５〜２５ｐｐｍを含有してなる組成のものであ
り、この組成のアルミニウム合金によれば、腐食減量が
少なく、静電容量も高い値が得られるとされている。し
かしながら前記特許出願のアルミニウム合金にあって
も、静電容量の値にバラツキが大きく、粗面化処理後の
品質が安定しないという問題があった。

【０００７】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、適切な範囲内の腐食減量を示し、静電容量の値が
高く、しかもその値が安定している電解コンデンサ電極
用アルミニウム箔の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、アルミニウムの純度が９９.
９６〜９９.９９５％の範囲であって、Ｓｉ：１５〜１
００ｐｐｍ、Ｆｅ：１５〜１００ｐｐｍ、Ｇａ：２〜１
５ｐｐｍ、ＭｎおよびＢより選ばれた１種あるいは２種
を１０ｐｐｍ未満、それぞれ含有してなるものである。
前記組成において、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉより選ばれた１種
あるいは２種以上を１５ｐｐｍ未満含有しても良い。更
に前記組成において、Ｚｎ：２〜１０ｐｐｍを含有して
も良い。

【０００９】前記の組成において、Ｇａが２ｐｐｍ未満
ではエッチング時のエッチング開始点が少なくなりす
ぎ、腐食減量が少なくなりすぎて所望の静電容量が得ら
れず、また、１５ｐｐｍを超えて含有させるとＧａが粒
界に析出して粒界腐食の原因となり易く、腐食減量が多
くなりすぎ、これによって逆に静電容量が低下するので
好ましくない。なお、Ｇａの含有量において５〜１０ｐ
ｐｍの範囲が最も好ましい。前記の組成にＺｎを添加す
る場合は、２〜１０ｐｐｍの範囲で添加することが好ま
しい。Ｚｎ添加量が２ｐｐｍ以下では、所望の静電容量
が得られ難く、１０ｐｐｍを越えて含有させると、腐食
減量が多くなって静電容量が低下するためである。な
お、Ｚｎは特に添加しなくても良く、Ｚｎを添加しない
成分系にすることでも他の元素の添加量を調整すること
で目的の腐食減量と静電容量のアルミニウム箔を得るこ
とが可能である。ただし、Ｚｎを添加して腐食減量を調
整し、高い静電容量のアルミニウム箔を得ようとする場
合は、前記の範囲内でも特に７〜１０ｐｐｍが特に好ま
しい。

【００１０】不純物元素として影響が大きいＭｎとＢ
は、そのうち１種または２種を１０ｐｐｍ未満とするこ
とが必要であり、これらの元素を多く含有させると腐食
減量が多くなりすぎ、所望のエッチング形態にならずに
静電容量の低下を引き起こすおそれがある。なお、Ｍｎ
とＢは、それぞれ３ｐｐｍ以下がより好ましい含有量で
ある。他の不純物として含有されるＣｒ、Ｔｉ、Ｎｉ
は、１種または２種以上を１５ｐｐｍ未満含有すること
が好ましい。また、その中でもそれぞれ個々に５ｐｐｍ
未満がより好ましい含有量であり、３ｐｐｍ以下が最も
好ましい。その理由は、これらの遷移金属が添加される
と、これらが粒界に析出し、溶解減量が多くなり過ぎる
ためである。

【００１１】本発明に係るアルミニウム合金を用いてコ
ンデンサ用のアルミニウム箔を製造するには、常法に従
って行えば良く、例えば、アルミニウム合金溶湯から縦
型または横型の半連続鋳造法により鋳塊を得、これに熱
間圧延、冷間圧延を適宜施して厚さ約１００μｍのアル
ミニウム箔材を得る。なお、前記アルミニウム合金溶湯
の状態で脱ガス処理や脱介在物処理を行っても良く、ま
た、前記半連続鋳造法を行う直前に、インライン脱ガス
等を行って不用元素の除去を行っても良い。このアルミ
ニウム箔材には、一般的には焼鈍処理により軟化処理を
施し、あるいは、焼鈍処理することなく、電気化学的あ
るいは化学的エッチング処理を施して表面積の実効面積
を拡大することで、コンデンサ用アルミニウム箔を得る
ことができる。また、エッチング処理する際には交流で
５０Ｖ以下の電圧で化成処理することが好ましい。この
処理によって、アルミニウム箔の表面にはスポンジ状の
酸化皮膜が形成されてその表面積が拡大する。なお、こ
のアルミニウム箔は、低圧用の電解コンデンサの電極箔
として用いることができ、特に陽極箔に好適に用いるこ
とができる。

【００１２】

【作用】９９.９６〜９９.９９５％の好適な純度のアル
ミニウム純度を有し、Ｇａを２〜１５ｐｐｍの適切な範
囲で含むので、エッチングによる粗面化処理時のエッチ
ング量が好ましい量に調整される結果、適度な腐食減量
となり、結果的に高い静電容量が得られる。更に、Ｂと
Ｍｎの１種または２種を１０ｐｐｍ未満含有してなり、
腐食減量を適宜の量にできるので、所望のエッチング形
態を確保することができ、これにより高く、均一な静電
容量が得られる。また、前記に加え、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ
のうち、１種または２種以上を１５ｐｐｍ未満含有する
ことが好ましい。更に、Ｚｎを添加する場合は、２〜１
０ｐｐｍの範囲で添加することで腐食減量が所望の範囲
に調整され、高い静電容量が得られる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。純
度９９.９９２％のアルミニウム地金（Ｆｅ：３１ｐｐ
ｍ、Ｓｉ：４５ｐｐｍ）を溶解するとともに、Ｇａ、Ｚ
ｎ、Ｍｎ、Ｂをそれぞれ選択して微量添加し、種々のＧ
ａ量あるいはＺｎ量の溶湯を得、この溶湯から半連続鋳
造法によりスラブ（幅：４０ｍｍ×厚さ：１５０ｍｍ×
長さ：３００ｍｍ）を鋳造した。その後、このスラブを
面削した後、熱間圧延を施し、引き続き冷間圧延を行っ
て厚さ９０μｍの冷延板とし、この冷延板をＡｒガス雰
囲気中において３００℃で４時間保持の条件で焼鈍し
た。

【００１４】この処理材を以下の条件で粗面化処理し、
その後、腐食減量と２０Ｖで化成処理を行った後、静電
容量を測定した。「粗面化処理条件」溶液温度電圧時間ＨＣｌ４００ｍｌ／ｌＨ₂ＳＯ₄ ２.０ｍｌ／ｌ４５℃ ３.２Ｖ１２０秒ＡｌＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ１００ｍｌ／ｌ表１と表２にこの実施例で用いた試料の組成を示し、表
３に各試料の測定結果を示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【表３】

【００１８】表１は本発明に係る組成の試料を示し、表
２は比較試料の組成を示す。表２において含有量の値の
右肩に＊印を付した値が本発明に係る組成から外れた組
成を示す。これらの表１と表２と表３に示す結果から、
本発明に係る組成のアルミニウム合金は、比較試料に比
べて腐食減量が少なく、静電容量は比較試料よりも高
く、かつ、その値が所定の範囲で一定であることが明ら
かになった。

【００１９】なお、比較例試料１３、１４、１５、１
６、１７の測定結果から明らかなように、５ｐｐｍを越
えるＢを含有させた試料は腐食減量が大きくなりすぎて
静電容量が低下する傾向にあることがわかる。また、比
較例試料１３、１４、１５、１６、１７の測定結果から
明らかなように、Ｇａが多すぎる試料は腐食減量が多す
ぎて静電容量が低下する傾向にあり、比較試料１９の測
定結果から明らかなように、Ｇａが少なすぎる試料は逆
に腐食減量が少いが静電容量が低下する傾向にある。ま
た、比較例試料２２、２３、２４の測定結果から明らか
なように、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉの合計量が多すぎる試料
は、腐食減量が多すぎて静電容量が低下する傾向があり
好ましくない。また、比較例試料１３、１４、１５、１
６、２１の測定結果から明らかなようにＭｎが多すぎる
試料は腐食減量が多すぎて静電容量が低下する傾向があ
って好ましくない。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、９
９.９６〜９９.９９５％の好適な純度のアルミニウム純
度を有し、Ｇａを２〜１５ｐｐｍの適切な範囲で含むの
で、エッチングによる粗面化処理時のエッチング量が好
ましい量に調整される結果、適度な腐食減量となり、結
果的に高い静電容量が得られる。また、ＢとＭｎの１種
または２種を合計で１０ｐｐｍ未満にしてなり、腐食減
量を適宜の量にできるので、所望のエッチング形態を確
保することができ、これにより高く、均一な静電容量を
得ることができる。また、前記に加え、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎ
ｉのうち、１種または２種以上を合計で１５ｐｐｍ未満
にすることが好ましい。更に、Ｚｎを添加する場合は、
２〜１０ｐｐｍの範囲で添加することで、所望の腐食減
量に調整して高い静電容量を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウムの純度が９９.９６〜９９.
９９５％の範囲であって、Ｓｉ：１５〜１００ｐｐｍ、
Ｆｅ：１５〜１００ｐｐｍ、Ｇａ：２〜１５ｐｐｍ、Ｍ
ｎおよびＢより選ばれた１種あるいは２種を１０ｐｐｍ
未満、それぞれ含有し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。
【請求項２】Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉより選ばれた１種ある
いは２種以上を１５ｐｐｍ未満含有してなることを特徴
とする請求項１記載の電解コンデンサ電極用アルミニウ
ム箔。
【請求項３】Ｚｎ：２〜１０ｐｐｍを含有してなるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の電解コンデンサ
電極用アルミニウム箔。