JPH10163073A - アルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミ箔の表面に必要な個数の腐食孔の起点
をごく短時間に発生させることができ、かつ発生後は腐
食孔を必要な大きさまでばらつきなく成長させることが
でき、これにより、電極箔の静電容量を増大させること
ができるアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 塩酸を含有する電解液中でアルミ箔に１
つ以上の非常に短い時間のパルスを含む交流電流を印加
してエッチングを行うようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルミ電解コンデン
サ用電極箔のエッチング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にアルミ電解コンデンサ用電極箔の
製造においては、その表面積を拡大する目的で電解液中
でアルミ箔に電流を印加して電気化学的に腐食・溶解さ
せるエッチングを行うようにしているが、特に低圧用電
極箔においては、このエッチングは交流を用いるように
している。そしてこのとき用いられる電流は、正弦波あ
るいは矩形波など比較的単純な形状のものが多い。

【０００３】また、複雑な波形を用いる例としては、特
公昭６２−２１０７９号公報に示されているように、電
流の立ち上がり時に急速に最大値まで上昇し、その後、
最大値の２分の１以下に急速に低下し、その後徐々に零
まで下がるようにしたものがあり、そしてこれにおいて
は、電流が高い値をとっている期間は、その波形の半周
期の７分の１以上としているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】交流電流を用いてアル
ミ箔を電気化学的に腐食させるには、腐食の起点となる
部分を形成する必要がある。電解液中で交流電流を印加
されたアルミ箔の表面には、還元反応あるいは化学反応
によって形成された薄い水和皮膜あるいは水酸化皮膜が
存在しており、これらの皮膜を打ち破ることによって、
腐食の起点を形成することができる。またアルミ箔の表
面積を効率的に増加させるには、単に腐食の起点を増や
すのではなくて、起点の数や、そこに形成される腐食孔
の大きさを適切に制御することが重要である。すなわ
ち、腐食孔の起点を形成する技術とそれを成長させる技
術との整合が必要不可欠である。

【０００５】しかしながら従来用いられてきた交流電流
では、腐食孔の発生と成長というように分けてとらえて
いなかったため、腐食孔を発生させる力が弱くて腐食孔
の数が少なくなったり、あるいは腐食孔を発生させる期
間の長さが不適切なため、腐食孔の数は十分でも成長に
問題が生じたりする場合があった。例えば電流波形とし
て単純な正弦波を用いた場合には、電流が徐々に大きく
なるため一度に多量の腐食孔を発生させる能力がなく、
このため、アルミ箔表面の皮膜の弱い部分だけに徐々に
腐食孔が発生することになり、その結果として腐食孔の
量が少ない上に腐食孔の径も不揃いとなって表面積の拡
大効率が低くなる。また特公昭６２−２１０７９号公報
に示される方法は、電流が非常に大きい期間が長すぎる
ため、電流が大きい期間の終了間際に生じた腐食孔が十
分成長しなかったり、電流が大きい期間の初期に発生し
た腐食孔に対して大きさが不揃いになるという問題点を
有していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、アルミ箔の表面に必要な個数の腐食孔の起点をごく
短時間に発生させることができ、かつ発生後は腐食孔を
必要な大きさまでばらつきなく成長させることができ、
これにより、電極箔の静電容量を増大させることができ
るアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方法を提
供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング
方法は、塩酸を含有する電解液中でアルミ箔に１つ以上
の非常に短い時間のパルスを含む交流電流を印加してエ
ッチングを行うようにしたもので、このエッチング方法
によれば、アルミ箔の表面に必要な個数の腐食孔の起点
をごく短時間に発生させることができ、かつ発生後は腐
食孔を必要な大きさまでばらつきなく成長させることが
でき、これにより、電極箔の静電容量を増大させること
ができるものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、塩酸を含有する電解液中でアルミ箔に１つ以上の非
常に短い時間のパルスを含む交流電流を印加してエッチ
ングを行うようにしたもので、このエッチング方法によ
れば、アルミ箔に印加される交流電流が１つ以上の非常
に短い時間のパルスを含んでいるため、このパルスによ
り、アルミ箔の表面に還元反応あるいは化学反応によっ
て形成された薄い水和皮膜あるいは水酸化皮膜等の皮膜
を打ち破って必要な個数の腐食孔の起点をごく短時間に
発生させることができ、そしてこのパルス終了後の交流
電流の正の期間においては、パルス以外の交流電流のほ
とんどが腐食孔の成長のみに費やされるため、交流電流
の正の期間の初期に発生した必要な量の腐食孔だけを必
要な大きさまでばらつきなく成長させることができ、こ
れにより、電極箔の静電容量を増大させることができる
ものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、非常に短い時間
のパルスの幅を交流電流の正の期間の０．１倍以下に設
定したもので、このような幅の設定を行うことにより、
交流電流の波形周期に占めるパルスの時間が大きくなり
過ぎるということはなくなり、これにより、腐食孔の成
長に費やされる時間が短くなったり、あるいは腐食孔の
発生期間が長くなって腐食孔発生期間の初期に発生した
腐食孔と終了間際に発生した腐食孔とで成長時間に差が
できて腐食孔の大きさにばらつきが出るということもな
くなるため、電極箔の静電容量も十分なものが確保でき
るものである。

【００１０】請求項３に記載の発明は、非常に短い時間
のパルスの高さをパルスを除いた部分の交流電流の波形
の最大値の１．２倍以上に設定したもので、このような
高さの設定を行うことにより、電極箔の静電容量も十分
なものを確保できるものである。

【００１１】請求項４に記載の発明は、非常に短い時間
のパルスは交流電流の正の期間の最初から２／３までの
位置に存在するようにしたもので、非常に短い時間のパ
ルスにおける一番最後のパルス以降に発生する腐食孔
は、それまでに発生した腐食孔の数に比べて非常に少な
く、したがって最後のパルス以降の電流が正の期間にお
いては、もっぱら腐食孔の成長のみが生じると考えてよ
く、そのため、上記した非常に短い時間のパルスの期間
を十分に確保することにより、腐食孔の径を大きくでき
るため、非常に径が小さくて次の化成工程で埋まってし
まうような無効の腐食孔を減少させることができるとい
うすぐれた利点を有するものである。

【００１２】以下、本発明の具体的な実施の形態につい
て添付図面にもとづいて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明のアルミ電解コンデンサ
用電極箔のエッチング方法における実施の形態１を示す
交流電流の波形図で、ｔ1は非常に短い時間のパルスの
時間幅、ｔ2は交流電流の正の期間、ｈ1は非常に短い時
間のパルスの高さ、ｈ2はパルスを除いた部分の交流電
流の波形の最大値である。

【００１３】図２は図１に示した交流電流の波形が正負
対称となるように、交流電流の波形の負の部分にも非常
に短い時間のパルスを加えたもので、この図２に示す方
式においては、実際に電極箔を製造する場合、アルミ箔
を２枚の対向する電極板の間に挟んで間接的に給電する
方式に対応するものである。

【００１４】（表１）は図１および図２に示す交流電流
の波形を用いて電解液中でアルミ箔を溶解させた場合に
得られたアルミ溶解量と静電容量の関係を、パルス成分
を持たない台形状の交流電流の波形でアルミ箔を溶解さ
せた従来例と比較して示したものである。

【００１５】電解液は５wt％の塩酸に２wt％の塩化アル
ミニウムを加えたものを用い、そしてその液温は３０℃
とした。また交流電流の波形は、ｔ1＝１ms、ｔ2＝２０
ms、ｈ1とｈ2の比を２：１とし、かつ電流の大きさは、
パルスを除いた部分の実効値でアルミ箔１cm²あたり
０．２Ａとし、その印加時間は４００秒とした。パルス
成分を加えた交流電流の波形では、パルスの電荷分だけ
印加電気量が大きくなっているものである。また静電容
量はアジピン酸系の化成溶液中でエッチングされたアル
ミ箔に２２Ｖあるいは７０Ｖの化成電圧を印加して化成
を行った後に測定した。

【００１６】

【表１】

【００１７】（表１）から明らかなように、図１および
図２に示す交流電流の波形を用いた場合は、従来例に比
べて、アルミ溶解量も多くなるとともに、静電容量も増
加し、電極箔としての特性を改善することができるもの
である。

【００１８】（表２）は図１に示す交流電流の波形を用
いて電解液中でアルミ箔を溶解させた場合に得られたア
ルミ溶解量と静電容量の関係を示したものである。この
（表２）はｔ1およびｔ2を除いた電解液および電流波
形、静電容量の測定条件を（表１）に示したものと同じ
にし、そしてｔ1を１ms〜２０msの範囲とし、かつｔ2を
２０msもしくは１０msとしたものである。

【００１９】

【表２】

【００２０】アルミ箔の表面に腐食孔の起点を発生させ
るパルスは非常に短い時間で十分であり、このパルスの
時間幅ｔ1を非常に大きくした場合には、交流電流の波
形周期に占めるパルスの時間が大きくなり過ぎて腐食孔
の成長に費やされる時間が短くなったり、あるいは腐食
孔の発生期間が長くなるため、腐食孔発生期間の初期に
発生した腐食孔と終了間際に発生した腐食孔とでは成長
時間に差ができて腐食孔の大きさにばらつきが出るもの
である。したがって、（表２）からも明らかなように、
非常に短い時間のパルスの時間幅ｔ1は、交流電流の正
の期間ｔ2に対して、ｔ1／ｔ2＝０．１倍以下であれ
ば、電極箔の静電容量も十分なものが確保できるもので
ある。

【００２１】（実施の形態２）図３は本発明のアルミ電
解コンデンサ用電極箔のエッチング方法における実施の
形態２を示す交流電流の波形図で、ｔ1は非常に短い時
間のパルスの時間幅、ｔ2は交流電流の正の期間、ｔ3は
正の交流電流が立ち上がってから最終のパルスが発生す
るまでの時間、ｈ1は非常に短い時間のパルスの高さ、
ｈ2はパルスを除いた部分の交流電流の波形の最大値で
ある。

【００２２】（表３）は図３に示す交流電流の波形を用
いて電解液中でアルミ箔を溶解させた場合に得られたア
ルミ溶解量と静電容量の関係を、パルス成分を持たない
交流電流の波形でアルミ箔を溶解させた従来例と比較し
て示したものである。電解液は５wt％の塩酸に２wt％の
塩化アルミニウムを加えたものを用い、そしてその液温
は３０℃とした。

【００２３】また交流電流の波形は、ｔ1＝１ms、ｔ2＝
２０ms、ｈ1とｈ2の比を、ｈ1／ｈ2＝０．５〜３．０と
し、かつ電流の大きさは、パルスを除いた部分の実効値
でアルミ箔１cm²あたり０．２Ａとし、その印加時間は
４００秒とした。パルス成分を加えた交流電流の波形で
は、パルスの電荷分だけ印加電気量が大きくなっている
ものである。また静電容量はアジピン酸系の化成溶液中
でエッチングされたアルミ箔に２２Ｖあるいは７０Ｖの
化成電圧を印加して化成を行った後に測定した。

【００２４】

【表３】

【００２５】（表３）から明らかなように、非常に短い
時間のパルスの高さｈ1は、パルスを除いた部分の交流
電流の波形の最大値ｈ2に対して、ｈ1／ｈ2＝１．２倍
以上であれば、電極箔の静電容量も十分なものが確保で
きるものである。

【００２６】（実施の形態３）図４は本発明のアルミ電
解コンデンサ用電極箔のエッチング方法における実施の
形態３を示す交流電流の波形図で、ｔ1は非常に短い時
間のパルスの時間幅、ｔ2は交流電流の正の期間、ｔ3は
正の交流電流が立ち上がってから最終のパルスが発生す
るまでの時間である。そしてこの交流電流の波形は、パ
ルスを除いた部分は矩形波であり、パルスの個数は１個
もしくは３個とした。パルスが３個の場合は、正の交流
電流が立ち上がる最初の時間からｔ3までの間に等間隔
でパルスを与えた。

【００２７】（表４）は図４に示す交流電流の波形を用
いて電解液中でアルミ箔を溶解させた場合に得られたア
ルミ溶解量と静電容量の関係を、パルス成分を持たない
交流電流の波形でアルミ箔を溶解させた従来例と比較し
て示したものである。電解液は５wt％の塩酸に２wt％の
塩化アルミニウムを加えたものを用い、そしてその液温
は３０℃とした。

【００２８】また交流電流の波形は、ｔ1＝１ms、ｔ2＝
２０ms、ｔ3とｔ2の比をｔ3：ｔ2＝１：３、ｔ3：ｔ2＝
２：３、ｔ3：ｔ2＝３：４とし、かつ電流の大きさは、
パルスを除いた部分の実効値でアルミ箔１cm²あたりの
０．２Ａとし、その印加時間は４００秒とした。パルス
成分を加えた交流電流の波形では、パルスの電荷分だけ
印加電気量が大きくなっているものである。また静電容
量はアジピン酸系の化成溶液中でエッチングされたアル
ミ箔に２２Ｖあるいは７０Ｖの化成電圧を印加して化成
を行った後に測定した。

【００２９】

【表４】

【００３０】（表４）から明らかなように、正の交流電
流が立ち上がってから最終のパルスが発生するまでの時
間ｔ3が、交流電流の正の期間ｔ2の最初から２／３まで
の位置に存在すれば、電極箔の静電容量も十分なものが
確保できるものである。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明のアルミ電解コンデ
ンサ用電極箔のエッチング方法は、塩酸を含有する電解
液中でアルミ箔に１つ以上の非常に短い時間のパルスを
含む交流電流を印加してエッチングを行うようにしたも
ので、このエッチング方法によれば、アルミ箔に印加さ
れる交流電流が１つ以上の非常に短い時間のパルスを含
んでいるため、このパルスにより、アルミ箔の表面に還
元反応あるいは化学反応によって形成された薄い水和皮
膜あるいは水酸化皮膜等の皮膜を打ち破って必要な個数
の腐食孔の起点をごく短時間に発生させることができ、
そしてこのパルス終了後の交流電流の正の期間において
は、パルス以外の交流電流のほとんどが腐食孔の成長の
みに費やされるため、交流電流の正の期間の初期に発生
した必要な量の腐食孔だけを必要な大きさまでばらつき
なく成長させることができ、これにより、電極箔の静電
容量を増大させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッ
チング方法における実施の形態１を示す交流電流の波形
図

【図２】図１に示した交流電流の波形が正負対称となる
ように、交流電流の波形の負の部分にも非常に短い時間
のパルスを加えた波形図

【図３】本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッ
チング方法における実施の形態２を示す交流電流の波形
図

【図４】本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箔のエッ
チング方法における実施の形態３を示す交流電流の波形
図

【符号の説明】

ｔ1 非常に短い時間のパルスの時間幅 ｔ2 交流電流の正の期間 ｔ3 正の交流電流が立ち上がってから最終のパルスが
発生するまでの時間 ｈ1 非常に短い時間のパルスの高さ ｈ2 パルスを除いた部分の交流電流の波形の最大値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 直美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小島 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩酸を含有する電解液中でアルミ箔に１
   つ以上の非常に短い時間のパルスを含む交流電流を印加
   してエッチングを行うようにしたアルミ電解コンデンサ
   用電極箔のエッチング方法。
2. 【請求項２】 非常に短い時間のパルスの幅を交流電流
   の正の期間の０．１倍以下に設定した請求項１に記載の
   アルミ電解コンデンサ用電極箔のエッチング方法。
3. 【請求項３】 非常に短い時間のパルスの高さをパルス
   を除いた部分の交流電流の波形の最大値の１．２倍以上
   に設定した請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ用電
   極箔のエッチング方法。
4. 【請求項４】 非常に短い時間のパルスは交流電流の正
   の期間の最初から２／３までの位置に存在するようにし
   た請求項１に記載のアルミ電解コンデンサ用電極箔のエ
   ッチング方法。