JPS6130019A - 陽極酸化皮膜形成法 - 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〕 本発明はアルミニウム固体電解コンデンサの製造方法の
改良に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム固体電解コンデンサは、アルミニウム陽極
体の１表面に形成した陽極酸化皮膜に半導体層、導電層
を形成した構造になっている。

陽極酸化皮膜の面積がコンデンサの容量を、また皮膜の
性質によってコンデンサの漏えい電流、あるいはｔａｎ
δが影響をうける。

従来、陽極体としては、アルミニウム粉末を真空加圧成
形した焼結形の陽極体が使われていた。これは焼結形だ
と、多孔性になりコンデンサの実効面積が大きくとれる
ためである。しかし粉末の粒子の大きさ、形状や焼結条
件など製造１穆上管理が困難なため、製品の容量値のバ
ラツキが大きかった。そこで、最近、陽極体としてアル
ばニウム箔をトンネルエツチングして貫通孔（ピット）
を多数設けて、これらの箔を多重に積み重ねた積層形の
陽極体を用いた電解コンデンサが開発された。この陽極
体では、ピットの大きさ・個数等の管理が容易で、製品
の容量値のバラツキを少なくすることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の、アルミニウム箔を積層した陽極体の陽極酸化は
、電解液中にて電流を流すことで行なうが、使用する電
解液が従来の周知のホウ酸系、クエン酸系などの電解液
では以下に述べる問題点がある。

第一の問題点は、製品の静電容量が液中静電容量より著
しく減少することである。一般に、製品の静電容量は、
陽極酸化後に電解液中で測定した静電容量（液中静電容
量という）よシ小さくなる。これは、陽極酸化後に硝酸
マンガン液を含浸し、熱分解して半導体層く二酸化マン
ガン層）を形成するが、このときの静電容量が二酸化マ
ンガン層の陽極酸化膜に接触する面積で定まり、陽極酸
化膜の電解液に接触する面積より小さ゛くなる丸めであ
る。従来の焼結形の陽極体の場合は、製品の静電容量は
液中静電容量の８０ｑｂ前後であり、特にこの点が問題
になることは少なかった。

しかし、積層形の陽極体で、従来の電解液として用いら
れているホウ酸−ホウ酸アンモニウム水溶液、あるいは
クエン酸−クエン酸アンモニウム水溶液で酸化した場合
、製品の静電容量は４０〜６０チとなる。この結果、同
一の製品規格に対して製品が大型になる欠点があった。

第２の問題点は、従来の電解液による陽極酸化皮膜は半
導体層を形成するときに発生する二酸化窒ｌｉｔ　（Ｎ
ｏｗ）ガスによる劣化がみられることである。

本発明の目的は、上記の欠点を除去し、電解液を改良し
て、アルミニウム箔をもちいる積層形の陽極体に適した
、陽極酸化皮膜形成法を提供することＫある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、アルミニウム箔を積層した陽極体を
リンタングステン酸水溶液中にて所定の電流を流して陽
極酸化皮膜を形成する。

〔作用〕

第１の問題点、製品静電容量の減少は、第１図に示す後
述の実施例のデータにみるように著しく改善される。そ
の理由は次のように推測される。従来の焼結形の陽極体
では、アルミニウム粉末粒子が大きく各粒子間隙は充分
の大きさであったから、陽極酸化後に半導体層を形成す
る際、硝酸マンガン液が充分に粒子間隙に滲透するので
、陽極酸化皮膜のはげ全面に二酸化マンガン層が接触し
て生ずる。従ってこの場合、陽極酸化皮膜の形成状態な
どあま〕影醤せず、製品の静電容量の減少も少なく電解
液の種類を問わない。しかし積層形の陽極体ではピット
の大きさはそれ程大きく出来ないので、生成された陽極
酸化膜の形成状態によっては、硝酸マンガン液のピッ）
への滲透に抵抗がある。例えばホウ酸系電解液中で、陽
極酸化皮膜を形成する際、水酸化アルミニウムの生成も
伴ない、ピットへの滲透を阻止するものと考えられる。

これに対し、本発明のリンタングステン酸水溶液中で形
成された陽極酸化皮膜の形成状態が、表面がち密で、硝
酸マンガン液のピットへの滲透が容易になったものと推
測される。

第２の問題点、陽極酸化皮膜の劣化は、製品としては漏
えい電流、　　ｔａｎδ　の増大となって表われてくる
。第１図に示す後述の実施例のデータでもその傾向をみ
ることができるが、第２図の硝酸水溶液に浸漬したとき
の実験データから改良の状況を察知できる。同図には、
アルミニウム箔の積層陽極体について、電解液を従来の
ホウ酸系、クエン酸系と、本発明によるリンタングステ
ン酸水溶液とでそれぞれアルミニウム陽極酸化皮膜を形
成したコンデンサを６規定の硝酸水溶液中に温度６０〜
７０Ｃにして浸漬したときの液中静電容量の時間的変化
が示されている。従来の電解液によシ陽極酸化した試料
社５分程度の時間を越えると液中静電容量は増加をつづ
けるが、本発明による試料についてＦｉＩ分でも安定し
ている。液中静電容量の増大は酸化皮膜が硝酸液によシ
溶解し厚さが減少することを示している。

半導体層形成は、硝酸マンガン液を陽極体に含浸し２０
０〜５００　Ｇで熱分解して二酸化マンガンを焼付ける
が、この際二酸化ｉ１索（Ｎ（ｈ）ガスで陽極酸化皮膜
は劣化する。第２図の実験とは条件が異なるが、前記熱
分解のときの劣化の傾向は第２図に類似する七考えられ
るので、本発明による酸化皮膜はかなり安定なものとい
える。

これは、本発明によるアルミニウム陽極酸化皮膜の表面
層には、リン酸根（ｐｏ、　＞およびタングステン酸（
ＷＯ，）の皮膜層が形成されるためである。第２図の実
験データはＷＯ２層の硝酸溶液に対する耐性を示すもの
といえる。ＰＯ４層は、硝酸マンガン溶液を熱分解して
半導体層を形成する際に生ずるプロトン（Ｈ＋）、水（
Ｈ，０）　、硝酸根（Ｎｏ８″）等のアルミニウム陽極
酸化皮膜中への侵入を防止する作用がある。

〔実施例〕

第１図に、本発明によシ製作した使用電圧６．３Ｖ、容
量１０μＦのコンデンサのデータを比較のため従来の電
解液で陽極酸化した試料とともにあげた。リンタングス
テン酸の濃度は０．０５重量（Ｗｔ）Ｓ〜４，０重量（
ｗｔ）　％まで広範囲に変化した。図にみるように液中
静電容量の９５％以上の製品静電容量が得られ改善の程
度は著しい。

またｔａｎδ、漏えい電流についても、従来法によるも
のよシ良い特性になっている。りンタングステン酸溶液
の濃度については実験の範囲内では特に差がみられなか
った。しかしアルミニウムは虜３を超すリンタングステ
ン酸溶液で化成を行表うと溶解反応が起こるから、これ
以下にしなければならない。

〔発明の効果〕

以上、詳しく説明したように、トンネルエツチングによ
りピットを形成したアルミニウム箔を積層した陽極体を
用いる固体電解コンデンサの製造工程において、本発明
により陽極酸化皮膜を形成することによって、製品とし
ての静電容量は液中静電容量と５チ以内で合致するので
、特にこの減少分を補なうために陽極体を大きくするこ
とは必要でない。従って従来方法に対して小型化できる
。また、製品としてｔａｎδ２．漏え、い電流が少なく
特性が向上したものが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるコンデンサの特性を示した図、
第２図は本発明および従来方法によシ形成した陽極酸化
皮膜の安定性を検討し九実験データを示す図である。 特許出願人　日本通信工業株式会社 代理人　弁理士　　佐　　藤　　秋　比　古第　１　図 →涜涜時１？Ｊｌ（介）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム箔を積層した陽極体をリンタングス
   テン酸水溶液中にて、所定の電流を流して陽極酸化皮膜
   を形成することを特徴とするアルミニウム固体電解コン
   デンサの陽極酸化皮膜形成法。
2. （２）前記リンタングステン酸水溶液が−３以下である
   特許請求の範囲の第１項記載の陽極酸化皮膜形成法。