JPS62179109A - 電解コンデンサ陰極用ａ１クラツド箔 - 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］ 本発明は電解コンデンサ陰極用金属箔に関し、詳細には
静電容量１強度並びに接着強度の優れた電解コンデンサ
陰極用Ａｌクラツド箔に関するものである。

［従来の技術］ 電子機器類の発展にはめざましいものがあるが、これに
伴ない電子機器回路に使用される各種素子に対する小型
化、＠量化並びに高信顆性の要求は一段ときびしいもの
がある。こうした状況は電子回路に組み込まれる容量素
子としての電解コンデンサについても同様であり、小型
化、軽量化並びに性能の向上を目ざして種々研究が重ね
られている。

第２図は電解コンデンサとして汎用されているＡｌ電解
コンデンサの構造を示す一部破断展間斜視説明図で、電
解コンデンサ１は電解液を含浸した電解紙２を介して陽
極箔３と陰極箔４を対向させて巻込み、陽極箔３及び陰
極箔４に夫々端子５．６を取付けて構成されている。か
かるＡｌ電解コンデンサの静電容量［Ｃ］は次式で表わ
される。

ここで一般に使用電圧以上の誘導体皮膜を生成させてな
る陽極箔の静電容量［Ｃａ］は、自然酸化皮膜程度の非
常に薄い誘導体層しか存在しない陰極箔の静電容量［Ｃ
ｂ］に比べてかなり小さく、即ちＣａ　／　Ｃｂは平に
近い値となる為上式はＣ＝Ｃａとみなすことができる。

従ってＣを大きくする為にはＣａを大きくすることが不
可欠となる。そこでＣａを大きくする為に陽極用Ａｌ箔
の材質やエツチング方法について検討が加えられ、Ｃａ
値についてはほぼ限界に近いところまで開発が進んでい
る。しかるに電解コンデンサに対する性能改善の要求は
止まるところを知らず、Ｃをさらに大きくする為の研究
が重ねられ、Ｃａ　／　Ｃｂ値を小さくする方向即ちＣ
ｂを大きくする方向で研究が続けられている。即ち上述
のＣａ値の向上によってＣａ　／　Ｃｂは若干大きくな
り、その影響でＣａを向上させたことの効果が減殺され
る様になってきたことからｃｂ値を十分に大きくしてＣ
ａの向上効果を十分に発揮させようと研究が重ねられ、
エツチング性の優れた陰極用Ａｌ合金箔が提案されてい
る（特公昭４４−２５０１６．特開昭５７−２７７８等
）。

即ち上記提案に係るＡｌ合金箔はエツチング性を改良し
て陰極表面積を増加させこれによって陰極静電容量ｃｂ
を大きくしたものであって、ベース金属であるＡｌ中に
Ｃｕを添加したものである。尚Ｃｕの添加により陰極用
Ａｌ合金箔の強度を向上させるという効果も得ることが
できる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるにＣｕの添加量を０．５％以上とするとエツチン
グ時に陰極箔表面が局部的に全面溶解する現象が起こる
ことからその効果も頭打ちの状態にある。一方製造工程
の改良によりＣｕを１．０％まで添加した陰極用Ａｌ合
金箔も提案されているが（特開昭５６−１３３４４４）
未だ改良効果は満足し得るものではなく、しかもこの場
合はＣｕ添加量が１．０％を超えると添加効果が飽和に
達するだけでなく、微量のＦｅやＳｉ等と添加元素であ
るＣｕが金属間化合物を形成してエツチング状態が不均
一になることが指摘されている。またＣｕ添加量が多く
なると局部的全面溶解によるスマット発生量が増大し、
陰極箔表面が汚染されて接着強度（テープ止め性）が劣
化する。

こうした状況から現状静電容量１強度並びに接着強度の
すべてにバランスのとれた陰極用Ａｌ合金箔としてはＣ
ｕ添加量が０．３％程度のものが用いられているが、勿
論こうした特性が十分に満足することのできるものでな
いことは言う迄もない。

本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
静電容量１強度および接着強度がバランス良くしかも優
れた値を示す様な電解コンデンサＩＰ、極用Ａｌ合金箔
を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決する為の手段］ しかして本発明のＡｌ合金箔殊にＡｌクラッド箔は、Ｃ
ｕ：Ｏ，１〜１．０％（重量％の意味、以下同じ）を含
む高純度Ａｌ箔を芯材とし、Ｃｕ含有量が０，５％以下
であり、且つ該Ｃｕ含有量が上記芯材のＣｕ含有量より
少ない高純度Ａｌ箔クラッド材を、上記芯材の両面に接
合してなる点に要旨を有するものである。

「作１１１１ 静電容量並びに強度の優れた陰極箔を与えるＣｕ添加Ａ
ｌ合金箔において、Ｃｕ添加量が少ない場合にはエツチ
ング性がそれ程高くない為第１図（ａ）　に示す様にこ
れをエツチングして得られる箔表面の凹凸は比較的浅く
表面積の大きな増加は達成で籾ない。一方Ｃｕ添加量が
過多であるＡｌ合金箔においては、エツチング性が高い
為第１図（ｂ）に示す様にこれをエツチングすると箔表
面に十分な深さの凹凸を得ることができるが、エツチン
グが進行し過ぎて屈部的全面溶解即ち浸食部分同士が一
体化した状態となり、結局表面積は却って小さなものと
なる。この様に従来のＡｌ合金箔ではＣｕ含有量を如何
に調整しても表面積の十分な増大が望めず、目標とする
静電容量をもった陰極用Ａｌ合金箔を得ることができな
かった。又Ｃｕ含有量を高くした場合には局部的全面溶
解によってスマット発生量が増大し、表面が汚染される
という欠点も生じた。

これらに対し、本発明のＡｌクラッド箔はＣｕ含有量の
高いＡｌ合金箔を芯材とし、その両面にＣｕ含有量の少
ないＡｌ合金箔若しくはＣｕを含まない純Ａｔ箔をクラ
ッドしており、これをエツチングすると、第１図（Ｃ）
に示す様に表層の浸食は軽度であるが、エツチングが進
みエツチング液が芯材に到達すればこの時点から浸食が
大きく進行し粗面化が進行する。そして表層の非浸食部
分は依然として独立した状態で残存する為局部的な全面
溶解が生ずることもない。かくして比表面積の大きな即
ち静電容量の大きな陰極用Ａｌクラッド箔を得ることが
できる。又本発明Ａｔクラツド箔は少なくとも芯材がＣ
ｕを含有するＡｌ合金層である為強度的にも優れたもの
が得られる。さらに局部的全面溶解が起こらないのでス
マットの発生も少なく高い接着強度を得ることができる
。

本発明において芯材としてはＣｕを０．１〜１．０％含
有するＡｌ合金箔を使用する必要がある。

Ｃｕ含有量が０．１％未満ではＣｕ添加による静電容量
及び強度改善効果が有為的に得られない。一方Ｃｕ含有
量が１，０％を超えると添加効果は飽和する。尚ｃｔｌ
加の対象となるＡｌについては特に制限がある訳ではな
いが、陽極用Ａｌ箔の様に純度９９．９９％あるいは９
’１．９８％といった高純度Ａｌを使用する必要はなく
、純度９９．７％以上程度の純Ａｔで十分である。

一方表層についてはＣｕ含有量が０．５％以下のＡｌ合
金若しくはＣｕを積極的には含まない純Ａｌであればよ
い。但し芯材との関係においてはＣｕ含有量が少なくと
も芯材のＣｕ含有量を超えるものであってはならない。

又Ａｌ合金の場合Ｃｕ含有量が０．５％を超えると局部
的全面溶解が発生して静電容量及び接着強度の低下を生
ずるのでクラツド材となるＡｌ＋合金のＣｕ含有量は０
．５％以下としなければならない。尚接着強度を重視す
る場合にはクラツド材として純Ａｌを使用すればよい。

次に芯材に対するクラツド材片面の割合（クラツド率）
は使用目的、エツチング条件により５〜４０％の範囲で
設計することが望まれる。特に静電容量及び強度に重き
をおく場合にはクラツド率を小さくし、一方接着強度を
重視する場合にはクラツド率を大きく設計すればよい。

但しクラツド率が５％未満の場合にはエツチング後のク
ラッド層残存割合が十分でなく局部的全面溶解の発生す
る恐れがある。一方クラッド率が４０％を超えると芯材
部分が少なくなりすぎて静電容量の改善が殆んど不可能
となる。

［実施例］ 第１表に示す素材スラブを均熱化処理後直ちに所定の板
厚に熱間圧延した。次いで単一組成材の場合はそのまま
、クラツド材の場合には素材スラブを組合せた後、スラ
ブを再び加熱（５１０℃×１ｈｒ）Ｌ、圧延率２０％以
上で圧延することにより３．５　ｍｍの板材若しくはク
ラツド板材とした。その後冷間圧延により製品箔厚さく
５０μｍ）に調製した。得られた箔の引張強度、静電容
量、接着強度を測定したところ第１表に示す結果が得ら
れた。

（評価方法） エツチング条件 エツチング液：塩　酸　　７．５％ しゅう酸　０．５％ 純　水　　残部 ６０　±　１　℃、　　ＡＣ３０Ｈｚ、　　　３０　　
八／ｄｍ’２ｓｅｃ 化成条件 化成処理液：８５％りん酸　０．２５ｍ１（純水１ｆ！
、中）りん酸第１アンモニウム１．４ｇ ７０±２．５℃、３Ｖ化成処理 静電容量測定法 測定用液：　硼酸　　　　５０ｇ （純水ＩＡ中）クエン酸　　５０ｇ アンモニア　５０ｍ１ ３０±５℃１周波数１２０Ｈｚ 万能ブリッジによる測定 接着強度 １０＋ｎｍ幅のセロテープを貼付後、８０ｃｍ／ｍｉｎ
の速さで引張りはがれたときの強度第１表に示す様に、
比較例（Ｎｏ、　１〜５）では引張強度、静電容量、接
着強度のいずれかが悪く、満足し得る特性を備えた陰極
箔を得ることができなかった。尚比較例の中ではＮ０９
２が上記３つの特性を比較的バランス良く備えている。

これらに対しＮ０１６〜１０の実施例では引張強度、静
電容量、接着強度のすべてに優れた特性を得ることがで
きた。具体的にはＮｏ、　２と比較して静電容量につい
ては１０〜２０％１強度については５〜１０％の改善効
果を得ることができ、殊にＮｏ。

１０では接着強度についても２０％の改善効果を得るこ
とができた。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、以下要約する効果
を得ることができる。

（１）静電容量及び強度が高く、接着強度に優れた電解
コンデンサ陰極用Ａｌクラッド箔を得ることができる。

（２）静電容量及び強度が高いことから箔の薄肉化が可
能となり、コンデンサの＠量化及び小型化をはかること
ができる。

（３）高強度であることからエツチング時の箔切れが防
止でき、エツチング速度即ち生産性を向上させることが
できる。

（４）純度が９９．７％以上程度のＡｌを原材料として
使用できるので、原材料コストが安価に済み、又スクラ
ップ時の価格低下も少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はＣｕ含有量の低いＡｌ合金箔のエツチン
グ状態を示す説明図、第１図（ｂ）はＣｕ含有量の高い
Ａｌ合金箔の同説明図、第１図（Ｃ）は本発明に係るＡ
ｌクラッド箔の同説明図、第２図はＡｌ電解コンデンサ
の構造を示す一部破断展開斜視説明図である。 １・・・電解コンデンサ　　　２・・・電解紙３・・・
陽極箔　　　　　　　４・・・陰極箔５．６・・・端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　Ｃｕ：０．１〜１．０％（重量％の意味、以下同じ）
   を含む高純度Ａｌ箔を芯材とし、Ｃｕ含有量が０．５％
   以下であり、且つ該Ｃｕ含有量が上記芯材のＣｕ含有量
   より少ない高純度Ａｌ箔クラッド材を、上記芯材の両面
   に接合してなることを特徴とする電解コンデンサ陰極用
   Ａｌクラッド箔。