JPWO2009113123A1 - 電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

アルミニウム板をエッチング液中で交流エッチングして拡面化し、静電容量の高い電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板（１）を製造するにあたって、アルミニウム純度が99.98質量％以上で、銅を30ppm未満、鉄を5〜50ppm含有するアルミニウム板に対して、ジエチレントリアミン５酢酸、エチレンジアミン４酢酸、ジエチルヘキシルフタレートなどの添加剤が0.01ppm以上かつ100ppm未満の濃度で配合されたエッチング液中で交流エッチングを行なう。

Description

本発明は、アルミニウム板をエッチングしてなる電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法に関するものである。
近年、パーソナルコンピュータや情報機器などの電子機器のデジタル化、高周波化が進むにつれて、電解コンデンサには、低背化、低インピーダンス化、低ＥＳＲに加えて、低ＥＳＬ化、高容量化が求められている。それらに対応すべく固体アルミニウム電解コンデンサの開発が進められているが、電解コンデンサの高容量化を図るには、アルミニウム箔のエッチング倍率を高める必要がある。
そこで、アルミニウム箔を厚くするとともに深くまでエッチングを行なうことにより、静電容量を高めることが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−１５０７０５号公報
しかしながら、厚いアルミニウム箔を用い、エッチング部位を深くしようとすると、従来のエッチング技術では、エッチングピットの成長とともに、エッチング部分の溶解が起こり、エッチング倍率を高めることができないという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、エッチング液を改良することにより、高い静電容量を得ることができる電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本願発明者等が種々、検討を重ねた結果、アルミニウム純度が99.98質量％以上で、銅を30ppm未満、鉄を5〜50ppm含有するアルミニウム板を、キレート作用を有する添加剤が0.01ppm以上、かつ、100ppm未満の濃度で配合されているエッチング液中で交流エッチングすると、エッチングピットを成長させる際、表面での溶解が抑制される結果、エッチング倍率を向上することができるという新たな知見を得た。本発明は、かかる知見に基づいて成されたものであり、アルミニウム板をエッチング液中で交流エッチングして拡面化する電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法において、前記アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量％以上で、銅を30ppm未満、鉄を5〜50ppm含有し、残部がその他の不可避不純物からなり、前記エッチング液には、キレート作用を有する添加剤が0.01ppm以上、かつ、100ppm未満の濃度で配合されていることを特徴とする。
本明細書において、「アルミニウムエッチド板」は150μm以上の厚さのものをいう。
本発明では、キレート作用を有する添加剤が0.01ppm以上、かつ、100ppm未満の濃度で配合されたエッチング液中でアルミニウム板を交流エッチングするため、1平方ミリメートルあたり、数千〜数十万の海綿状のピットを穿孔することができる。かかるエッチング板では、表面での溶解が少なく、エッチングが両面の合計で150μm以上の深くまで進行している。より具体的にいえば、エッチングが片面で75μm以上、あるいは100μm以上、さらには120μm以上の深くまで進行している。このため、エッチング倍率が高く、静電容量が高い電解コンデンサ用アルミニウム電極板を得ることができる。
本発明において、前記アルミニウム板に対するエッチング工程として、少なくとも、前記アルミニウム板にエッチングピットを発生させるエッチング工程と、前記エッチングピットを成長させるエッチング工程とを行い、当該エッチングピットを成長させるエッチング工程において、前記添加剤が配合された前記エッチング液中でのエッチングを行なうことが好ましい。
本発明において、前記添加剤が配合された前記エッチング液中でのエッチングを行なう際、当該エッチング液の温度を25℃以下に設定することが好ましい。
本発明において、前記添加剤としては、例えば、ＤＴＰＡ(ジエチレントリアミン５酢酸)、ＥＤＴＡ(エチレンジアミン４酢酸)、ＤＨＥＧ（ジエチルヘキシルフタレート）、ＨＥＤＴＡ（ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸）、グリシン、５酸化リンおよびトリポリリン酸塩からなる群から選ばれた１乃至複数のキレート剤を用いることができる。
本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウム電極板は、電解質として機能性高分子が用いられるアルミニウム電解コンデンサの陽極として用いられる。すなわち、本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウム電極板は、表面に誘電体膜が形成され、当該誘電体膜上に機能性高分子層が形成されて、電解コンデンサに用いられる。
本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板の断面写真を表す図である。 本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板を用いて電解コンデンサを製作するときの説明図である。
符号の説明
１ 電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板
２ 芯部
３ エッチング部位
以下、本発明の実施の形態として、本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法を説明する。
本発明では、アルミニウム固体電解コンデンサの陽極を構成する電解コンデンサ用アルミニウム電極板（エッチド板）を製造するにあたって、厚さが150μm以上のアルミニウム板をエッチング液中で交流エッチングして拡面化する。本形態において、アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量％以上で、銅を30ppm未満、鉄を5〜50ppm含有し、残部がその他の不可避不純物からなる。
また、本形態において、エッチング液には、ＤＴＰＡ、ＥＤＴＡ、ＤＨＥＧ、ＨＥＤＴＡ、グリシン、５酸化リン、トリポリリン酸塩など、キレート作用を有する１種類乃至複数種類の添加剤（キレート剤）が0.01ppm以上、かつ、100ppm未満の濃度で配合されている。かかるエッチング液を用いてエッチングを行なう際、エッチング液の温度を25℃以下に設定することが好ましい。
このような方法で得られたエッチング板は、その表面に陽極酸化皮膜が形成されて、アルミニウム固体電解コンデンサの陽極として用いられる。ここで、アルミニウム板は、厚さが150μm以上と厚く、エッチング部位の厚さが両面の合計で150μm以上となるように深い位置までエッチングされている。より具体的にいえば、エッチング部位が片面で75μm以上、あるいは100μm以上、さらには120μm以上となるように深い位置までエッチングされている。それでも、本形態では、キレート作用を有する添加剤が0.01ppm以上、かつ、100ppm未満の濃度で配合されたエッチング液中でアルミニウム板を交流エッチングするため、1平方ミリメートルあたり、数千〜数十万の海綿状のピットを穿孔することができ、かかるエッチング板では、表面での溶解が少ない。従って、本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウム電極板（エッチド板）は、エッチング倍率が高く、静電容量が高い。
また、本形態では、アルミニウム板におけるアルミニウム純度が99.98質量％以上からなるため、靭性が高く、電解コンデンサを製造する際の取り扱いが容易である。アルミニウム純度が下限値未満であると、硬度が増して靭性が低下し、取り扱い中に割れ等の損傷が生じる虞があり、好ましくない。また、エッチング処理に供されるアルミニウム板の厚さは目的によって種々の厚さとすればよいが、例えば、150μm乃至1mm、通常は300〜400μmのものが用いられる。
本形態において、アルミニウム板に対するエッチング工程として、少なくとも、アルミニウム板にエッチングピットを発生させるエッチング工程（以下、第１エッチング工程という）と、前記エッチングピットを成長させるエッチング工程（以下、第２エッチング工程という）とを行う場合があり、このような場合、第２エッチング工程において、添加剤が配合されたエッチング液中でのエッチングを行なう。なお、第１エッチング工程と第２エッチング工程との間に補助的なエッチング工程を行う場合もある。
第１エッチング工程（一次電解処理）では、低濃度塩酸水溶液で交流エッチングを施す。前処理としてアルミニウム板を脱脂洗浄や軽度のエッチングにより、表面酸化膜の除去を施すと好ましい。一次電解処理において、エッチング液として用いる低濃度塩酸水溶液は、例えば、割合として1.5〜3.0モル／リッタの塩酸と0.05〜0.5モル／リッタの硫酸とを含有する水溶液であり、液温度は40〜55℃である。交流エッチング条件としては、周波数が10〜50Hzの交流波形を用い、かかる交流波形としては正弦波形、矩形波形、交直重畳波形等を用いることができる。その際の電流密度は0.4〜0.5A／cm2であり、かかるエッチングの条件によれば、アルミニウム板表面に多数のピットを穿孔することができる。
一次電解処理を施した後、第２エッチング工程（主電解処理）では、エッチング部位を海綿状に成長させながらエッチングを進行させる。この主電解処理で用いるエッチング液は、例えば、割合として4〜7モル／リッタの塩酸と0.05〜0.5モル／リッタ硫酸を含有する水溶液中で、液温度は一次処理より低い温度、25℃以下、好ましくは15〜25℃が好ましい。交流エッチング条件としては、周波数が20〜60Hzの交流波形を用い、かかる交流波形としては正弦波形、矩形波形、交直重畳波形等を用いることができる。その際の電流密度は一次電解処理より低い0.2〜0.3A／cm2、処理時間は所定のエッチング部位厚さまで処理できる時間に設定し、一次電解処理で穿孔したピットを更に穿孔する。このような条件で主電解処理を行なう際、エッチング液に対して、ＤＴＰＡ、ＥＤＴＡ、ＤＨＥＧ、ＨＥＤＴＡ、グリシン、５酸化リンなど、キレート作用をする１種類乃至複数種類の添加剤（キレート剤）を0.01ppm以上、かつ、100ppm未満の濃度で配合しておけば、アルミニウム板表面のピット形成に寄与しない溶解を少なくして、特定サイズの径のピットを多数穿孔した海綿状のエッチング部位を深くまで形成することができる。この範囲のキレート剤の添加は、エッチングされるアルミニウム板がCu含有量30ppm未満のもとで、ピット底でアルミニウムイオンになんらかの影響を及ぼす結果、ピットが深く穿孔されるものと考えられる。
一次電解処理を行った後、主電解処理を行う前に主電解処理が確実に進行するように交直重畳波形を用い、一次電解処理で穿孔したピット表面を活性化させてから主電解処理に移行させてもよい。かかる処理では、デューティー比が約0.7〜0.9で、電流密度が0.12〜0.17A／cm2の条件で60秒程度、エッチング処理する。
このような条件でエッチングすると、エッチング部位の嵩比重が0.6〜1.2であり、以下のピットの径や数を有するエッチング部位が形成される。ピットの径や数は画像解析装置で測定できる。即ち、エッチングされた表面を深さ方向に所定の間隔毎に研磨した後、各研磨面の孔径と数を画像解析装置で測定し、0.01〜1μmφのピット数の占める割合を算出することによって、各層における特定サイズ径のピットの占める割合を測定でき、本発明を適用すると、エッチング部位に対して一様に、特定サイズ径のピットが数多く穿孔されていることが判定できる。即ち、両面の合計が150μm以上であって、少なくとも片面が表面から深さ方向で75μm以上、100μm以上、さらには120μm以上のエッチング部位を有し、平面断面において画像解析装置で測定して0.01〜1μmφのピット数が各面における全ピット数の70％以上、好ましくは75％以上存在する電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板を得ることができる。このような電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板を陽極酸化して陽極として用いれば、静電容量が大きくてESRの低い電解コンデンサを実現することができる。なお、0.001μmφ未満のピットは静電容量の向上に寄与しないから、画像解析装置で測定する径は0.001μmφ以上とする。
エッチング部位の厚さに関しては、好ましくは両面の合計が150μm以上であって、少なくとも、片面が表面から深さ方向に75μm以上、好ましくは100μm以上、さらに好ましくは120μm以上のエッチング部位が形成されていることが好ましく、エッチング部位の厚さが上記の値未満である場合、静電容量を考慮すると、電解コンデンサの小型化や電極の積層枚数の削減が期待できない。
ピット径が1μmφを超えたピットが多数存在すると静電容量を低下させる。好ましくは0.1μmφ以下である。このようなサイズのピットの存在量は各面における全ピット数の70％以上、好ましくは75％以上存在することによって、静電容量が高くてESRの低い電解コンデンサを製作できる。更に好ましくは80％以上である。ピットサイズの測定位置は、表面近くは電解エッチング時に表面積拡大に寄与しない溶解があり、ピットとピットを連結させピット径を徒に大きくするので、表面から20μmより深い位置とする。また、エッチング部位と芯部との境界面は凹凸があって一定しないので、エッチング深さを定めた位置（エッチング部位と芯部との境界）から表面に10μm浅い位置とする。
固体電解質としては特に限定するものでなく公知の固体電解質でよく、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等が使用できる。
また、本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウム電極板のアルミニウム純度が99.98質量％以上からなり、粒径が球相当で0.1〜1.0μmφのFe含有金属間化合物の数が1×107〜1010／cm3を含有するものであるときは、前記特定サイズ径のピットの占める割合を高くできるだけでなく、ESRがより低いコンデンサを製作できる。これは金属間化合物が多い割には粒径が小さいので、化成皮膜がピット表面に均等な厚さで形成され、固体電解質が含浸され易くなるためと考えられる。
アルミニウム純度が99.98質量％以上からなるアルミニウム板は、Al以外の元素として、例えば、Fe5〜50ppm、Cu30ppm未満であることが好ましく、Si60ppm以下、好ましくは40ppm以下とするのがよい。これはFe、Siが上限値を超えると、Fe、Siを含有する粗大な金属間化合物の晶出物および析出物が生じ、漏れ電流が大きくなるからである。Siの場合は単体Siも生じるので、同様の理由で好ましくない。Cuが上限値を超えるとマトリックスの腐食電位を大きく貴に変移させるので、好ましいエッチングができなくなる虞がある。
これに対して、Feの5〜50ppmの含有は、周知の値でAlmFe、Al6Fe、Al3Fe、Al-Fe-Si、Al-(Fe、M)-Si(Mはその他の金属)等の金属間化合物を生じさせ、交流エッチングのピット起点になりやすいので好ましい。Cuの30ppm未満の含有は、Feの存在のもとでマトリックスの腐食電位を安定化でき、特定サイズのピットを穿孔し易くなって好ましい。Cuの好ましい含有量は25ppm以下、下限は2ppm以上、さらに好ましくは3ppm以上である。下限値未満では、エッチング板の加熱工程で結晶粒の異常成長が生じて機械的強度が低下する。これに対して、Cu含有量が30ppmを超えると、エッチング時の溶解が異常促進されるため、好ましくない。その他の元素としては、Ni、Ti、Zrは夫々10ppm以下、好ましくは3ppm以下とするのがよい。更に、その他の不純物は3ppm以下が好ましい。これにより前記の交流エッチング方法でピットの起点となるため海綿状に特定サイズの径のピットを穿孔し易くなる。
このような高純度のアルミニウムは電解一次地金を精製して製造される。このとき用いる精製方法としては三層式電解法や結晶分別法が広く採用され、これらの精製法により、アルミニウム以外の元素の大半が除去される。しかしながら、FeおよびCuに関しては、不純物としてではなく微量合金元素として利用できるため、精製後の各元素の含有量を測定し、FeおよびCuの含有量が所定量未満の場合は、スラブ鋳造時、溶湯中にAl-Fe、Al- Cu母合金等を添加することによってFeあるいはCuの含有量を調節することができる。
前記の粒径が球相当で0.01〜1.0μmφのFe含有金属間化合物の数が1×107〜1010／cm3を含有するアルミニウム板を得るには、例えば、アルミニウム純度が99.98質量％以上で、Fe含有量を調整したアルミニウム溶湯を半連続鋳造してスラブを得た後、530℃以上の温度で均質化処理し、板温度領域がFe含有金属間化合物の析出し易い範囲（300〜400℃）に相当するパス回数を3回以上、あるいは30分以上60分以下保持した熱間圧延板を冷間圧延のみで所定の厚さとしてエッチングに供する方法が挙げられる。特に前記組成のアルミニウム溶湯を前記のように鋳造、圧延すると好ましい大きさで、かつ所定数のFeを含む金属間化合物が容易に得られる。Feを含む金属間化合物の大きさと数は、画像解析装置で測定できる。
Feを含む金属間化合物の粒径が球相当で0.01μmφ未満では公知の方法でエッチングピットの核になり難い傾向がある。また、1.0μmφを超えるとコンデンサを組み立てたときに、漏電流に影響し易くなる。また、粒径が球相当で0.01〜1.0μmφのFeを含む金属間化合物の数が1×107／cm3未満では、特定サイズのピットの占める割合が少なく、1×1010／cm3を超えると過剰な溶解が多くなる。
以下、本発明の実施例を説明する。
［添加剤の種類の検討結果］
まず、アルミニウム純度が99.99質量％以上で、銅を15ppm、鉄を30ppm、シリコンを40ppm含有し、残部がその他の不可避不純物からなるスラブから所定の圧延を経て、厚さが0.25mmのアルミニウム板を得た後、このアルミニウム板に以下の条件
１段目エッチング（第１エッチング工程）
エッチング液組成：3モル／リッタ塩酸＋0.5モル／リッタ硫酸の混合水溶液
エッチング液温度：40℃
電解波形：正弦波交流、周波数50Hz
電流密度：0.5A／cm2
電気量：30C／cm2
２段目エッチング（第２エッチング工程）
エッチング液組成：7モル／リッタ塩酸＋0.5モル／リッタ硫酸の混合水溶液
添加剤（キレート剤）の種類：表１に示す通り
添加剤（キレート剤）の濃度：30ppm
エッチング液温度：25℃
電解波形：正弦波交流、周波数20Hz
電流密度：0.3A／cm2
電気量：450C／cm2
で交流エッチングを行ない、エッチング板を得た。２段目エッチングに用いるエッチング液には、表１に示すキレート剤（ＤＴＰＡ、ＥＤＴＡ、ＤＨＥＧ、ＨＥＤＴＡ、グリシン、５酸化リンおよびトリポリリン酸ソーダ）を配合した。
次に、エッチング板に5Vの化成電圧で陽極酸化を行ない。静電容量を測定した。静電容量の測定結果を表１に示す。なお、静電容量および皮膜耐電圧の測定はEIAJに規定されている方法で行なった。
Figure 2009113123
表１に示すように、本発明の実施例１〜７（試料番号１〜７）によれば、添加剤（キレート剤）を配合しない比較例１（試料番号１０）に比較して静電容量が60〜70％向上することがわかる。
［添加剤の配合量の検討結果］
次に、アルミニウム純度が99.99質量％以上で、銅を15ppm、鉄を30ppm、シリコンを40ppm含有し、残部がその他の不可避不純物からなるスラブから所定の圧延を経て、厚さが0.25mmのアルミニウム板を得た後、このアルミニウム板に以下の条件
１段目エッチング（第１エッチング工程）
エッチング液組成：3モル／リッタ塩酸＋0.5モル／リッタ硫酸の混合水溶液
エッチング液温度：40℃
電解波形：正弦波交流、周波数50Hz
電流密度：0.5A／cm2
電気量：30C／cm2
２段目エッチング（第２エッチング工程）
エッチング液組成：7モル／リッタ塩酸＋0.5モル／リッタ硫酸の混合水溶液
添加剤（キレート剤）の種類：ＤＴＰＡ
添加剤（キレート剤）の濃度：表２に示す通り
エッチング液温度：25℃
電解波形：正弦波交流、周波数20Hz
電流密度：0.3A／cm2
電気量：450C／cm2
で交流エッチングを行ない、エッチング板を得た。２段目エッチングに用いるエッチング液には、表２に示すように、添加剤（キレート剤）としてＤＴＰＡを0.01〜500ppm配合した。
次に、エッチング板に5Vの化成電圧で陽極酸化を行ない、静電容量を測定した。静電容量の測定結果を表２に示す。なお、静電容量および皮膜耐電圧の測定はEIAJに規定されている方法で行なった。
Figure 2009113123
表２に示すように、ＤＴＰＡを0.01〜90ppm配合した本発明の実施例１１〜１７（試料番号１１〜１７）によれば、添加剤（キレート剤）を配合しない比較例１（試料１０）に比較して静電容量が60〜70％向上することがわかる。なお、ＤＴＰＡを500ppm配合した比較例２（試料番号１８）では、本発明の実施例１１〜１７に比較して静電容量が低下していることから、添加剤の配合量については100ppm未満とする。すなわち、添加剤（キレート剤）の配合量については0.01ppm以上、かつ、100ppm未満とする。
［エッチング液の温度の検討結果］
次に、アルミニウム純度が99.99質量％以上で、銅を15ppm、鉄を30ppm、シリコンを40ppm含有し、残部がその他の不可避不純物からなるスラブから所定の圧延を経て、厚さが0.25mmのアルミニウム板を得た後、このアルミニウム板に以下の条件
１段目エッチング（第１エッチング工程）
エッチング液組成：3モル／リッタ塩酸＋0.5モル／リッタ硫酸の混合水溶液
エッチング液温度：40℃
電解波形：正弦波交流、周波数50Hz
電流密度：0.5A／cm2
電気量：30C／cm2
２段目エッチング（第２エッチング工程）
エッチング液組成：7モル／リッタ塩酸＋0.5モル／リッタ硫酸の混合水溶液
添加剤（キレート剤）の種類：ＤＴＰＡ
添加剤（キレート剤）の濃度：10ppm
エッチング液温度：表３に示す通り
電解波形：正弦波交流、周波数20Hz
電流密度：0.3A／cm2
電気量：450C／cm2
で交流エッチングを行ない、エッチング板を得た。２段目エッチングに用いるエッチング液の温度について、表３に示すように、5〜40℃の範囲で変化させた。
次に、エッチング板に5Vの化成電圧で陽極酸化を行ない。静電容量を測定した。静電容量の測定結果を表３に示す。なお、静電容量および皮膜耐電圧の測定はEIAJに規定されている方法で行なった。
Figure 2009113123
表３に示すように、ＤＴＰＡを0.01〜90ppm配合した本発明の実施例２０〜２８（試料番号２０〜２８）によれば、表１、２に示す比較例（試料１０）に比較して静電容量が60〜70％向上することがわかる。なお、エッチング液温度を30℃以上とした本発明の実施例２６〜２８（試料番号２６〜２８）では、エッチング液温度を25℃以下とした本発明の実施例２０〜２５（試料番号２０〜２５）に比較して静電容量が低い傾向にあることから、エッチング液温度については25℃以下であることが好ましい。
［アルミニウム板のCu含有量の検討結果］
次に、アルミニウム純度が99.99質量％以上で、銅を5〜35ppm（表４参照）、鉄を30ppm、シリコンを40ppm含有し、残部がその他の不可避不純物からなるスラブから所定の圧延を経て、厚さが0.25mmのアルミニウム板を得た後、このアルミニウム板に以下の条件
１段目エッチング（第１エッチング工程）
エッチング液組成：3モル／リッタ塩酸＋0.5モル／リッタ硫酸の混合水溶液
エッチング液温度：40℃
電解波形：正弦波交流、周波数50Hz
電流密度：0.5A／cm2
電気量：30C／cm2
２段目エッチング（第２エッチング工程）
エッチング液組成：7モル／リッタ塩酸＋0.5モル／リッタ硫酸の混合水溶液
添加剤（キレート剤）の種類：ＤＴＰＡ
添加剤（キレート剤）の濃度：10ppm
エッチング液温度：25℃、17℃
電解波形：正弦波交流、周波数20Hz
電流密度：0.3A／cm2
電気量：450C／cm2
で交流エッチングを行ない、エッチング板を得た。アルミニウム板の銅含有量については、表４に示すように、5ppm、15ppm、25ppm、30ppm、35ppmとした。また、第２エッチング工程におけるエッチング液の温度については、表４に示すように、17℃、25℃とした。
次に、エッチング板に5Vの化成電圧で陽極酸化を行ない。静電容量を測定した。静電容量の測定結果を表４に示す。なお、静電容量および皮膜耐電圧の測定はEIAJに規定されている方法で行なった。
Figure 2009113123
表４に示すように、銅の含有量が30ppm未満である本発明の実施例３０〜３２、３５〜３７（試料番号３０〜３２、３５〜３７）によれば、銅の含有量が30ppm以上である比較例３、４、５、６（試料番号３３、３４、３８、３９）に比較して静電容量が高いことがわかる。それ故、アルミニウム板の銅の含有量については30ppm未満とする。
（電解コンデンサの実施例）
図１は、本発明を適用して得た電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板の断面写真を表す図である。図２は、本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板を陽極酸化して得た陽極を用いて電解コンデンサを製作するときの説明図である。
図１に示すように、本発明を適用した電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板１は、芯部２の両側にエッチング部位３を備えている。
次に、電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板１をアジピン酸アンモニウム水溶液中で、例えば5V化成処理した後、図２に示すように、電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板１の側端面を露出させ、その芯部２の側端面４に対して、リード線などの陽極リード６を接合する。接合方法としてはスポット径を芯部の厚さ未満に絞ったレーザ溶接５を用いた。スポット径は20〜100μmφであった。
次に、陽極酸化を行なった電解コンデンサ用アルミニウムエッチド板１の表面に、ポリピロールを常法に従って含浸させて機能性高分子層を形成した後、機能性高分子層を形成したエッチド板の表面にカーボンペーストや銀ペーストなどを用いて陰極を形成し、例えば、2.5V／330μFの電解コンデンサを作製する。ポリピロールを含浸するにあたっては、ピット内にピロールモノマーのエタノール溶液を滴下し、さらに過硫酸アンモニウムおよび2-ナフタレンスルホン酸ナトリウム水溶液を滴下して化学重合させ、ポリピロールからなるプレコート層を形成する。次いで、この電極板をピロールモノマーおよび2-ナフタレンスルホン酸ナトリウムを含有するアセトニトリル電解液中に浸漬し、先に形成させた化学重合ポリピロール層の一部にステンレスワイヤを接触させて陽極とする一方、ステンレス板を陰極として電解重合を行い、機能性高分子層となる電解重合ポリピロールを形成させる。なお、ポリピロールに代えて、ポリチオフェンを用いても同等の特性を得ることができる。
本発明では、キレート作用を有する添加剤が0.01ppm以上、かつ、100ppm未満の濃度で配合されたエッチング液中でアルミニウム板を交流エッチングするため、1平方ミリメートルあたり、数千〜数十万の海綿状のピットを穿孔することができ、かかるエッチング板では、表面での溶解が少なく、エッチングが両面の合計で150μm以上の深くまで進行している。より具体的にいえば、エッチングが片面で75μm以上、あるいは100μm以上、さらには120μm以上の深くまで進行している。このため、エッチング倍率が高く、静電容量が高い電解コンデンサ用アルミニウム電極板を得ることができる。

Claims (4)

  1. アルミニウム板をエッチング液中で交流エッチングして拡面化する電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法において、
    前記アルミニウム板は、アルミニウム純度が99.98質量％以上で、銅を30ppm未満、鉄を5〜50ppm含有し、残部がその他の不可避不純物からなり、
    前記エッチング液には、キレート作用を有する添加剤が0.01ppm以上、かつ、100ppm未満の濃度で配合されていることを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法。
  2. 前記アルミニウム板に対するエッチング工程として、
    少なくとも、
    前記アルミニウム板にエッチングピットを発生させるエッチング工程と、
    前記エッチングピットを成長させるエッチング工程とを行い、
    当該エッチングピットを成長させるエッチング工程において、前記添加剤が配合された前記エッチング液中でのエッチングを行なうことを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法。
  3. 前記添加剤が配合された前記エッチング液中でのエッチングを行なう際、当該エッチング液の温度を25℃以下に設定することを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法。
  4. 前記添加剤は、ジエチレントリアミン５酢酸、エチレンジアミン４酢酸、ジエチルヘキシルフタレート、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、グリシン、５酸化リンおよびトリポリリン酸塩からなる群から選ばれた１乃至複数のキレート剤であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極板の製造方法。
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