JPH0377650B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0377650B2 JPH0377650B2 JP59073296A JP7329684A JPH0377650B2 JP H0377650 B2 JPH0377650 B2 JP H0377650B2 JP 59073296 A JP59073296 A JP 59073296A JP 7329684 A JP7329684 A JP 7329684A JP H0377650 B2 JPH0377650 B2 JP H0377650B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitance
- alloy
- foil
- aluminum
- increase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
本発明は電解コンデンサに用いられるアルミニ
ウム合金電極箔の製造方法に関するものである。 電解コンデンサの電極材料は非常に薄い誘電体
酸化皮膜が電気化学的に生成されるようないわゆ
るバルブ金属が用いられている。現在のところア
ルミニウムとタンタルが電極材料として広く使用
されている。このうちアルミニウム電極の誘電体
であるAl2O3の誘電率はおよそ７〜10であり、他
の弁作用金属の比誘電率より決して大きな値では
ない。 たとえばTa2O5は比誘電率ε＝25.2であり、
TiO2の比誘電率ε＝66.1である。このためアル
ミニウム電解コンデンサに用いられるアルミニウ
ム箔は静電容量増大のためにかなりの高倍率エツ
チングを行い表面積を増大させている。 このエツチング処理は箔厚を考慮し幾何学的に
表面積が最大になる形状、即ち理想エツチング形
態にすべく電気化学的あるいは化学的なエツチン
グ方法の検討を行なつている。しかしながら、エ
ツチング技術はかなり進歩し現時点において現在
の表面拡大率の２倍、３倍とすることは単に表面
を微細化させるのみでは不可能になつてきてい
る。また仮に微細化することに成功したとしても
高い陽極酸化電圧になるとエツチング孔のいわゆ
る目詰り現象によつてエツチング形状は十分生か
せず静電容量の低下を招く。さらに電解コンデン
サを作成した時も電解液との界面接触も低下し、
箔抵抗の増大、tanδの増大、インピーダンス特性
の低下など様々な諸特性の低下につながる。 一方陽極酸化方法（化成方法）による静電容量
の増大も試みられている。これは純水ボイル処理
によるベーマイト皮膜と電気化学的生成皮膜との
複合皮膜、硼酸溶液による化成皮膜とリン酸溶液
による化成皮膜との複合皮膜、化成前処理に特殊
薄膜を作成させ、該薄膜と電気化学的皮膜との複
合皮膜など様々な検討が行なわれている。しかし
ながら大幅な静電容量の増加方法は見出されてい
ない。 このように現時点に使用されている99.99％あ
るいは99.9％の高純度アルミニウムを用いてエツ
チング処理および化成処理を改良するだけでは大
幅な静電容量の増大にはかなりの困難に直面して
いる。無理をして静電容量の増大を図つても、漏
れ電流の増大、耐圧の低下が起こり良好ではな
い。 上述のような諸問題を解決するためにAl−Ti
の強制固溶体合金が発明されている。これによる
とAl−Ti合金の陽極酸化により生成される誘電
体皮膜中にはAl2O3中にTiO2が混在しており、
TiO2のもつ高誘電率によりその複合誘電率は
Al2O3に比べて大幅に上昇する。 しかしながら、Ti量の増大に伴い静電容量は
増大するが、作成した合金箔は硬くなり特に折り
曲げ強度については弱くなる。周知の通り現在の
アルミニウム電解コンデンサの大半は巻回型が主
流を占めており、とりわけ小型化指向が強まつて
いる現在、巻き径が小さく箔にかかるストレスは
ますます強くなつている。この小型巻回型コンデ
ンサにAl−Ti合金を適用するためには巻取り技
術の面においても限界にきている。 本発明は上述の問題を解消し、誘電率の低下を
伴うことなく電極箔の強度を増強できる電解コン
デンサ用アルミニウム合金電極箔の製造方法を提
供するものである。 以下、本発明をさらに詳述する。 Al−Ti合金はTi濃度が増加するとどうしても
Tiの影響が強くなつて硬度が増し、折曲げ強度
が弱くなる。加えて静電容量増大のためエツチン
グ処理を行なうとますます弱くなり、コンデンサ
製作上多大な困難をもたらすことになる。 本発明者等はこのような問題に対し、エツチン
グ方法よりむしろ根本の問題である電極材料の組
成変更により解決を図つたものである。その際、
Tiの保有する高誘電性をそこなうことがないと
ともに、また陽極酸化性にも優れたものでなくて
はならない。このような背景をもとに種々の実験
を繰返した結果、Zr（ジルコニウム）の添加が最
も良好であることを見出した。 ジルコニウムはリン酸などの溶液により容易に
陽極酸化されまた酸化ジルコニウム自身のもつ比
誘電率εもε＝31とAlより高く、加えて少量の
添加でも折曲げ強度は大幅に増大することを見出
した。 第１図はAl90Ti10にZrを添加した場合の折曲げ
強度と、その時の静電容量の変化を示したもので
ある。図中記号ａは静電容量、ｂは折曲強度で、
ｃはZrを添加しないAl90Ti10の静電容量、ｄはZr
が10原子％のAl90Zr10の静電容量である。Zr添加
量としては0.1原子％より折曲げ強度が急激に上
昇し、5.0原子％より強度的にはゆるやかに上昇
するようになるが、静電容量の減少が始まり酸化
チタンのもつ高誘電性に対し損失をきたすものと
なつた。またZrが10原子％を超えるとAl−Zr合
金と同じ程度のものとなつた。従つてZrの添加
量は0.1原子％〜10原子％の範囲が良好であるが、
0.1原子％〜5.0原子％が望ましい。またTiの添加
量は２原子％未満では単ロール法による急冷鋳造
時に合金箔が銅製の冷却ローラーに付着し易くな
り、該ローラに巻き付いたりして作業性が著しく
低下し、かつ静電容量の増加も得られない。そし
て、Tiの添加量が60原子％を超えると急冷鋳造
時に合金を箔状に製造することが著しく困難にな
る。 すなわち、60原子％を超えると急冷速度をかな
り増加させる必要があり、急冷ローラーの回転数
を増やすと合金箔は粉末状になつて飛び散るため
２原子％〜60原子％が望ましい。 合金の作成方法はAl−Ti母合金にZr粉末を添
加し、高周波炉で加熱溶解し高速で回転する銅ロ
ール上に吹きつける、いわゆる単ロール法で行な
つたが、Zrの添加により強制固容体合金すなわ
ち超急冷による急冷合金箔の作成もきわめて容易
になり、噴出圧力、銅ローラー回転数の関係もそ
の許容範囲が広くなつた。 また他の方法で行なつても同様の効果が期待で
きることは容易に想定できる。 次に本発明の具体的な実施例について述べる。 （実施例） Al90Ti10母合金にZr1.0原子％になるようにZr
スポンジを入れ単ロール法によりAl90Ti10Zr10リ
ボン箔（厚み40μ）を作成した。この後80V化成
を行い静電容量、折曲げ強度を測定した。この結
果を第１表に示す。
ウム合金電極箔の製造方法に関するものである。 電解コンデンサの電極材料は非常に薄い誘電体
酸化皮膜が電気化学的に生成されるようないわゆ
るバルブ金属が用いられている。現在のところア
ルミニウムとタンタルが電極材料として広く使用
されている。このうちアルミニウム電極の誘電体
であるAl2O3の誘電率はおよそ７〜10であり、他
の弁作用金属の比誘電率より決して大きな値では
ない。 たとえばTa2O5は比誘電率ε＝25.2であり、
TiO2の比誘電率ε＝66.1である。このためアル
ミニウム電解コンデンサに用いられるアルミニウ
ム箔は静電容量増大のためにかなりの高倍率エツ
チングを行い表面積を増大させている。 このエツチング処理は箔厚を考慮し幾何学的に
表面積が最大になる形状、即ち理想エツチング形
態にすべく電気化学的あるいは化学的なエツチン
グ方法の検討を行なつている。しかしながら、エ
ツチング技術はかなり進歩し現時点において現在
の表面拡大率の２倍、３倍とすることは単に表面
を微細化させるのみでは不可能になつてきてい
る。また仮に微細化することに成功したとしても
高い陽極酸化電圧になるとエツチング孔のいわゆ
る目詰り現象によつてエツチング形状は十分生か
せず静電容量の低下を招く。さらに電解コンデン
サを作成した時も電解液との界面接触も低下し、
箔抵抗の増大、tanδの増大、インピーダンス特性
の低下など様々な諸特性の低下につながる。 一方陽極酸化方法（化成方法）による静電容量
の増大も試みられている。これは純水ボイル処理
によるベーマイト皮膜と電気化学的生成皮膜との
複合皮膜、硼酸溶液による化成皮膜とリン酸溶液
による化成皮膜との複合皮膜、化成前処理に特殊
薄膜を作成させ、該薄膜と電気化学的皮膜との複
合皮膜など様々な検討が行なわれている。しかし
ながら大幅な静電容量の増加方法は見出されてい
ない。 このように現時点に使用されている99.99％あ
るいは99.9％の高純度アルミニウムを用いてエツ
チング処理および化成処理を改良するだけでは大
幅な静電容量の増大にはかなりの困難に直面して
いる。無理をして静電容量の増大を図つても、漏
れ電流の増大、耐圧の低下が起こり良好ではな
い。 上述のような諸問題を解決するためにAl−Ti
の強制固溶体合金が発明されている。これによる
とAl−Ti合金の陽極酸化により生成される誘電
体皮膜中にはAl2O3中にTiO2が混在しており、
TiO2のもつ高誘電率によりその複合誘電率は
Al2O3に比べて大幅に上昇する。 しかしながら、Ti量の増大に伴い静電容量は
増大するが、作成した合金箔は硬くなり特に折り
曲げ強度については弱くなる。周知の通り現在の
アルミニウム電解コンデンサの大半は巻回型が主
流を占めており、とりわけ小型化指向が強まつて
いる現在、巻き径が小さく箔にかかるストレスは
ますます強くなつている。この小型巻回型コンデ
ンサにAl−Ti合金を適用するためには巻取り技
術の面においても限界にきている。 本発明は上述の問題を解消し、誘電率の低下を
伴うことなく電極箔の強度を増強できる電解コン
デンサ用アルミニウム合金電極箔の製造方法を提
供するものである。 以下、本発明をさらに詳述する。 Al−Ti合金はTi濃度が増加するとどうしても
Tiの影響が強くなつて硬度が増し、折曲げ強度
が弱くなる。加えて静電容量増大のためエツチン
グ処理を行なうとますます弱くなり、コンデンサ
製作上多大な困難をもたらすことになる。 本発明者等はこのような問題に対し、エツチン
グ方法よりむしろ根本の問題である電極材料の組
成変更により解決を図つたものである。その際、
Tiの保有する高誘電性をそこなうことがないと
ともに、また陽極酸化性にも優れたものでなくて
はならない。このような背景をもとに種々の実験
を繰返した結果、Zr（ジルコニウム）の添加が最
も良好であることを見出した。 ジルコニウムはリン酸などの溶液により容易に
陽極酸化されまた酸化ジルコニウム自身のもつ比
誘電率εもε＝31とAlより高く、加えて少量の
添加でも折曲げ強度は大幅に増大することを見出
した。 第１図はAl90Ti10にZrを添加した場合の折曲げ
強度と、その時の静電容量の変化を示したもので
ある。図中記号ａは静電容量、ｂは折曲強度で、
ｃはZrを添加しないAl90Ti10の静電容量、ｄはZr
が10原子％のAl90Zr10の静電容量である。Zr添加
量としては0.1原子％より折曲げ強度が急激に上
昇し、5.0原子％より強度的にはゆるやかに上昇
するようになるが、静電容量の減少が始まり酸化
チタンのもつ高誘電性に対し損失をきたすものと
なつた。またZrが10原子％を超えるとAl−Zr合
金と同じ程度のものとなつた。従つてZrの添加
量は0.1原子％〜10原子％の範囲が良好であるが、
0.1原子％〜5.0原子％が望ましい。またTiの添加
量は２原子％未満では単ロール法による急冷鋳造
時に合金箔が銅製の冷却ローラーに付着し易くな
り、該ローラに巻き付いたりして作業性が著しく
低下し、かつ静電容量の増加も得られない。そし
て、Tiの添加量が60原子％を超えると急冷鋳造
時に合金を箔状に製造することが著しく困難にな
る。 すなわち、60原子％を超えると急冷速度をかな
り増加させる必要があり、急冷ローラーの回転数
を増やすと合金箔は粉末状になつて飛び散るため
２原子％〜60原子％が望ましい。 合金の作成方法はAl−Ti母合金にZr粉末を添
加し、高周波炉で加熱溶解し高速で回転する銅ロ
ール上に吹きつける、いわゆる単ロール法で行な
つたが、Zrの添加により強制固容体合金すなわ
ち超急冷による急冷合金箔の作成もきわめて容易
になり、噴出圧力、銅ローラー回転数の関係もそ
の許容範囲が広くなつた。 また他の方法で行なつても同様の効果が期待で
きることは容易に想定できる。 次に本発明の具体的な実施例について述べる。 （実施例） Al90Ti10母合金にZr1.0原子％になるようにZr
スポンジを入れ単ロール法によりAl90Ti10Zr10リ
ボン箔（厚み40μ）を作成した。この後80V化成
を行い静電容量、折曲げ強度を測定した。この結
果を第１表に示す。
【表】
第１表に示すようにZrを添加することにより
静電容量の減少はほとんどなく折曲げ強度を増加
することができ、巻回型電解コンデンサへの適用
も容易になり、その工業的かつ実用的価値大なる
ものがある。
静電容量の減少はほとんどなく折曲げ強度を増加
することができ、巻回型電解コンデンサへの適用
も容易になり、その工業的かつ実用的価値大なる
ものがある。
第１図は本発明に係る電解コンデンサ用アルミ
ニウム合金電極箔Al90Ti10のZr添加量−折曲強
度、静電容量特性図である。
ニウム合金電極箔Al90Ti10のZr添加量−折曲強
度、静電容量特性図である。
Claims (1)
- １ チタン２〜60原子％と回避できない不純物を
含有したアルミニウムにジルコニウムを全体で
0.1〜10.0原子％含ませて溶解したのち、超急冷
により急冷合金箔を形成することを特徴とする電
解コンデンサ用アルミニウム合金電極箔の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329684A JPS60216530A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 電解コンデンサ用アルミニウム合金電極箔の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329684A JPS60216530A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 電解コンデンサ用アルミニウム合金電極箔の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216530A JPS60216530A (ja) | 1985-10-30 |
| JPH0377650B2 true JPH0377650B2 (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=13514054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7329684A Granted JPS60216530A (ja) | 1984-04-11 | 1984-04-11 | 電解コンデンサ用アルミニウム合金電極箔の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216530A (ja) |
-
1984
- 1984-04-11 JP JP7329684A patent/JPS60216530A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60216530A (ja) | 1985-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |