JPH06264201A - 電解コンデンサ用電極材の製造方法 - Google Patents
電解コンデンサ用電極材の製造方法Info
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- JPH06264201A JPH06264201A JP5424193A JP5424193A JPH06264201A JP H06264201 A JPH06264201 A JP H06264201A JP 5424193 A JP5424193 A JP 5424193A JP 5424193 A JP5424193 A JP 5424193A JP H06264201 A JPH06264201 A JP H06264201A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、純アルミニウム箔を陽極素子と
し、絶縁皮膜として急冷合金箔を用いた電解コンデンサ
用電極材の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 １〜２５原子％のＺｒと、残部Ａｌとからな
る合金の急冷合金箔を純Ａｌの両面に温間圧延してクラ
ッド接合するに際し、温間圧延を２５０〜４００℃の範
囲の加熱温度、３〜９０％の圧下率で１パス、または多
パスで行い、その後、再び２５０〜４００℃の範囲の温
度で熱処理することを特徴とする。 【効果】 ３０００μＦＶ／cm2 以上の高いＣＶ積の電
極材を安定して生産することができる。
し、絶縁皮膜として急冷合金箔を用いた電解コンデンサ
用電極材の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 １〜２５原子％のＺｒと、残部Ａｌとからな
る合金の急冷合金箔を純Ａｌの両面に温間圧延してクラ
ッド接合するに際し、温間圧延を２５０〜４００℃の範
囲の加熱温度、３〜９０％の圧下率で１パス、または多
パスで行い、その後、再び２５０〜４００℃の範囲の温
度で熱処理することを特徴とする。 【効果】 ３０００μＦＶ／cm2 以上の高いＣＶ積の電
極材を安定して生産することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、純Ａｌ箔と、バルブメ
タルを含有するＡｌ合金急冷凝固箔とをクラッド接合し
た、優れたＣＶ積特性を有する電解コンデンサ用電極材
の製造方法に関する。
タルを含有するＡｌ合金急冷凝固箔とをクラッド接合し
た、優れたＣＶ積特性を有する電解コンデンサ用電極材
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電解コンデンサ用電極材料として
純Ａｌ箔が用いられているが、さらに静電容量を増大す
るために、比誘電率を高めるＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｎｂなどのバルブメタルの少なくとも１種を含むＡｌ合
金箔を急冷凝固法によって製造する技術が開発されてい
る。この様な合金元素を含む箔は延性が低く電極成形上
の問題があることから、純Ａｌ箔を芯材とし、その両面
に前記バルブメタルを含有するＡｌ合金箔を積層させた
３層クラッド箔を電極材に用いることが特開平１−２９
０２１７号公報に提案されている。該公報に記載された
電極材によれば、ＣＶ積２０００μＦＶ／cm2 以上を達
成することができ、さらに最大３０００μＦＶ／cm2 以
上を超える高いＣＶ積をも達成可能とされている。
純Ａｌ箔が用いられているが、さらに静電容量を増大す
るために、比誘電率を高めるＴｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｎｂなどのバルブメタルの少なくとも１種を含むＡｌ合
金箔を急冷凝固法によって製造する技術が開発されてい
る。この様な合金元素を含む箔は延性が低く電極成形上
の問題があることから、純Ａｌ箔を芯材とし、その両面
に前記バルブメタルを含有するＡｌ合金箔を積層させた
３層クラッド箔を電極材に用いることが特開平１−２９
０２１７号公報に提案されている。該公報に記載された
電極材によれば、ＣＶ積２０００μＦＶ／cm2 以上を達
成することができ、さらに最大３０００μＦＶ／cm2 以
上を超える高いＣＶ積をも達成可能とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなＣＶ積値
は、Ａｌ電解コンデンサとしては非常に高い値であが、
かかる高い特性値の電極材を安定して生産することは必
ずしも容易でなく、ばらつきも大きく、そのため最終製
品である電解コンデンサの容量もばらつくという問題が
あった。一方、現状固体電解コンデンサのさらなる小型
化、高性能化への要望があり、固体電解コンデンサ用の
電極材として、さらに高いＣＶ積のものが求められてい
る。
は、Ａｌ電解コンデンサとしては非常に高い値であが、
かかる高い特性値の電極材を安定して生産することは必
ずしも容易でなく、ばらつきも大きく、そのため最終製
品である電解コンデンサの容量もばらつくという問題が
あった。一方、現状固体電解コンデンサのさらなる小型
化、高性能化への要望があり、固体電解コンデンサ用の
電極材として、さらに高いＣＶ積のものが求められてい
る。
【０００４】このような現状から、本発明は急冷凝固合
金の持つ高い静電特性を利用し、これによりさらに高い
ＣＶ積の電極材を安定して製造することが可能な電解コ
ンデンサ用電極材の製造方法を提供することを目的とす
る。
金の持つ高い静電特性を利用し、これによりさらに高い
ＣＶ積の電極材を安定して製造することが可能な電解コ
ンデンサ用電極材の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を要旨とする。すなわち、Ｚ
ｒ：１〜２５原子％を含み残部実質的にＡｌからなる急
冷凝固合金箔を純Ａｌ箔の両面に積層し、温間圧延して
クラッド接合する電解コンデンサ用電極材の製造法にお
いて、該クラッド接合を２５０〜４００℃の温度範囲に
加熱してから、３〜９０％の圧下率となる１パスまたは
多パスの圧延で行い、その後、２５０〜４００℃の範囲
の温度で熱処理することを特徴とする電解コンデンサ用
電極材の製造方法である。また、前記圧延後に行う熱処
理は、圧延前に加熱した温度より７５℃高い温度を上限
とし、その温度以下で、且つ、２５０〜４００℃の範囲
の温度で行うことがより好ましい。なお、前記急冷凝固
合金箔には、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆの少なくとも１種
をＺｒの全部または一部と置き換えてもよい。
に本発明は、以下の構成を要旨とする。すなわち、Ｚ
ｒ：１〜２５原子％を含み残部実質的にＡｌからなる急
冷凝固合金箔を純Ａｌ箔の両面に積層し、温間圧延して
クラッド接合する電解コンデンサ用電極材の製造法にお
いて、該クラッド接合を２５０〜４００℃の温度範囲に
加熱してから、３〜９０％の圧下率となる１パスまたは
多パスの圧延で行い、その後、２５０〜４００℃の範囲
の温度で熱処理することを特徴とする電解コンデンサ用
電極材の製造方法である。また、前記圧延後に行う熱処
理は、圧延前に加熱した温度より７５℃高い温度を上限
とし、その温度以下で、且つ、２５０〜４００℃の範囲
の温度で行うことがより好ましい。なお、前記急冷凝固
合金箔には、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆの少なくとも１種
をＺｒの全部または一部と置き換えてもよい。
【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては先ずＡｌ合金箔を製造する。すなわち、Ｚｒが
原子比として１〜２５％となるように成分調整して溶解
したＡｌベース溶融合金を、単ロール法で急冷凝固し、
厚さ１００μｍ以下の合金箔とする。Ｚｒを添加するの
はそれ自身すでに知られているように静電容量を増大す
るためであり、そのためには１原子％以上が必要であ
る。また、含有量が２５原子％を超えて多くなると材料
の加工性が著しく劣化し、急冷凝固箔が形成できない。
おいては先ずＡｌ合金箔を製造する。すなわち、Ｚｒが
原子比として１〜２５％となるように成分調整して溶解
したＡｌベース溶融合金を、単ロール法で急冷凝固し、
厚さ１００μｍ以下の合金箔とする。Ｚｒを添加するの
はそれ自身すでに知られているように静電容量を増大す
るためであり、そのためには１原子％以上が必要であ
る。また、含有量が２５原子％を超えて多くなると材料
の加工性が著しく劣化し、急冷凝固箔が形成できない。
【０００７】なお、本発明においてはＺｒの一部または
全部をＴｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈａのバルブメタルを少なく
とも１種を適宜添加することを妨げない。これらの元素
はＡｌ，Ｚｒと同様な緻密な誘電体酸化皮膜を生じさ
せ、コンデンサとしての容量を減少させない。また、微
量添加の場合は急冷凝固の析出の殻となったり、凝固速
度を遅らせたりするので、一部元素の置き換えまたは添
加は有効である。ただし、これらの元素はＡｌとの化合
物がＺｒほど微細なデンドライト組織にならないので、
Ｚｒの全部を置き換え単独に添加した場合Ｚｒほどには
容量を増加し得ない。
全部をＴｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈａのバルブメタルを少なく
とも１種を適宜添加することを妨げない。これらの元素
はＡｌ，Ｚｒと同様な緻密な誘電体酸化皮膜を生じさ
せ、コンデンサとしての容量を減少させない。また、微
量添加の場合は急冷凝固の析出の殻となったり、凝固速
度を遅らせたりするので、一部元素の置き換えまたは添
加は有効である。ただし、これらの元素はＡｌとの化合
物がＺｒほど微細なデンドライト組織にならないので、
Ｚｒの全部を置き換え単独に添加した場合Ｚｒほどには
容量を増加し得ない。
【０００８】この様にして製造した合金箔を、芯材とす
る純Ａｌ箔の両面に積層して３層構成とし、これを２５
０〜４００℃の温度範囲に加熱してから温間圧延する。
圧延は全圧下率が３〜９０％となるように、少なくとも
１パスで実施し、芯材の両面に金属箔を接合したクラッ
ド箔を製造する。加熱温度が２００℃より低くなると両
箔の接合が十分に得られず、他方、４００℃を超えると
結晶（デンドライト）のが粗大化が起こり、エッチング
面積が減少するので好ましくない。加熱温度が高温側に
なるとこの傾向が大きくなる。従ってその温度は接合可
能となるできるだけ低い温度にすることが好ましい。加
熱方法はとくに限定せず、通常の方法を採用すればよ
い。
る純Ａｌ箔の両面に積層して３層構成とし、これを２５
０〜４００℃の温度範囲に加熱してから温間圧延する。
圧延は全圧下率が３〜９０％となるように、少なくとも
１パスで実施し、芯材の両面に金属箔を接合したクラッ
ド箔を製造する。加熱温度が２００℃より低くなると両
箔の接合が十分に得られず、他方、４００℃を超えると
結晶（デンドライト）のが粗大化が起こり、エッチング
面積が減少するので好ましくない。加熱温度が高温側に
なるとこの傾向が大きくなる。従ってその温度は接合可
能となるできるだけ低い温度にすることが好ましい。加
熱方法はとくに限定せず、通常の方法を採用すればよ
い。
【０００９】上記圧延後形成したクラッド箔は２５０〜
４００℃の範囲で熱処理を施す。本発明はこの熱処理を
施すことにより、著しくＣＶ積を向上することができ
る。本発明者等は熱処理がＣＶ積に及ぼす影響の原因を
次のように推定している。すなわち、急冷凝固合金箔は
クラッド圧延中に界面方向に強い剪断力を受ける。これ
によって急冷凝固合金箔のデンドライト組織が変形さ
れ、または、デンドライト中に歪みエネルギーの蓄積が
生じ、ロールの抜熱によって、その状態に固定される。
この組織の変形および歪みエネルギーの蓄積は、後のエ
ッチング工程でそれを起点とする異常なエッチングが進
行し剥離の原因にもなり、これが製品の特性値のばらつ
きに影響を与えることになると考えられる。
４００℃の範囲で熱処理を施す。本発明はこの熱処理を
施すことにより、著しくＣＶ積を向上することができ
る。本発明者等は熱処理がＣＶ積に及ぼす影響の原因を
次のように推定している。すなわち、急冷凝固合金箔は
クラッド圧延中に界面方向に強い剪断力を受ける。これ
によって急冷凝固合金箔のデンドライト組織が変形さ
れ、または、デンドライト中に歪みエネルギーの蓄積が
生じ、ロールの抜熱によって、その状態に固定される。
この組織の変形および歪みエネルギーの蓄積は、後のエ
ッチング工程でそれを起点とする異常なエッチングが進
行し剥離の原因にもなり、これが製品の特性値のばらつ
きに影響を与えることになると考えられる。
【００１０】圧延後の熱処理は、このような変形した組
織を修復し、歪みエネルギーを解放する。従って、熱処
理は温度が高いかまたは時間が長い程、変形した組織を
修復し、歪みエネルギーを解放するには効果的である
が、一方では結晶の粗大化が起こり、後のエッチング工
程での表面積拡大効果が損なわれる。そのため本発明で
は４００℃以下に規定した。また２５０℃未満であると
十分に歪みを取ることができない。
織を修復し、歪みエネルギーを解放する。従って、熱処
理は温度が高いかまたは時間が長い程、変形した組織を
修復し、歪みエネルギーを解放するには効果的である
が、一方では結晶の粗大化が起こり、後のエッチング工
程での表面積拡大効果が損なわれる。そのため本発明で
は４００℃以下に規定した。また２５０℃未満であると
十分に歪みを取ることができない。
【００１１】さらに、圧延後の熱処理温度は圧延前の加
熱温度により規制する必要がある。すなわち、前記した
２５０〜４００℃の範囲内において、圧延後の熱処理温
度は圧延前に加熱した温度を基準にして、それより７５
℃以上高くならないようにすることが好ましい。圧延前
後の加熱温度と熱処理温度の差を７５℃以下とする理由
は、この差が７５℃を超えると、圧延までに吸着したガ
スが熱処理によって放出され、箔の剥離の原因になるか
らである。
熱温度により規制する必要がある。すなわち、前記した
２５０〜４００℃の範囲内において、圧延後の熱処理温
度は圧延前に加熱した温度を基準にして、それより７５
℃以上高くならないようにすることが好ましい。圧延前
後の加熱温度と熱処理温度の差を７５℃以下とする理由
は、この差が７５℃を超えると、圧延までに吸着したガ
スが熱処理によって放出され、箔の剥離の原因になるか
らである。
【００１２】他方、熱処理時間は温度との相関で決り、
低温の場合は長時間、高温の場合は短時間でよいが、こ
の場合、圧延時の加熱時間と圧延後の熱処理時間とを総
合的に考慮する必要がある。すなわち加熱時間と熱処理
時間の合計は少なくとも１０分とし（高温側での処
理）、また低温側での処理では４時間以内となるように
することが好ましい。なお、圧延後の熱処理時間はおお
よそ、１０分ないし４時間とするのが望ましい。
低温の場合は長時間、高温の場合は短時間でよいが、こ
の場合、圧延時の加熱時間と圧延後の熱処理時間とを総
合的に考慮する必要がある。すなわち加熱時間と熱処理
時間の合計は少なくとも１０分とし（高温側での処
理）、また低温側での処理では４時間以内となるように
することが好ましい。なお、圧延後の熱処理時間はおお
よそ、１０分ないし４時間とするのが望ましい。
【００１３】この様にして熱処理したクラッド箔は、例
えば６％塩酸溶液で直流１００クーロン／cm2 でエッチ
ングする工程と、このエッチングされた急冷凝固合金箔
を例えば上述のように燐酸アンモニウム溶液で２０Ｖ化
成処理し、Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＺｒＯ2 の酸化皮膜を形成する
工程と、これを所定のチップサイズに裁断し、ついでリ
ードフレームの陽極リードと接合する工程と、陰極材溶
液に含浸させて急冷凝固合金箔上に陰極層を形成し、こ
れをリードフレームの陰極リードと接合する工程と、こ
れら全体を樹脂でモールドする工程とからなり、これに
より製品としての電解コンデンサを製造することができ
る。
えば６％塩酸溶液で直流１００クーロン／cm2 でエッチ
ングする工程と、このエッチングされた急冷凝固合金箔
を例えば上述のように燐酸アンモニウム溶液で２０Ｖ化
成処理し、Ａｌ2 Ｏ3 ＋ＺｒＯ2 の酸化皮膜を形成する
工程と、これを所定のチップサイズに裁断し、ついでリ
ードフレームの陽極リードと接合する工程と、陰極材溶
液に含浸させて急冷凝固合金箔上に陰極層を形成し、こ
れをリードフレームの陰極リードと接合する工程と、こ
れら全体を樹脂でモールドする工程とからなり、これに
より製品としての電解コンデンサを製造することができ
る。
【００１４】なお、上記において３層クラッド材を主に
説明したが、本発明はこれに限定するものでなく、純Ａ
ｌ箔と合金箔の３層、又は、両面或いは片面に多層の合
金箔を積層圧延したクラッド材を電極材とすることがで
きる。
説明したが、本発明はこれに限定するものでなく、純Ａ
ｌ箔と合金箔の３層、又は、両面或いは片面に多層の合
金箔を積層圧延したクラッド材を電極材とすることがで
きる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、単ロール鋳造機により、Ａｌが９５原子％以上、Ｚ
ｒが４原子％、残部不可避的不純物からなる溶融金属を
ノズルより噴出させ、幅４０mm、厚み１００〜１２０μ
ｍの急冷凝固合金箔を作製した。これを９９．９％以上
の高純度アルミニウム箔（厚み０．３mm）を芯材とし、
その両面に表１に示す種々の温度条件（加熱時間１５
分）でクラッド圧延（圧下率１５％）したのち、表１に
示す種々の温度条件で熱処理を１時間行なった。このよ
うにして得たクラッド材を６％塩酸溶液で直流１００ク
ーロン／cm2 でエッチングを行ない、ついで十分に洗浄
したのち、燐酸アンモニウム溶液で２０Ｖ化成を行い、
それぞれの特性を調べた。その結果を本発明範囲外の例
および従来例と共に、表１に示す。
ず、単ロール鋳造機により、Ａｌが９５原子％以上、Ｚ
ｒが４原子％、残部不可避的不純物からなる溶融金属を
ノズルより噴出させ、幅４０mm、厚み１００〜１２０μ
ｍの急冷凝固合金箔を作製した。これを９９．９％以上
の高純度アルミニウム箔（厚み０．３mm）を芯材とし、
その両面に表１に示す種々の温度条件（加熱時間１５
分）でクラッド圧延（圧下率１５％）したのち、表１に
示す種々の温度条件で熱処理を１時間行なった。このよ
うにして得たクラッド材を６％塩酸溶液で直流１００ク
ーロン／cm2 でエッチングを行ない、ついで十分に洗浄
したのち、燐酸アンモニウム溶液で２０Ｖ化成を行い、
それぞれの特性を調べた。その結果を本発明範囲外の例
および従来例と共に、表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】この表１に示す結果から明らかなように、
圧延時の加熱または圧延後の熱処理を、本発明に従い２
５０〜４００℃の範囲の温度で行った場合は、３０００
μＦＶ／cm2 以上のＣＶ積のものを安定的に得ることが
できるが、圧延時の加熱温度または圧延後の熱処理温度
が４００℃を超える場合、あるいは圧延後に熱処理を行
わない場合は、ＣＶ積もそれほど高くならず、かつＣＶ
積のばらつきも大きい。
圧延時の加熱または圧延後の熱処理を、本発明に従い２
５０〜４００℃の範囲の温度で行った場合は、３０００
μＦＶ／cm2 以上のＣＶ積のものを安定的に得ることが
できるが、圧延時の加熱温度または圧延後の熱処理温度
が４００℃を超える場合、あるいは圧延後に熱処理を行
わない場合は、ＣＶ積もそれほど高くならず、かつＣＶ
積のばらつきも大きい。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
３０００μＦＶ／cm2 以上の高いＣＶ積の電極材を安定
して生産することができ、小型で大容量の安定した電解
コンデンサを得ることができる。
３０００μＦＶ／cm2 以上の高いＣＶ積の電極材を安定
して生産することができ、小型で大容量の安定した電解
コンデンサを得ることができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｚｒ：１〜２５原子％を含み残部実質的
にＡｌからなる急冷凝固合金箔を純Ａｌ箔の両面に積層
し、温間圧延してクラッド接合する電解コンデンサ用電
極材の製造法において、該クラッド接合を２５０〜４０
０℃の温度範囲に加熱してから、３〜９０％の圧下率と
なる１パスまたは多パスの圧延で行い、その後、２５０
〜４００℃の範囲の温度で熱処理することを特徴とする
電解コンデンサ用電極材の製造方法。 - 【請求項２】 圧延後に行う熱処理を、圧延前加熱温度
より７５℃高い温度以下で、且つ、２５０〜４００℃の
範囲の温度で行うことを特徴とする請求項１記載の電解
コンデンサ用電極材の製造方法。 - 【請求項３】 Ｚｒの全部または一部をＴｉ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｎｂの１種以上に置換することを特徴とする請求項
１または２記載の電解コンデンサ用電極材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5424193A JPH06264201A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 電解コンデンサ用電極材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5424193A JPH06264201A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 電解コンデンサ用電極材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264201A true JPH06264201A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12965051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5424193A Withdrawn JPH06264201A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 電解コンデンサ用電極材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06264201A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747959A (en) * | 1991-10-08 | 1998-05-05 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method of controlling electric vehicle driven by an internal combustion engine |
| WO2011052156A1 (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | パナソニック株式会社 | 電極箔およびこれを用いたコンデンサ |
| US9245260B2 (en) | 1994-10-27 | 2016-01-26 | Xylon Llc | Data copyright management |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5424193A patent/JPH06264201A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747959A (en) * | 1991-10-08 | 1998-05-05 | Fuji Electric Co., Ltd. | Method of controlling electric vehicle driven by an internal combustion engine |
| US9245260B2 (en) | 1994-10-27 | 2016-01-26 | Xylon Llc | Data copyright management |
| WO2011052156A1 (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | パナソニック株式会社 | 電極箔およびこれを用いたコンデンサ |
| US8749954B2 (en) | 2009-10-30 | 2014-06-10 | Panasonic Corporation | Electrode foil and capacitor using same |
| JP5786140B2 (ja) * | 2009-10-30 | 2015-09-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電解コンデンサ用電極箔およびこれを用いた電解コンデンサ |
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