JPH06275475A - アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - Google Patents

アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法

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JPH06275475A JP5059942A JP5994293A JPH06275475A JP H06275475 A JPH06275475 A JP H06275475A JP 5059942 A JP5059942 A JP 5059942A JP 5994293 A JP5994293 A JP 5994293A JP H06275475 A JPH06275475 A JP H06275475A
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    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/055Etched foil electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 単位面積当りの容量の高い電極箔を製造する
ことができるアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法
を提供することを目的とする。 【構成】 前段エッチングで生成させたピットを化成電
圧に適した径まで拡大させる最終段のエッチング工程
で、クロム酸、蓚酸、クエン酸、リン酸、硼酸、コハク
酸、マロン酸のうち少なくとも1種以上を添加剤として
加えた硝酸、硫酸およびこれらの混酸のいずれかにアル
ミ電極箔を通して電気エッチングを行うとともに、前記
硝酸、硫酸およびこれらの混酸のいずれかは、電気エッ
チングする場合のアルミの溶解濃度を5〜25g/lに
コントロールするようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミ電解コンデンサ用
電極箔の製造方法に関するもので、特に中高圧用の陽極
アルミニウム箔のエッチング技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、セットの小型化、高信頼性化にと
もない、アルミ電解コンデンサに対するユーザーからの
ニーズ(小型化、コストダウン)が急速に高まっている
ため、アルミ電解コンデンサ用電極箔(以下電極箔と称
す)も従来以上に単位面積当りの静電容量を高める必要
が生じている。
【0003】以下に従来の電極箔の製造方法について説
明する。電極箔はコンデンサの小型化を図るために、ア
ルミ箔を電気化学的、あるいは化学的にエッチングして
有効表面積を拡大したものが使用されている。この表面
積の拡大のために種々のエッチング方法が研究されてい
るが、一般にアルミ箔を数種類の異なるエッチング槽に
連続的に挿入し、各エッチング槽内で電流印加、あるい
は化学溶解によってアルミ箔の表面積を徐々に拡大し、
そして最終洗浄を行うことにより製造されている。特
に、中高圧用の電極箔では前段で生成させたエッチピッ
ト(以下、ピットと称す)を後段で使用電圧に適した径
まで拡大してやる必要があり、いかに効率よくピット径
を拡大させるかが重要なポイントとなる。
【0004】従来は前段で、塩素イオンを含む酸性溶液
中での電気エッチングによってピットを発生させ、後段
では高温の酸性溶液中での化学溶解によってピットの径
を拡大させていた。後段で化学溶解に頼るこの方法で
は、生箔ロット間での溶解性の差(ばらつき)の影響等
を受けやすく、均一なピット径拡大が行われないため、
電極箔の静電容量をアップさせるのが困難であった。こ
の点に関しては、後段で硝酸水溶液を用いて電気エッチ
ングする技術が特開平2−303018号公報、特開平
3−101213号公報、特開平3−136226号公
報に示されているように公知となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
知の技術では、硝酸水溶液の組成や液温に関して不十分
な点があり、アルミの溶解量をコントロールしながら効
率よくピットの径を拡大するという点において満足のい
くものではなかった。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、単位面積当りの静電容量の高い電極箔を製造するこ
とができるアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法を
提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法
は、エッチング処理を前段、後段の少なくとも2段階に
分けて行うことにより製造されるアルミ電解コンデンサ
用電極箔において、前段エッチングで生成させたピット
を化成電圧に適した径まで拡大させる最終段のエッチン
グ工程で、クロム酸、蓚酸、クエン酸、リン酸、硼酸、
コハク酸、マロン酸のうち少なくとも1種以上を添加剤
として加えた硝酸、硫酸およびこれらの混酸のいずれか
にアルミ電極箔を通して電気エッチングを行うととも
に、前記硝酸、硫酸およびこれらの混酸のいずれかは、
電気エッチングする場合のアルミの溶解濃度を5〜25
g/lにコントロールするようにしたものである。
【0008】
【作用】上記製造方法によれば、前段エッチングで生成
させたピットを化成電圧に適した径まで拡大させる最終
段のエッチング工程で、クロム酸、蓚酸、クエン酸、リ
ン酸、硼酸、コハク酸、マロン酸のうち少なくとも1種
以上を添加剤として加えた硝酸、硫酸およびこれらの混
酸のいずれかにアルミ電極箔を通して電気エッチングを
行うとともに、前記硝酸、硫酸およびこれらの混酸のい
ずれかは、電気エッチングする場合のアルミの溶解濃度
を5〜25g/lにコントロールするようにしたもの
で、前記硝酸、硫酸およびこれらの混酸には表面溶解抑
制効果を持つ添加剤と溶解されたアルミイオンが含まれ
ているため、エッチング液のPHは中性に近く、さらに
酸中に溶解されたアルミイオンはアルミ電極箔とエッチ
ング液との濡れ性を良くすることになり、これにより、
アルミ電極箔の表面溶解を抑制しながらピット内壁に沿
ってアルミが溶解するため、効率よくピットの径を拡大
させることができるものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0010】アルミ純度99.98%、厚み100μm
のアルミ生箔を85℃の酸性水溶液中(組成は塩酸10
%、硫酸10%)に浸漬し、電流密度が20A/dm2
の直流電流を200秒印加して前設のエッチング処理を
行った後、(表1)に示した組成のエッチング液中にア
ルミ電極箔を浸漬し、そして電流密度が10A/dm 2
の直流電流を600秒印加して後段、すなわち最終段の
エッチング処理を行う。
【0011】ここで(表1)からも明らかなようにアル
ミの溶解濃度は0〜30g/lまで変化させているが、
15g/lで硝酸の規定濃度(1.6N)と同一水準に
なる。
【0012】(比較例)前段のエッチング処理は本発明
の各実施例と同一の処理を行い、そして後段、すなわち
最終段のエッチング処理を液温60℃、濃度10%、添
加剤の添加濃度0.3%の硝酸水溶液中で電流密度が2
0A/dm2の直流電流を300秒印加して行う。
【0013】上記した比較例および本発明の各実施例に
よるエッチング箔を8%、90℃の硼酸水溶液中で60
0V化成した後、各試料について静電容量と折曲げ強度
(1.0mmR、50g荷重、折曲げ角90度の条件下1
往復で1回とする)を測定した結果を(表1)に示す。
【0014】
【表1】
【0015】この(表1)では後段、すなわち最終段の
エッチング液中のアルミの溶解濃度の違いによる電極箔
特性を示しているが、アルミの溶解濃度を5〜25g/
lにコントロールすることによって、静電容量アップを
図ることができる。アルミの溶解濃度が少ないと液のP
Hが低いため、アルミ電極箔の表面溶解を促進し、効率
的にピット径の拡大を行うことができず、静電容量アッ
プは図れない。一方、アルミの溶解濃度が高すぎると、
液抵抗の増大や陰極板へのアルミ付着によって電流が流
れにくくなってピット径が拡大されにくくなり、静電容
量が低下する。
【0016】また、静電容量アップの効果は蓚酸等の添
加剤を加えることによってさらに顕著に現れるが、(表
1)に示すように添加剤の添加濃度が0.8%を越える
とピット径が拡大されずに静電容量が落ちてしまう。こ
れは後段、すなわち最終段のエッチング中に過剰に加え
られた添加剤によって箔表面に皮膜が生成されてしま
い、ピット径の拡大が阻害されるのが原因と推定され
る。従って好ましい添加剤の添加濃度は0.1〜0.8
%で、より好ましくは0.2〜0.4%である。さらに
後段、すなわち最終段のエッチングの酸濃度が15%を
越えるとエッチング液の酸化力が強くなって箔表面の溶
解を促進するため、静電容量が出なくなる。そのため後
段、すなわち最終段のエッチング液に用いる酸濃度は薄
いほどよいが、濃度をあまり薄くすると液の抵抗が高く
なって、エッチング製造工程での消費電力増大に対応で
きる整流器や給電装置を備える必要がある。従って好ま
しい酸濃度は2〜15%で、より好ましくは5〜10%
である。
【0017】さらに後段、すなわち最終段エッチングの
液温に関しては(表1)からも明らかなように50℃以
下では液の活性度が弱くてピットが拡大されず、一方、
80℃を越えると化学溶解の割合が多くなって電気化学
的にアルミの溶解量をコントロールすることが難しい。
従って好ましい温度範囲は50〜80℃、より好ましく
は60〜70℃である。
【0018】本発明の実施例及び比較例では全体のエッ
チング溶解量に対する最終段の電気エッチング量の割合
は50%であるが、中高圧(200〜650V)で化成
が行われる場合はその割合を20〜60%にコントロー
ルすることが望ましい。20%より少ないとピット径が
十分に拡大されず、化成皮膜でピットが埋まってしまう
無効ピット(静電容量の増大に寄与しない)が多くなっ
てしまい、一方、60%より多いと隣り合ったピットど
うしがつぶしあってしまい、かえって静電容量が低下し
てしまう。
【0019】以上のように最終段の電気エッチングで用
いる液に添加剤を加え、さらにアルミを所定量溶解、す
なわちアルミの溶解濃度を5〜25g/lにコントロー
ルすることによって、従来法に比べて静電容量が約10
%アップした。
【0020】なお、上記本発明の各実施例では最終段の
エッチング液に硝酸を、添加剤として蓚酸を用いたデー
タを示したが、エッチング液に硝酸以外の硫酸、または
硝酸と硫酸の混酸を用いても本発明の各実施例とほぼ同
様の結果が得られるものである。一方、添加剤として
は、蓚酸以外のクロム酸、リン酸、クエン酸、硼酸、コ
ハク酸、マロン酸のいずれかを用いても本発明の各実施
例とほぼ同様の結果が得られるものである。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明のアルミ電解コンデ
ンサ用電極箔の製造方法によれば、前段エッチングで生
成させたピットを化成電圧に適した径まで拡大させる最
終段のエッチング工程で、クロム酸、蓚酸、クエン酸、
リン酸、硼酸、コハク酸、マロン酸のうち少なくとも1
種以上を添加剤として加えた硝酸、硫酸およびこれらの
混酸のいずれかにアルミ電極箔を通して電気エッチング
を行うとともに、前記硝酸、硫酸およびこれらの混酸の
いずれかは、電気エッチングする場合のアルミの溶解濃
度を5〜25g/lにコントロールするようにしたもの
で、前記硝酸、硫酸およびこれらの混酸には表面溶解抑
制効果を持つ添加剤と溶解されたアルミイオンが含まれ
ているため、エッチング液のPHは中性に近く、さらに
酸中に溶解されたアルミイオンはアルミ電極箔とエッチ
ング液との濡れ性を良くすることになり、これにより、
アルミ電極箔の表面溶解を抑制しながらピット内壁に沿
ってアルミが溶解するため、効率よくピットの径を拡大
させることができ、その結果、表面積拡大効果により静
電容量アップを図ることができるため、アルミ電解コン
デンサの小型化、コストダウンに寄与し得るものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エッチング処理を前段、後段の少なくと
    も2段階に分けて行うことにより製造されるアルミ電解
    コンデンサ用電極箔において、前段エッチングで生成さ
    せたピットを化成電圧に適した径まで拡大させる最終段
    のエッチング工程で、クロム酸、蓚酸、クエン酸、リン
    酸、硼酸、コハク酸、マロン酸のうち少なくとも1種以
    上を添加剤として加えた硝酸、硫酸およびこれらの混酸
    のいずれかにアルミ電極箔を通して電気エッチングを行
    うとともに、前記硝酸、硫酸およびこれらの混酸のいず
    れかは、電気エッチングする場合のアルミの溶解濃度を
    5〜25g/lにコントロールするようにしたアルミ電
    解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  2. 【請求項2】 添加剤の添加濃度は0.1〜0.8%
    で、好ましくは0.2〜0.4%である請求項1記載の
    アルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  3. 【請求項3】 硝酸または硫酸の濃度は2〜15%で、
    好ましくは5〜10%である請求項1または2記載のア
    ルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  4. 【請求項4】 硝酸または硫酸の液温は50〜80℃
    で、好ましくは60〜70℃である請求項1〜3のいず
    れかに記載のアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 硝酸または硫酸中での電気エッチング量
    の割合は、全体のエッチング溶解量の20〜60%であ
    る請求項1〜4のいずれかに記載のアルミ電解コンデン
    サ用電極箔の製造方法。
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