JPH09148200A

JPH09148200A - 電解コンデンサ用電極箔の製造方法

Info

Publication number: JPH09148200A
Application number: JP7323929A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yamada; 芳範山田
Original assignee: Marcon Electronics Co Ltd
Current assignee: Marcon Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】静電容量が大きく且つ機械的強度の高い電解
コンデンサ用電極箔を製造する方法を提供する。【解決手段】アルミニウム純度９９．９％以上で厚さ
が１３０〜２５０μｍのアルミニウム箔を用い、直流電
解エッチング及び化学エッチングを行う。この場合、エ
ッチングの結果、２０〜３０μｍの厚さの地金が中芯と
して残るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電解コンデンサに係
り、特に、アルミニウム箔に電気化学的エッチングによ
る粗面化処理を施すことにより、その表面積を拡大し
て、電解コンデンサ用の電極箔を製造する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品一般に対し、小型・高性
能化が要求されている。これに従い、電解コンデンサに
おいても、小型化と静電容量の増大とが求められてい
る。

【０００３】一般に、電解コンデンサの電極箔として
は、アルミニウム箔が使用されている。このようなアル
ミニウム箔を使用した電解コンデンサ用電極箔の静電容
量は、アルミニウム箔の表面積にほぼ比例する。従っ
て、アルミニウム箔自体の大きさを大型化することな
く、アルミニウム箔の表面積、すなわち拡面倍率を増大
することにより、静電容量を増大することができる。こ
れにより、電解コンデンサの小形化と静電容量の増大と
を実現することが可能となる。

【０００４】以上のことから、従来より、アルミニウム
箔を使用して電極箔を製造する場合には、アルミニウム
箔の拡面倍率を高めるために、その表面を腐食するエッ
チング処理を行っている。すなわち、エッチングによっ
てアルミニウム箔の表面にエッチングピットが発生する
ことにより、その表面積が拡大する。具体的には、従来
のエッチング処理では、塩酸及び硫酸を含む水溶液をエ
ッチング液として高温に保ち、このエッチング液中にア
ルミニウム箔を浸漬した状態で一定の直流電流を与え、
直流電解エッチングを行っている。この場合、アルミニ
ウム箔として、例えばアルミニウム純度が９９．９％以
上で厚さが１００μｍであるものを使用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のエッチング方法を適用して電極箔を製造
する場合、アルミニウム箔の拡面倍率はエッチング量に
比例して増加するが、ある限度を越えると増加率が鈍化
し、やがて逆に減少の傾向を示す。

【０００６】一方、エッチング量の増大に応じて、アル
ミニウム箔の引張強度、折曲強度などの機械的強度は逆
に低下するため、過度のエッチング量の増大はそのエッ
チング化成時や後続の組み立てなどの製造工程で切断な
どの問題を引き起こすことになる。

【０００７】より具体的には、アルミニウム箔としてア
ルミニウム純度９９．９％以上で厚さが１００μｍのも
のを使用し、エッチング時の電気量が５０Ｃ／ｃｍ^２を
越える場合には、エッチングピットの発生よりも表面溶
解が過多となるため、アルミニウム箔の拡面倍率が減少
の傾向を示す。また、エッチング量が過度に増大した場
合には、アルミニウム箔の引張強度、折曲強度などの機
械的強度が著しく低下するため、特にコンデンサ素子を
自動巻取装置により巻き取る場合においては、巻き取り
に伴う機械力に対してアルミニウム箔が強度的に耐えき
れず、端子の取り付け部や巻芯部などで切断してしまう
可能性がある。

【０００８】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
静電容量が大きく且つ機械的強度の高い電解コンデンサ
用電極箔を製造するための優れた方法を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明による電解コンデンサ用電極箔
の製造方法は、アルミニウム箔の表面積を電気化学的エ
ッチングによる粗面化処理によって拡大して電解コンデ
ンサ用の電極箔を製造する方法において、前記アルミニ
ウム箔として、厚さが１３０〜２５０μｍのアルミニウ
ム箔を用い、２０〜３０μｍの厚さの地金が中芯として
残るように前記エッチングを行うことを特徴としてい
る。

【００１０】また、請求項２記載の発明による電解コン
デンサ用電極箔の製造方法は、前記アルミニウム箔とし
て、アルミニウム純度９９．９％以上のアルミニウム箔
を用いることを特徴としている。

【００１１】以上のような構成を有する本発明の製造方
法によれば、以下のような作用が得られる。

【００１２】例えば、アルミニウム箔を所定の濃度の塩
酸と硫酸とを含む水溶液中に浸漬させ、その状態で、ア
ルミニウム箔に直流電流を与える直流電解エッチングを
行う。そして、所定の濃度の硫酸を含む水溶液中に、上
記アルミニウム箔を浸漬させる化学エッチングを行う。
このとき、これら直流電解エッチング及び化学エッチン
グに使用する溶液の化学組成及び液温を変化させること
により、エッチングピットのピット長がコントロールさ
れる。

【００１３】この場合、使用するアルミニウム箔の厚さ
を１３０〜２５０μｍとすることにより、ピット長を十
分に確保することができ、拡面倍率を増大させることが
できる。また、上記のようにピット長を適度にコントロ
ールして、アルミニウム箔の地金として２０〜３０μｍ
の厚さの中芯を均一に残すことにより、機械的強度を確
保することができる。

【００１４】使用するアルミニウム箔の厚さが本発明の
定義する範囲外である場合、例えば１２０μｍと薄くし
た場合は、十分なピット長が確保できないため、拡面倍
率は小となる。また、２７０μｍと厚くした場合は、本
発明の２５０μｍと同じ拡面倍率となる。このことは換
言すれば、本発明で定義する範囲よりアルミニウム箔を
厚くしても拡面倍率は増加しないということである。従
って、本発明で定義している範囲、すなわち１３０〜２
５０μｍとすることが望ましいことは明らかである。

【００１５】エッチング後のアルミニウム地金の厚さが
本発明の定義する範囲外である場合、例えば２０μｍ未
満の場合は機械的強度が小となり、３０μｍを越える場
合は必要以上の強度となるが、その反面、拡面倍率が小
となるため不適当である。

【００１６】

【実施例】図１に、本発明による製造方法によってエッ
チングされたアルミニウム箔の概略正断面図を示す。同
図に示すように、本発明では１３０〜２５０μｍのアル
ミニウム箔を用いてエッチングを行い、２０〜３０μｍ
の厚さの地金を残して、エッチングピットＥＰが形成さ
れるようにする。

【００１７】以下、本発明による電解コンデンサ用電極
箔の製造方法の具体的な構成とその作用とを明確化する
観点から、実際にアルミニウム箔をエッチングした結果
を示す。すなわち、本発明によるエッチング条件（２
例：本発明１、２）と、従来方法によるエッチング条件
（１例：従来例１）、及び本発明のエッチング条件と比
較するための比較用のエッチング条件（４例：比較例１
〜４）を設定した。なお、アルミニウム箔としては、い
ずれもアルミニウム純度９９．９％以上の同じ材質のも
のを使用した。

【００１８】次の表１は、このような各エッチング条件
の詳細と製造品の試験結果を比較的に示している。

【００１９】

【表１】＜エッチング条件＞まず、各比較例１〜４のエッチング
条件について、表１を参照して説明する。

【００２０】比較例１、２は、原箔として使用するアル
ミニウム箔の厚さを、本発明で定義している範囲１３０
〜２５０μｍの外側（比較例１：１２０μｍ、比較例
２：２７０μｍ）に設定した例である。また、比較例２
は、エッチング後の地金の厚さを本発明で定義している
範囲２０〜３０μｍの外側である５０μｍに設定してい
る。

【００２１】比較例３、４は、エッチング後の地金の厚
さを本発明で定義している範囲の外側（比較例３：１５
μｍ、比較例４：３５μｍ）に設定し、それ以外の項目
については、本発明の実施例（本発明１）と全く同様に
設定した例である。

【００２２】まず、前段の直流電解エッチングにおい
て、使用する塩酸の濃度は一律に５ｗｔ％とする。ま
た、硫酸の濃度は、比較例１、３、及び４は、従来例１
と本発明の実施例（本発明１）と同値の３０ｗｔ％と
し、比較例２は、本発明の実施例（本発明２）と同値の
２５ｗｔ％とする。

【００２３】また、前段の直流電解エッチングにおいて
与える直流電流の電流密度は、一律に０．２Ａ／ｃｍ^２
とし、電気量は、比較例１、３、及び４は、従来例１と
本発明１と同値の４０Ｃ／ｃｍ^２とし、比較例２は、本
発明２と同値の８０Ｃ／ｃｍ^２とする。更に、溶液の液
温は、比較例１は従来例１及び本発明１とほぼ同値の８
２℃とし、比較例２は本発明２と同値の７０℃とし、比
較例３及び４は本発明１と同値の８０℃とする。

【００２４】更に、直流電解エッチング後にピット径拡
大を目的に、一律に液温１００℃、硫酸濃度２０ｗｔ％
の水溶液中に処理時間１０ｍｉｎの浸漬処理による化学
エッチングを行う。＜試験結果＞以上のようにエッチングした後のアルミニ
ウム箔に、同じ条件で３５０Ｖ化成を行って電極箔を製
造し、個々の製造品の静電容量及び折曲強度を試験し
た。上記表１に、製造品の試験結果を比較的に示してい
る。ここで、折曲強度は、破損に至るまでの折曲回数を
示している。

【００２５】上記表１から明らかなように、本発明の２
つの実施例（本発明１、本発明２）は、従来例（静電容
量：１．００μＦ／ｃｍ^２、折曲強度：３７回）に比較
して、静電容量（本発明１：１．３０μＦ／ｃｍ^２、本
発明２：２．３１μＦ／ｃｍ^２）、折曲強度（本発明
１：４５回、本発明２：４５回）ともに優れた値を示し
ている。また、比較例１〜４に対しても、大きな静電容
量と高い折曲強度の両方を実現している点で優れてい
る。以下には、各比較例１〜４と本発明１、２の試験結
果を簡単に比較する。

【００２６】使用するアルミニウム箔の厚さを１２０μ
ｍと薄く設定した比較例１は、本発明の実施例とほぼ同
程度の折曲強度：４３回を示している反面、静電容量は
１．１８μＦ／ｃｍ^２と低くなっている。また、アルミ
ニウム箔の厚さを２７０μｍと厚く設定した比較例２
は、折曲強度：８０回を示している反面、静電容量：
２．３１μＦ／ｃｍ^２と本実施例と同値となっている。

【００２７】また、アルミニウム箔の厚さは本発明の実
施例（本発明１）と同値であるが、エッチング後地金の
厚さを１５μｍと薄く設定した比較例３は、本発明の実
施例とほぼ同程度の静電容量：１．３４μＦ／ｃｍ^２を
示している反面、折曲強度は１８回と低くなっている。
更に、アルミニウム箔の厚さは本発明の実施例（本発明
１）と同値であるが、エッチング後地金の厚さを３５μ
ｍと厚く設定した比較例４は、折曲強度：５２を示して
いる反面、静電容量は１．２２μＦ／ｃｍ^２と比較的低
くなっている。

【００２８】以上のような試験結果から、本発明の２つ
の実施例は、比較例１、３、及び４に比べて、静電容量
の増大と折曲強度の確保との両方を実現できることがわ
かる。すなわち、アルミニウム箔の厚さは１３０μｍ以
上であり、エッチング後地金の厚さは２０〜３０μｍで
あることが望ましいことがわかる。

【００２９】また、比較例２については、本発明よりも
アルミニウム箔が厚いにも関わらず、得られる静電容量
は本発明の実施例と同程度である。このことは、換言す
れば、本発明で定義する範囲よりアルミニウム箔を厚く
しても静電容量を向上することはできないということで
ある。すなわち、電解コンデンサを小形化するために
は、アルミニウム箔の厚さはできる限り薄いことが要求
されることから、比較例２に示すようにアルミニウム箔
を厚くすることによる効果は少ないということになる。
従って、アルミニウム箔の厚さは、２５０μｍ以下であ
ることが望ましいことがわかる。

【００３０】なお、本発明のエッチング条件は、上述し
た２つの実施の態様に限られるものではなく、各項目の
数値は、定義された上記範囲内で適宜変更可能である。
また、アルミニウム箔としては、純度９９．９％以上の
ものを使用することが望ましいが、純度９９．９％未満
のものを使用することも可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ用
電極箔の製造方法によれば、従来の方式に比べて静電容
量が大きく、且つ機械的強度の高い電解コンデンサ用電
極箔を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電解コンデンサ用電極箔の製造
方法によってエッチングされたアルミニウム箔の正断面
図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム箔の表面積を電気化学的エ
ッチングによる粗面化処理によって拡大して電解コンデ
ンサ用の電極箔を製造する方法において、前記アルミニウム箔として、厚さが１３０〜２５０μｍ
のアルミニウム箔を用い、２０〜３０μｍの厚さの地金
が中芯として残るように前記エッチングを行うことを特
徴とする電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項２】前記アルミニウム箔として、アルミニウ
ム純度９９．９％以上のアルミニウム箔を用いることを
特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ用電極箔の製
造方法。