JPH10172868A - 電解コンデンサ用アルミ電極箔およびその製造方法 - Google Patents

電解コンデンサ用アルミ電極箔およびその製造方法

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JPH10172868A
JPH10172868A JP8334243A JP33424396A JPH10172868A JP H10172868 A JPH10172868 A JP H10172868A JP 8334243 A JP8334243 A JP 8334243A JP 33424396 A JP33424396 A JP 33424396A JP H10172868 A JPH10172868 A JP H10172868A
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pit
electrode foil
aluminum electrode
aluminum
foil
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JP8334243A
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Yasuhiko Nakada
泰彦 中田
Mikiya Shimada
幹也 嶋田
Yoshihiro Watanabe
善博 渡辺
Yoshiki Murakami
義樹 村上
Masakazu Tanahashi
正和 棚橋
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミ電極箔上のピット径、ピット間隔の均
一性を高めることにより、単位面積当たりの静電容量を
高めた電解コンデンサ用のアルミ電極箔を提供する。 【解決手段】 アルミ箔を塩酸、硫酸およびりん酸を含
む酸性水溶液中に浸漬させ、前記アルミ箔に直流電圧を
印加するエッチングにより、前記アルミ箔上にピットを
形成させることにより、理想的にピットが六方配置した
アルミ電極箔の隣接する2つのピットの間隔をLとし、
実際のエッチドアルミ電極箔のある一つのピットとこれ
に隣接する各ピットとの間隔のうち最も短いピット間隔
を最近接ピット間隔として、各ピットについて求めた最
近接ピット間隔の平均値をLaとした場合の、La/Lの
値が0.58以上、またはピット径の変動係数を0.4
5以下として単位面積当たりの静電容量を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミ電解コンデン
サ用電極箔の特性、特に静電容量特性に優れた電極箔と
その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミ電解コンデンサは、近年の電子機
器の小型化に伴ってますますサイズの小さいものが求め
られている。したがって電極箔の単位面積当たりの静電
容量を大きくすることが重要な課題となっている。また
省資源・原材料コスト低減の面からも、このことは重要
である。
【0003】従来より、アルミ電解コンデンサ用電極箔
の単位面積当たりの静電容量を大きくするためには、ア
ルミ箔を酸性または中性の水溶液に浸漬させて、化学的
または電気的にエッチングを行うことにより、アルミ箔
表面を粗面化させて表面積を拡大する方法が用いられて
いる。
【0004】一般にエッチングを行うことにより、表面
積は拡大して容量は大きくなるが、箔の機械的強度は弱
くなる。したがって、形成するエッチピットの発生場所
と形状をコントロールして、箔の強度を保ちながら表面
積の拡大を図ることが重要である。
【0005】また、従来より高圧用のアルミ電解コンデ
ンサ用電極箔の製造においては、アルミ箔表面からその
内部に向けて垂直に柱状のエッチピットを多数形成する
エッチング法が用いられている。このエッチング法で
は、表面積は発生するピットの数と各ピット径の大きさ
によって決まる。したがって、このエッチング方で得ら
れた電極箔は、隣接するピット同士が重なり合わないよ
うに最密充填されていること、ピット径が使用する化成
電圧に最適な径であること、さらに各ピットが錐形では
なく均一な柱状をしていることが理想的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようなエッチング法では下記のような問題があった。 (1)エッチング倍率を上げていくと、エッチング減量
に応じて表面積は増加していくが、ある程度までエッチ
ングが進行すると、隣接するエッチピット同士が重なり
合うため、逆に表面積は減少してしまう。 (2)ピット径にばらつきがあると、一定の径より小さ
いピットは化成後に化成被膜によってピットの凹部が埋
まってしまい、容量増大に寄与しないばかりでなく、化
成電力も無駄になってしまう。 (3)前記のようなことから、発生するピットの間隔、
ピット径を一定値以上にし、またピットの形状を均一な
柱状にすることは、エッチング倍率を上げるうえで重要
なポイントとなるが、従来の技術では発生するエッチピ
ットの間隔、形状を理想的にコントロールすることは困
難であった。
【0007】本発明は前記従来の問題を解決するもので
あり、エッチピット間隔およびピット径を均一にするこ
とにより、エッチング倍率を上げて、単位面積当たりの
静電容量を大きくした電解コンデンサ用アルミ電極箔お
よびその製造方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のアルミ電極箔は、アルミ箔を酸性水溶液に
浸漬させ、前記アルミ箔に直流電圧を印加してエッチン
グを行うことにより、前記アルミ箔上にピットを形成し
た電解コンデンサ用アルミ電極箔であって、理想的にピ
ットが六方配置したアルミ電極箔、すなわちアルミ電極
箔に形成されたある一つのピットとこれに隣接する6つ
の各ピットとの間隔がすべて等しいアルミ電極箔におけ
る隣接する2つのピットの間隔をLとし、実際のエッチ
ドアルミ電極箔のある一つのピットとこれに隣接する各
ピットとの間隔のうち最も短いピット間隔を最近接ピッ
ト間隔として、各ピットについて求めた最近接ピット間
隔の平均値をLaとすると、La/Lの値が0.58以
上、またはピット径の変動係数が0.45以下であるこ
とを特徴とする。
【0009】本発明のアルミ電極箔によれば、ピット
径、ピット間隔の均一性が高められていることにより、
単位面積当たりの静電容量を高めることができる。
【0010】次に、本発明のアルミ電極箔の製造方法
は、前記本発明のアルミ電極箔のアルミ電極箔の製造方
法であって、塩酸、硫酸およびりん酸を含む酸性水溶液
中でエッチングを行うことを特徴とする。
【0011】前記アルミ電極箔の製造方法においては、
りん酸イオンの濃度が2.0〜6.0Nであることが好
ましい。
【0012】また、前記アルミ電極箔の製造方法におい
ては、硫酸イオンの濃度が5.0〜7.0Nであること
が好ましい。
【0013】また、前記アルミ電極箔の製造方法におい
ては、塩素イオンの濃度が0.5〜2.0Nであること
が好ましい。
【0014】前記本発明のアルミ電極箔の製造方法によ
れば、電極箔を、塩酸、硫酸、およびりん酸を含む水溶
液中でエッチングすることにより、ピット間隔、ピット
径の均一性を高めたアルミ電極箔を製造することができ
る。
【0015】次に、本発明のアルミ電解コンデンサは、
前記本発明のアルミ電極箔を用いて製造されたことを特
徴とする。
【0016】前記本発明のアルミ電解コンデンサによれ
ば、アルミ電極箔のピット径、ピット間隔の均一性が高
められていることにより、ESR成分が小さく優れた周
波数特性が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て説明する。単位面積当たりの静電容量を上げるために
は、エッチング倍率を上げる必要がある。ただし、エッ
チング倍率は高くても、ピット径のばらつきが大きけれ
ば、一定の径より小さいピットは化成後に化成被膜によ
って、ピットの凹部が埋まってしまい静電容量に寄与し
ないばかりか、化成電力も無駄になる。したがって、ピ
ット径のばらつきを小さくして、化成被膜によって埋ま
るピットの数を少なくするほど、静電容量に寄与する度
合いが高くなることになる。
【0018】前記のようなことから、本実施形態のアル
ミ電極箔は、静電容量に寄与する度合いの高いアルミ電
極箔は、ピットの間隔およびピット径が均一であること
に着目して製造したものである。
【0019】したがって、本実施形態のアルミ電極箔は
従来のアルミ電極箔と比べて、ピットの間隔およびピッ
ト径の均一性が高い。本実施形態では、ピットの間隔の
均一性を比較するためにピット分散性指数、ピット径の
均一性を比較するために変動係数を用いた。
【0020】以下、ピット分散性指数について説明す
る。ピット分散性指数とは、アルミ電極箔のピットが理
想的に六方配置した場合のピット間隔に対する、実際の
エッチド箔の平均最近接ピット間隔の比を表わした値の
ことである。以下、図面を用いて具体的に説明する。
【0021】まず、理想的な六方配置について説明す
る。図1は、アルミ電極箔のピットが理想的に六方配置
している図を示している。ある一つのピット1に対し
て、隣接するピットは、ピット2から7の6個のピット
である。ピット1と各ピット(ピット2から6)との距
離はすべて等しくLである。この関係は他のピットにつ
いても同じである。
【0022】次に、アルミ電極箔のピットが理想的に六
方配置した場合のピット間隔Lの計算方法について説明
する。図2は、図1のA部分を拡大したものである。隣
接するピットの中心点を結ぶ3本の線は、長さはすべて
Lであるため、正三角形を形成する。この正三角形の中
には、ピットが1/2個含まれる。この正三角形の面積
0は、以下の(数1)で表される。
【0023】
【数1】
【0024】アルミ電極箔の面積をSとし、この面積S
の中にn個のピットが存在するとすると、比例関係より
以下の(数2)の関係が成り立つ。
【0025】
【数2】
【0026】(数2)に(数1)のS0を代入して、展
開するとピット間隔Lは、以下の(数3)で表される。
【0027】
【数3】
【0028】したがって、面積Sとピット個数nとが分
かれば、理想的に六方配置した場合のピット間隔Lは、
計算で求まることになる。
【0029】次に、実際のエッチド箔の平均最近接ピッ
ト間隔の計算方法について、説明する。図3は、実際の
エッチド箔のピット分布の一部の一例を示したものであ
る。アルミ電極箔全体の面積はSであり、面積Sの中に
n個のピットが存在する。すべてのピットについて座標
がわかっており、他のピットと区別できる。i番目のピ
ット座標を(xi,yi)、j番目のピット座標を
(xj,yj)とするとi番目のピットと、j番目のピッ
トとの距離Lijは、以下の(数4)で表される。
【0030】
【数4】
【0031】i番目のピットと他のすべてのj番目のピ
ットとの距離を求め、その中で最も小さいものが最近接
ピット間隔Liとなる。同様にして、i=1〜nについ
ても最近接ピット間隔Liとを求める。i番目のピット
の最近接ピット間隔をLiと平均最近接ピット間隔L
aは、以下の(数5)で表される。
【0032】
【数5】
【0033】(数3)、(数5)を用いれば、ピット分
散性指数Vは、以下の(数6)で表される。
【0034】
【数6】
【0035】したがって、ピット分散性指数の値が大き
いほどピット間隔の均一性が高く、仮に実際のエッチド
箔が理想的な六方配置であれば、ピット間隔は完全に均
一でありピット分散性指数は1となる。
【0036】次に、ピット径の変動係数について説明す
る。ピット径の変動係数Cは、ピット径の標準偏差sを
ピット径の平均値RAで割った値であり、i番目のピッ
ト径をRiとすると、以下の(数7)で表される。
【0037】
【数7】
【0038】本変動係数Cは、ピット径のばらつきを相
対的に表したものであり、仮にピット径が完全に均一で
あれば、ピット径変動係数Cは0となる。
【0039】以下の実施形態、実施例におけるピット分
散性指数、ピット径の変動係数は、製造されたアルミ電
極箔の走査電子顕微鏡写真を画像解析装置にかけ、各ピ
ットの座標を測定し、さらに円相当径のデータを求め、
これら数値を前記数式に代入することにより求めた。
【0040】次に、本実施形態のアルミ電極箔およびそ
の製造方法について具体的に説明する。本実施形態に用
いたアルミ箔は、結晶方位が均一に揃った4Nの高純度
箔である。これを塩酸、硫酸、およびりん酸を添加した
水溶液に浸漬し、アルミ箔を正極にして直流電圧を印加
した。第1段階のエッチング終了後、ピット径拡大のた
めの第2段階のエッチングをおこない、最後に520V
で化成をして、アルミ電極箔を完成させた。
【0041】塩素イオン濃度1.0N、硫酸イオン濃度
6.0N、りん酸濃度を0Nから10.0Nまで変化さ
せた場合の、ピット分散性指数、ピット径変動係数、静
電容量の各値を以下の表1に示した。
【0042】
【表1】
【0043】表1における、りん酸イオン濃度と静電容
量との関係を図4に示した。図4において、横軸Pはり
ん酸イオン濃度を示し、縦軸Fは静電容量を示してい
る。表1に示したアルミ電極箔のうち、りん酸イオン濃
度が0Nものは従来例であり、1N〜10Nのものが本
実施形態のものである。
【0044】従来例のものは、ピット分散性指数が0.
57であるのに対して、表1における本実施形態のもの
は、いずれもピット分散性指数が0.58以上またはピ
ット径変動係数が0.45以下である。特に、りん酸イ
オン濃度が2N〜6Nの実施形態は、ピット分散性指数
が0.58以上かつピット径変動係数が0.45以下で
あり、この範囲のものは図4からも分かるように、静電
容量が7.0μF/10cm2以上の大きな容量が確保
されている。
【0045】これは、りん酸イオン濃度が本範囲内であ
れば、アルミ電極箔の過剰な溶解が起こらないことに加
えて、ピット径、ピット間隔のばらつきが小さいため、
一定の径より小さいピットが少ないためと考えられる。
すなわち、化成後に化成被膜によって、ピットの凹部が
埋まった静電容量に寄与しないピットが少ないためと考
えられる。
【0046】また、本発明の電解コンデンサ用アルミ電
極箔を用いたアルミ電解コンデンサは、アルミ電極箔の
ピット径、ピット間隔の均一性が高められていることに
より、一定の径より小さいすなわち抵抗の大きいピット
が少ないため、ESR成分が小さく周波数特性に優れた
ものとなる。
【0047】なお、塩素イオン濃度、硫酸イオン濃度は
本実施形態のものに、限定されるものではなく、塩素イ
オン濃度0.5〜2.0N、硫酸イオン濃度5.0〜
7.0N程度の範囲内で設定してもよい。
【0048】
【実施例】以下、実施例について説明する。以下の実施
例については、前記実施形態と同様に、用いたアルミ箔
は、結晶方位が均一に揃った4Nの高純度箔である。こ
れを塩酸、硫酸、およびりん酸を添加した水溶液に浸漬
し、アルミ箔を正極にして直流電圧を印加した。第1段
階のエッチング終了後、ピット径拡大のための第2段階
のエッチングをおこない、最後に520Vで化成をし
て、アルミ電極箔を完成させた。 (実施例1)本実施例1では、塩素イオン濃度1.0
N、りん酸イオン濃度4.0N、硫酸イオン濃度を5.
0〜7.0Nとした。また、硫酸イオン濃度3.0〜
4.0Nのものを比較例とした。
【0049】各硫酸イオン濃度におけるピット分散性指
数、ピット径変動係数の値を以下の表2に示す。
【0050】
【表2】
【0051】表2から分かるように、硫酸イオン濃度が
5.0〜7.0Nのいずれにおいても、ピット分散性指
数は0.58以上で、かつピット径変動係数0.45以
下の良好な結果が得られた。前記実施形態で示した表1
の関係より、このようなピット分散性指数、ピット径変
動係数の値であれば、静電容量についても7.0μF/
10cm2以上の大きな容量であることが予想される。 (実施例2)本実施例2では、硫酸イオン濃度6.0
N、りん酸イオン濃度4.0N、塩素イオン濃度0.5
〜2.0Nとした。各塩素イオン濃度におけるピット分
散性指数、ピット径変動係数の値を以下の表3に示す。
【0052】
【表3】
【0053】表3から分かるように、硫酸イオン濃度が
5.0〜7.0Nのいずれにおいても、ピット分散性指
数は0.58以上で、かつピット径変動係数0.45以
下の良好な結果が得られた。前記実施形態で示した表1
の関係より、このようなピット分散性指数、ピット径変
動係数の値であれば、静電容量についても7.0μF/
10cm2以上の大きな容量であることが予想される。
【0054】
【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ用
アルミ電極箔によれば、ピット径、ピット間隔の均一性
を高めることにより、単位面積当たりの静電容量を高め
ることができる。
【0055】また、本発明の電解コンデンサ用アルミ電
極箔を用いたアルミ電解コンデンサは、アルミ電極箔の
ピット径、ピット間隔の均一性が高められていることに
より、ESR成分が小さく周波数特性に優れたものとな
る。
【0056】また、本発明のアルミ電極箔の製造方法に
よれば、電極箔を、塩酸、硫酸、およびりん酸を含む水
溶液中でエッチングすることにより、ピット間隔、ピッ
ト径の均一性を高めたアルミ電極箔を製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】アルミ電極箔のピットが理想的に六方配置して
いることを示す図
【図2】図1のA部を拡大した図
【図3】エッチド箔のピット分布の一部の一例を示す図
【図4】本発明の一実施形態における、りん酸イオン濃
度Pと静電容量Fとの関係を示す図
【符号の説明】
1,2,3,4,5,6 ピット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 義樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 棚橋 正和 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 (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミ箔を酸性水溶液に浸漬させ、前記
    アルミ箔に直流電圧を印加してエッチングを行うことに
    より、前記アルミ箔上にピットを形成した電解コンデン
    サ用アルミ電極箔であって、理想的にピットが六方配置
    したアルミ電極箔、すなわちアルミ電極箔に形成された
    ある一つのピットとこれに隣接する6つの各ピットとの
    間隔がすべて等しいアルミ電極箔における隣接する2つ
    のピットの間隔をLとし、実際のエッチドアルミ電極箔
    のある一つのピットとこれに隣接する各ピットとの間隔
    のうち最も短いピット間隔を最近接ピット間隔として、
    各ピットについて求めた最近接ピット間隔の平均値をL
    aとすると、La/Lの値が0.58以上、またはピット
    径の変動係数が0.45以下であることを特徴とするア
    ルミ電極箔。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のアルミ電極箔の製造方法
    であって、塩酸、硫酸およびりん酸を含む酸性水溶液中
    でエッチングを行うことを特徴とするアルミ電極箔の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 りん酸イオンの濃度が2.0〜6.0N
    である請求項2記載のアルミ電極箔の製造方法。
  4. 【請求項4】 硫酸イオンの濃度が5.0〜7.0Nで
    ある請求項2記載のアルミ電極箔の製造方法。
  5. 【請求項5】 塩素イオンの濃度が0.5〜2.0Nで
    ある請求項2記載のアルミ電極箔の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1記載のアルミ電極箔を用いて製
    造されたことを特徴とするアルミ電解コンデンサ。
JP8334243A 1996-12-13 1996-12-13 電解コンデンサ用アルミ電極箔およびその製造方法 Pending JPH10172868A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101273348B1 (ko) * 2011-12-08 2013-06-11 삼영전자공업(주) 알루미늄 전해 콘덴서용 전극박 및 그 제조방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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