JPH10256097A - 電解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法 - Google Patents

電解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法

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JPH10256097A
JPH10256097A JP7437097A JP7437097A JPH10256097A JP H10256097 A JPH10256097 A JP H10256097A JP 7437097 A JP7437097 A JP 7437097A JP 7437097 A JP7437097 A JP 7437097A JP H10256097 A JPH10256097 A JP H10256097A
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JP
Japan
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aluminum foil
etching
ions
solution
etching step
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Application number
JP7437097A
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English (en)
Inventor
Hiroyoshi Hanamoto
博宜 花本
Yoshihisa Katono
義久 上遠野
Hiroshi Okazaki
博司 岡崎
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Lincstech Circuit Co Ltd
Original Assignee
Hitachi AIC Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容量の低下を防止し、エッチング処理し易
く、その処理時間を短縮でき、生産効率を向上できる電
解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法を提供するこ
と。 【解決手段】 塩素イオン、硫酸イオン、フッ素イオン
のうち1種類以上を含む溶液またはアルカリ性溶液を用
いてアルミ箔を化学的にエッチングし、次に、塩素イオ
ンを含む溶液中で直流電流を流してエッチングし、さら
に、塩素イオン、硝酸イオン、硫酸イオンのうち少なく
とも一種類とリン酸イオンとを含む溶液中において直流
電流を流してエッチングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ用
アルミ箔のエッチング方法に関し、特に、エッチング倍
率を向上できる中高圧用の電解コンデンサ用アルミ箔の
エッチング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミ電解コンデンサは、一般的に、陽
極用電極箔と陰極用電極箔とをクラフト紙やマニラ紙等
の電解紙を介して積層し、巻回して形成したコンデンサ
素子を用いる。そしてアルミ電解コンデンサの容量を増
加し、小形化を図るために、電極箔は、通常、電気的ま
たは化学的にエッチング処理をして表面積を拡大したア
ルミ箔を使用する。
【0003】アルミ箔をエッチング処理するには、例え
ば、3段階に分けて行なう方法を用いている。すなわ
ち、第1段目は、塩素イオンや硫酸イオン等を含む溶液
やアルカリ性溶液中にアルミ箔を浸漬して化学的にエッ
チングする。このエッチング処理により、アルミ箔の表
面をピットが均一に形成され易い状態にする。次に、第
2段目は、このエッチング処理後のアルミ箔を、塩素イ
オンを含む溶液中に浸漬し、直流電流を流して電気的に
エッチングし、多数のピットを形成する。さらに、第3
段目は、第2段目によるエッチング処理後のアルミ箔
を、塩素イオンと硫酸イオンとを含む溶液中に浸漬し、
直流電流を流してエッチングし、ピットの内壁に沿って
アルミを溶解し、ピットの径を使用電圧に適した大きさ
に形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、短時間でアル
ミ箔の表面積をエッチングしてラインの生産効率を上げ
る等の目的のために第3段目の工程において直流電流の
電流密度を高くすると、硫酸イオンを含む溶液を用いて
いるため、アルミ箔の表面が過度に溶解する。そのた
め、容量が減少し、機械的強度が低下する欠点がある。
そして直流電流の電流密度を低くしても、溶液中に浸漬
する時間が長くなり、かつ溶液中に塩素イオンを含んで
いるため、アルミ箔の表面が過度に溶解し、容量が減少
し、機械的強度が低下する。また、溶液中に硫酸イオン
を含んでいるため、アルミ箔の表面に溶液に不溶な薄膜
が形成される。このため、第2段目で形成したピットの
径を拡大する処理を十分に行なうことができず、エッチ
ング処理し難くなる欠点がある。さらに、溶液中に浸漬
する時間が長くなるため、製造時間が長くなり、生産効
率が低下する欠点がある。
【0005】本発明は、以上の欠点を改良し、容量及び
機械的強度の低下を防止できるとともに、エッチング処
理し易く、その処理時間を短縮でき、生産効率を向上で
きる電解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法を提供
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
の課題を解決するために、塩素イオン、硫酸イオン、フ
ッ素イオンのうち1種類以上を含む溶液またはアルカリ
性溶液を用いてアルミ箔を化学的にエッチングする第1
のエッチング工程と、この第1のエッチング工程後に少
なくとも塩素イオンを含む溶液中で直流電流を流して前
記アルミ箔を電気的にエッチングしてピットを形成する
第2のエッチング工程と、この第2のエッチング工程後
に塩素イオン、硝酸イオン、硫酸イオンのうち少なくと
も1種類とリン酸イオンとを含む溶液中において直流電
流を流して前記アルミ箔を電気的にエッチングして前記
ピットを任意の径に形成する第3のエッチング工程とを
行なう電解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法を提
供するものである。
【0007】また、請求項2の発明は、請求項1におい
て、表面に厚さ50オングストローム以下の酸化皮膜を
有するアルミ箔を第1のエッチング工程においてエッチ
ングするものである。
【0008】そして、請求項3の発明は、請求項1又は
請求項2において、電流密度が0.1〜0.7A/cm2
の直流電流を流して第2のエッチング工程を行なうもの
である。
【0009】さらに、請求項4の発明は、請求項1ない
し請求項3において、溶液の温度を70〜80℃にして
第2のエッチング工程を行なうものである。
【0010】そして、請求項5の発明は、請求項1ない
し請求項4において、硫酸イオン又はリン酸イオンの少
なくともどちらか一方を含む溶液中において第2のエッ
チング工程を行なうものである。
【0011】また、請求項6の発明は、請求項1ないし
請求項5において、電流密度が0.2〜1A/cm2の直
流電流を流して第3のエッチング工程を行なうものであ
る。
【0012】そして請求項7の発明は、請求項1ないし
請求項6において、溶液の温度を85〜95℃として第
3のエッチング工程を行なうものである。
【0013】さらに、請求項8の発明は、請求項1ない
し請求項7において、リン酸イオンの含有量を0.1〜
10%にして第3のエッチング工程行なうものである。
【0014】本発明によれば、第2のエッチング工程の
後に、リン酸イオンを含む溶液を用いてエッチング処理
をしているため、エッチング時に直流電流の電流密度を
高くしても、アルミ箔の表面が過度に溶解するのを防止
できる。従って、容量及び機械的強度の低下を防止でき
るとともに、製造時間を短縮でき、生産効率を向上でき
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。先ず、第1のエッチング工程によりアルミ
箔をエッチング処理する。このアルミ箔には、表面に自
然酸化皮膜を有しているものや、その自然酸化皮膜の一
部を除去したもの、あるいは化成処理をして酸化皮膜を
形成したものを用いる。なお、自然酸化皮膜や酸化皮膜
の厚さは、好ましくは50オングストローム以下、特
に、40オングストローム以下とする方が良い。すなわ
ち、酸化皮膜等の厚さが50オングストロームよりも厚
くなると、エッチング処理の際にピットを形成し難くな
り、また、ピットが局部的に発生してエッチングし難く
なり、エッチング倍率を向上し難くなる。そしてこのア
ルミ箔を、塩素イオン、硫酸イオン、フッ素イオンのう
ち少なくとも1種類以上を含む溶液、またはアルカリ性
溶液中に浸漬して化学的にエッチングする。なお、塩素
イオンを含む溶液は塩酸やその化合物の水溶液を用い
る。また、硫酸イオンを含む溶液は硫酸やその化合物の
水溶液を用いる。さらに、フッ素イオンを含む溶液はフ
ッ酸やその化合物の水溶液を用いる。そしてアルカリ性
溶液は、炭酸ナトリウム溶液や炭酸カリウム溶液、炭酸
水素ナトリウム溶液、炭酸水素カリウム溶液、水酸化ナ
トリウム溶液、水酸化カリウム溶液、水酸化バリウム溶
液等を用いる。また、アルミ箔の浸漬時間や溶液の温度
は、溶液の種類や使用電圧によって任意に設定する。
【0016】次に、この第1のエッチング工程によりエ
ッチング処理したアルミ箔を、第2のエッチング工程に
よりエッチング処理する。すなわち、少なくとも塩素イ
オンを含み、必要に応じて硫酸イオンやリン酸イオンを
加えた溶液中にアルミ箔を浸漬し、直流電流を流して電
気的にエッチング処理する。この場合、塩素イオンを含
む溶液は塩酸やその化合物の水溶液を用いる。また、硫
酸イオンを含む溶液は、硫酸やその化合物の水溶液を用
いる。さらに、リン酸イオンを含む溶液はリン酸やその
化合物の水溶液を用いる。そして直流電流の電流密度
は、0.1〜0.7A/cm2の範囲の大きさが好まし
く、特に、0.2〜0.5A/cm2の範囲が良い。すな
わち、電流密度が0.1A/cm2未満になると、ピット
を形成し難くなり、エッチングし難くなる。そして電流
密度が0.7A/cm2より大きくても、アルミ箔の表面
が溶解しすぎて、容量の低下を防止する効果が低下す
る。また、この第2のエッチング工程で用いる溶液の温
度は70〜80℃の範囲が好ましい。すなわち、温度が
70℃より低いと、長いピットが形成されるためアルミ
箔の機械的強度が低下する。そして温度が80℃よりも
高いと短いピットが形成され、容量を増加し難くなる。
【0017】さらに、第2のエッチング工程後のアルミ
箔を第3のエッチング工程によりエッチング処理する。
すなわち、アルミ箔を塩素イオン、硝酸イオン、硫酸イ
オンのうち少なくとも1種類以上と、リン酸イオンとを
含む溶液中に浸漬し、直流電流を流して電気的にエッチ
ングする。そして、塩素イオンを含む溶液は塩酸やその
化合物の水溶液を用いる。また、硝酸イオンを含む溶液
は硝酸またはその化合物の水溶液を用いる。さらに、硫
酸イオンを含む溶液は硫酸またはその化合物の水溶液を
用いる。そしてこれらの水溶液またはこれらの水溶液を
混合した水溶液にリン酸イオンを添加して含有させる。
このリン酸イオンの含有量は、0.1〜10%の範囲が
好ましく、特に、0.4〜3%の範囲が良い。すなわ
ち、添加量が0.1%未満では、アルミ箔の表面が溶解
するのを抑制する効果が小さく、エッチング倍率を向上
し難い。また、添加量が10%より多くなると、アルミ
箔の表面に薄膜が形成され、このためエッチングし難く
なり、ピット径を使用電圧に適した大きさにし難くな
る。従って、所定の容量や耐圧を得にくくなる。また、
直流電流の電流密度は、0.2〜1A/cm2の範囲が好
ましく、特に、0.4〜0.8A/cm2の範囲が好まし
い。すなわち、電流密度が0.2A/cm2未満の場合に
は、ピットの径を使用電圧に適した大きさにし難くな
る。また、電流密度が1A/cm2より大きくなると、ア
ルミ箔の表面が過渡に溶解し、エッチング倍率を向上し
難くなる。そしてこの第3のエッチング工程で用いる溶
液の温度は85〜95℃の範囲が好ましい。すなわち、
温度が85℃より低いとピットの径を拡大し難くなり容
量を増加し難くなる。そして温度が95℃より高くして
も、アルミ箔の表面が過度に溶解し、容量を増加し難く
なる。
【0018】
【実施例】次に、本発明の実施例について従来例ととも
に、エッチング処理後のアルミ箔の静電容量を測定し
た。実施例と従来例の製造方法は次の通りとする。 実施例:エッチング処理前のアルミ箔は、酸化皮膜の厚
さが35オングストローム、純度99.98%以上、厚
さ106μmとする。そして第1のエッチング工程とし
て、0.1%の水酸化カリウム溶液からなる温度35℃
のアルカリ性溶液中にアルミ箔を浸漬して化学的にエッ
チング処理する。次に、第2のエッチング工程として、
6%の塩酸水溶液に硫酸を溶解量0.5%にして溶解し
た温度80℃の溶液中に、第1のエッチング工程処理後
のアルミ箔を浸漬し、電流密度が0.5A/cm2の直流
電流を100秒間流して電気的にエッチング処理する。
さらに、この後、第3のエッチング工程として、6%の
塩酸水溶液にリン酸を0.5%溶解した温度80℃の溶
液中に、第2のエッチング工程処理後のアルミ箔を浸漬
する。そしてこの状態で、電流密度が0.3A/cm2
0.5A/cm2及び1.0A/cm2の3種類の大きさの直
流電流を各々240秒、140秒及び70秒間流してア
ルミ箔をエッチング処理する。
【0019】従来例:第1のエッチング工程と第2のエ
ッチング工程は実施例と同一とする。そして第3のエッ
チング工程として、6%の塩酸水溶液に硫酸を0.5%
溶解した温度85℃の溶液中に、第2のエッチング工程
処理後のアルミ箔を浸漬し、電流密度が0.3A/c
m2、0.5A/cm2及び1.0A/cm2の直流電流を各々
240秒、140秒及び70秒間流してエッチング処理
する。
【0020】また、静電容量の測定は、エッチング処理
後のアルミ箔を、温度85℃の8%硼酸水溶液中で48
0Vの電圧で化成処理した試料を用いて行った。測定結
果は表1の通りになった。
【0021】
【表1】
【0022】この表1から明らかな通り、同一の電流密
度どうしを比較すると、実施例1〜実施例3の方が従来
例3よりも、約1.09〜1.24倍だけ静電容量が増
加している。
【0023】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、3段に分
けてエッチング処理を行ない、第1のエッチング工程に
おいて、塩素イオン、硫酸イオン、フッ素イオンのうち
少なくとも1種類以上含む溶液またはアルカリ性溶液を
用いてアルミ箔をエッチングし、次に、第2のエッチン
グ工程において、少なくとも塩素イオンを含む溶液中で
直流電流を流してアルミ箔を電気的にエッチングし、さ
らに、第3のエッチング工程において、塩素イオン、硝
酸イオン、硫酸イオンのうち少なくとも1種類と、リン
酸イオンとを含む溶液中で直流電流を流してアルミ箔を
電気的にエッチングしているため、化成処理後の静電容
量の低下及び機械的強度の低下を防止でき、エッチング
処理し易くなり、その処理時間を短縮でき、生産効率を
向上できる電解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法
が得られる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩素イオン、硫酸イオン、フッ素イオン
    のうち1種類以上を含む溶液またはアルカリ性溶液を用
    いてアルミ箔を化学的にエッチングする第1のエッチン
    グ工程と、この第1のエッチング工程後に少なくとも塩
    素イオンを含む溶液中で直流電流を流して前記アルミ箔
    を電気的にエッチングしてピットを形成する第2のエッ
    チング工程と、この第2のエッチング工程後に塩素イオ
    ン、硝酸イオン、硫酸イオンのうち少なくとも一種類と
    リン酸イオンとを含む溶液中において直流電流を流して
    前記アルミ箔を電気的にエッチングして前記ピットを任
    意の径に形成する第3のエッチング工程とを行なう電解
    コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法。
  2. 【請求項2】 表面に厚さ50オングストローム以下の
    酸化皮膜を有するアルミ箔を第1のエッチング工程にお
    いてエッチングする請求項1の電解コンデンサ用アルミ
    箔のエッチング方法。
  3. 【請求項3】 第2のエッチング工程において直流電流
    の電流密度を0.1〜0.7A/cm2とする請求項1又
    は請求項2の電解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方
    法。
  4. 【請求項4】 第2のエッチング工程において溶液の温
    度を70〜80℃とする請求項1ないし請求項3の電解
    コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法。
  5. 【請求項5】 第2のエッチング工程において溶液中に
    硫酸イオン又はリン酸イオンの少なくともどちらか一方
    を含む請求項1ないし請求項4の電解コンデンサ用アル
    ミ箔のエッチング方法。
  6. 【請求項6】 第3のエッチング工程において直流電流
    の電流密度を0.2〜1A/cm2とする請求項1ないし
    請求項5の電解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方
    法。
  7. 【請求項7】 第3のエッチング工程において溶液の温
    度を85〜95℃とする請求項1ないし請求項6の電解
    コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法。
  8. 【請求項8】 第3のエッチング工程においてリン酸イ
    オンの含有量を0.1〜10%とする請求項1ないし請
    求項7の電解コンデンサ用アルミ箔のエッチング方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007258288A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Nichicon Corp 電解コンデンサ用電極箔の製造方法
JP2008192647A (ja) * 2007-01-31 2008-08-21 Nichicon Corp 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法

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JP2007258288A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Nichicon Corp 電解コンデンサ用電極箔の製造方法
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