JPS5915375B2 - アルミニウム電解コンデンサ用陽極体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム電解コンデンサ、より具体的に
述べるならば、アルミニウム電解コンデンサの陽極体で
ある高純度アルミニウムのエツチングによる製造方法に
関するものである。

近年、電子機器の回路に用いられる電子部品の小型化、
軽量化、高信頼性の要求はきびしくなっており、アルミ
ニウム電解コンデンサについても同様である。

特に、本発明が意図することはアルミニウム電解コンデ
ンサにおける静電容量及び誘電正接（ｔａｎδ）の周波
数特性を向上させることにある。

アルミニウム電解コンデンサは一般に次のような工程で
製作されている。

まず、高純度のアルミニウム箔を陽極とし、化成液中で
の陽極酸化によって酸化皮膜（Ａ１２０３）をアルミニ
ウム箔表面に誘電体として形成する。

なお、電解コンデンサの静電容量は誘電体の誘電率とそ
の表面積とに比例するので、アルミニウム箔の表面積を
大きくするエツチングが化成処理の前に行なわれている
。

このようにして酸化皮膜を形成したアルミニウム箔と、
セパレート紙と、酸化皮膜を形成しないアルミニウム箔
とを重ねて巻込んだ後に電解質を含浸してコンデンサに
作られる。

セパレート紙は陽極箔（酸化皮膜のあるアルミニウム箔
）と陰極箔との機械的接触を防止するとともに、電解液
を含浸保持させておくものである。

また、電解液としては、エチレングリコールやグリセリ
ンなどの溶媒に硼酸アンモンを溶解したものが使用され
る。

本発明は、上述した製造工程のうちでエツチング方法を
改善することによってアルミニウム電解コンデンサの性
能（周波数特性）を向上させることを意図したものであ
る。

従来のアルミニウム箔エツチング方法では、５〜１０％
の塩酸、０．１〜０．５％の硫酸溶液中で交流処理した
のち（公知の前処理法）、５〜１０％の塩酸液（液温６
０〜７０°Ｃ）中で３０００〜５０００クーロン／ ｄ
ｍ″の電気量なる直流で深部エツチングしていた しか
しながら、この従来力法によってエツチングされたアル
ミニウム箔には比較的小径のエツチングピットが多数生
じていたために、ピット内の陰極層の等価直列抵抗が大
きくなり、静電容量及び誘電圧接の周波数特性ばあ捷り
良くない。

したがって、本発明の目的は、エツチングによる表面積
拡大率を従来と同じように維持しつつエツチングピット
の径を従来よりも大きくすることにより静電容量及び誘
電正接の周波数特性を改善することであり、そのための
エツチング方法を提供することである。

発明者らの研究によって、前述の目的が次のようなアル
ミニウム電解コンデンサ陽極体のエツチングによる製造
方法によって達成されることを見出した すなわち、こ
の製造方法とは、１５ないし２５ｗｔ％の酢酸アンモン
、０．３ないし１．５ｗｔ％の塩酸、０，３ないし１．
５ ｗ ｔ％の硝酸及び１．０ないし３．０ｗｔ％のク
エン酸を含んでなるエツチング液中において、このエツ
チング液を４０ないし６０℃にしかつリップル混入率が
０．１％以下の直流によって高純度アルミニウム陽極体
素子をエツチングすることを特徴とするアルミニウム電
解コンデンサ陽極体の製造方法である。

上述したエツチング液中に含まれる酸の濃度、エツチン
グ液温及びエツチング電流は次の理由から定まる。

すなわち、エツチング液中の酢酸アンモン（ＣＨ３ＣＯ
ＯＨＮＨ４）の濃度が１５ｗｔ％未満であると、ビット
深さが浅くなり拡面率が低下する。

また２５ｗｔ％を越えるとビット密度が少なくなり拡面
率が低下する。

したがって、酢酸アンモンの濃度は１５ないし２５ｗｔ
％とされる。

塩酸（Ｈ（１）については、その濃度力０．３ｗ ｔ
１未満であると、ビット密度が少なくなり拡面率が低下
する。

また１、５ｗｔ％を越えると全面腐食が強まり拡面率が
低下する。

したがって、塩酸の濃度け０３ないし１．５ｗｔ％とさ
れる。

同様にエツチング液中の硝酸（ＨＮＯ３）については、
その濃度が０．３ｗｔ％未満であると、ビット深さが浅
くなり拡面率が低下する。

また１、５ｗ ｔ ％を越えると、全面腐食が強捷り拡
面率が低下する。

したがって、硝酸の濃度は０．３ないし１、５ ｗ を
係とされる。

さらに、エツチング液中のクエン酸 （Ｃ６Ｈ８０□）濃度範囲を限定した理由は、濃度が０
．１ ｗ ｔ １未満であると、ビット深さが浅くなり
拡面率が低下し、また３、０ｗｔ％を越えると、ビット
密度が少くなり拡面率が低下するからである。

エツチング液温が４０℃未満であると、拡面率が低下し
、捷だ６０℃を越えると拡面率は犬きくなるが、ビット
径が小さくなり、コンデンサとした場合の周波数特性が
悪化する。

したがって、エツチング液温度は４０ないし６０°Ｃと
される。

そして、エツチング電流については、リップル混入率が
０．１％以下の直流で前述のエツチング液中においてア
ルミニウム箔をエツチングすると、エツチングピット径
分布が従来の場合（リップル混入率が１〜３チの直流）
よりも大きいほうに分布のピークが移り、コンデンサに
した場合の周波数特性が向上する。

本発明のエツチングによる製造法の１実施例を以下に示
し、従来方法との比較を行なう。

本発明に係る実施例 純度９９．９９％、厚さ１００μの焼鈍済みアルミニウ
ム箔に、公知の前処理を行ったのち、ＨＣｌ１ｗｔ％、
ＨＮＯ３１ｗ ｔ ’ｌｙ、酢酸アンモン２０ ｗ ｔ
％＋及ヒクエン酸０．３ｗｔ％のエツチング液中で液
温を６０℃としかつリップル混入率０．０３％の直流で
深部エツチングした。

エツチングしたアルミニウム箔を化成処理して酸化皮膜
（Ａ１２０３）を形成し、その後所定面積に裁断した
このようにして得られたアルミニウム箔を陽補体とし、
一方、酸化皮膜を形成しないアルミニウム箔を陰極体と
してこれら箔の間にセパレート紙をはさみ巻込んだ。

これにエチレングリコール・硼酸アンモニア系ペースト
を含浸させ、ゴムパッチングを利用してアルミケース内
に封入してアルミニウム電解コンデンサ製品を作った。

従来方法に係る比較例 純度９９．９９％、厚さ１００μの焼鈍済みアルミニウ
ム箔に公知の前処理を行ったのち、ＨＣｌ８ ｗ ｔ
％のエツチング液中で液温を７０℃としかつリップル混
入率２φの直流で深部エツチングした。

エツチングしたアルミニウム箔を本発明の実施例と同じ
条件で化成処理し同じ面積に裁断した。

このアルミニウム箔を使って上述した実施例と同じ条件
、電解ペーストで製品を作った。

これらのアルミニウム電解コンデンサの性能を調べて下
記第１表及び第１図ないし第３図の結果を得た。

第１図ないし第３図中において、線Ａが本発明の方法に
係るアルミニウム電解コンデンサの場合を示し、線Ｂが
従来方法に係るアルミニウム電解コンデンサの場合を示
す。

第１表、第１図及び第２図から明らかなように、本発明
に係るエツチング方法を採用することによって従来より
も静電容量及び誘電正接の周波数特性が優れたアルミニ
ウム電解コンデンサを製作することが可能になる。

また、エツチング後にアルミニウム箔のエツチングビッ
トを観察してピット径分布を調べたのが第３図であり、
本発明に係るエツチング方法によってエツチングピット
径が従来よりも太きいものが得られかつ、分布全体も径
の大きいほうへ移動している。

なお、エツチングによる表面積の拡大率は本発明の場合
も従来の場合もそれほど差はなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アルミニウム電解コンデンサ静電容量の周波
数特性を表わす図であり、第２図は、アルミニウム電解
コンデンサ誘電正接（ｔａｎδ）の周波数特性を表わす
図であり、及び第３図は、エツチングによるエツチング
ピット径分布を表わした図である。 Ａ・・・本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの場
合、Ｂ・・・従来方法に係るアルミニウム電解コンデン
サの場合

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １５ないし２５ ｗ ｔ％の酢酸アンモン、０．３
   ないし１．５ｗｔ％の塩酸、０．３ないし１．５ｗｔ％
   の硝酸及び１．０ないし３． Ｏｗ ｔ％のクエン酸を
   含んでなるエツチング液中において、このエツチング液
   の液温を４０ないし６０℃にしかつリップル混入率が０
   ．１％以下の直流によって、高純度アルミニウム陽極体
   素子をエツチングすることを特徴とするアルミニウム電
   解コンデンサ用陽極体の製造方法