JPS6014120B2 - アルミニウム陽極体のエッチング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高いエッチング倍率を得るためのアルミニウム
のエッチング方法に関する。

アルミニウム電解コンデンサには陽極として高純度のア
ルミニウム（以後Ａ夕）箔を用いこれを捲回した形で用
いる乾式電解コンデンサとＡ〆板を打抜くか或はＡ〆線
を適当な長さに切断してこれを陽極素子とする固体電解
コンデンサがあるがこれらの陽極箔式は陽極素子は何れ
も電解エッチング処理により表面積を拡大したものが用
いられている。

ここでエッチングによる表面の粗面化がなされる理由は
Ａ〆電解コンデンサの誘電体はその厚さが数百〜数千Ａ
の極めて薄い酸化皮膜であって陽極箔式は素子を構成す
るＡその表面が陽極酸化処理により酸化物に変換された
ものからなり、下地金属の形状と相似形をなすことと、
電解コンデンサの静電容量は電極の表面積に比例するこ
とに基ずし、ている。

さてＡ〆箔或は素子の電解エッチングは第１段階として
塩酸（日ｃそ）を主体とする液中で陽極として電解しそ
の表面を粗面化することが行われる。

一例として粗面化のためのエッチングの条件を述べると
、塩酸（Ｈｃ夕） ・・・・・・１０〜２０％ 水
溶液塩化アルミ（Ａそｃ〆２）……５〜１５％ ″硫酸
（比Ｓ０４） ・・・・・・５〜１０％ ″液温
：７０ｑｏ電流密度
：０．５〜ＩＡ／の時間
：３の砂 である。

ここでＨｃ夕を用いる理由は塩素（ｃそ）は電気陰性度
が大きくＡ〆との化学結合が容易でまた反応物が易溶性
であるためであり、Ａ〆ｃ〃３ を加える理由はＡその
弱点部のみを選択エッチングさせるためである。

すなわちＡそのエッチングは溶液の組成或はエッチング
条件とその形態により均一溶解、局部溶解、ビット溶解
などに分けられるが、電解コンデンサ用のエッチングの
目的はＡそ箔或は素子を均一に溶解してその厚さと薄く
するのではなく、厚さはなるべく変えずに表面を粗面化
するにある。それで予めＡタイオンを溶液中に多量に添
加することによりＡその均一溶解をできるだけ防ぎ、Ａ
そ結晶の弱点部のみ優先的にエッチングするよう配慮さ
れている。

また硫酸（日２Ｓ０４）の添加は液のｐＨを低めること
によりエッチング生成物である水酸化アルミ（Ａ夕（Ｏ
Ｈ）３）の沈澱を防ぐためである。

この第１段階のエッチングは粗面化エッチングと言われ
この目的は次に行われる深部エッチングの準備としてエ
ッチングビットを形成することおよびＡ〆面を粗面化し
て表面倍率を高めると共にその後電解コンデンサを固体
化する用途に対しては二酸化マンガン（Ｍｎ０２）半導
体層の接着力を高めるためである。次に深部エッチング
は表面倍率を高めるために行われるものであって先のエ
ッチングで作ったエッチングビットを通じてＡそ陽極の
内部にまで直線状にエッチングを進行させることが目的
である。

ここで深部エッチングの条件として一例を挙げると、ク
ロム酸（Ｃて０３） ０．７〜１％水溶液塩酸（
Ｈｃ夕） １０〜２０％ ″液温
：８０℃電流密度
：０．４〜０．６Ａ／の時間
：１５〜２０分となる。

ここでＣｒ２０３を添加する理由はＡそ面上に不動態皮
膜を形成するにあり、Ａその均一溶解を防ぎ第１段階で
生じたエッチビットを開始点としてＡそ内内に向け深い
エッチング孔を作ることを目的としている。

すなわちＡその結晶は＜１００＞の両方向が選択的にエ
ッチングされる性質があるので電流密度を選択すること
により、この方向に深いエッチング孔を作ることができ
る。

以上述べたように従来の電解コンデンサに用いられる深
部エッチング箔或は素子の製法としてはＨｃ夕−日２Ｓ
０４系のエッチング液で先ずＡそ表面を粗面化した後Ｃ
ｒ２０３一Ｈｃそ系の液を用いて深部エッチングを行う
処理方法により作られていた。

本発明は従釆のアルミニウム陽極体に較べて更にエッチ
ング倍率の高いアルミニウム陽極体を実用化するにあり
、その一方法として深部エッチングを行う前に３００ｏ
〜４５０午０の熱処理を加えるにある。以下図面を用
いて本発明の一実施例を説明する。

第１図ＡはＡ〆箔等からなる陽極素子１の断面図であり
、Ｈｃクー日２Ｓ０４系の液で電解エッチングを行う場
合は化学溶解と電気化学溶解が併存するため表面は＜１
００＞方向のエッチビットを中心として化学溶解が進行
して微細な凹凸からなるエッチング面２を得ることがで
きる。

本発明はかかるＡ〆を熱処理して第１図Ｂに示すように
その表面に酸化皮膜３を生じさせるもので、これは次の
深部エッチング処理でのＣｒ２０３による不動態皮膜形
成作用を補強するものである。

すなわち従来の方法はクローム酸イオン（Ｃｒ２０４…
〉の放電により生じた酸素０によって金属表面が酸化さ
れ、このため均一溶解が防がれ一方ｃそ一はＡそのビッ
ト位置に生じている酸化皮膜を貫通してエッチングが進
行して深部エッチングが行われるとされていた。

然し乍ら微視的にはエッチビットの周囲のＡ〆は溶解さ
れないのではあく不動態皮膜の形成と溶解が繰返し生じ
て次第に溶解しそおため初めのエッチングで生じた表面
の凹凸は次第に減少してこの部分のエッチング倍率は減
少する煩向があった。

本発明はかかる溶解を無くするために熱処理により厚さ
数百△の酸化皮膜３をつけることによりこの部分の溶解
を抑制するものである。

次に第１図Ｃはかかる熱処理を行ったＡ夕に深部エッチ
ング処理を行った断面図で陽極素子１と陰極との間に印
加される電界によりビット位置４の酸化皮膜はｃクィオ
ンにより容易に破壊されてビット位置４のみでエッチン
グが進行しく１００＞方向に深いエッチング孔５ができ
ることになる。

さて第２図は本発明に係る熱処理の効果を示す実験結果
で、面積３×４肌厚さ２側よりなるＡ〆板を陽極素子と
し、これに深部エッチング処理を施した試料につい化成
を行い、その静電容量を比較したものである。図で点線
６は熱処理を行わない従来試料についてのもので、曲線
７は紙面化処理後に行った２５０〜６００午０の熱処理
（熱処理時間：３０分）の効果を示している。

ここで化成液および測定液の条件は棚酸アンモン（Ｎ比
Ｂ２０７）・・・８雌／〆水溶液溶液の比抵抗：
３瓜ｈｍ・仇液温：
６６０である。

第２図の曲線７から酸化皮膜成長の効果は熱処理を加え
ることによって得られるが、特に３００〜４５０ｑｏの
熱処理で顕著であり、その後減少してゆくがこの理由は
処理温度の上昇によりＡそ金属の再結晶化が盛んとなり
、そのため第１段階として行われる粗面化の凹凸が平坦
化するためと思われる。

この実施例の場合、３５０００の熱処理が最も有効であ
り、これは熱処理しないものに較べて化成電圧１３０Ｖ
で評価すると１．５倍のエッチング倍率を得ることがで
きる。

なお熱処理により生じた酸化皮膜の構造は化成により生
ずる酸化皮膜の構造と同一であり、そのため熱処理が電
解コンデンサの特性に悪影響を及ぼすことはない。

本発明は深部エッチングを行う電解コンデンサの陽極素
子或は陽極箔について表面倍率を更に高めるためになさ
れたものであり粗面化エッチングの後に熱処理を行うこ
とにより表面倍率を従来より高めることができる。

なお本発明は図示例に限定するものではなく、「特許請
求の範囲」内において適宜変形し実施し得るものである
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る実施例を示すもので、第１図Ａは粗
面化エッチング後のＡその断面図、同図Ｂはこれを熱処
理して酸化皮膜をつけた状態、また同図Ｃは酸化皮膜形
成後に深部エッチングを施したＡその断面図である。 又、第２図は本発明に係るコンデンサの容量特性を熱処
理温度の関係で示す図である。図において１はＡそ、２
は粗面化Ａその表面、３は酸化皮膜、５はエッチング孔
。 弟？図 兼２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミニウム電解コンデンサの陽極として用いられ
   るアルミニウム素子或はアルミニウム箔の電解エツチン
   グにおいて、普通エツチングによる粗面化処理に引続い
   て行われる深部エツチング処理の前に熱処理を行うこと
   を特徴としたアルミニウム陽極体のエツチング方法。