JPS6362890A - 電解コンデンサ用アルミニウム電極材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、電解コンデンサ用アルミニウム電極材に関
する。

従来の技術 電解コンデンサ用アルミニウム電極材として用いられる
アルミニウム箔は、可及的大きな表面積を有して単位体
積当りの静電容量の大きいものであることが要請される
。このため、一般的に電気化学的あるいは化学的なエツ
チング処理を施してアルミニウム箔の実効表面積を拡大
することが行われており、更にこの拡面率の可及的増大
を目的として、エツチング孔をより多く、深く、太くす
ることに関して材料の改善、エツチング方法の改善、箔
の製造工程に関する改善等種々の研究がなされている。

電極材料の面からの改善としては、従来、アルミニウム
箔にエツチング核となるアルミニウムより貴な金属を微
量添加するというような合金組成の改良のほか、結晶方
位を１００方向に整えるというような合金組織の改良、
更には箔表面にエツチング核を形成するアルミニウムよ
り貴な金属を含む薄膜層を形成するというような表面処
理による改良等の各種の方法が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 ところが、実際上、上記のような改善されたアルミニウ
ム電極材を用いる場合であっても、従来既知のエツチン
グ技術においては、概してエツチング孔の発生部位が不
均一なものであり、またエツチング孔を多くしようとす
るとエツチング孔どうしが連通して粗大孔となったり、
アルミニウム箔表面の溶解が同時に進行して箔の機械的
強度が損われるのみならず、エツチング孔が深いものと
ならないというような欠点を派生し、結果において充分
に期待されるような拡面率の増大効果を得ることが難し
いという問題点があった。特に、エツチング孔の発生部
位の不均一性に関しては、アルミニウム箔中に含まれる
不純物原子の偏析、金属間化合物、結晶粒界の存在等に
よって、エツチング時に不均一なエツチングピットが発
生するため、これを避けることは困難なものであった。

この発明は、かかる問題点を解決し、アルミニウム箔に
所要の機械的強度を保有せしめつつ、多数の深いエツチ
ング孔を均一に形成することを可能として、拡面率すな
わち静電容量に優れたものとなしうる電解コンデンサ用
アルミニウム電極材を得ることを目的としてなされたも
のである。

問題点を解決するための手段 上記の目的においてこの発明の１つは、アルミニウム箔
（１）の表面に、アルミニウムより貴な金属粉末を含む
金属インキを用いて網点印刷を施すことにより、上記イ
ンキによるエツチング促進被膜（３）を有する多数の網
点部分（２）を高密度配置に形成せしめてなることを特
徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極材を提供す
るものであり、他の１つは、」二記に加えて更に、上記
網点部分を除く他の表面部分の全体に、レジストインキ
を用いて網点印刷を施すことにより、上記レジストイン
キによる耐性被膜を形成せしめてなることを特徴とする
電解コンデンサ用アルミニウム電極材を提供するもので
あって、これによりアルミニウム箔材料中の金属間化合
物、結晶粒界等の存在に関係なく、エツチング孔の発生
部位を予め決定してエツチング処理時にアルミニウム箔
の微細な網点部分の限定的かつ優先的な侵食を可能とし
、もって多数の深いエツチング孔を均一に形成せしめう
る電極材を得ることに成功したものである。

網点部分（２）にエツチング促進被膜（３）を形成する
金属インキは、例えば変性フェノール樹脂等の樹脂をバ
インダーとして、これにアルミニウムより電位的に貴な
金属、例えば、Ｐｂｓ　Ｂｉ　％　Ｃｕｓ　　ｌｌｌ５
　Ｓ＋１％　Ａｇ、Ｔｉ等の金属粉末の１種または２種
以上を冷加含有せしめたものであり、該金属粉末の含を
量は概ね１〜８０ｗｔ％程度、とくに好ましくは１０〜
５０ｗｔ％の範囲とする。このエツチング促進被膜（３
）を有する網点部分（２）は、エツチング時にエツチン
グ核の形成部位、密度を支配するものであり、アルミニ
ウム箔電極材の最終的な静電容量、機械的強度に直接影
響を及ぼすものであるから、その配列、大きさは、求め
る静電容量を考慮して決定する。網点部分の形状は、特
に限定されるものではないが、一般的には円形であり、
その直径（Ω）を１〜５μｍの範囲とし、かつその配列
ピッチも、各網点部分間の間隔（ｄ）を１〜５μｍの範
囲の高密度分布とするのが好適である。特に好ましくは
直径１〜２μｍ１間隔１〜２μｍ程度の範囲とする。

上記網点部分（２）の形成は、例えば多数の網点を有す
る版、例えば２８版等を用いて網点印刷の技法により行
われるものである。

アルミニウム箔（１）としては、従来高圧用陽極材料と
して使用されているのと同じく、純１１９９．９νｔ％
以上の高純度アルミニウムからなるものが用いられる。

該アルミニウム箔の表面の粗度も、静電容量に影響を及
ぼす。即ち、可及的平滑な表面を有するアルミニウム箔
の使用が静電容量の増大の面から推奨されるところであ
り、特にＲｍａｘ　Ｘｏ、　　１μｍ以下の平滑鏡面の
アルミニウム箔の使用が好ましい。

上記のこの発明に係るアルミニウム電極材は、これを従
来法に準じてこれをエツチングした場合、エツチング促
進被膜を有する網点部分においてエツチング核の発生が
促進され、該網点部分が集中的に侵食される結果、均一
でしかも深いエツチング孔の形成が行われるものである
＝アルミニウム箔の表面粗度が可及的小さい方が好結果
が得られるのは、上記エツチング核の形成が網点部分以
外の部分で徒らに発生するのを防止し、全面的な表面溶
解を抑制しうることに基づく。

アルミニウム箔の網点部分（２）以外の部分でのエツチ
ング孔（５）の形成をより一層確実に防止し、かつ表面
溶解を抑制するために、更に別途レジストインキを用い
て網点印刷を行い、第２図に示すように網点部分（２）
を除く他の部分の全体に、上記レジストインキからなる
耐性被膜（４）を形成せしめるものとなすことにより、
更に一段と好結果を得ることができる。

上記レジストインキは、エツチング処理時の酸またはア
ルカリエツチング液に対して耐性を有するものであれば
良く、例えば耐塩酸性のアルカリ除去型アクリル系樹脂
、その他生導体フォトマスク用のレジスト剤等を使用し
うる。

この発明に係る上記の電極材は、使用に際し、酸または
アルカリ浴中で電気化学的または化学的なエツチング処
理を施して、アルミニウム電極箔に仕上げられる。この
ようなエツチングに先立って、電極材表面に初期の凹凸
をつけるためドライエツチングを施すものとしても良い
。

上記エツチング処理に用いるエツチング液は、特に限定
されるものではなく、既知のような２〜１５％塩酸水溶
液、あるいは該溶液に更にクロム酸、硫酸、蓚酸等の酸
を添加した水溶液等を任意に採択使用しうる。他のエツ
チング処理条件、即ち、液温、電流密度、エツチング時
間等もすべて従来既知のエツチング処理条件をそのまま
採用しうる。このエツチング処理により、アルミニウム
箔の網点部分（２）において、そこに存在する金属イン
キによるエツチング促進被膜（３）の作用でエツチング
核の発生が促進され、鎖部に集中的に侵食が進んで、深
くて太いエツチング孔（５）の形成を可能とする。網点
部分（２）以外の部分にレジストインキによる耐性被膜
（４）を形成した電極材においては、該網点部分以外の
部分の表面溶解が一層確実に防止される結果、愈々深い
エツチング孔の形成を可能とし、かつ箔の機械的強度の
低下を防止する。

なお、耐性被膜（４）を有する電極材の場合、エツチン
グ処理を終えたのち、続いて、例えば数％ＮａＯＨ溶液
等のアルカリ液等に浸漬することにより箔表面に付着し
ている耐性被膜の除去処理が施される。

発明の詳細 な説明したようにこの発明に係る電極材は、網点印刷に
よりアルミニウム箔表面にアルミニウムより貴な金属を
含むインキによるエッチング促進波膜を有する多数の網
点部分が高密度に分布形成されたものであるから、該電
極材にその後に施すエツチング処理時において、エツチ
ング核の発生部位を上記網点部分に限定し、該部分を集
中的にアタックして、結果的に全面的な表面溶解を抑制
しつつ深くて太いエツチング孔を形成せしめることがで
きる。

また、この発明の電極材は、従来の電極材のように、金
属間化合物や結晶粒界の偏在等の材料特性のバラツキが
直接エツチング特性を大きく左右することがない。従っ
て、安定したバラツキの少ない電極材を提供しうる。

更には、網点印刷パターンの選択によ、得ようとする静
電容量を自由に制御することができ、得たい静電容量に
応じた電極材の設計が容易にできると共に、エツチング
時に無駄な表面溶解を生じさせないため、エツチングに
要する電気消費量も節減できる。

更にまた、この発明の電極箔は、網点印刷の技法で表面
にエツチング促進被膜を有する網点部分の形成を行い、
更には該部分を除く部分に耐性被膜を形成せしめるもの
であるから、フォトレジストによるバターニング法によ
って多孔耐性被膜を形成せしめるような場合に較べ、大
面積のアルミニウム箔に対する処理が容易であり、連続
処理により大面積のものを安価に得ることができる。

実施例 次にこの発明の実施例を比較例との対比において示す。

厚さ１００μｍ、純度９９．９９％、表面粗度ＲＩｌｌ
ａｘ　Ｘ　０．　０２μｍ以下の各焼鈍アルミニウム箔
の表面に、変形フェノール樹脂にＰｂ１Ｂｌ　、Ｃｕか
らなる各金属粉末を２０νｔ％の割合で含有せしめた金
属インキを用いて、ＰＳ版による網点印刷を施すことに
より、上記インキからなるエツチング促進被膜を冑する
多数の網点部分を高密度分布に形成した。この網点部分
は、直径１．５〜４．０μｍ１間隔１．５〜３゜０μｍ
の範囲で各種変化せしめたものとして、試料Ｎｏ、１〜
４の各種電極材を得た。

また、試料Ｎｏ、５については更に、３０℃の５％Ｈ２
ＳＯ４水溶液中で、電流密度ＩＡ／ｄ尻×１分間の陽極
酸化処理を施すことにより、上記網点部分以外の箔の表
面部分の全体に、陽極酸化皮膜からなる耐性被膜を形成
せしめたものとし、試料Ｎｏ、６については常法による
クロメート処理を施すことによりクロム酸塩皮膜からな
る同耐性波膜を形成せしめたものとし、更に、試料Ｎｏ
、７については大気中で２５０℃×２時間の加熱酸化処
理を施すことにより、酸化皮膜からなる同耐性被膜を形
成せしめたものとした。

次いで本発明による上記の各種アルミニウム電極材に、
エツチング液：５ｖｔ％塩酸水溶液、温度ニア５℃、直
流電流密度：　１０Ａ／　ｄｎｔ。

エツチング時間＝７分の条件のもので電解エツチングを
施した。

しかる後、試料ＮＯ６５〜７については、２５’Ｃ％　
５ｗｔ％水酸化ナトリウムに２秒浸漬して耐性被膜の除
去を行った。

上記により得られた各種エツチング箔を硼酸浴中で３８
０ｖに化成したのち、該箔の静電容量を測定した。一方
、この結果を、前記と同一アルミニウム材を使用しかつ
同一のエツチング条件で表面無処理のままエツチングの
みを施したアルミニウム箔（比較例）のそれと比較した
。

なお、静電容量の比較は、比較例の静電容量を１００と
した場合の相対比で評価した。結果を下表に示す。

〔以下余白〕

上表の結果に示されるように、この発明に停電極材は、
従来品相当の比較例に較べ、顕著な静電容量の増大効果
を得ることができるものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は網点印刷による網点部分の配列状態の一例を示
す模式的斜視図、第２図は同じく模式的断面図である。 （１）・・・アルミニウム箔、（２）・・・網点部分、
（３）・・・エツチング促進被膜、（４）・・・耐性被
膜。 以上

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム箔（１）の表面に、アルミニウムよ
   り貴な金属粉末を含む金属インキを用いて網点印刷を施
   すことにより、上記インキによるエッチング促進被膜（
   ３）を有する多数の網点部分（２）を高密度配置に形成
   せしめてなることを特徴とする電解コンデンサ用アルミ
   ニウム電極材。
2. （２）網点部分（２）は、円形でその大きさを直径１〜
   ５μｍの範囲とし、かつその間隔も同じく１〜５μｍの
   範囲とした特許請求の範囲第１項記載の電解コンデンサ
   用アルミニウム電極材。
3. （３）アルミニウム箔（１）は、純度９９．９％以上の
   高密度アルミニウムからなる特許請求の範囲第１項記載
   の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
4. （４）アルミニウム箔（１）の表面に、アルミニウムよ
   り貴な金属粉末を含む金属インキを用いて印刷を施すこ
   とにより、上記インキによるエッチング促進被膜（３）
   を有する多数の網点部分（２）を高密度配置に形成せし
   める一方、上記網点部分を除く他の表面部分の全体に、
   表面処理を施すことにより、耐性被膜を形成せしめてな
   ることを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極
   材。
5. （５）耐性被膜がクロメート処理によるクロム酸塩皮膜
   からなる特許請求の範囲第４項記載の電解コンデンサ用
   アルミニウム電極材。
6. （６）耐性被膜が陽極酸化処理による陽極酸化皮膜から
   なる特許請求の範囲第４項記載の電解コンデンサ用アル
   ミニウム電極材。
7. （７）耐性被膜が加熱酸化処理による酸化皮膜からなる
   特許請求の範囲第４項記載の電解コンデンサ用アルミニ
   ウム電極材。