(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム原箔の前処理工程とエッチングピット発生工程とエッチングピット拡大工程を備え、前記エッチングピット拡大工程が少なくとも３０秒間隔以内に印加電流の遮断時間を２秒以上設け、かつ印加される電気量をエッチングピット発生工程で印加される電気量の２００％以上４００％以下とし、このエッチング箔を５００Ｖ以上の電圧で化成することを特徴とするアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【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製造方法に関するもので、特に高圧での化成に適した陽極アルミニウム箔のエッチング技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、セットの小型化、高信頼性化に伴い、アルミ電解コンデンサに対するユーザーからのニーズ（小型化、コストダウン）が急速に高まっているため、アルミ電解コンデンサ用電極箔（以下電極箔と称す）も従来以上に単位面積当たりの静電容量を高める必要が生じている。特に昨今海外の市場や産業用の大形製品の市場の拡大に伴い、コンデンサ製品の中でも特に使用電圧の高い領域でのコストダウンが課題となっている。
【０００３】
以下に従来の電極箔の製造方法について説明する。
電極箔はアルミ電解コンデンサの小型化を図るために、アルミニウム箔を電気化学的あるいは化学的にエッチングして有効表面積を拡大したものが使用されている。この表面積の拡大のために種々のエッチング方法が研究されているが、一般的にはアルミニウム箔を数種類の異なるエッチング槽に連続的に挿入し、各エッチング槽内で電流印加あるいは化学溶解を行うことによってアルミニウム箔の表面積を徐々に拡大し、そして最終洗浄を行うことによりエッチングを行っている。次工程では製品の使用電圧に応じた化成皮膜を生成する処理が行われるが、そこで化成電圧が異なると適切なピット形状が異なるため、化成電圧に応じたピット形状に制御してやることが重要となる。従来は２００Ｖ台後半から４００Ｖ台までの化成電圧の需要が多かったので、特公平３−６９１６８号公報に示されているように静電容量を引き出すのに必要なピット密度を多く確保するためにエッチングピット発生工程を重視しており、その分エッチングピット拡大工程での電流印加量を比較的少なくしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の技術では高圧、特に５００Ｖ以上の電圧で化成した場合に化成皮膜で埋まってしまうエッチングピットが比較的多く残存しており、その結果、容量が十分に引き出せず、化成工程での単位容量当たりの消費電力も増大するという問題点を有していた。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、特に高圧で化成する場合において単位面積当たりの静電容量が高く、かつ化成工程での消費電力の削減効果も有するアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法は、アルミニウム原箔の前処理工程とエッチングピット発生工程とエッチングピット拡大工程を備え、前記エッチングピット拡大工程が少なくとも３０秒間隔以内に印加電流の遮断時間を２秒以上設け、かつ印加される電気量をエッチングピット発生工程で印加される電気量の２００％以上４００％以下とし、このエッチング箔を５００Ｖ以上の電圧で化成するようにしたもので、この製造方法によれば、特に高圧で化成する場合において単位面積当たりの静電容量が高く、かつ化成工程での消費電力の削減効果も有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、アルミニウム原箔の前処理工程とエッチングピット発生工程とエッチングピット拡大工程を備え、前記エッチングピット拡大工程が少なくとも３０秒間隔以内に印加電流の遮断時間を２秒以上設け、かつ印加される電気量をエッチングピット発生工程で印加される電気量の２００％以上４００％以下とし、このエッチング箔を５００Ｖ以上の電圧で化成するようにしたもので、この製造方法によれば、前段のエッチングピット発生工程の前にアルミニウム原箔に前処理を施すようにしているため、アルミニウム原箔の表面に存在する不均一な自然酸化皮膜の影響は緩和されることになり、これにより、エッチングピットは均一に生成され、そして後半のエッチングピット拡大工程では前段で生成したエッチングピットに高圧化成への対応を意識し十分な電気量を印加してエッチングピットを拡大するため、高い電圧で化成した場合でもエッチングピットが化成皮膜で埋まる割合が低減され、これにより電極箔の静電容量を高くすることができるとともに、さらに化成工程における消費電力の増大も防ぐことができるものである。
【０００８】
また、前記エッチングピット拡大工程において、少なくとも３０秒間隔以内に印加電流の遮断時間を２秒以上設けることにより、エッチングピット内部の液交換が促進され、かつエッチングピットの側面とエッチング液との反応抵抗がエッチングピット内部のエッチング液の液抵抗に比べて十分大きくなり、さらにはエッチングピット側面の溶解速度がエッチングピットの長さ方向でほぼ一定に保持され、エッチングピット表面の無効溶解が低減されて理想形態である円柱状に近い形状でエッチングピットの拡大が進行するため、電極箔の単位面積当たりの静電容量の増大が図れるものである。
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
純度９９．９８９％、厚み１００μｍ、（１００）面結晶方位率９０％以上のアルミニウム原箔に、燐酸または硫酸を含む水溶液中で１分間浸漬する前処理を施し、続いて塩酸を主体とし、これに蓚酸、硫酸等の皮膜生成機能を持つ添加剤を加えた酸性水溶液中で電流密度２０Ａ／dm2の直流電流を１５０秒間印加してエッチングピットの発生処理を行い、その後、硫酸または硝酸を主成分とする化学溶解性の低い酸性水溶液中に浸漬し、電流密度１０Ａ／dm2の直流電流の総印加時間を４５０秒から１３５０秒の範囲で変化させてエッチングピットの拡大処理を行う。なお、エッチングピット拡大工程においては、３０秒間隔で電流を２秒間遮断する。
【００１０】
（表１）は実施の形態１で得られたエッチング終了後の箔表面を９％、５０℃の硝酸水溶液中で１分間洗浄した後、８％、９０℃の硼酸水溶液中で化成を行い（化成電圧は４５０Ｖから６００Ｖまで５０Ｖ間隔で実施）、それらの各試料について静電容量、折曲げ強度（１．０mmＲ、５０ｇ荷重、折曲げ角９０度の条件下１往復で１回とする）、容量当たりの化成消費電力指数を測定した結果を示したものである。
【００１１】
【表１】
0003543549.tif 000002
【００１２】
（表１）から明らかなように、エッチングピット拡大工程での印加電気量がエッチングピット発生工程での印加電気量の２００％から４００％の範囲にある場合は、５００Ｖ以上の化成電圧において、比較例に比べて静電容量アップならびに化成時の消費電力削減の効果が認められる。エッチングピット拡大工程での印加電気量がエッチングピット発生工程での印加電気量の２００％より少ない場合は、エッチングピットの径が十分に拡大されていないため、５００Ｖ以上の高い電圧で化成した場合に、化成皮膜でエッチングピットが埋まってしまう無効ピット（静電容量の増大に寄与しない）が多くなってしまい効果が現れない。一方、エッチングピット拡大工程での印加電気量がエッチングピット発生工程での印加電気量の４００％より多い場合は、生成されたエッチングピットのうち、隣り合ったエッチングピットどうしがつぶしあって実質有効なエッチングピット密度が少なくなり、かえって静電容量が低下してしまうものである。
【００１３】
（実施の形態２）
純度９９．９８９％、厚み１００μｍ、（１００）面結晶方位率９０％以上のアルミニウム原箔に、燐酸または硫酸を含む水溶液中で１分間浸漬する前処理を施し、続いて塩酸を主体とし、これに蓚酸、硫酸等の皮膜生成機能を持つ添加剤を加えた酸性水溶液中で電流密度２０Ａ／dm2の直流電流を１５０秒間印加してエッチングピットの発生処理を行い、その後、硫酸または硝酸を主成分とする化学溶解性の低い酸性水溶液中に浸漬し、電流密度１０Ａ／dm2の直流電流の総印加時間を６００秒として、電流の遮断回数を１０回から３０回まで、１回の遮断時間を１秒から１０秒まで変化させてエッチングピットの拡大処理を行う。
【００１４】
（表２）は実施の形態２で得られたエッチング終了後の箔表面を９％、５０℃の硝酸水溶液中で１分間洗浄した後、８％、９０℃の硼酸水溶液中で６００Ｖ化成を行い、それらの各試料について静電容量、折曲げ強度（１．０mmＲ、５０ｇ荷重、折曲げ角９０度の条件下１往復で１回とする）を測定した結果を示したものである。
【００１５】
【表２】
0003543549.tif 000003
【００１６】
（表２）から明らかなように、エッチングピット拡大処理の最中に電流の遮断が少なくとも３０秒に１回以上存在し、かつ１回の遮断時間が２秒以上である場合は、電流遮断の間にエッチングピット内部の液交換が促進され、かつエッチングピットの側面とエッチング液との反応抵抗がエッチングピット内部のエッチング液の液抵抗に比べて十分大きくなり、さらにはエッチングピット側面の溶解速度がエッチングピットの長さ方向でほぼ一定に保持され、エッチングピット表面の無効溶解が少なくなって理想と考えている円柱状に近い形状でエッチングピットの拡大が進行するため、電極箔の単位面積当たりの静電容量の増大が図れるものである。
【００１７】
（実施の形態３）
純度９９．９８９％、厚み１００μｍ、（１００）面結晶方位率９０％以上のアルミニウム原箔に、燐酸または硫酸を含む水溶液中で１分間浸漬する前処理を施し、続いて塩酸を主体とし、これに蓚酸、硫酸等の皮膜生成機能を持つ添加剤を加えた酸性水溶液中で電流密度２０Ａ／dm2の直流電流を１５０秒間印加してエッチングピットの発生処理を行い、その後、硫酸または硝酸を主成分とする化学溶解性の低い酸性水溶液中に浸漬し、電流密度１０Ａ／dm2の直流電流の総印加時間を１２００秒として、電流の遮断回数を２０回から６０回まで、１回の遮断時間を１秒から１０秒まで変化させてエッチングピットの拡大処理を行う。
【００１８】
（表３）は実施の形態３で得られたエッチング終了後の箔表面を９％、５０℃の硝酸水溶液中で１分間洗浄した後、８％、９０℃の硼酸水溶液中で６００Ｖ化成を行い、それらの各試料について静電容量、折曲げ強度（１．０mmＲ、５０ｇ荷重、折曲げ角９０度の条件下１往復で１回とする）を測定した結果を示したものである。
【００１９】
【表３】
0003543549.tif 000004
【００２０】
（表３）から明らかなように、電流密度１０Ａ／dm2の直流電流の総印加時間を１２００秒とした場合においても、エッチングピット拡大処理の最中に、電流の遮断が少なくとも３０秒に１回以上存在し、かつ１回の遮断時間が２秒以上である場合は、（表２）に示したものと同様、電極箔の単位面積当たりの静電容量の増大が図れるものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明のアルミ電解コンデンサ用電極箔の製造方法は、アルミニウム原箔の前処理工程とエッチングピット発生工程とエッチングピット拡大工程を備え、前記エッチングピット拡大工程が少なくとも３０秒間隔以内に印加電流の遮断時間を２秒以上設け、かつ印加される電気量をエッチングピット発生工程で印加される電気量の２００％以上４００％以下とし、このエッチング箔を５００Ｖ以上の電圧で化成するようにしたもので、この製造方法によれば、前段のエッチングピット発生工程の前にアルミニウム原箔に前処理を施すようにしているため、アルミニウム原箔の表面に存在する不均一な自然酸化皮膜の影響は緩和されることになり、これにより、エッチングピットは均一に生成され、そして後半のエッチングピット拡大工程では前段で生成したエッチングピットに高圧化成への対応を意識し十分な電気量を印加してエッチングピットを拡大するため、高い電圧で化成した場合でもエッチングピットが化成皮膜で埋まる割合が低減され、これにより、電極箔の静電容量を高くすることができるとともに、さらに化成工程における消費電力の増大も防ぐことができるものである。