JP2004266024A - 電解コンデンサ用アルミニウム電極材およびその製造方法、ならびにエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材、化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材、電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】エッチングピットを高密度かつ均一に形成させ、このピットを起点に深くかつトンネル内で結合が起こりにくくエッチングすることで確実に拡面率を高め、静電容量の更なる増大を図ることができる電解コンデンサ用アルミニウム電極材を提供する。
【解決手段】電解コンデンサ用アルミニウム電極材、アルミニウム材２の表面に付着させた金属化合物を加熱処理によりアルミニウム材２中に当該金属元素を拡散させてなるものである。前記金属化合物は該金属化合物を含むインクを用いて印刷を施すことによって付着させる。また、前記印刷は多数の点１が規則配列された網点印刷を推奨できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサに用いられるアルミニウム電極材およびその製造方法、またエッチングされ、あるいはさらに化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材、この電極材を用いた電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、電解コンデンサ電極に使用されるアルミニウム材は、拡面率を高めて静電容量を向上させるためにエッチング処理される。そして、エッチング処理により形成されるエッチングピットの数が多いほど、また長いほど拡面率が高くなるため、エッチング適性を改善すべきエッチング処理の前工程としてアルミニウム材に様々な処理が行われている。例えば、（１００）結晶方位への制御、アルミニウム材へのＣｕ、Ｐｂなどの微量元素の添加、最終焼鈍前の脱脂洗浄、最終焼鈍での結晶性酸化膜の形成処理等が行われている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
また、単に各エッチングピットの数や長さだけでは静電容量向上の限界に近づいているため、局部エッチング、未エッチングや表面溶解を少なくして、エッチングピットをエッチング面で均一かつ高密度に発生させることによって、さらなる拡面率の向上を図る試みがなされている。具体的には、アルミニウム材の表面に異物質の付着させたり、機械的に欠陥を形成させ、異物質や欠陥をエッチングピットの発生核とする試みが行われている（例えば、特許文献３〜８）。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭５８−３４９２５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平３−１２２２６０号公報
【０００６】
【特許文献３】
特公平５−２８４８６号公報（特許第１８２０６４３号）
【０００７】
【特許文献４】
特開昭６３−０６２８８８号公報
【０００８】
【特許文献５】
特開昭６３−１５７８８２号公報
【０００９】
【特許文献６】
特公平４−１０９０３６号公報（特許第２０７６４５１号）
【００１０】
【特許文献７】
特許第２５４５４２９号公報
【００１１】
【特許文献８】
特公平７−１９７３２号公報（特許第２００２４５６号）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した種々の方法によっても、エッチング過程での孔食ピットの分布を制御できないため、トンネルが結合し、拡面率が理想状態に到達せず、理想容量に対し５０〜６５％に留まっている。従って、現状のアルミニウム材は、ますます増大しつつ静電容量への要望に応えうるものではない。
【００１３】
この発明は、このような技術背景に鑑みて、エッチングピットを高密度かつ均一に形成させ、このピットを起点に深くかつトンネル内で結合が起こりにくくエッチングすることで確実に拡面率を高め、静電容量の更なる増大を図ることができる電解コンデンサ用アルミニウム電極材およびその製造方法を提供し、さらにエッチングされた電解コンデンサ電極用アルミニウム材、化成処理された電解コンデンサ電極用アルミニウム材、電解コンデンサを提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の電解コンデンサ用アルミニウム電極材は下記の構成を有する。
（１） アルミニウム材の表面に付着させた金属化合物を加熱処理によりアルミニウム材中に当該金属元素を拡散させ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） 前記金属化合物を含むインクを用いて印刷を施すことによって該金属化合物を付着させる前項１に記載のコンデンサ用アルミニウム電極材。
（３） 前記印刷は多数の点が規則配列された網点印刷である前項２に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（４） 前記点は円相当直径で０．１〜１５μｍであり、網点を除く部分の面積率が５０％以上９９％未満である前項３に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（５） 前記金属元素はアルミニウムに対して電位差を生ぜしめる金属である前項１〜４のいずれかに記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（６） 前記金属はＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｌｉのうちのいずれかである前項５に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（７） 前記アルミニウム材におけるＡｌ純度が９９．９質量％以上である前項１〜６のいずれかに記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（８） 前記電解コンデンサ用アルミニウム電極材は陽極材である前項１〜７に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
【００１５】
本発明の電解コンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法は、前記電極材を製造する方法であって下記の構成を有する。
（９）アルミニウム材の表面に金属化合物を付着させ、その後に加熱処理を施してアルミニウム材中に当該金属元素を拡散させ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の製造方法。
（１０） 前記金属化合物の付着は、該金属化合物を含むインクを用いて印刷を施すことによって行う前項９に記載のコンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法。
（１１） 多数の点が規則配列された網点印刷を行う前項１０に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法。
（１２） 加熱処理は３００℃以上で行う前項９〜１１のいずれかに記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法。
【００１６】
本発明のエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材は下記の構成を有する。
（１３） 前項１〜８のいずれかに記載された電解コンデンサ用アルミニウム電極材がエッチングされてなることを特徴とするエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（１４） エッチングされたアルミニウム材の表面積がエッチング前の投影面積の１０倍以上に拡面されてなる前項１３に記載のエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（１５） ５０％以上のエッチングピットのピット径が０．５〜５μｍである前項１３または１４に記載のエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（１６） ５０％以上のエッチングピットのピット間隔が０．１〜１５μｍである、前項１３〜１５のいずれかに記載のエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
【００１７】
本発明の化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材は下記の構成を有する。
（１７） 前項１３〜１６のいずれかに記載されたエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材が化成処理され、誘電体膜が形成されてなることを特徴とする化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
（１８） エッチングピットにおける誘電体膜の平均膜厚が０．１μｍ以上である前項１７に記載の化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
【００１８】
本発明の電解コンデンサは下記の構成を有する。
（１７） 電極材として、前項１７または１８に記載の化成処理された電解コンデンサ用電極材が用いられていることを特徴とする電解コンデンサ。
【００１９】
以下に、本発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム材およびその製造方法について詳述する。
【００２０】
電解コンデンサ用アルミニウム電極材は、アルミニウム材の表面に付着させた金属化合物をその後の加熱処理によって金属元素（金属の元素または金属イオンを含む）を遊離させ、さらに当該金属元素（金属の元素または金属イオンを含む）をアルミニウム材中に拡散させたものであり、アルミニウム材中に拡散した金属元素は表層部に濃化してエッチングピットの核となる。
【００２１】
金属化合物をアルミニウム材表面に付着させる方法は特に限定されない。金属化合物を含有するインクを用いて印刷する方法、金属化合物を含有する液を浸漬やスプレーによって塗布する方法等を例示できる。これらのうちでも、付着作業が簡単であり、特に後述の部分付着の制御を容易に行える点で金属化合物を含有するインクを用いてアルミニウム材表面に印刷を施すことにより付着させる方法を推奨できる。また、電極材は通常両面がエッチングされるから金属化合物はアルミニウム材に両面に付着させるが、本発明は片面のみに付着させる場合を除外するものではない。
【００２２】
前記印刷法において、インクは金属化合物を均一に含有させるとともにアルミニウム材に付着させることができれば良く、インクのベースとなる溶剤の水性、油性の別、粘性付与剤等の種類、その他添加剤の有無を問わず使用できる。また、前記金属化合物はインクに溶解した状態であっても、溶解することなく分散した状態であっても良い。印刷方法も、インクジェット印刷、電子製版、オフセット印刷、グラビア印刷、活版印刷、孔版印刷等の方法が適用可能であり、インクの付着量、印刷パターン等に応じて適宜選定する。
【００２３】
前記金属化合物は、アルミニウム材表面全面に付着させても良いし、付着部分を分散させるものとしても良い。上述したように付着させた金属化合物は金属元素を遊離してアルミニウム材中に拡散して表層に濃化層を形成し、エッチングピットの核となるため、付着部分即ち金属元素の濃化部分を分散させることによってエッチングピットの分布を積極的に制御することができる。しかも、前記金属化合物を印刷によって付着させる場合は、全面付着、部分付着のいずれの場合も容易に行うことができる。
【００２４】
部分付着の場合、例えば多数の点を規則的に配列した網点印刷を行うことによって金属化合物を規則的に分散した状態に付着させ、ひいては金属元素の濃化部分を規則的に分散させることによってエッチングピットを均一に発生させることができる。
【００２５】
図１に、アルミニウム材（２）の表面に網点印刷された電解コンデンサ用アルミニウム電極材（Ｓ）の一例を示す。図１において、多数の点（１）（１）…が等間隔で千鳥状に規則的に配列されて、全体として網点状に印刷されている。前記点（１）の形状は限定されず、図示例の円形の他、角形でも良い。また、規則配列は隣接する点との間隔が一定または略一定であれば良く、図示例の千鳥状に限定されない。
【００２６】
前記点（１）の大きさは円相当直径で０．１〜１５μｍが好ましい。０．１μｍ未満ではエッチングピットの発生核になりにくく、１５μｍを越えるとピット数が不足して十分な拡面率の向上が達成されない。特に好ましい点（１）の大きさは円相当直径（Ｄ）で１〜１０μｍであり、さらに好ましくは２〜５μｍである。また、網点を除く部分、換言すれば金属化合物が付着していない部分の面積率は５０％以上９９％未満であることが好ましい。５０％未満では隣接するエッチングピット間隔が狭くなり過ぎて連結するおそれがあり、９９％以上ではピット数が不足して十分な拡面率の向上が達成されない。特に好ましい網点を除く部分の面積率は８０％以上９９％未満である。未付着面積の制御は、点（１）の大きさと隣接する点（１）の間隔（Ｐ）によって容易に調整することができる。本発明はインクを用いた印刷法によって金属化合物を付着させるものであるから、点（１）の形状および大きさ、点（１）の配列パターン、未付着部分の面積を容易に制御できる。
【００２７】
アルミニウム材表面に付着させる金属化合物は、加熱によって金属元素を遊離してアルミニウム材中に拡散するものであれば良く、塩化物、硫化物、フッ化物等の単体元素との化合物の他、硫酸塩、硝酸塩、キレート化合物、水酸化物、金属錯体等が挙げられる。なお、金属粉末は金属元素表面に強固な酸化膜が形成されてルミニウムへの拡散が進行しないため、好ましくない。
【００２８】
また、前記金属化合物を構成する金属元素は、単体金属としてアルミニウムとの電位差を生ぜしめる元素であれば良く、電位差は標準電極電位で１００ｍＶ以上あることが好ましい。標準電極電位で１００ｍＶ以上の電位差があり、アルミニウムより電気的に貴で、かつ標準電極電位で１００ｍＶ以上の電位差のある元素としてＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｇ等を例示できる。逆にアルミニウムより卑で、かつ標準電極電位で１００ｍＶ以上の電位差のある元素として元素としてＭｇ、Ｌｉ等を挙げることができる。これらの金属元素は加熱処理時にアルミニウム材中に拡散し、表層部に濃化層を形成することでエッチングピットの不均一発生を抑止する。貴な元素は、アルミニウムとの境界域においてエッチピットの発生を促進する効果があり、卑な元素は境界域あるいはそれ自体がエッチピット発生の起点となりやすい傾向があり、いずれの場合もエッチングピットの発生核となってエッチングピットを均一に分布させる効果がある。
【００２９】
印刷後の加熱処理は、付着させた金属化合物を熱分解し、アルミニウム材中に熱拡散させるために行う。３００℃以上で行えば熱分解および熱拡散を達成でき、ＦｅやＳｉの析出によるエッチング時の異常溶解等を生じさせない限り、温度および時間は適宜選定することができる。加熱処理はこの工程を独立して行っても良いし、他の熱処理工程と兼用することもできる。例えば、従来より提唱されている高い立方体集合組織を形成させるのに必要な４５０〜６００℃での高温焼鈍と兼用することもできる。また、推奨できる加熱処理条件例は、Ｃｕ元素の場合は５００℃×１〜８ｈ、Ｐｂ元素の場合は４８０℃×０．５〜２ｈ、Ｆｅ元素の場合は５５０℃×１０〜３０ｈである。また、加熱雰囲気は酸化膜の生成を抑制するために非酸化雰囲気が好ましい。
【００３０】
本発明において、アルミニウム材はトンネルピットの形成が可能なものであれば良い。例えば、厚さについてはエッチング後のアルミニウム材の強度が十分確保できる範囲であれば良く、０．０５〜１．０ｍｍ、好ましくは０．０７〜０．２ｍｍ、さらに好ましくは０．０７〜０．１５ｍｍである。
【００３１】
アルミニウム中の微量元素としては、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｖ、ＧａおよびＺｒなどがあるが、本発明においては、元素の種類や量について特に限定しない。ただし、化成皮膜欠陥の防止のためには、出来るだけ微量元素が少ない方がよく、アルミニウム純度が９９．９質量％以上の高純度アルミニウム材を使用することが好ましい。さらには９９．９７質量％以上が好ましい。また、エッチング特性を向上させる元素として、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｓｂ等が上記化成皮膜欠陥とならない範囲で添加することは、何ら問題なく、これらのエッチング特性を改善されたアルミニウム材を用いることができる。
【００３２】
さらに、前記アルミニウム材はコイル状に巻かれたものであって良いし、裁断されたものであっても良い。また、印刷および加熱処理を連続工程で実施しても良いし、別工程で実施しても良い。
【００３３】
前記電解コンデンサ用アルミニウム電極材は、エッチング後の化成処理によって誘電体膜を形成させても大きい実効面積を有することから陽極材に適している。
【００３４】
本発明のエッチングされた電解コンデンサ用電極材は、上述した電解コンデンサ用アルミニウム電極材にエッチング処理を施して実効面積を拡大させたものである。エッチング処理によって、表層部に拡散され濃化された金属がエッチピット核となり、多数のエッチピットが生成される。
【００３５】
エッチング処理条件は特に限定されないが、塩素イオンを含む水溶液中にリン酸、硫酸、硝酸等を添加した電解液に浸漬して電解エッチングする方法を例示できる。トンネル状エッチングピットが生成される直流エッチングを推奨できるが、初期の核形成についてはこの限りではない。すなわち、拡散した金属元素を有効な核とするための初期エッチングとその後のトンネルピット形成のためのエッチングを別々に行うことは、何ら問題なく、むしろ積極的に推奨されるべきものである。
【００３６】
エッチングで得られるエッチングピットは、高い拡面率を達成するために、ピット径が０．５〜５μｍ、ピット間隔が０．１〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。また、前記ピット径およびピット間隔は電解コンデンサの使用電圧によって異なる。中圧（定格電圧２５０−３５０Ｖ）の場合、特に好ましいエッチピット径は０．７〜１．５μｍであり、特に好ましいピット間隔は１〜２μｍである。高圧（定格電圧５００Ｖ以上）の場合、特に好ましいピット径は２〜３μｍであり、特に好ましいピット間隔は２．５〜３．５μｍである。なお、ここでいうピット径およびピット間隔とは平均的な値を示し、全エッチピットの５０％以上のエッチングピットがこれらの範囲に入っていればよく、一部のピットがこの範囲外であることは許容される。
【００３７】
また、静電容量の増大を図るために、エッチングによる拡面率はエッチング前の投影面積の１０倍以上となされていることが好ましい。特に好ましい拡面率は２０倍以上である。拡面率の測定方法、換言すればエッチング前後のアルミニウム材の表面積の測定方法は限定されない。拡面率は、下記式（Ｆ１）に基づいて静電容量（Ｃ）の比率から間接的に求めることもできる。即ち、エッチング前のアルミニウム材とエッチング後のアルミニウム材とを同一条件で化成処理してそれぞれの静電容量（Ｃ）を測定する。（Ｆ１）において、誘電体の誘電率（ε）、および誘電体膜の厚さ（ｄ）は両者で等しいから、静電容量（Ｃ）の比は誘電体膜の表面積（Ｓ）の比、即ちエッチング前後の表面積の比である拡面率を求めることができる。
【００３８】
Ｃ＝８．８５５×１０^−８・ε・Ｓ／ｄ … （Ｆ１）
Ｃ：静電容量
ε：誘電体の誘電率
Ｓ：誘電体膜の表面積
ｄ：誘電体膜の厚さ
エッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材は、さらに化成処理によって誘電体膜が形成され、本発明の化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材となる。
【００３９】
化成処理は種々の方法によって行なうことができるが、化成処理の条件は特に限定されるものではない。例えば蓚酸、アジピン酸、ホウ酸、リン酸、珪酸ナトリウム等の少なくとも１種を含む電解液を用い、その電解液濃度が０．０５質量％〜２０質量％、温度が０℃〜９０℃、電流密度が０．００１〜１Ａ／ｃｍ^２、電圧は処理する箔の化成電圧に応じた条件で化成処理を行なう。さらに好ましくは前記電解液濃度が０．１質量％〜１５質量％、温度が２０℃〜７０℃、電流密度が１〜１００ｍＡ／ｃｍ^２の範囲内で条件を選定する。
【００４０】
このようにして形成された誘電体膜の膜厚は、静電容量の増大を図るためにエッチングピット形成部の平均厚さで０．１μｍ以上であることが好ましく、特に０．２μｍ以上が好ましい。
【００４１】
さらに化成処理後に、必要により、例えば耐水性の向上のためのリン酸浸漬処理、皮膜強化のための熱処理または沸騰水への浸漬処理等を行なうことができる。
【００４２】
本発明の電解コンデンサは、電極材料として上述の化成処理された電解コンデンサ用電極材が用いられたものである。電極材料の実効面積の拡大により高い静電容量が得られる。
【００４３】
【実施例】
各実施例および比較例において、アルミニウム材として表１に示す微量元素を含有する高純度アルミニウム（Ａｌ純度９９．９９質量％以上）からなり、常法により作製した厚さ１５０μｍの硬質箔を用いた。そして、このアルミニウム硬質箔に対し、実施例１〜５および比較例に示す各処理を施して電解コンデンサ用アルミニウム電極材を作製した。
【００４４】
【表１】

【００４５】
（実施例１）
硫酸鉛を０．２ｇ／リットルの割合で含有させたインクをアルミニウム硬質箔両面全体に塗布量２ｇ／ｍ^２で塗布し、２００℃に加熱した電気炉にて１０秒保持してインクを乾燥させた。その後、窒素雰囲気中で、昇温速度８０℃／ｈ、保持温度４８０℃、保持時間１ｈの加熱処理を実施し、軟質箔とするとともに、硫酸鉛を熱分解させてＰｂ元素をアルミニウム箔中に拡散させた。
（実施例２）
硫酸銅を５ｇ／リットルの割合で含有させたインクを用い、前記アルミニウム硬質箔の両面にインクジェット法により網点印刷した。網点印刷は、図１に示すように、アルミニウム硬質箔（２）の表面に多数の円形の点（１）を千鳥状に規則的に配列させるものとし、点（１）の平均直径（Ｄ）を２．５μｍ、隣接する円形ドット（１）（１）の中心間距離（Ｐ）を１０μｍとした。その後、２００℃に加熱した電気炉にて１０秒保持してインクを乾燥させた。次いで、窒素雰囲気中で、昇温速度８０℃／ｈ、保持温度５００℃、保持時間５ｈの加熱処理を実施し、軟質箔とするとともに、硫酸銅を熱分解させてＣｕ元素をアルミニウム箔（２）中に拡散させた。
（実施例３）
網点印刷の点（１）の平均直径（Ｄ）を４μｍとしたことを除き、実施例２と同じ処理を実施した。
（実施例４）
網点印刷の点（１）の平均直径（Ｄ）を５μｍとしたことを除き、実施例２と同じ処理を実施した。
（実施例５）
塩化第二鉄を２ｇ／リットルの割合で含有させたインクを用い、前記アルミニウム硬質箔の表面にインクジェット法により網点印刷した。網点印刷は、図１に示すように、アルミニウム硬質箔（２）の表面に多数の円形の点（１）を千鳥状に規則的に配列させるものとし、点（１）の平均直径（Ｄ）を２．５μｍ、隣接する点（１）（１）の中心間距離（Ｐ）を１０μｍとした。印刷後、２００℃に加熱した電気炉にて１０秒保持し、インクを乾燥させた。次いで、窒素雰囲気中で、昇温速度８０℃／ｈ、保持温度５５０℃、保持時間２０ｈの加熱処理を実施し、軟質箔とするとともに、塩化第二鉄を熱分解させてＦｅ元素をアルミニウム箔（２）材中に拡散させた。
（比較例）
前記アルミニウム硬質箔に対し、印刷処理を施すことなく、窒素雰囲気中で、昇温速度８０℃／ｈ、保持温度５００℃、保持時間１ｈの加熱処理を実施し、軟質箔とした。
【００４６】
表２に、インクに含有させた金属化合物、網点印刷における円形の点（１）の平均直径（Ｄ）および点（１）（１）間距離（Ｐ）を再掲するとともに、点（１）以外の部分、換言すれば金属化合物（インク）の付着していない部分の面積率を示す。
〔エッチング処理〕
実施例１〜５および比較例で作製した各アルミニウム軟質箔を、１．０ｍｏｌ／ｌのＨＣｌと３．５ｍｏｌ／ｌのＨ_２Ｓ０_４の混合液を用い、液温７５℃で３０秒の浸漬処理を施した後、電流密度０．２Ａ／ｃｍ^２で１２０秒の一次電解処理を施した。更に同組成の液にて、９０℃で９００秒のケミカルエッチングを施し、水洗、乾燥してエッチングを完了した。エッチングされたアルミニウム箔における、エッチングピットのピット径、ピット間隔、ピット密度を表２に合わせて示す。
〔化成処理〕
エッチングされたアルミニウム箔を、液濃度：５質量％、液温：８５℃の硼酸浴中で、電流密度：０．０２Ａ／ｃｍ^２、電圧：７５０Ｖ、化成時間：６０分の化成処理を行った。続いて５００℃×２分の加熱処理を行い、さらに上述の硼酸浴中で電流密度：０．０２Ａ／ｃｍ^２、電圧：７５０Ｖ、化成時間：１０分の化成処理を行った。この化成処理箔について静電容量を測定し、比較例を１００として相対的に評価した。表２に、相対的静電容量を示すとともに、化成処理によって形成されたエッチングピットにおける誘電体膜の平均膜厚を示す。
【００４７】
なお、前記化成条件、特に電流密度は試験用の小面積のアルミニウム箔に適した条件であって、工業的に大規模に処理する場合に適した条件を示すものではない。
【００４８】
さらに、エッチング前のアルミニウム箔に対する表面積の拡面率を求めた。拡面率は、未エッチング箔とエッチング箔の両者を上述の条件で化成処理して静電容量を測定し、これらの静電容量と誘電体膜の平均膜厚から上述した（Ｆ１）式に基づいて計算した。表２に拡面率を示す。
【００４９】
【表２】

【００５０】
表２の結果より、アルミニウム材の表面に付着させた金属化合物を金属元素として拡散させることによってエッチングピットを均一かつ高密度に発生させ、静電容量の増大を図り得ることを確認した。特に、網点印刷によって金属化合物を均一に分散させて付着させた場合は、高い静電容量を得ることができた。
【００５１】
【発明の効果】
以上の次第で、本発明の電解コンデンサ用アルミニウム電極材は、アルミニウム材中に拡散した金属元素が表層部に濃化しているから、該金属がエッチングピットの核となり、高密度で均一に分布するエッチングピットが生成される。このため、実効面積が拡大され、ひいては静電容量を増大できる。
【００５２】
前記金属化合物を含むインクを用いて印刷を施すことによって該金属化合物を付着させる場合は、付着作業が容易である。
【００５３】
前記印刷が多数の点が規則配列された網点印刷である場合は、金属元素の濃化部分が規則的に分散され、エッチングピットの発生を積極的に制御して高密度かつ均一に分布させることができる。
【００５４】
前記点は円相当直径で０．１〜１５μｍであり、網点を除く部分の面積率が５０％以上９９％未満である場合は、特にエッチングピットを高密度かつ均一に分布させることができる。
【００５５】
前記金属元素としてアルミニウムに対して電位差を生ぜしめる金属を用いる場合は、適切にエッチングピットの発生核となし得る。
【００５６】
特に、前記金属元素がＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｌｉのうちのいずれかである場合は、アルミニウムとの電位差が大きいために特に適切にエッチングピットの発生核となし得る。
【００５７】
また、前記アルミニウム材におけるＡｌ純度が９９．９質量％以上である場合は、化成皮膜欠陥が抑制されて静電容量を増大できる。
【００５８】
さらに、前記電解コンデンサ用アルミニウム電極材が陽極材である場合は、実効面積の拡大により高い静電容量を得ることができる。
【００５９】
本発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法によれば、アルミニウム材の表面に金属化合物を付着させ、その後に加熱処理を施してアルミニウム材中に当該金属元素を拡散させることによって、濃化された金属元素が発生核となってエッチングピットの高密度で均一に分布する電極材を製造できる。
【００６０】
前記金属化合物の付着を、該金属化合物を含むインクを用いて印刷を施すことによって行う場合は、金属化合物の付着作業を簡単に行える。
【００６１】
多数の点が規則配列された網点印刷を行う場合は、金属元素の濃化部分が規則的に分散してエッチングピットの発生を積極的に制御しうる電極材を製造できる。
【００６２】
加熱処理は３００℃以上で行うことによって、アルミニウム材中への金属の拡散が確実に達成される。
【００６３】
本発明のエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材は、上述した何れかの電解コンデンサ電極用アルミニウム材においてエッチピットが形成されてなるものであるから、高密度かつ均一なエッチングピットが形成されて静電容量の増大をなし得るものである。
【００６４】
また、アルミニウム材の表面積がエッチング前の投影面積の１０倍以上に拡面されてなる場合は、静電容量の増大が確実になされる。
【００６５】
また、５０％以上のエッチングピットのピット径が０．５〜５μｍである場合は、確実に高い拡面率を得ることができる。
【００６６】
さらに、５０％以上のエッチングピットのピット間隔が０．１〜１５μｍである場合は、確実に高い拡面率を得ることができる。
【００６７】
本発明の化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材は、上述したエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材が化成処理され、誘電体膜が形成されてなるものであるから、静電容量の増大がなされる。
【００６８】
また、エッチングピットにおける誘電体膜の平均膜厚が０．１μｍ以上である場合は、静電容量の増大が確実になされる。
【００６９】
本発明の電解コンデンサは、電極材として、上記化成処理された電解コンデンサ用電極材が用いられてなるものであるから、電極材料の実効面積の拡大により高い静電容量が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電解コンデンサ用アルミニウム電極材において、網点印刷の一実施形態例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…点
２…アルミニウム材（アルミニウム箔）
Ｓ…電解コンデンサ用アルミニウム電極材
Ｄ…点の直径
Ｐ…隣接する点の間隔

Claims (19)

1. アルミニウム材の表面に付着させた金属化合物を加熱処理によりアルミニウム材中に当該金属元素を拡散させ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. 前記金属化合物を含むインクを用いて印刷を施すことによって該金属化合物を付着させる請求項１に記載のコンデンサ用アルミニウム電極材。
3. 前記印刷は多数の点が規則配列された網点印刷である請求項２に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
4. 前記点は円相当直径で０．１〜１５μｍであり、網点を除く部分の面積率が５０％以上９９％未満である請求項３に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
5. 前記金属元素はアルミニウムに対して電位差を生ぜしめる金属である請求項１〜４のいずれかに記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
6. 前記金属はＦｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｌｉのうちのいずれかである請求項５に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
7. 前記アルミニウム材におけるＡｌ純度が９９．９質量％以上である請求項１〜６のいずれかに記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
8. 前記電解コンデンサ用アルミニウム電極材は陽極材である請求項１〜７に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
9. アルミニウム材の表面に金属化合物を付着させ、その後に加熱処理を施してアルミニウム材中に当該金属元素を拡散させ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の製造方法。
10. 前記金属化合物の付着は、該金属化合物を含むインクを用いて印刷を施すことによって行う請求項９に記載のコンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法。
11. 多数の点が規則配列された網点印刷を行う請求項１０に記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法。
12. 加熱処理は３００℃以上で行う請求項９〜１１のいずれかに記載の電解コンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法。
13. 請求項１〜８のいずれかに記載された電解コンデンサ用アルミニウム電極材がエッチングされてなることを特徴とするエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
14. エッチングされたアルミニウム材の表面積がエッチング前の投影面積の１０倍以上に拡面されてなる請求項１３に記載のエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
15. ５０％以上のエッチングピットのピット径が０．５〜５μｍである請求項１３または１４に記載のエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
16. ５０％以上のエッチングピットのピット間隔が０．１〜１５μｍである請求項１３〜１５のいずれかに記載のエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
17. 請求項１３〜１６のいずれかに記載されたエッチングされた電解コンデンサ用アルミニウム電極材が化成処理され、誘電体膜が形成されてなることを特徴とする化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
18. エッチングピットにおける誘電体膜の平均膜厚が０．１μｍ以上である請求項１７に記載の化成処理された電解コンデンサ用アルミニウム電極材。
19. 電極材として、請求項１７または１８に記載の化成処理された電解コンデンサ用電極材が用いられていることを特徴とする電解コンデンサ。

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