JP2008140904A - 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面積をさらに拡大し、静電容量を向上させることのできる電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法を提供する。
【解決手段】塩酸水溶液に硝酸、リン酸、硫酸またはフッ酸を添加したエッチング液を用いてアルミニウム箔をエッチングする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、
ギ酸、酢酸、プロピオン酸などのモノカルボン酸を１．０〜５．０ｗｔ％の濃度で添加する。その際のエッチング液の温度を２５〜４０℃に設定する。
【選択図】 なし
【解決手段】塩酸水溶液に硝酸、リン酸、硫酸またはフッ酸を添加したエッチング液を用いてアルミニウム箔をエッチングする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、
ギ酸、酢酸、プロピオン酸などのモノカルボン酸を１．０〜５．０ｗｔ％の濃度で添加する。その際のエッチング液の温度を２５〜４０℃に設定する。
【選択図】 なし
Description
本発明は、塩酸を含むエッチング液中でアルミニウム箔をエッチングする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法に関するものである。
電解コンデンサ用アルミニウム電極箔を製造するにあたっては、一般に、陽極用、陰極用とも、エッチング工程にてアルミニウム箔を粗面化し、表面積を拡大する。エッチング液としては、塩酸水溶液、または塩酸水溶液にリン酸、硝酸、硫酸、フッ酸などを配合したものが用いられる（例えば、非特許文献１参照）。
永田伊佐也，「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ」，日本蓄電器工業株式会社，平成９年２月２４日，第２版第１刷，Ｐ２３８〜Ｐ２４０
永田伊佐也，「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ」，日本蓄電器工業株式会社，平成９年２月２４日，第２版第１刷，Ｐ２３８〜Ｐ２４０
近年、電解コンデンサに対する小形化の要求は益々高まっており、それに伴い、電解コンデンサに用いられるアルミニウム電極箔には、従来よりさらなる高い静電容量が要求されている。そのためには、アルミニウム箔の表面積を効率よく拡大することが重要である。
しかしながら、従来のエッチング方法では、エッチング中にアルミニウム箔の表面に生成される酸化皮膜が、エッチングピットの成長を妨げており、表面積拡大の面で効率が低いという問題点がある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、表面積をさらに拡大することのできる電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、塩酸を含むエッチング液中でアルミニウム箔を化学的または／および電気化学的にエッチングする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、前記エッチング液に、硝酸、リン酸、硫酸およびフッ酸のうちの少なくとも１種と、有機酸系添加剤としてのモノカルボン酸を添加したことを特徴とする。
本発明において、前記有機酸系添加剤としては、モノカルボン酸として、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）、酢酸（ＣＨ3ＣＯＯＨ）、プロピオン酸（ＣＨ3ＣＨ2ＣＯＯＨ）などを挙げることができる。これらのモノカルボン酸のうち、本発明では、ギ酸を用いることがより好ましい。
本発明において、前記ギ酸の濃度は、エッチング液全体に対して１．０〜５．０ｗｔ％の範囲であることが好ましい。
また、本発明において、前記エッチング液の液温が２５〜４０℃の範囲であることが好ましい。
本発明では、エッチング液にモノカルボン酸を添加したため、エッチングピットの成長を好適化することができる。それ故、陽極箔または陰極箔として用いられる電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の静電容量を増大させることができる。その理由としては、モノカルボン酸の添加によって、エッチングピットの成長を妨げる原因となっている酸化皮膜の多孔性、厚さ、膜質を改善することができるためと考えられる。
ここで、硝酸、リン酸、硫酸およびフッ酸も、エッチング中の酸化皮膜の生成に影響を及ぼしており、本発明では、かかる無機酸系添加剤と、モノカルボン酸からなる有機酸系添加剤とを組み合わせることにより、エッチング中に生成される酸化皮膜の最適化を図り、静電容量の増大を図ることができる。
ここで、硝酸、リン酸、硫酸およびフッ酸も、エッチング中の酸化皮膜の生成に影響を及ぼしており、本発明では、かかる無機酸系添加剤と、モノカルボン酸からなる有機酸系添加剤とを組み合わせることにより、エッチング中に生成される酸化皮膜の最適化を図り、静電容量の増大を図ることができる。
以下、本願発明の実施例について説明する。なお、以下の説明において、濃度はエッチング液全体に対する重量比となるｗｔ％で表わしてある。
本発明に係る実施例および比較例に用いたエッチング液の組成は、塩酸１０．０ｗｔ％、リン酸２．０ｗｔ％、硝酸２．０ｗｔ％、硫酸１．０ｗｔ％であり、エッチング対象とされるアルミニウム箔の純度は９９．９％である。
また、エッチング条件は、以下の電解条件
電解液温度：２５〜４０℃
電圧波形：正弦波
周波数：４０Ｈｚ
電流密度：０．４Ａ／ｃｍ2
ギ酸、酢酸、プロピオン酸添加濃度：１．０〜５．０ｗｔ％
である。
電解液温度：２５〜４０℃
電圧波形：正弦波
周波数：４０Ｈｚ
電流密度：０．４Ａ／ｃｍ2
ギ酸、酢酸、プロピオン酸添加濃度：１．０〜５．０ｗｔ％
である。
上記の条件で電解コンデンサ用電極箔（エッチング箔）を製造するにあたっては、アルミニウム箔をエッチングした後、公知の方法でケミカル洗浄を行い、電極箔を得た。
（比較例）
比較例として、上記エッチング液中にモノカルボン酸を添加せずにエッチングを行い、液温２５℃で電極箔を作製した。
比較例として、上記エッチング液中にモノカルボン酸を添加せずにエッチングを行い、液温２５℃で電極箔を作製した。
［実施例１〜４］
上記エッチング液中にギ酸を１．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中にギ酸を１．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
［実施例５〜８］
上記エッチング液中にギ酸を３．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中にギ酸を３．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
［実施例９〜１２］
上記エッチング液中にギ酸を５．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中にギ酸を５．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
［実施例１３〜１６］
上記エッチング液中に酢酸を１．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中に酢酸を１．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
［実施例１７〜２０］
上記エッチング液中に酢酸を３．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中に酢酸を３．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
［実施例２１〜２４］
上記エッチング液中に酢酸を５．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中に酢酸を５．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
［実施例２５〜２８］
上記エッチング液中にプロピオン酸を１．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中にプロピオン酸を１．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
［実施例２９〜３２］
上記エッチング液中にプロピオン酸を３．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中にプロピオン酸を３．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
［実施例３３〜３６］
上記エッチング液中にプロピオン酸を５．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記エッチング液中にプロピオン酸を５．０ｗｔ％添加し、各々液温２５、３０、３５、４０℃で電極箔を作製した。
上記比較例および実施例１〜３６に係る電極箔について、公知の方法で２０Ｖの電圧で化成した時の静電容量を測定し、比較した。その結果を表１に示す。
表１から明らかなように、エッチング液にギ酸を１．０〜５．０ｗｔ％の濃度範囲で添加すると、静電容量が増大する。その理由は、エッチング中に生成される表面酸化皮膜が、エッチングピットの成長に適した性状となる結果、エッチングピットの多孔質化が促進され、表面積が拡大するためと考えられる。
なお、上記条件以外にも種々検討した結果、エッチング液の温度が３０℃でギ酸の添加量を０．１ｗｔ％に設定した場合には、静電容量の増大が小さいなど、少量の添加では表面酸化皮膜に与える影響が少なすぎると考えられる。また、エッチング液の温度が３０℃でギ酸の添加量が５．０ｗｔ％を超えると、エッチングピットの生成が過剰になり、エッチングピットが欠落することで、極端な静電容量低下を起こす問題がある。
それ故、ギ酸の添加濃度は、エッチング液全体に対して１．０〜５．０ｗｔ％の範囲が好ましいといえる。
なお、上記条件以外にも種々検討した結果、エッチング液の温度が３０℃でギ酸の添加量を０．１ｗｔ％に設定した場合には、静電容量の増大が小さいなど、少量の添加では表面酸化皮膜に与える影響が少なすぎると考えられる。また、エッチング液の温度が３０℃でギ酸の添加量が５．０ｗｔ％を超えると、エッチングピットの生成が過剰になり、エッチングピットが欠落することで、極端な静電容量低下を起こす問題がある。
それ故、ギ酸の添加濃度は、エッチング液全体に対して１．０〜５．０ｗｔ％の範囲が好ましいといえる。
また、エッチング液の液温は２５〜４０℃の範囲が望ましい。２５℃未満では、エッチングピットの生成が不十分となり十分な静電容量が得られず、４０℃を超えるとエッチングピットの生成が局所的に集中し、均一なエッチングが進行しないため静電容量低下を引き起こす問題がある。
このように、ギ酸を有機酸系添加剤としてエッチング液に添加することで、１．０〜５．０ｗｔ％の添加濃度、２５〜４０℃の温度で、０．２〜６．４％の静電容量の増加を図ることができる。
これに対して、エッチング液に酢酸を１．０〜５．０ｗｔ％の範囲で添加した場合、静電容量ばらつきを抑えることができるなどの利点があるが、ギ酸を添加した場合と比較して、静電容量の増大が小さいか、または、条件によっては静電容量の増大を図ることができないという結果であった。
また、エッチング液にプロピオンを０．１〜５．０ｗｔ％の範囲で添加した場合、静電容量ばらつきを抑えることができるなどの利点があるが、酢酸と同様、ギ酸を添加した場合と比較して、静電容量の増加が小さいか、または、条件によっては静電容量の増大を図ることができなかった。それ故、添加するモノカルボン酸としてはギ酸が好ましい。
また、エッチング液にプロピオンを０．１〜５．０ｗｔ％の範囲で添加した場合、静電容量ばらつきを抑えることができるなどの利点があるが、酢酸と同様、ギ酸を添加した場合と比較して、静電容量の増加が小さいか、または、条件によっては静電容量の増大を図ることができなかった。それ故、添加するモノカルボン酸としてはギ酸が好ましい。
なお、上記実施例では、エッチング溶液を、塩酸１０．０ｗｔ％、リン酸２．０ｗｔ％、硝酸２．０ｗｔ％、硫酸１．０ｗｔ％からなる組成としたが、これに限定されるものではない。また、上記実施例では、陽極箔を対象としたが、陰極箔に本発明の製造方法を適用してもよい。
さらに、上記実施例では、電解エッチング（電気化学的エッチング）を採用したが、無電解エッチング（化学エッチング）のみ、または電解エッチングと無電解エッチングとを組み合わせる場合にも本発明を適用してもよい。
さらに、上記実施例では、電解エッチング（電気化学的エッチング）を採用したが、無電解エッチング（化学エッチング）のみ、または電解エッチングと無電解エッチングとを組み合わせる場合にも本発明を適用してもよい。
Claims (4)
- 塩酸を含むエッチング液中でアルミニウム箔を化学的または／および電気化学的にエッチングする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、
前記エッチング液に、硝酸、リン酸、硫酸およびフッ酸のうちの少なくとも１種と、有機酸系添加剤としてのモノカルボン酸を添加したことを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法。 - 請求項１において、
前記有機酸系添加剤としてギ酸を用い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箔の製造方法。 - 請求項２において、
前記ギ酸の濃度がエッチング液全体に対して１．０〜５．０ｗｔ％の範囲であ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箔の製造方法。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記エッチング液の液温が２５〜４０℃の範囲であ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箔の製造方法。
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| JP2010053392A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Sanbesuto:Kk | 表面改質金属材料及び表面改質金属材料と樹脂、エラストマー、塗膜との複合体並びにその製造方法 |
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| CN102691080A (zh) * | 2011-03-24 | 2012-09-26 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 铝制品及其制备方法 |
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