JP2008282994A - アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リン酸含有水溶液をエンチング孔の内部まで確実に浸透させることにより、欠陥部を効果的に除去し、アルミニウム電解コンデンサの信頼性を向上可能なアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供する。
【解決手段】
エッチングされたアルミニウム箔表面に陽極酸化皮膜を形成するアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、所定の化成電圧まで陽極酸化を行ったアルミニウム箔を、リン酸含有水溶液中にアルミニウム箔を浸漬し超音波を印加する減極処理を行う。減極処理では、リン酸含有水溶液の温度を４０〜８０℃とし、該リン酸含有水溶液中へのアルミニウム箔の浸漬時間を５〜１５分とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法に関するものである。

従来、アルミニウム電解コンデンサ用電極箔では、エッチングにより表面積を拡大したアルミニウム箔を、陽極酸化して形成される酸化アルミニウム皮膜を誘電体として利用する。

具体的には、エッチングされたアルミニウム箔を水和処理後、ホウ酸、リン酸、アジピン酸、またはその塩の水溶液中で、所定電圧を印加して陽極酸化皮膜を形成（化成）する。この陽極酸化皮膜の内部にはボイド等の欠陥が多数存在しており、これを除去するために熱水処理や熱処理等の減極処理、および再化成処理を数回行っている。

しかしながら、この方法では製品の漏れ電流を低減させるのに限度があり、近年要求の強いアルミニウム電解コンデンサの高信頼性化や長寿命化に十分応えることができない。
そこで、熱水ボイル工程と熱処理工程とリン酸含有水溶液への浸漬工程とを組み合わせることにより、ボイド等の欠陥部を効果的に暴露させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６２−１３４９２０公報

特許文献１の方法は、ボイド等の欠陥部を暴露させる方法として効果的であるが、陽極箔の高容量化や高耐圧化に伴って、エッチング処理により生成したエッチング孔の孔径が化成処理により小さくなった場合、リン酸等の粘性の高い溶液が細孔内部まで浸透せず、内部に存在するボイド等の欠陥部が暴露しないという問題がある。

上記問題点に鑑みて、本発明の課題は、リン酸含有水溶液をエッチング孔の内部まで確実に浸透させることにより、欠陥部を効果的に除去し、アルミニウム電解コンデンサの信頼性を向上できるアルミニウム電解コンデンサ用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、エッチングされたアルミニウム箔表面に陽極酸化皮膜を形成するアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、所定の化成電圧まで陽極酸化を行ったアルミニウム箔を、超音波を印加したリン酸含有水溶液中に浸漬して減極処理を行うことを特徴とする。

本発明では、エッチングされたアルミニウム箔に所定の化成電圧まで陽極酸化を行った後、熱水ボイル工程や熱処理などによる減極処理に代えて、または、これらの減極処理の一方若しくは双方に加えて、超音波を印加したリン酸含有水溶液にアルミニウム箔を浸漬させる減極処理を行う。

本発明において、前記減極処理で、超音波を印加したリン酸含有水溶液の温度を４０〜８０℃とし、該リン酸含有水溶液中へのアルミニウム箔の浸漬時間を５〜１５分とすることが好ましい。

本発明に係るアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法は、特に、中高圧用の陽極箔の製造に適しており、かかる用途に用いられる前記アルミニウム箔には、少なくとも直流エッチングにより、トンネル状のエッチングピットが形成されている。

本発明では、エッチングされたアルミニウム箔に所定の化成電圧まで陽極酸化を行った後、リン酸含有水溶液にアルミニウム箔を浸漬して超音波を印加する減極処理を行うので、細孔内部までリン酸が効率よく浸透し、内部に存在するボイド等の欠陥部まで十分に暴露させることができる。
それ故、再化成処理により、暴露した欠陥部を修復することで、漏れ電流が小さいアルミニウム電解コンデンサ用電極箔を製造することができ、かかるアルミニウム電解コンデンサ用電極箔を用いると、アルミニウム電解コンデンサの信頼性を向上させることができる。

本発明では、アルミニウム電解コンデンサ用電極箔（陽極箔）を製造する際、エッチング工程の後、陽極酸化を行う。
また、本発明では、エッチング箔に所定の化成電圧まで陽極酸化を行った後、熱水ボイル工程や熱処理などによる減極処理に代えて、またはこれらの減極処理の一方若しくは双方に加えて、リン酸含有水溶液（例えば、１〜１００ｇ／Ｌのリン酸水溶液）中にアルミニウム箔を浸漬して超音波を印加する減極処理を行い、しかる後に再化成処理を行う。
本発明において、リン酸含有水溶液中での減極処理では、リン酸含有水溶液の温度を４０〜８０℃とし、当該リン酸含有水溶液中へのアルミニウム箔の浸漬時間を５〜１５分とするのが好ましい。

以下、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。

［実施例１〜７］超音波処理時間比較、リン酸含有水溶液の液温６０℃
本発明の実施例１〜７では、直流エッチングが施された中高圧用のアルミニウム箔を高温の純水に１０分間浸漬し水和皮膜を形成した後、ホウ酸アンモニウム水溶液中にて、液温８５℃で５００Ｖまで化成電圧を上昇させ、同電圧を５０分間保持した。

そして、数回の５５０℃５分間での熱処理、およびホウ酸アンモニウム水溶液中での修復化成を行った後、したリン酸含有水溶液中に浸漬し超音波を印加する減極処理を行う。
ここで行う減極処理の条件は、リン酸含有水溶液の液温が６０℃であり、浸漬時間については、表１に「超音波処理時間」として示すとおりである。

しかる後に、ホウ酸アンモニウム水溶液中での修復化成を行う。

（従来例１、比較例１）
なお、従来例１は、リン酸含有水溶液中での減極処理を行わない以外は、実施例１〜７と同様であり、比較例１は、リン酸含有水溶液中への浸漬処理を行う際、超音波を印加しない以外は実施例１〜７と同様である。なお、比較例１では、リン酸含有水溶液の液温６０℃、浸漬時間５分間とした。

以上の条件で作製した化成箔に、３００Ｖおよび４００Ｖの電圧印加３分後の漏れ電流値を表１に示す。

［実施例３、８〜１４］超音波処理温度比較、浸漬時間５分
本発明の実施例３、８〜１４では、直流エッチングが施された中高圧用のアルミニウム箔を高温の純水に１０分間浸漬し水和皮膜を形成した後、ホウ酸アンモニウム水溶液中にて、液温８５℃で５００Ｖまで化成電圧を上昇させ、同電圧を５０分間保持した。

そして、数回の５５０℃５分間での熱処理、およびホウ酸アンモニウム水溶液中での修復化成を行った後、リン酸含有水溶液中に浸漬し超音波を印加する減極処理を行う。
ここで、減極処理の条件は、浸漬時間が５分であり、リン酸含有水溶液の液温は、表２に「超音波処理温度」として示すとおりである。

しかる後に、ホウ酸アンモニウム水溶液中での修復化成を行う。

（従来例１、比較例１）
なお、従来例１は、リン酸含有水溶液中での減極処理を行わない以外は実施例３、８〜１４と同様であり、比較例１は、リン酸含有水溶液中への浸漬処理を行う際、超音波を印加しない以外は実施例３、８〜１４と同様である。なお、比較例１では、リン酸含有水溶液の液温が６０℃であり、浸漬時間は５分間である。

以上の条件で作製した化成箔に３００Ｖおよび４００Ｖの電圧印加３分後の漏れ電流値を表２に示す。

［評価結果］
表１および表２から明らかなように、浸漬時間が５分未満か、または浸漬温度が４０℃未満の場合、減極処理が不十分なため欠陥部が暴露せず残り、化成箔の漏れ電流の低減効果は見られない。

また、浸漬時間が１５分を超えるか、または浸漬温度が８０℃を超えると、酸化皮膜の溶解が生じ、修復化成時に新たな欠陥部の多い酸化皮膜が形成されるので、漏れ電流が高くなる傾向にある。

それ故、リン酸含有水溶液中で超音波を印加する減極処理については、浸漬時間が５〜１５分、浸漬温度が４０〜８０℃であることが好ましい。このような条件によれば、従来例および比較例と比較して、漏れ電流を大幅に低減したアルミニウム電解コンデンサ用電極箔を製造することができる。

Claims (3)

1. エッチングされたアルミニウム箔表面に陽極酸化皮膜を形成するアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法において、
   所定の化成電圧まで陽極酸化を行ったアルミニウム箔を、リン酸含有水溶液中に浸漬して超音波を印加する減極処理を行うことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
2. 前記減極処理は、リン酸含有水溶液の温度を４０〜８０℃とし、該リン酸含有水溶液中へのアルミニウム箔の浸漬時間を５〜１５分とすることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
3. 前記アルミニウム箔は、少なくとも直流エッチングにより、トンネル状のエッチングピットが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法。