JP2626845B2 - 電解コンデンサ陽極用硬質アルミニウム箔 - Google Patents
電解コンデンサ陽極用硬質アルミニウム箔Info
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Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサ陽極用
のアルミニウム箔、とくに塩酸系電解液に対する化学溶
解性が低く、静電容量が高い低圧用硬質アルミニウム箔
に関する。
のアルミニウム箔、とくに塩酸系電解液に対する化学溶
解性が低く、静電容量が高い低圧用硬質アルミニウム箔
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電解コンデンサの静電容量は適用電極の
表面積に比例するため、陽極用として用いられるアルミ
ニウム箔には表面積を拡大するためのエッチング処理が
施されている。
表面積に比例するため、陽極用として用いられるアルミ
ニウム箔には表面積を拡大するためのエッチング処理が
施されている。
【０００３】通常、陽極用アルミニウム箔のエッチング
は塩酸系の電解液中で化学的または電気化学的におこな
われるが、電気化学的な処理には最終用途での使用電圧
に応じて直流、交流もしくは交直重畳電流が使い分けら
れている。例えば、陽極用アルミニウム箔の使用電圧が
150V以下の低圧箔に対しては、0.2μm 程度の微細なエ
ッチング孔が得られる交流エッチングが適用される。
は塩酸系の電解液中で化学的または電気化学的におこな
われるが、電気化学的な処理には最終用途での使用電圧
に応じて直流、交流もしくは交直重畳電流が使い分けら
れている。例えば、陽極用アルミニウム箔の使用電圧が
150V以下の低圧箔に対しては、0.2μm 程度の微細なエ
ッチング孔が得られる交流エッチングが適用される。
【０００４】一般に低圧用箔としては厚さ65〜100 μm
の硬質または軟質のアルミニウム箔が使用されるが、交
流エッチングでは直流エッチングとは異なり組織 (結晶
方位) の影響は余り受けないとされてきた。ところが、
厳密には硬質箔は圧延率によって溶解減量および静電容
量に影響を受ける。これは、ラインでのエッチングには
非通電時間が介在する関係で、ビーカーエッチングとは
異なった結果となるためである。
の硬質または軟質のアルミニウム箔が使用されるが、交
流エッチングでは直流エッチングとは異なり組織 (結晶
方位) の影響は余り受けないとされてきた。ところが、
厳密には硬質箔は圧延率によって溶解減量および静電容
量に影響を受ける。これは、ラインでのエッチングには
非通電時間が介在する関係で、ビーカーエッチングとは
異なった結果となるためである。
【０００５】硬質アルミニウム箔を交流エッチングする
際の溶解減量は、交流電流による反応で生じる電解エッ
チング減量と塩酸系電解液との化学反応に基づく化学溶
解減量の二要因によって発生する。このうち、前者の電
解エッチング減量は通電する電気量に比例した理論値通
りの値を示すが、後者の化学溶解減量はアルミニウム箔
の純度との関係が強く、不純物成分が多いと化学溶解量
が増大することが知られている。このため、従来から可
及的に高純度のアルミニウム箔を使用することが必要条
件とされており、また製造時に不純物成分を熱処理によ
って固溶させてアルミニウム箔を得る方法なども提案さ
れている（特開昭62−63656 号公報）。
際の溶解減量は、交流電流による反応で生じる電解エッ
チング減量と塩酸系電解液との化学反応に基づく化学溶
解減量の二要因によって発生する。このうち、前者の電
解エッチング減量は通電する電気量に比例した理論値通
りの値を示すが、後者の化学溶解減量はアルミニウム箔
の純度との関係が強く、不純物成分が多いと化学溶解量
が増大することが知られている。このため、従来から可
及的に高純度のアルミニウム箔を使用することが必要条
件とされており、また製造時に不純物成分を熱処理によ
って固溶させてアルミニウム箔を得る方法なども提案さ
れている（特開昭62−63656 号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不純物
成分量と製造条件を規制して製造されたアルミニウム箔
でも、交流エッチング時の化学溶解量が変動および増大
傾向を示して静電容量のばらつきや減退現象を生じるこ
とがある。
成分量と製造条件を規制して製造されたアルミニウム箔
でも、交流エッチング時の化学溶解量が変動および増大
傾向を示して静電容量のばらつきや減退現象を生じるこ
とがある。
【０００７】本発明者は前記溶解量の変動要因について
多面的な究明調査を加えた結果、アルミニウム箔の純度
のほかに圧延集合組織における立方体方位の存在割合が
関与しており、圧延方位(110) 面に対する立方体方位の
(100) 面の比〔(100)/(110)〕が一定値以下の要件を満
たす場合には溶解減量が有意に減少し、静電容量の増大
がもたらされる事実を解明した。
多面的な究明調査を加えた結果、アルミニウム箔の純度
のほかに圧延集合組織における立方体方位の存在割合が
関与しており、圧延方位(110) 面に対する立方体方位の
(100) 面の比〔(100)/(110)〕が一定値以下の要件を満
たす場合には溶解減量が有意に減少し、静電容量の増大
がもたらされる事実を解明した。
【０００８】本発明は上記の知見に基づいて開発された
もので、エッチング処理時の塩酸電解液に対する化学溶
解減量ならびに変動幅を減少させ、安定した高い静電容
量を付与することができる低圧用の電解コンデンサ陽極
用硬質アルミニウム箔を提供することを目的としてい
る。
もので、エッチング処理時の塩酸電解液に対する化学溶
解減量ならびに変動幅を減少させ、安定した高い静電容
量を付与することができる低圧用の電解コンデンサ陽極
用硬質アルミニウム箔を提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による電解コンデンサ陽極用硬質アルミニウ
ム箔は、Ｓｉ0.0020〜0.0100％、Ｆｅ0.0015〜0.0085
％、Ｃｕ0.0010〜0.0080％、その他の不可避不純物 0.0
10％以下、残部がＡｌの成分組成からなり、結晶方位の
(110) 面に対する(100) 面の比〔(100)/(110) 〕が0.05
以下の圧延集合組織を備えることを構成上の特徴とす
る。
めの本発明による電解コンデンサ陽極用硬質アルミニウ
ム箔は、Ｓｉ0.0020〜0.0100％、Ｆｅ0.0015〜0.0085
％、Ｃｕ0.0010〜0.0080％、その他の不可避不純物 0.0
10％以下、残部がＡｌの成分組成からなり、結晶方位の
(110) 面に対する(100) 面の比〔(100)/(110) 〕が0.05
以下の圧延集合組織を備えることを構成上の特徴とす
る。
【００１０】上記の構成において、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕお
よび不可避不純物に関する含有範囲の特定化は本発明の
成分組成的な要件となるもので、硬質アルミニウム箔が
この純度水準を満たすことが第１の要件となる。Ｓｉは
アルミニウムの自己溶解性を高める機能成分であり、そ
の含有量が0.0100％を越えると溶解減量が増大する。Ｆ
ｅも同様にアルミニウムの自己溶解性を促進させ、また
固溶限が小さいため上限を0.0085％に抑えないと溶解減
量が著増する。これら成分の含有下限については技術的
意味での量限定は要さないが、高純度化の困難性とコス
ト面を考慮してＳｉ0.0020％、Ｆｅ0.0015％にそれぞれ
設定した。Ｃｕ成分は固溶限は大きいものの電位を貴に
してアルミニウムの自己溶解性を高める挙動を示すた
め、0.0010〜0.0080％の範囲に収める必要がある。ま
た、その他の不可避不純物も 0.010％を越すと化学的溶
解減量を増大させる因となる。
よび不可避不純物に関する含有範囲の特定化は本発明の
成分組成的な要件となるもので、硬質アルミニウム箔が
この純度水準を満たすことが第１の要件となる。Ｓｉは
アルミニウムの自己溶解性を高める機能成分であり、そ
の含有量が0.0100％を越えると溶解減量が増大する。Ｆ
ｅも同様にアルミニウムの自己溶解性を促進させ、また
固溶限が小さいため上限を0.0085％に抑えないと溶解減
量が著増する。これら成分の含有下限については技術的
意味での量限定は要さないが、高純度化の困難性とコス
ト面を考慮してＳｉ0.0020％、Ｆｅ0.0015％にそれぞれ
設定した。Ｃｕ成分は固溶限は大きいものの電位を貴に
してアルミニウムの自己溶解性を高める挙動を示すた
め、0.0010〜0.0080％の範囲に収める必要がある。ま
た、その他の不可避不純物も 0.010％を越すと化学的溶
解減量を増大させる因となる。
【００１１】本発明の第２の要件は、結晶性状として硬
質アルミニウム箔の結晶方位 (110)面に対する (100)面
の比〔(100)/(110) 〕が0.05以下の圧延集合組織を備え
ることである。硬質低圧用として製造されるアルミニウ
ム箔は圧延集合組織であるため、Ｘ線回折により測定さ
れる結晶形態は圧延方位の (110)面が大部分を占め、立
方体方位の (100)面は極く僅かしか存在しないが、本発
明においては特に前記の結晶面比を選択することによっ
て塩酸系電解液に対する溶解減量ならびに変動幅を効果
的に減少させ、静電容量を高めることができる。
質アルミニウム箔の結晶方位 (110)面に対する (100)面
の比〔(100)/(110) 〕が0.05以下の圧延集合組織を備え
ることである。硬質低圧用として製造されるアルミニウ
ム箔は圧延集合組織であるため、Ｘ線回折により測定さ
れる結晶形態は圧延方位の (110)面が大部分を占め、立
方体方位の (100)面は極く僅かしか存在しないが、本発
明においては特に前記の結晶面比を選択することによっ
て塩酸系電解液に対する溶解減量ならびに変動幅を効果
的に減少させ、静電容量を高めることができる。
【００１２】電解コンデンサ陽極用アルミニウム箔は、
選定された純度を有するアルミニウム鋳塊を圧延処理す
る工程によって製造されるが、上記の成分組成的と結晶
性状的な要件を備える低圧用の硬質箔は、不純物成分を
固溶させるために鋳塊段階において５４０〜６２０℃の
温度で少なくとも１時間以上の均質化処理をおこない、
ついで不純物が析出せず、立方体方位の（１００）面と
圧延方位の（１１０）面の比〔（１００）／（１１
０）〕が０．０５以下になるような条件を設定して熱間
圧延および冷間圧延することにより製造することができ
る。その条件例として、例えば熱間圧延を４００〜４５
０℃のような低温で行い、熱間圧延の終了板厚を１０ｍ
ｍにように通常より厚くし、圧延速度や圧下率を低くし
てアルミニウム箔の温度が１２０℃を越えないようにす
る方法を挙げることができる。
選定された純度を有するアルミニウム鋳塊を圧延処理す
る工程によって製造されるが、上記の成分組成的と結晶
性状的な要件を備える低圧用の硬質箔は、不純物成分を
固溶させるために鋳塊段階において５４０〜６２０℃の
温度で少なくとも１時間以上の均質化処理をおこない、
ついで不純物が析出せず、立方体方位の（１００）面と
圧延方位の（１１０）面の比〔（１００）／（１１
０）〕が０．０５以下になるような条件を設定して熱間
圧延および冷間圧延することにより製造することができ
る。その条件例として、例えば熱間圧延を４００〜４５
０℃のような低温で行い、熱間圧延の終了板厚を１０ｍ
ｍにように通常より厚くし、圧延速度や圧下率を低くし
てアルミニウム箔の温度が１２０℃を越えないようにす
る方法を挙げることができる。
【００１３】
【作用】本発明の構成で第１の要件となる不純物含有量
の特定化は、固溶限が小さく、かつアルミニウムの自己
溶解性を高める成分を少なくして化学的な溶解減量を減
少させるための前提的な機能要件となる。第２の要件と
なる結晶面性状に関する特定化は、溶解性の大きな立方
体方位の結晶面(100) を少なくして溶解減量ならびにそ
の変動幅の減少と静電容量の向上に寄与させるための機
能要件となる。
の特定化は、固溶限が小さく、かつアルミニウムの自己
溶解性を高める成分を少なくして化学的な溶解減量を減
少させるための前提的な機能要件となる。第２の要件と
なる結晶面性状に関する特定化は、溶解性の大きな立方
体方位の結晶面(100) を少なくして溶解減量ならびにそ
の変動幅の減少と静電容量の向上に寄与させるための機
能要件となる。
【００１４】結晶面性状に基づく前記の作用は、塩酸系
電解液中での溶解性が結晶方位によって異なる現象によ
って生じるものであり、結晶面(110) 、(111) に比べて
原子密度が低く溶解性の大きな (100)面の比率を一定限
度内に低めることによってもたらされる。すなわち、結
晶面の溶解性は(100) ＞(110) ＞(111) の関係にあり、
箔組織中における(100) 面の存在が (110)面に対する比
として0.05以下に抑えると拡面率に寄与しない不必要な
溶解（例えばエッチピットセル壁の溶解）の進行が効果
的に阻止され、箔表面積の減少が抑制される。
電解液中での溶解性が結晶方位によって異なる現象によ
って生じるものであり、結晶面(110) 、(111) に比べて
原子密度が低く溶解性の大きな (100)面の比率を一定限
度内に低めることによってもたらされる。すなわち、結
晶面の溶解性は(100) ＞(110) ＞(111) の関係にあり、
箔組織中における(100) 面の存在が (110)面に対する比
として0.05以下に抑えると拡面率に寄与しない不必要な
溶解（例えばエッチピットセル壁の溶解）の進行が効果
的に阻止され、箔表面積の減少が抑制される。
【００１５】このような両要件による作用機能が相乗し
てエッチング時の化学溶解性が効果的に減少し、併せて
溶解量当たりの静電容量が向上した低圧用の電解コンデ
ンサ陽極用アルミニウム箔の提供が可能となる。
てエッチング時の化学溶解性が効果的に減少し、併せて
溶解量当たりの静電容量が向上した低圧用の電解コンデ
ンサ陽極用アルミニウム箔の提供が可能となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００１７】表１に示した不純物成分および結晶面比
（Ｘ線回折強度比）の異なる１０種類のアルミニウム鋳
塊を、５４０〜６２０℃の温度域で１０時間均熱化処理
を施したのち、実施例１〜４および比較例３〜６のもの
については、４００〜４５０℃に加熱して１０ｍｍ厚さ
まで熱間圧延し、その後材料温度が１２０℃を越えない
ように冷間圧延し、比較例１〜２のものについては、５
００〜５５０℃に加熱して３ｍｍ厚さまで熱間圧延し、
その後通常の方法で冷間圧延して、厚さ０．１ｍｍのア
ルミニウム箔を製造した。ついで各アルミニウム箔を、
１２．５％塩酸、０．６％燐酸および０．５％硝酸から
なる液温４５℃の電解液中に浸け、電流密度３０Ａ／ｄ
ｍ２の交流を１分間と６分間に分けて通電してエッチン
グ処理を行った。
（Ｘ線回折強度比）の異なる１０種類のアルミニウム鋳
塊を、５４０〜６２０℃の温度域で１０時間均熱化処理
を施したのち、実施例１〜４および比較例３〜６のもの
については、４００〜４５０℃に加熱して１０ｍｍ厚さ
まで熱間圧延し、その後材料温度が１２０℃を越えない
ように冷間圧延し、比較例１〜２のものについては、５
００〜５５０℃に加熱して３ｍｍ厚さまで熱間圧延し、
その後通常の方法で冷間圧延して、厚さ０．１ｍｍのア
ルミニウム箔を製造した。ついで各アルミニウム箔を、
１２．５％塩酸、０．６％燐酸および０．５％硝酸から
なる液温４５℃の電解液中に浸け、電流密度３０Ａ／ｄ
ｍ２の交流を１分間と６分間に分けて通電してエッチン
グ処理を行った。
【００１８】
【表１】
【００１９】エッチング処理後における各箔の溶解減量
を測定し、アルミニウム箔の性状と対比させて表２に示
した。引き続き、エッチング処理後の各アルミニウム箔
を15％アジピン酸アンモニウム水溶液中で20V により加
成処理し、ＬＣＲメーターで静電容量を測定した。その
結果も表２に併載した。
を測定し、アルミニウム箔の性状と対比させて表２に示
した。引き続き、エッチング処理後の各アルミニウム箔
を15％アジピン酸アンモニウム水溶液中で20V により加
成処理し、ＬＣＲメーターで静電容量を測定した。その
結果も表２に併載した。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２の実施例と比較例を対比して明らかな
とおり、本発明の性状要件を満たす実施例１〜４はいず
れも要件を外れる比較例１〜６より溶解減量ならびにそ
の変動幅が減少しており、静電容量も明確に向上してい
ることが認められる。
とおり、本発明の性状要件を満たす実施例１〜４はいず
れも要件を外れる比較例１〜６より溶解減量ならびにそ
の変動幅が減少しており、静電容量も明確に向上してい
ることが認められる。
【００２２】
【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る電解コンデ
ンサ陽極用硬質アルミニウム箔によればエッチング工程
で塩酸系電解液に対する溶解減量ならびに変動が軽減さ
れ、高水準の静電容量を示す。そのうえ、エッチング効
率が向上するため相対的に芯部のアルミニウム箔の材質
強度が増大する効果も併せてもたらされる。
ンサ陽極用硬質アルミニウム箔によればエッチング工程
で塩酸系電解液に対する溶解減量ならびに変動が軽減さ
れ、高水準の静電容量を示す。そのうえ、エッチング効
率が向上するため相対的に芯部のアルミニウム箔の材質
強度が増大する効果も併せてもたらされる。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｉ0.0020〜0.0100％、Ｆｅ0.0015〜0.
0085％、Ｃｕ0.0010〜0.0080％、その他の不可避不純物
0.010％以下、残部がＡｌの成分組成からなり、結晶方
位の (110)面に対する (100)面の比〔(100)/(110）〕が
0.05以下の圧延集合組織を備えることを特徴とする電解
コンデンサ陽極用硬質アルミニウム箔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131968A JP2626845B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 電解コンデンサ陽極用硬質アルミニウム箔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3131968A JP2626845B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 電解コンデンサ陽極用硬質アルミニウム箔 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333541A JPH04333541A (ja) | 1992-11-20 |
| JP2626845B2 true JP2626845B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=15070440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP3131968A Expired - Fee Related JP2626845B2 (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 電解コンデンサ陽極用硬質アルミニウム箔 |
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