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JP7754641B2 - Aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, method for producing same, and method for producing aluminum electrode material for electrolytic capacitors - Google Patents
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JP7754641B2 - Aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, method for producing same, and method for producing aluminum electrode material for electrolytic capacitors - Google Patents

Aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, method for producing same, and method for producing aluminum electrode material for electrolytic capacitors

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JP7754641B2 JP2021086119A JP2021086119A JP7754641B2 JP 7754641 B2 JP7754641 B2 JP 7754641B2 JP 2021086119 A JP2021086119 A JP 2021086119A JP 2021086119 A JP2021086119 A JP 2021086119A JP 7754641 B2 JP7754641 B2 JP 7754641B2
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Description

本発明は、電解コンデンサ電極用アルミニウム材及びその製造方法ならびに電解コンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法に関する。 The present invention relates to an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing aluminum electrode material for electrolytic capacitors.

電解コンデンサ用電極材料として一般に用いられるアルミニウム箔は、静電容量を大きくする目的で、電気化学的あるいは化学的エッチング処理を施して、アルミニウム箔の表面積を拡大する工程が行われる。表面積を拡大するには、エッチングが開始される起点を等間隔に配置し、より多くのエッチングピットの起点を作る必要がある。そのために従来はアルミニウムに含まれる不純物の分布によって制御する方法が取られている。しかしながら、この方法においては、不純物分布の制御に限界があり、エッチングの起点を一点一点精密に制御することは不可能である。すなわちエッチングによる表面積の拡大において、従来方法では限界に達している。 Aluminum foil, commonly used as an electrode material for electrolytic capacitors, undergoes electrochemical or chemical etching to increase its surface area in order to increase capacitance. In order to increase the surface area, it is necessary to space the etching initiation points evenly and create more etching pit initiation points. To achieve this, the conventional method is to control the distribution of impurities contained in the aluminum. However, this method has limitations in terms of control over the impurity distribution, making it impossible to precisely control each individual etching initiation point. In other words, conventional methods have reached their limits in terms of increasing surface area through etching.

そのため、突起を有する母型を押し付けることにより、アルミニウム箔表面または酸化皮膜を有するアルミニウム箔表面に、所望とするパターンで窪みを形成し、これらの窪みをエッチングの開始点とすることにより開始点位置の制御を行い、高い拡面効率を有する電極箔を作製する技術が提案されている(特許文献1参照)。
また、表面粗度(算術平均粗さ:Ra)が0.30未満の平滑な電極箔用アルミニウム材の表面に突起を有するモールドを押し付けることにより、アルミニウム酸化皮膜を突き破る凹部もしくは、圧痕転写による凸部といった圧痕を所望のパターンで形成し、これをエッチングの開始点とすることにより開始点位置の制御を行い、高い拡面効率を有する電極箔を作製する技術が提案されている(特許文献2参照)。
Therefore, a technology has been proposed in which depressions are formed in a desired pattern on the surface of an aluminum foil or on the surface of an aluminum foil having an oxide film by pressing a master mold having protrusions against the surface, and the starting point position is controlled by using these depressions as the starting point for etching, thereby producing an electrode foil with high surface expansion efficiency (see Patent Document 1).
In addition, a technology has been proposed in which a mold having protrusions is pressed against the surface of a smooth aluminum material for electrode foil having a surface roughness (arithmetic mean roughness: Ra) of less than 0.30 to form a desired pattern of indentations, such as recesses that break through the aluminum oxide film or protrusions by indentation transfer, and these are used as starting points for etching, thereby controlling the starting point position and producing an electrode foil with high surface expansion efficiency (see Patent Document 2).

特開平11-74162号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-74162 特開2007-042789号公報JP 2007-042789 A

しかしながら、アルミニウム基材平面と母型の押し付け等によって、エッチングピットの開始点となる多数の凹部を形成しても、期待した静電容量を得ることができない場合があることが、発明者らの研究により判明した。 However, the inventors' research has revealed that even if numerous recesses that serve as starting points for etching pits are formed by, for example, pressing the aluminum substrate surface against the matrix, it may not be possible to obtain the expected capacitance.

この原因について、発明者らは更に研究を重ねた結果、アルミニウム基材の表面に形成された凹部の内面の角度と凹部の大きさが、エッチングピットの発生と進行に大きく影響していることを見いだした。 After further research into the cause of this, the inventors discovered that the angle of the inner surface of the recesses formed on the surface of the aluminum substrate and the size of the recesses have a significant impact on the occurrence and progression of etching pits.

この発明は、このような知見に基づいてなされたものであって、アルミニウム基材にエッチングピットの起点となる多数の凹部が形成されたアルミニウム材を対象とし、エッチング特性に優れ拡面率を向上でき、ひいては大きな静電容量を得ることができる電解コンデンサ電極用アルミニウム材及びその製造方法ならびに電解コンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法の提供を目的とする。 This invention was made based on this knowledge and targets aluminum materials in which numerous recesses that serve as starting points for etching pits are formed in the aluminum base material. Its objective is to provide an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes that has excellent etching characteristics, can improve the surface expansion ratio, and ultimately can obtain a large electrostatic capacitance, as well as a method for manufacturing the same and a method for manufacturing aluminum electrode material for electrolytic capacitors.

上記目的は以下の手段によって解決される。
(1)表面に酸化皮膜が形成されたアルミニウム基材にエッチングピットの形成予定部位である多数の凹部が形成され、
前記凹部の内面には、前記アルミニウム基材の平面と垂直な断面に現れる凹部の輪郭を構成する直線または曲線であって、前記直線の傾きまたは曲線の接線の傾きと前記アルミニウム基材の平面とのなす角度が20°~90°である直線または曲線で規定されるピット起点部が含まれ、
凹部の内面全体における前記ピット起点部の平面視での最大離間距離が1.9μm以下であることを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム材。
(2)前記酸化皮膜は自然酸化皮膜または化成酸化皮膜であることを特徴とする前項(1)に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム材。
(3)電解エッチングまたは化学エッチングにより、前記ピット起点部を起点としてエッチングピットを形成可能であることを特徴とする前項(1)または(2)に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム材。
(4)前記凹部の形状は、前記アルミニウム基材に押し付けられる母型に形成された多数の突起の形状に対応していることを特徴とする前項(1)~(3)のいずれかに記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム材。
(5)酸化皮膜が形成されたアルミニウム基材の表面に、多数の突起を有する母型を押し付けることにより、エッチングピットの形成予定部位である多数の凹部を形成する電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法であって、
前記凹部の内面には、前記アルミニウム基材の平面と垂直な断面に現れる凹部の輪郭を構成する直線または曲線であって、前記直線の傾きまたは曲線の接線の傾きと前記アルミニウム基材の平面とのなす角度が20°~90°である直線または曲線で規定されるピット起点部が含まれ、
凹部の内面全体における前記ピット起点部の平面視での最大離間距離が1.9μm以下であることを特徴とする電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法。
(6)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材に、電解エッチングまたは化学エッチングを実施す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。
The above object can be achieved by the following means.
(1) A large number of recesses, which are to be etching pits, are formed on an aluminum substrate having an oxide film formed on its surface,
the inner surface of the recess includes a pit initiation portion defined by a straight line or a curve constituting the outline of the recess appearing in a cross section perpendicular to the plane of the aluminum base, the angle between the inclination of the straight line or the inclination of the tangent to the curve and the plane of the aluminum base being 20° to 90°;
An aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, characterized in that the maximum distance between the pit initiation points in a plan view over the entire inner surface of the recess is 1.9 μm or less.
(2) The aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to the preceding item (1), wherein the oxide film is a natural oxide film or a chemically-formed oxide film.
(3) The aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to the preceding item (1) or (2), characterized in that etching pits can be formed by electrolytic etching or chemical etching, starting from the pit initiation portions.
(4) An aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to any one of the preceding paragraphs (1) to (3), characterized in that the shape of the recesses corresponds to the shape of a large number of protrusions formed on a matrix that is pressed against the aluminum base material.
(5) A method for producing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, in which a matrix having a large number of protrusions is pressed against the surface of an aluminum base material having an oxide film formed thereon, thereby forming a large number of recesses in which etching pits are to be formed,
the inner surface of the recess includes a pit initiation portion defined by a straight line or a curve constituting the outline of the recess appearing in a cross section perpendicular to the plane of the aluminum base, the angle between the inclination of the straight line or the inclination of the tangent to the curve and the plane of the aluminum base being 20° to 90°;
A method for manufacturing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, characterized in that the maximum distance between the pit initiation points in a plan view on the entire inner surface of the recess is 1.9 μm or less.
(6) A method for producing an aluminum electrode material for electrolytic capacitors, comprising subjecting the aluminum material for electrolytic capacitors according to any one of the preceding items (1) to (4) to electrolytic etching or chemical etching.

この発明に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材は、表面に酸化皮膜が形成されたアルミニウム基材にエッチングピットの形成予定部位である多数の凹部が形成され、凹部の内面には、アルミニウム基材の平面と垂直な断面に現れる凹部の輪郭を構成する直線または曲線であって、この直線の傾きまたは曲線の接線の傾きとアルミニウム基材の平面とのなす角度が20°~90°である直線または曲線で規定されるピット起点部が含まれているから、エッチング時にはこのピット起点部が選択的にエッチングピットの起点となってエッチングが進行し、ひいては多数の凹部の位置にエッチングピットが確実に形成されることになる。 The aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to this invention has an aluminum base material with an oxide film formed on its surface, and numerous recesses formed therein where etching pits are planned to be formed. The inner surfaces of the recesses include pit initiation regions defined by straight lines or curves that form the contours of the recesses as they appear in a cross section perpendicular to the plane of the aluminum base material, with the inclination of the straight line or the inclination of the tangent to the curve and the plane of the aluminum base material forming an angle of 20° to 90°. Therefore, during etching, these pit initiation regions selectively serve as the initiation points for etching pits, and etching proceeds, resulting in the reliable formation of etching pits at the locations of the numerous recesses.

また、凹部の内面全体におけるピット起点部の平面視での最大離間距離が1.9μm以下であるから、最大離間距離離れたピット起点部を起点としてそれぞれエッチングピットが発生しても、これらのエッチングピットはやがては連通して、やはり凹部の位置に1つのエッチングピットが形成される。その結果、各面率を向上でき、大きな静電容量を実現できる。 In addition, since the maximum distance between pit initiation points on the entire inner surface of the recess in a plan view is 1.9 μm or less, even if etching pits occur starting from pit initiation points that are the maximum distance apart, these etching pits will eventually connect to form a single etching pit at the recess. As a result, each area ratio can be improved, and a large capacitance can be achieved.

この発明に係る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、エッチングにより各面率を向上でき、大きな静電容量を実現可能な電解コンデンサ電極用アルミニウム材を製造することができる。 The method for manufacturing aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to the present invention allows for the improvement of each area ratio through etching, making it possible to manufacture aluminum material for electrolytic capacitor electrodes that can achieve a large electrostatic capacitance.

この発明に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極材の製造方法によれば、大きな静電容量を有する電解コンデンサ用電極材を製造することができる。 The method for manufacturing aluminum electrode material for electrolytic capacitors according to this invention makes it possible to manufacture electrode material for electrolytic capacitors with a large capacitance.

(a)は本発明の一実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材の断面図、(b)は平面図である。1A is a cross-sectional view of an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to one embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof. 本発明の他の実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to another embodiment of the present invention. 本発明の更に他の実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to still another embodiment of the present invention. ピット起点部を規定するための凹部の角度を説明するための断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the angle of a recess for defining a pit starting point. 同じく、ピット起点部を規定するための凹部の角度を説明するための断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the angle of a recess for defining a pit starting point. (a)~(c)は、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材をエッチングした時の様子を時系列で示す模式的断面図である。3A to 3C are schematic cross-sectional views showing, in time series, the state of etching an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to one embodiment of the present invention. (a)~(c)は、本発明の条件を逸脱する電解コンデンサ電極用アルミニウム材をエッチングした時の様子を時系列で示す模式的断面図である。1A to 1C are schematic cross-sectional views showing, in time sequence, the state when an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes that deviates from the conditions of the present invention is etched. (a)~(c)は、本発明の他の実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材をエッチングした時の様子を時系列で示す模式的断面図である。1A to 1C are schematic cross-sectional views showing, in time series, the state of etching an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to another embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法を説明するための図であり、母型をアルミニウム基材に押しつける前の状態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to one embodiment of the present invention, showing the state before the matrix is pressed against the aluminum substrate. 同じく、母型をアルミニウム基材に押しつけた状態を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the state in which the matrix is pressed against the aluminum substrate.

[電解コンデンサ電極用アルミニウム材]
本発明の一実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材は、表面に酸化皮膜を有するアルミニウム基材に、エッチングピットの起点となる多数の凹部が形成されており、凹部の断面における形状に特徴を有する。
[Aluminum material for electrolytic capacitor electrodes]
An aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to one embodiment of the present invention has an aluminum base material having an oxide film on the surface thereof, and a large number of recesses that serve as starting points for etching pits are formed in the aluminum base material, and the recesses have a characteristic cross-sectional shape.

図1、図2及び図3に、本実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材の模式的断面図を示す。 Figures 1, 2, and 3 show schematic cross-sectional views of the aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to this embodiment.

各アルミニウム材は、酸化皮膜2を有するアルミニウム基材1の表面に多数の凹部3が形成されてなる。 Each aluminum material has a large number of recesses 3 formed on the surface of an aluminum base material 1 having an oxide film 2.

図1では、各凹部3の形状が球体もしくは楕円球体を分割した形状(例えば半球体もしくは半楕円球体)である。各凹部3のアルミニウム基材の平面と平行な断面(以下、横断面ともいう)の形状は円形または楕円形である。また各凹部3の内面は、開口部に近い側の全周が酸化皮膜5で環帯状に被覆され、底部側の全体が酸化皮膜4で被覆されている。 In Figure 1, each recess 3 has the shape of a divided sphere or ellipsoid (e.g., a hemisphere or semi-ellipsoid). The cross section (hereinafter also referred to as a transverse cross section) of each recess 3 parallel to the plane of the aluminum substrate is circular or elliptical. The inner surface of each recess 3 is coated with an annular oxide film 5 on the entire periphery on the side closer to the opening, and the entire bottom side is coated with an oxide film 4.

図2は、各凹部3の形状が錐体であり、各凹部3の横断面での形状は多角形もしくは円もしくは楕円である。これらの凹部3の内面は、全体が酸化皮膜5で被覆されている。 In Figure 2, each recess 3 has a conical shape, and the cross-sectional shape of each recess 3 is a polygon, circle, or ellipse. The inner surfaces of these recesses 3 are entirely covered with an oxide film 5.

図3は、各凹部3の形状が、アルミニウム基材1の平面と垂直な断面(以下、縦断面ともいう)において、内向き凸の曲線と外向き凸の曲線とが滑らかに連続した曲面的な窪みを持つ形態であり、各凹部3の横断面での形状は多角形もしくは円もしくは楕円である。なお、底部は平坦面でも良いし曲面でも良い。また各凹部3の内面は、開口部側と底部側を除く中間部の全周が酸化皮膜5で環帯状に被覆され、開口部側と底部側が酸化皮膜4で被覆されている。 In Figure 3, the shape of each recess 3 is a curved depression in which an inward convex curve and an outward convex curve are smoothly connected in a cross section perpendicular to the plane of the aluminum substrate 1 (hereinafter also referred to as a longitudinal section), and the cross section of each recess 3 is polygonal, circular, or elliptical. The bottom may be flat or curved. The inner surface of each recess 3 is coated with an annular oxide film 5 around the entire periphery of the middle part, excluding the opening and bottom sides, and the opening and bottom sides are coated with an oxide film 4.

図1~図3に示した各アルミニウム基材1において、多数の凹部3同士の間隔は1μm~10μmが好ましい。凹部3同士の間隔とは、最も近い凹部との間の最小離間距離をいう。凹部3同士の間隔が1μm未満では、エッチング時に凹部3に形成されるエッチングピットが隣同士で互いに連通して、エッチングピットによる拡面効果が阻害される恐れがある。凹部3同士の間隔が10μmを超えると、エッチングピットの数が減少し、やはり大きな拡面効果を得ることができない恐れがある。より好ましい凹部3同士の間隔は2μm~5μmである。 In each of the aluminum substrates 1 shown in Figures 1 to 3, the spacing between the numerous recesses 3 is preferably 1 μm to 10 μm. The spacing between the recesses 3 refers to the minimum distance between the nearest recesses. If the spacing between the recesses 3 is less than 1 μm, the etching pits formed in the recesses 3 during etching may connect with each other, hindering the surface-expanding effect of the etching pits. If the spacing between the recesses 3 exceeds 10 μm, the number of etching pits decreases, and again, it may not be possible to achieve a significant surface-expanding effect. A more preferable spacing between the recesses 3 is 2 μm to 5 μm.

この実施形態では、凹部3について次のような特徴事項を有している。即ち、凹部3の内面には、アルミニウム基材1の縦断面に現れる凹部3の輪郭を構成する直線または曲線であって、図4及び図5に示すように、直線の傾きL(図5の場合)または曲線の接線の傾きL(図4の場合)とアルミニウム基材1の平面とのなす角度(この角度を傾斜角度ともいう)θが20°~90°である直線または曲線で規定されるピット起点部が含まれている。なお、図4及び図5ではアルミニウム基材1及び凹部3の酸化皮膜は省略してある。 In this embodiment, the recess 3 has the following characteristics. That is, the inner surface of the recess 3 includes a pit initiation portion defined by a straight line or curve that constitutes the outline of the recess 3 that appears in a vertical cross section of the aluminum base material 1, and as shown in Figures 4 and 5, the angle θ (also referred to as the inclination angle) between the plane of the aluminum base material 1 and the slope L (in the case of Figure 5) or the slope L (in the case of Figure 4) of the tangent to the curve is 20° to 90°. Note that the oxide film on the aluminum base material 1 and the recess 3 has been omitted from Figures 4 and 5.

具体的には、図1~図3に例示した酸化皮膜5が形成された部分がピット起点部であり、図1~図3に示した例では、ピット起点部が凹部3の内面の周方向に環帯状に形成されている。図1~図3に示した酸化皮膜4の被覆部分は、傾斜角度θが20°より小さい非ピット起点部である。 Specifically, the portions where the oxide film 5 shown in Figures 1 to 3 is formed are pit initiation portions, and in the example shown in Figures 1 to 3, the pit initiation portions are formed in an annular band shape in the circumferential direction on the inner surface of the recess 3. The portions covered by the oxide film 4 shown in Figures 1 to 3 are non-pit initiation portions with an inclination angle θ of less than 20°.

傾斜角度θが20°~90°であるピット起点部を規定したのは次の理由による。 The reason why the pit starting point is specified to have an inclination angle θ between 20° and 90° is as follows:

即ち、この実施形態では、後述するように、酸化皮膜2が形成されたアルミニウム基材1の表面に、多数の突起を有する母型を押し付けることにより、各凹部3が形成される。つまり、各凹部3は母型に形成された突起の形状に対応する。この突起がアルミニウム基材に押しつけられるときに、突起の形状に応じて異なる力が凹部3の内面形成部位に作用する。 In other words, in this embodiment, as described below, each recess 3 is formed by pressing a matrix having numerous protrusions against the surface of the aluminum base material 1 on which the oxide film 2 has been formed. In other words, each recess 3 corresponds to the shape of the protrusions formed on the matrix. When these protrusions are pressed against the aluminum base material, different forces act on the areas where the inner surfaces of the recess 3 are formed, depending on the shape of the protrusions.

突起の傾斜部または湾曲部の角度が大きいと、凹部3の内周面に酸化皮膜5で被覆された傾斜角度θが20°~90°の傾斜部または湾曲部が形成されるが、その形成過程において、突起の傾斜部または湾曲部に沿って斜め下向き(90°以外の場合)または下向き(90°の場合)に剪断方向の力が作用し、この力によって酸化皮膜2は、表面に凹凸やボイドや亀裂が多数発生し厚さも薄くなって酸化皮膜5となり、この酸化皮膜5がピット起点部となる。
一方、母型の突起の傾斜部または湾曲部の角度が緩やかな場合は、傾斜角度θが20°未満の酸化皮膜4が被覆されるが、この部分は非ピット起点部であり、この非ピット起点部の形成過程においては、突起による専ら下向きの押圧力が作用し、剪断方向の大きな力は作用しない。このため、酸化皮膜5のような凹凸やボイド、亀裂等の発生が抑制され、酸化皮膜4の厚み減少も酸化皮膜5ほどではない。
If the angle of the inclined or curved portion of the protrusion is large, an inclined or curved portion coated with an oxide film 5 is formed on the inner surface of the recess 3, with the inclination angle θ being 20° to 90°. During this formation process, a shearing force acts along the inclined or curved portion of the protrusion diagonally downward (if the angle is other than 90°) or downward (if the angle is 90°), and this force causes numerous irregularities, voids, and cracks to form on the surface of the oxide film 2, reducing its thickness and turning it into an oxide film 5, which then becomes the starting point of pits.
On the other hand, if the angle of the inclined or curved portions of the projections of the matrix is gentle, the oxide film 4 is coated with an inclination angle θ of less than 20°, but this portion is a non-pit initiation portion, and in the process of forming this non-pit initiation portion, only a downward pressing force from the projection acts, and no large force acts in the shear direction. Therefore, the occurrence of irregularities, voids, cracks, etc., such as those of the oxide film 5, is suppressed, and the reduction in thickness of the oxide film 4 is not as great as that of the oxide film 5.

このように、酸化皮膜5の表面には凹凸やボイド、亀裂が多数存在し、また平均的な厚みは酸化皮膜2や酸化皮膜4よりも薄く、ピット起点部となる。酸化皮膜4の平均的な厚みは酸化皮膜2と同じかそれよりも薄い。酸化皮膜2の平均的な厚さは1nm~50nmの範囲が好ましく、特に2nm~20nmの範囲が好ましい。酸化皮膜4の平均的な厚さは1nm~40nmの範囲が好ましく、特に2nm~10nmが好ましい。酸化皮膜5の平均的な厚さは0.5nm~40nmの範囲が好ましく、特に0.5nm~10nmが好ましい。 As such, the surface of oxide film 5 has numerous irregularities, voids, and cracks, and its average thickness is thinner than oxide film 2 and oxide film 4, forming pit initiation points. The average thickness of oxide film 4 is the same as or thinner than oxide film 2. The average thickness of oxide film 2 is preferably in the range of 1 nm to 50 nm, and more preferably in the range of 2 nm to 20 nm. The average thickness of oxide film 4 is preferably in the range of 1 nm to 40 nm, and more preferably in the range of 2 nm to 10 nm. The average thickness of oxide film 5 is preferably in the range of 0.5 nm to 40 nm, and more preferably in the range of 0.5 nm to 10 nm.

酸化皮膜の平均的な厚みの差異によって、エッチング時の反応性に差が生じる。その反応性の差を利用し、エッチング時のエッチングピットの発生に選択性を持たせることができる。酸化皮膜が薄い方が、反応性が高くピットが発生しやすい。酸化皮膜3、4、5の中でピットが優先的に生じるのは酸化皮膜5である。しかも、酸化皮膜5には凹凸やボイド、亀裂が多数存在しており、これらがエッチングピットの起点になり得ることも相俟って、酸化皮膜5の被覆部位、換言すればピット起点部から優先的にエッチングピットが発生する。 Differences in the average thickness of the oxide film result in differences in reactivity during etching. Utilizing these differences in reactivity can provide selectivity for the occurrence of etching pits during etching. The thinner the oxide film, the higher the reactivity and the more likely pits are to occur. Of oxide films 3, 4, and 5, pits occur preferentially in oxide film 5. Furthermore, oxide film 5 contains numerous irregularities, voids, and cracks, which can become the starting points for etching pits. This means that etching pits occur preferentially in areas covered by oxide film 5, in other words, from the pit starting points.

図6、図7、図8の各(a)(b)(c)は、それぞれ凹部3の形態が異なる電解コンデンサ電極用アルミニウム材を、塩酸を含む電解液中でエッチングした時の様子を時系列で示す模式的断面図であり、酸化皮膜は図示を省略している。それぞれ(a)は電解エッチング前の状態、(b)は0.001sec~0.01secの電解エッチングを施し極初期のピットを発生させた時、(c)は0.01~0.1secの電解エッチングを施し極初期のピットが結合することによって初期ピットが形成された時の模式的断面図である。 Figures 6, 7, and 8 (a), (b), and (c) are schematic cross-sectional views showing, in time sequence, the state of aluminum materials for electrolytic capacitor electrodes, each with a different shape of recess 3, when etched in an electrolyte containing hydrochloric acid; the oxide film is not shown. (a) shows the state before electrolytic etching, (b) shows the state after electrolytic etching for 0.001 to 0.01 seconds to generate very initial pits, and (c) shows the state after electrolytic etching for 0.01 to 0.1 seconds to form initial pits by combining the very initial pits.

図6では、凹部3が半球状であり、傾斜角度θが20°~90°である酸化皮膜5の被覆部分(ピット起点部)は、凹部3の内面の開口部から深さ方向の途中の位置までの幅を持って、周方向の全域にわたって環帯状に形成されている。図6に示す凹部3は図1と同じであり、ピット起点部の平面視での最大離間距離は、凹部3の開口部の直径D1である。また、環帯状のピット起点部の底側の縁部の平面視での直径をD2とする。 In Figure 6, the recess 3 is hemispherical, and the covered portion (pit initiation portion) of the oxide film 5, which has an inclination angle θ of 20° to 90°, is formed in an annular shape over the entire circumferential direction, with a width from the opening on the inner surface of the recess 3 to a position halfway in the depth direction. The recess 3 shown in Figure 6 is the same as in Figure 1, and the maximum distance between the pit initiation portions in a plan view is the diameter D1 of the opening of the recess 3. Furthermore, the diameter of the bottom edge of the annular pit initiation portion in a plan view is D2.

図7では、凹部3の形状が底の浅い球体の一部であり、傾斜角度θが20°~90°である酸化皮膜5の被覆部分(ピット起点部)は、図6の例と同様に、凹部3の内面の開口部から深さ方向の途中の位置までの幅を持って、周方向の全域にわたって環帯状に形成されている。図7においても、ピット起点部の平面視での最大離間距離は、凹部3の開口部の直径D1である。また、環帯状のピット起点部の底側の縁部の平面視での直径をD2とする。 In Figure 7, the shape of the recess 3 is a portion of a shallow sphere, and the covered portion (pit initiation portion) of the oxide film 5, with an inclination angle θ of 20° to 90°, is formed in an annular shape over the entire circumferential direction, with a width from the opening on the inner surface of the recess 3 to a position halfway in the depth direction, as in the example of Figure 6. In Figure 7 as well, the maximum separation distance of the pit initiation portions in a plan view is the diameter D1 of the opening of the recess 3. Furthermore, the diameter of the bottom edge of the annular pit initiation portion in a plan view is D2.

図8では、凹部3の形状が円錐または角錐であり、傾斜角度θが20°~90°である酸化皮膜5の被覆部分(ピット起点部)は、凹部3の内面の全体に形成されている。図8において、ピット起点部の平面視での最大離間距離は、凹部3の開口部の最大距離D1であり、D2はゼロである。 In Figure 8, the recess 3 has a conical or pyramidal shape, and the oxide film 5 covering the entire inner surface (pit initiation point) has an inclination angle θ of 20° to 90°. In Figure 8, the maximum distance between the pit initiation points in a plan view is the maximum distance D1 of the opening of the recess 3, and D2 is zero.

この実施形態では、傾斜角度θが20°~90°であるピット起点部の平面視での最大離間距離D1は、1.9μm以下とする必要がある。図6及び図8における最大離間距離D1は1.9μm以下の場合であり、図7における最大離間距離D1は1.9μmを超えるものとする。 In this embodiment, the maximum separation distance D1 in a plan view of the pit start points where the inclination angle θ is between 20° and 90° must be 1.9 μm or less. The maximum separation distance D1 in Figures 6 and 8 is 1.9 μm or less, while the maximum separation distance D1 in Figure 7 exceeds 1.9 μm.

前述したように、エッチングピット発生の起点となるのは傾斜角度θが20°~90°の酸化皮膜5の被覆部分であり、図6~図8の各(b)に示すように、このピット起点部に沿って複数の極初期のピット11が発生する。なお、図6~図8の各(b)において、薄黒色で塗られた領域が極初期のピット11を示している。 As mentioned above, etching pits originate from the covered portion of the oxide film 5 where the inclination angle θ is between 20° and 90°, and as shown in each of Figures 6 to 8 (b), multiple initial pits 11 occur along these pit initiation points. Note that in each of Figures 6 to 8 (b), the areas painted in light black indicate initial pits 11.

最大離間距離D1が1.9μm以下である図6では、同時(c)に示すように、発生した複数の極初期のピット11が結合し、一つの初期ピット12が形成される。その後エッチングを継続させると初期ピットから内部方向にトンネルピットが形成され、所望した通り、凹部3を中心に最終的なエッチングピットが形成される。一方で、最大離間距離D1が1.9μmを超える図7での場合は、同図(c)に示す通り、極初期のピット11同士の距離が遠いためピット結合が起きず、凹部3の周辺にそれぞれ独立して初期ピット12が成長する。最大離間距離D1が1.9μm以下である図8(c)では、凹部3に複数の結合した初期ピットが形成され、その後エッチングを継続させても凹部3を中心としたトンネルピットは形成されない。 In Figure 6, where the maximum separation distance D1 is 1.9 μm or less, multiple initial pits 11 that have formed merge to form a single initial pit 12, as shown in (c). As etching continues, a tunnel pit forms inward from the initial pit, resulting in the desired final etching pit centered on the recess 3. On the other hand, in Figure 7, where the maximum separation distance D1 is greater than 1.9 μm, as shown in (c), the distance between the initial pits 11 is so great that pit merging does not occur, and initial pits 12 grow independently around the recess 3. In Figure 8(c), where the maximum separation distance D1 is 1.9 μm or less, multiple merged initial pits form in the recess 3, and no tunnel pit centered on the recess 3 is formed even if etching continues.

エッチング後の有効面積を増やすには、凹部3の中心にピットを発生させることが必要である。それ以外の場合、隣り合う凹部3から発生したピット同士が結合し、あるいはピットが発生しない空隙部分が増えることにより、有効面積が低下する。 To increase the effective area after etching, it is necessary to generate pits in the centers of the recesses 3. Otherwise, the effective area will decrease due to pits generated from adjacent recesses 3 joining together or an increase in void areas where no pits are generated.

つまりD2の値によらず、最大離間距離D1が1.9μm以下の場合に有効面積を増加でき、ひいては大きい静電容量が得られる。 In other words, regardless of the value of D2, when the maximum separation distance D1 is 1.9 μm or less, the effective area can be increased, resulting in a large capacitance.

なお、以上の説明では、酸化皮膜5の被覆部分であるピット起点部が凹部3の内面の周方向に連続している場合を説明したが、ピット起点部は連続でなく点在していても良い。 In the above explanation, we have described a case where the pit initiation portions, which are the portions covered by the oxide film 5, are continuous in the circumferential direction of the inner surface of the recess 3, but the pit initiation portions may not be continuous but may be scattered.

θが20~90°であるピット起点部を有する凹部の割合は90%以上が望ましく、特に95%以上が好ましく、全ての凹部にθが20~90°であるピット起点部が存在していることが最も望ましい。 The proportion of recesses having pit origins with a θ of 20 to 90° is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more, and it is most desirable for all recesses to have pit origins with a θ of 20 to 90°.

本実施形態に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材において、アルミニウム基材1を構成するアルミニウムの化学組成は限定されず、電解コンデンサ電極材料として使用されているものを適宜使用することができる。具体的には、不純物量を規制して過溶解によるエッチング特性の低下を防ぐために、アルミニウム純度が99.9%以上であることが好ましく、特に99.99%以上が好ましい。アルミニウム材の立方体方位占有率、あるいは(100)の占有率は90%以上が好ましく、95%以上が一層好ましく、特に99.9%以上が最も好ましい。また、電解コンデンサ電極用アルミニウム材の厚さも限定されず、箔と称される200μm以下のアルミニウム材の他、200μmを超えるアルミニウム板も含まれる。前記アルミニウム基材1の表面粗さ(算術平均粗さ)は0.1μm未満が好ましく、特に0.05μm未満が好ましい。
[電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法]
上述した電解コンデンサ電極用アルミニウム材は、例えば以下の方法によって作製することができる。
In the aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to this embodiment, the chemical composition of the aluminum constituting the aluminum substrate 1 is not limited, and aluminum used as an electrolytic capacitor electrode material can be used as appropriate. Specifically, to limit the amount of impurities and prevent deterioration of etching characteristics due to excessive dissolution, the aluminum purity is preferably 99.9% or higher, particularly 99.99% or higher. The cube orientation occupancy rate or (100) occupancy rate of the aluminum material is preferably 90% or higher, more preferably 95% or higher, and most preferably 99.9% or higher. The thickness of the aluminum material for electrolytic capacitor electrodes is also not limited, and includes aluminum foils with a thickness of 200 μm or less, as well as aluminum plates with a thickness of more than 200 μm. The surface roughness (arithmetic mean roughness) of the aluminum substrate 1 is preferably less than 0.1 μm, particularly preferably less than 0.05 μm.
[Method of manufacturing aluminum material for electrolytic capacitor electrodes]
The above-mentioned aluminum material for electrolytic capacitor electrodes can be produced, for example, by the following method.

所定の化学組成のアルミニウム鋳塊に対して均質化処理を施し、その後、熱間圧延、冷間圧延、最終焼鈍を順次行って酸化皮膜を形成して、表面に酸化皮膜2を有するアルミニウム基材を作製する。最終焼鈍後に化学研磨や電解研磨を施して表面平滑化を行う場合は、その後に大気中に曝し自然酸化皮膜を生成してアルミニウム基材とする。酸化皮膜2は自然酸化皮膜ではなく、化成処理により生成した化成酸化皮膜であっても良い。 An aluminum ingot of a specified chemical composition is subjected to a homogenization treatment, and then hot rolling, cold rolling, and final annealing are carried out in sequence to form an oxide film, producing an aluminum substrate having oxide film 2 on its surface. If chemical polishing or electrolytic polishing is carried out after final annealing to smooth the surface, the aluminum substrate is then exposed to the atmosphere to form a natural oxide film, resulting in an aluminum substrate. Oxide film 2 may not be a natural oxide film, but may be a chemical oxide film formed by chemical conversion treatment.

次に、前記アルミニウム基材1に多数の凹部3を形成して、電解コンデンサ電極用アルミニウム材を作製する。 Next, a large number of recesses 3 are formed in the aluminum substrate 1 to produce an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes.

凹部3の形成方法として、限定はされないが、図9に示すように多数の突起101を有する母型100を、図10に示すようにアルミニウム基材1に押し付けて、突起101に対応する圧痕として凹部3を形成する方法を例示することができる。母型100において、多数の突起101を上述した凹部3の配置に対応させることにより、アルミニウム基材1の所望位置に所望のパターンで凹部3を形成することができる。 The method of forming the recesses 3 is not limited to, but an example is to press a master mold 100 having numerous protrusions 101 as shown in Figure 9 against the aluminum substrate 1 as shown in Figure 10, to form the recesses 3 as indentations corresponding to the protrusions 101. By aligning the numerous protrusions 101 on the master mold 100 with the arrangement of the recesses 3 described above, the recesses 3 can be formed in the desired position and in the desired pattern on the aluminum substrate 1.

母型100の作製は、所望のパターニング加工が可能な微細形状が実現できる製法であればよいが、好ましくは金型加工やリソグラフィー技術を用いて作製する。材質はアルミニウム基材1より硬質であれば、電気導電性の有無に関わらず何でもよい。突起101の形状は錐体、柱体、球体、楕円球体のいずれでも良く、突起の外面形状が凹部3の内面形状となる。 The master mold 100 can be produced by any method that can produce a micro-shape that can be patterned as desired, but is preferably produced using mold processing or lithography techniques. The material can be any material that is harder than the aluminum base material 1, regardless of whether it is electrically conductive or not. The shape of the protrusions 101 can be any of a cone, cylinder, sphere, or ellipsoid, and the outer shape of the protrusions will become the inner shape of the recesses 3.

母型100をアルミニウム基材1に押し付ける際は、突起101とアルミニウム基材1が垂直に触れるようにする。アルミニウム基材1の表面粗さに応じてプレス圧力を強くする必要がある。すなわちアルミニウム基材1が平坦であればプレス圧を低くしても、均一な凹部3を形成させることができる。プレス方法は平面でもロールでもどちらでも構わない。 When pressing the matrix 100 against the aluminum substrate 1, the protrusions 101 and the aluminum substrate 1 should be in contact perpendicularly. The pressing pressure must be increased depending on the surface roughness of the aluminum substrate 1. In other words, if the aluminum substrate 1 is flat, uniform recesses 3 can be formed even with a lower pressing pressure. The pressing method can be either flat or roll.

上記のような手法で母型100を押し込むことによって凹部3を形成する過程で、凹部3の内面が、アルミニウム基材1の平面との傾斜角度θで20°以上になると、酸化皮膜2に応力がかかり凹凸やボイド、亀裂等が生じた酸化皮膜5となる。さらに深く母型100を押し込むと、角度が大きくなるほど酸化皮膜5が引き伸ばされやすくなり平均的な厚みが減少する。
前述したように、酸化皮膜5の凹凸やボイド、亀裂等を発生させ、平均的な厚みを減少させるには、傾斜角度θは20°~90°が必要であり、特に好ましい傾斜角度θは40°~90°である。
母型100の突起101の形状がいかなる形状であっても、母型100を垂直に押し付けた際に、アルミニウム基材1は塑性変形となるために傾斜角度θに90°以上の角度をつけることは原理上不可能である。
In the process of forming the recesses 3 by pressing the matrix 100 in using the method described above, if the inner surface of the recesses 3 has an inclination angle θ of 20° or more with respect to the plane of the aluminum substrate 1, stress is applied to the oxide coating 2, resulting in the oxide coating 5 having irregularities, voids, cracks, etc. If the matrix 100 is pressed further, the oxide coating 5 becomes more easily stretched as the angle increases, resulting in a decrease in average thickness.
As described above, in order to generate irregularities, voids, cracks, and the like in the oxide coating 5 and reduce the average thickness, the inclination angle θ needs to be 20° to 90°, and a particularly preferable inclination angle θ is 40° to 90°.
Regardless of the shape of the protrusions 101 of the matrix 100, when the matrix 100 is pressed vertically, the aluminum substrate 1 undergoes plastic deformation, and therefore it is impossible in principle to set the inclination angle θ to an angle of 90° or more.

作製した電解コンデンサ電極用アルミニウム材は、その後拡面率向上のためのエッチングが施される。凹部3の内面の酸化皮膜5における凹凸やボイド、亀裂では、エッチング時に反応性が高いため優先的にエッチングピットが形成される。そのため凹部3を中心としたエッチングピットの起点となり、結晶粒の(100)面に対して平行もしくは垂直に浸食が進行しトンネルピットが形成される。規則的に配列した所望の凹部3に対してエッチングピットを発生させることで、エッチングピットの結合やエッチングピットの空隙領域による有効面積の低下を減らすことが可能となる。すなわち所望の凹部3におけるピット発生率の向上が有効面積を向上させることにつながる。 The aluminum material for electrolytic capacitor electrodes thus produced is then etched to increase the surface area ratio. Etching pits are preferentially formed in the irregularities, voids, and cracks in the oxide film 5 on the inner surface of the recesses 3 due to their high reactivity during etching. This results in etching pits originating from the recesses 3, with erosion progressing parallel or perpendicular to the (100) plane of the crystal grains, forming tunnel pits. By generating etching pits in the desired regularly arranged recesses 3, it is possible to reduce the reduction in effective area due to the joining of etching pits and the void areas in the etching pits. In other words, improving the pit occurrence rate in the desired recesses 3 leads to an increase in effective area.

所望の位置の凹部3に対するピット発生率は、トンネルピット形成前の初期ピット形成時点で判断が可能である。ここでいう初期ピットとはピット径と深さが0.1μm~2μmのファセット型のピットである。
エッチング条件は限定されず、電気化学エッチングでも良いし化学エッチングでも良い。一例として初期ピット形成の条件を示す。電気化学エッチングの処理液として、塩酸水溶液、あるいは塩酸水溶液に硫酸、硝酸、リン酸を添加した液を例示できる。処理液温度は15℃~80℃が好ましい。また、アルミニウム材の対極にはアルミニウム材よりも十分に面積の大きい白金電極またはカーボン電極を用い、好ましい電流値は100mA/cm~3000mA/cmあり、好ましい電流印加時間は0.01s~30.0sである。
The pit occurrence rate for the recess 3 at the desired position can be determined at the time of forming the initial pit before forming the tunnel pit. The initial pit here is a facet-type pit with a pit diameter and depth of 0.1 μm to 2 μm.
The etching conditions are not limited, and either electrochemical etching or chemical etching may be used. The following shows an example of the conditions for forming initial pits. Examples of electrochemical etching treatment solutions include aqueous hydrochloric acid solutions, or solutions in which sulfuric acid, nitric acid, or phosphoric acid has been added to aqueous hydrochloric acid solutions. The treatment solution temperature is preferably 15°C to 80°C. Furthermore, a platinum electrode or a carbon electrode with an area significantly larger than that of the aluminum material is used as the counter electrode for the aluminum material, with a preferred current value of 100 mA/cm 2 to 3000 mA/cm 2 and a preferred current application time of 0.01 s to 30.0 s.

以下に本発明の実施例と比較例を示す。 The following are examples of the present invention and comparative examples.

アルミニウム基材1に突起付母型100を用いて凹部3を形成することにより、以下の実施例及び比較例に示す各種の電解コンデンサ電極用アルミニウム材を作製した。 By forming recesses 3 in an aluminum substrate 1 using a protrusion-equipped matrix 100, various aluminum materials for electrolytic capacitor electrodes were produced as shown in the following examples and comparative examples.

アルミニウム基材1はいずれも、(組成)Si : 22 ppm, Fe : 16 ppm, Cu : 59 ppm, Al 純度99.99%からなる厚みが130μmのアルミニウム箔であり、表面に厚さ0.003μmの酸化皮膜2が形成されている。また、アルミニウム基材1の表面の算術平均粗さRaは0.05である。
(実施例1)
ニッケルからなり、表面に高さが1.8μmの多数の角錐状突起101が3.0μm間隔で形成されている母型100を、前記アルミニウム基材1に面圧20MPaで押し付けて、アルミニウム基材1の表面に角錐状突起101に対応する凹部3を形成した。
(実施例2)
表面に高さが1.9μmの多数の半球状突起101が3.0μm間隔で形成されている母型100を、前記アルミニウム基材1に面圧100MPaで押し付けて、アルミニウム基材1の表面に球状突起101に対応する凹部3を形成した。
(実施例3)
表面に高さが0.5μmの多数の角錐状突起101が3.0μm間隔で形成されている。前記アルミニウム基材1に前記母型の面圧40MPaで押し付けて、アルミニウム基材の表面に角錐状突起101に対応する凹部3を形成した。
(比較例1)
表面に高さが0.5μmの多数の角錐状突起101が3.0μm間隔で形成されている母型100を、前記アルミニウム基材1に面圧5MPaで押し付けて、アルミニウム基材1の表面に角錐状突起101に対応する凹部3を形成した。
(比較例2)
表面に高さが0.9μmの多数の角錐状突起101が3.0μm間隔で形成されている母型100を、前記アルミニウム基材1に面圧100MPaで押し付けて、アルミニウム基材1の表面に角錐状突起101に対応する凹部3を形成した。
Each aluminum substrate 1 was an aluminum foil having a thickness of 130 μm and a composition of 22 ppm Si, 16 ppm Fe, 59 ppm Cu, and 99.99% Al purity, with an oxide film 2 having a thickness of 0.003 μm formed on the surface. The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the aluminum substrate 1 was 0.05.
Example 1
A master mold 100 made of nickel and having numerous pyramidal protrusions 101 with a height of 1.8 μm formed on its surface at intervals of 3.0 μm was pressed against the aluminum substrate 1 with a surface pressure of 20 MPa, thereby forming recesses 3 corresponding to the pyramidal protrusions 101 on the surface of the aluminum substrate 1.
Example 2
A master mold 100 having numerous hemispherical protrusions 101 with a height of 1.9 μm formed on its surface at intervals of 3.0 μm was pressed against the aluminum substrate 1 with a surface pressure of 100 MPa, thereby forming recesses 3 corresponding to the spherical protrusions 101 on the surface of the aluminum substrate 1.
Example 3
A large number of pyramidal protrusions 101 with a height of 0.5 μm were formed on the surface at intervals of 3.0 μm. The matrix was pressed against the aluminum base material 1 at a surface pressure of 40 MPa to form recesses 3 corresponding to the pyramidal protrusions 101 on the surface of the aluminum base material.
(Comparative Example 1)
A master mold 100 having numerous pyramidal protrusions 101 with a height of 0.5 μm formed on its surface at intervals of 3.0 μm was pressed against the aluminum substrate 1 with a surface pressure of 5 MPa, thereby forming recesses 3 corresponding to the pyramidal protrusions 101 on the surface of the aluminum substrate 1.
(Comparative Example 2)
A master mold 100 having numerous pyramidal protrusions 101 with a height of 0.9 μm formed on its surface at intervals of 3.0 μm was pressed against the aluminum substrate 1 with a surface pressure of 100 MPa, thereby forming recesses 3 corresponding to the pyramidal protrusions 101 on the surface of the aluminum substrate 1.

以上により作製した実施例、比較例に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材について、AFMで凹部3の形状を確認し、傾斜角度θとピット起点部の平面視での最大離間距離を測定した。その結果を表1に示す。なお、比較例1は傾斜角度θが19°であり、ピット起点部は形成されていなかった。
その後、各電解コンデンサ電極用アルミニウム材に対し、6mol/Lの液温35℃の塩酸水溶液中に浸漬させて、800mA/cmの電流で0.5秒間の条件で電解エッチング処理を行い、純水で洗浄して乾燥させた。
For the aluminum materials for electrolytic capacitor electrodes according to the Examples and Comparative Examples prepared as described above, the shapes of the recesses 3 were confirmed by AFM, and the inclination angle θ and the maximum distance between the pit initiation points in a plan view were measured. The results are shown in Table 1. In Comparative Example 1, the inclination angle θ was 19°, and no pit initiation points were formed.
Thereafter, each aluminum material for electrolytic capacitor electrodes was immersed in a 6 mol/L aqueous hydrochloric acid solution at a liquid temperature of 35°C, and subjected to electrolytic etching treatment under conditions of a current of 800 mA/ cm2 for 0.5 seconds, followed by washing with pure water and drying.

エッチング処理を施した電解コンデンサ電極用アルミニウム材のエッチングピットの発生状態をSEMで観察した。 The occurrence of etching pits in etched aluminum material for electrolytic capacitor electrodes was observed using an SEM.

その結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.

表1に示すように、実施例1~3に係る電解コンデンサ電極用アルミニウム材では、85%以上の凹部3について、それらの中心部にエッチングピットが発生していた。このため、拡面率が大きく高い静電容量が得られることが予想されるものであった。 As shown in Table 1, in the aluminum materials for electrolytic capacitor electrodes according to Examples 1 to 3, etching pits occurred in the center of 85% or more of the recesses 3. Therefore, it was expected that a large surface expansion ratio and high capacitance would be obtained.

これに対し、傾斜角度θが20度未満の比較例1及びピット起点部の平面視での最大離間距離D1が1.9μmを超える比較例2では、中心部にエッチングピットが発生していた凹部3の割合はそれぞれ50%と70%であり、実施例に較べて拡面率が小さく静電容量に劣ることが予想されるものであった。 In contrast, in Comparative Example 1, where the inclination angle θ was less than 20 degrees, and Comparative Example 2, where the maximum separation distance D1 of the pit initiation points in a plan view exceeded 1.9 μm, the proportions of recesses 3 where etching pits occurred in the center were 50% and 70%, respectively. Compared to the Examples, these had a smaller surface area expansion rate and were expected to have inferior capacitance.

本発明の電解コンデンサ電極用アルミニウム材は、エッチングによって高い拡面率が得られ、電極材として用いられることで電解コンデンサの静電容量の向上に有用である。 The aluminum material for electrolytic capacitor electrodes of the present invention can be etched to achieve a high surface area expansion ratio, and when used as an electrode material, it is useful for improving the capacitance of electrolytic capacitors.

1 アルミニウム基材
2 酸化皮膜
3 凹部
4 酸化皮膜
5 酸化皮膜
100 母型
101 突起
1 Aluminum substrate 2 Oxide film 3 Recess 4 Oxide film 5 Oxide film 100 Master die 101 Protrusion

Claims (6)

表面に酸化皮膜が形成されたアルミニウム基材にエッチングピットの形成予定部位である多数の凹部が形成され、
前記凹部の内面には、前記アルミニウム基材の平面と垂直な断面に現れる凹部の輪郭を構成する直線または曲線であって、前記直線の傾きまたは曲線の接線の傾きと前記アルミニウム基材の平面とのなす角度が20°~90°である直線または曲線で規定されるピット起点部が含まれ、
凹部の内面全体における前記ピット起点部の平面視での最大離間距離が1.9μm以下であることを特徴とする、前記凹部の内面が前記酸化皮膜で被覆された状態で電解エッチングまたは化学エッチングが実施される電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法
A large number of recesses, which are to be the locations for forming etching pits, are formed on an aluminum substrate having an oxide film formed on its surface,
the inner surface of the recess includes a pit initiation portion defined by a straight line or a curve constituting the outline of the recess appearing in a cross section perpendicular to the plane of the aluminum base, the angle between the inclination of the straight line or the inclination of the tangent to the curve and the plane of the aluminum base being 20° to 90°;
A method for manufacturing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, in which electrolytic etching or chemical etching is performed while the inner surface of the recess is covered with the oxide film, characterized in that the maximum distance between the pit initiation points in a plan view across the entire inner surface of the recess is 1.9 μm or less.
前記酸化皮膜は自然酸化皮膜または化成酸化皮膜であることを特徴とする請求項1に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法 2. The method for producing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to claim 1, wherein the oxide film is a natural oxide film or a chemical oxide film. 電解エッチングまたは化学エッチングにより、前記ピット起点部を起点としてエッチングピットを形成可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法 3. The method for producing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to claim 1, wherein etching pits can be formed by electrolytic etching or chemical etching, starting from the pit initiation portions. 前記凹部の形状は、前記アルミニウム基材に押し付けられる母型に形成された多数の突起の形状に対応していることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法 4. The method for manufacturing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to claim 1, wherein the shape of the recesses corresponds to the shape of a large number of protrusions formed on a matrix that is pressed against the aluminum base material. 酸化皮膜が形成されたアルミニウム基材の表面に、多数の突起を有する母型を押し付けることにより、エッチングピットの形成予定部位である多数の凹部を形成する電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法であって、
前記凹部の内面には、前記アルミニウム基材の平面と垂直な断面に現れる凹部の輪郭を構成する直線または曲線であって、前記直線の傾きまたは曲線の接線の傾きと前記アルミニウム基材の平面とのなす角度が20°~90°である直線または曲線で規定されるピット起点部が含まれ、
凹部の内面全体における前記ピット起点部の平面視での最大離間距離が1.9μm以下であることを特徴とする、前記凹部の内面が前記酸化皮膜で被覆された状態で電解エッチングまたは化学エッチングが実施される電解コンデンサ電極用アルミニウム材の製造方法。
A method for manufacturing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, comprising the steps of: pressing a matrix having a large number of protrusions against the surface of an aluminum base material having an oxide film formed thereon, thereby forming a large number of recesses at which etching pits are to be formed;
the inner surface of the recess includes a pit initiation portion defined by a straight line or a curve constituting the outline of the recess appearing in a cross section perpendicular to the plane of the aluminum base, the angle between the inclination of the straight line or the inclination of the tangent to the curve and the plane of the aluminum base being 20° to 90°;
A method for manufacturing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes, in which electrolytic etching or chemical etching is performed while the inner surface of the recess is covered with the oxide film, characterized in that the maximum distance between the pit initiation points in a plan view across the entire inner surface of the recess is 1.9 μm or less.
請求項1~4のいずれかに記載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って製造された電解コンデンサ電極用アルミニウム材に、前記凹部の内面が前記酸化皮膜で被覆された状態で電解エッチングまたは化学エッチングを実施す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。 A method for producing an aluminum electrode material for electrolytic capacitors, comprising: subjecting an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes produced by the method for producing an aluminum material for electrolytic capacitor electrodes according to any one of claims 1 to 4 to electrolytic etching or chemical etching in a state in which the inner surfaces of the recesses are covered with the oxide film.
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