專利名稱：：電解電容器電極用鋁箔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用作電解電容器電極時(shí)被施加懶啲電解電容器電極用鋁箔。技術(shù)背景作為用于電解電容器陰極的鋁箔，一直^吏用純A1系和合金系(主要是Al-Cu系、Al-Mn系)。其中，純A1系雜質(zhì)少，可靠性高，但由于溶解性低，采用電解蝕刻，因而存在成本高的問題。另一方面，一般認(rèn)為合金系雜質(zhì)多，可靠性低。例如，Al-Cu系(例如參考專利文獻(xiàn)l)中由于含有Cu，鵬帷提高，但是組裝在電容器中時(shí)，溶出到電解液中的Cu析出，發(fā)生短路等安全方面(可靠性)的問題。另外，AI-Mn系(例如參考專利文獻(xiàn)2)中由于含有Mn，蝕刻性提高，但是含有蝕亥附由鋁箔溶出的Mn的蝕刻液在廢液處理方面存在問題(環(huán)境問題)。但是，由于這些合金系的溶解性高，可以非電解蝕刻(無電解工、乂于^y)，從而可以采用成本低的制造方法。因此，一直以來，從重視可靠性的觀點(diǎn)出發(fā)，選擇純Al系，而從重視成本的觀點(diǎn)出發(fā)，選擇合金系。專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-80927號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-076059號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容最近，隨著j頓電容器的產(chǎn)品整體質(zhì)量水平的提高，存在的趨勢是電容器的可靠性受到了重視，而用于電極的鋁箔的主流也是可靠性高的純Al系。但是，由于，現(xiàn)有純Al系鋁箔必需進(jìn)行電解蝕刻，所以存在成本高的問題。因此，迫切要求開發(fā)可以進(jìn)行育灘降低成本的非電解蝕刻的純Al系鋁箔。為此，本發(fā)明人提出了一種鋁箔，該鋁箔通過向純A1系基礎(chǔ)成分(《一7)中添加Ni等使非電解蝕刻成為可能。但是，該鋁箔的蝕亥賂易集中在壓延紋(圧延目)的凹凸處，結(jié)果殘留有條紋絲鵬傴域，產(chǎn)生均勻性不好或外觀不好的問題。本發(fā)明是以上述情況為背景進(jìn)行的，目的是提供即使在非電解蝕刻中也可進(jìn)行均勻性高的t喊l(fā)j，因而成本低，且可靠性高的鋁箔的制造方法。艮口，本發(fā)明第一方面的電解電容器電極用鋁箔的特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01"0.30%、Ni:0.0021-少于0.05%、Cu:多于0.010%-少于0.10%，其余部分含有A1和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明第二方面的電解電容器電極用鋁箔的特征在于具有以下組成以質(zhì):1%計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:O.01-0.30%、M:0.0021-0.05%、Cu:多于0.010%-少于0.10%，還含有Sn、Ga、In中的至少一禾中以上^i十0.003-0.10%，其余部分含有Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明第三方面的電解電容器電極用鋁箔的特征在于具有以下組成以質(zhì)fiTo計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021-0.05%、Cu:多于0.010%-少于0.10%、Zn:多于0.02^-0.10X，其余部分含有Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明第四方面的電解電容器電極用鋁箔的特征在于具有以下組成以質(zhì)fiVo計(jì)，含有Si:0.01腸0.300/0、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021-0.05%，還含有Zn和Sn、Ga、In中的至少一種以上合計(jì)0.003-0.10%，其余部分含有Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明第五方面的電解電容器電極用鋁箔的特征在于，在第一第四方面發(fā)明中，圓等效直徑(円相當(dāng)徑)為l-5Mm的Al-Fe-Ni-Si系析出物以10M(^個(gè)/cm2的密度存在。本發(fā)明優(yōu)選的電解電容器電極用鋁箔的特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021畫少于0.05X、01多于0.010%-少于0.10%，其余部分是A1和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明優(yōu)選的電解電容器電極用鋁箔的特征在于具有以下組成以質(zhì)量％計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021-0.05%、Cu:多于0.010%-少于0.10%，還含有Sn、Ga、In中的至少一種以上^i十0.003^0.10%，其余部分是Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明優(yōu)選的電解電容器電極用鋁箔具有以下組成以質(zhì)量％計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021-0.05%、01:多于0.010%-少于0.10%、Zn:多于0.02%-0.10%，其余部分是Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明優(yōu)選的電解電容器電極用鋁箔具有以下組成以質(zhì)量％計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021-0.05%，還含有Zn禾口Sn、Ga、In中的至少一種以上合計(jì)0.003-0.10%,其余部分是Al和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的電解電容器電極用鋁箔的特征在于，在Jd^i^方案中，圓等效直徑為1-5mhi的Al-Fe-M-Si系析出物以103-106個(gè)/cm2的密度存在。下面說明本發(fā)明的電解電容器電極用鋁箔中的成分的限定的理由。Si:0.01-0.30%由于Si可以形成作為蝕刻起點(diǎn)的析出物，所以含有Si。但是，如果含量少于0.01%，則Si的絕對量少，不能充分發(fā)揮該作用。另一方面，如果含量超過0.30%，則發(fā)生析出，過溶解，蝕刻脇不均勻，靜電容量斷氐。因此，Si的含量被限定在上述范圍。另外，基于同樣的理由，優(yōu)選Si含量的下限為0.02%，上限為0.15%。Fe:0.01-0.30%含有Fe是由于其具有形成作為蝕刻起點(diǎn)的析出物的作用。但是，如果含量少于0.01%，則Fe的鄉(xiāng)樹量少，不能充分發(fā)揮該作用。另外，由于高純度化，成本增加。另一方面，如果含量艦0.30%，則產(chǎn)生析出，過溶解，導(dǎo)致蝕刻開絲不均勻，靜電容量降低。因此，F(xiàn)e的含量被限定在Jl^范圍。另外，基于同樣的理由，優(yōu)選Fe含量的下限為0.02X，上限為0.15%。Ni:0.0021-少于0.05%含有Ni是由于其形成Al-(Ni、Fe)系析出物。這些析出物的電位高，其與主體(A1夕)之間產(chǎn)生局部電池反應(yīng)，使得蝕刻性提高。但是，如果含量少于0.0021%，則不能得到足夠數(shù)量的Al-(Ni、Fe)系析出物，分散不充分，從而成為不均勻的蝕刻皿。另一方面，如果含量為0.05%以上，貝賂易形成大的析出物，由蝕刻產(chǎn)生粗大的蝕痕(匕7卜)，所以不雌。因此，Ni的含量被限定在上述范圍。另外，基于同樣的理由，優(yōu)選M含量的下限為0.0051%，上限為0.03%。Cu:多于0.010%-少于0.10%Cu在Al中以固溶狀態(tài)存在，使得主體的卞駭購勻性提高，另外具有提高材料強(qiáng)度的作用。但是，含量為0.010%以下時(shí)，上述效果不充分。而如果含量為0.10%以上，貝岫于純度降低，發(fā)生過溶解、不均勻分布，所以不。另外，當(dāng)組裝于電容器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生短路等安全方面(可靠性)的問題，或蝕刻時(shí)溶解于液體中的Cu再析出，為了將其除去，必須進(jìn)行后處理等問題。因此，Cu的含量被限定在戰(zhàn)范圍。另外，基于同樣的理由，雌下限為0.020%，上限為0.050%。Zn、Sn、In、Ga中的至少一種以上合計(jì)為0.0030-0.10%這些元素在，范圍內(nèi)在Al中以固溶狀態(tài)存在，具有使主體電位降低、增大與Al-(Ni、Fe)系析出物的電位差的作用。因此，在電化學(xué)電位低的主體中，容易溶解，使得表面的蝕亥購勻性提高。當(dāng)上述含量少于0.0030%時(shí)，戰(zhàn)效果不充分，如果含翻過0.10%，貝ij雜質(zhì)量過多，導(dǎo)lttl溶解。因此，戰(zhàn)元素的1H十含量被限定在上述范圍。另外，基于同樣的理由，下限為0.0050%,上限為0.05%。要說明的是，在Zn單獨(dú)的情況下，為了確保得到上述作用，其下限必須皿0.02%。Al-Fe-Ni-Si系析出物(1)尺寸圓等交爐徑為l-5^mAl-Fe-Ni-Si系析出物在蝕刻時(shí)的局部電池反應(yīng)中成為陰極位(力、乂—卜'廿4卜)，使得表面的t頓勝提高，并且提高了深度方向蝕刻的進(jìn)行。但是，當(dāng)尺寸小于1,時(shí)，其作為陰極位的效果不充分，不能確保均勻的蝕刻。而當(dāng)超過5,時(shí)，雖然作為陰極位的效果充分，但是析出物周圍溶解導(dǎo)致析出物脫落，產(chǎn)生了粗大的蝕痕，所以不優(yōu)選。因此，優(yōu)選A1-Fe-Si-Ni系析出物的尺寸在上述范圍。要說明的是，進(jìn)一步優(yōu)選下限是1.5,，進(jìn)一步上限是3,。(2)密度103-106個(gè)/咖2如果戰(zhàn)尺寸的Al-Fe-Ni-Si系析出物的密度小于103個(gè)/咖2，則陰極位的數(shù)量不足，不能進(jìn)行均勻的蝕刻，所以不1光選。而如果密度超過10s個(gè)/cm2，則單位面積的析出物數(shù)量過多，發(fā)生過溶解或表面脫落，所以不，。因此，4腿Al-Fe-Ni-Si系析出物的密度在戰(zhàn)范圍。進(jìn)一步{腿下限是104個(gè)/cm2，進(jìn)一步tmi:限是105個(gè)/cm2。如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一方面的電解電容器電極用鋁箔，由于以質(zhì)量％計(jì)含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021-少于0.05%、Cu:多于0.010%-少于0.10%，其余部M有A1和不可避免的雜質(zhì)，所以化學(xué)溶解性特別高，即使是在非電解條件下也會(huì),表現(xiàn)出與電解蝕亥湘同的1]形態(tài)，而且，作為電極亍OT時(shí)，能夠發(fā)揮兼?zhèn)涓哽o電容量和高可靠性的憐性。艮口，可以得到成本低且可靠性高的鋁箔。另外，根據(jù)第二至第四方面的發(fā)明的電解電容器電極用鋁箔，由于具有下述組成，即以質(zhì)*%計(jì)含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、M:0.0021>0.05%、Cu:多于0.010%~少于0.10%、Zn、Sn、In、Ga中的至少一種以上合計(jì)0.0030~0.10%(單獨(dú)為Zn時(shí)為多于0.02^-0.10。/0，其余部分含有A1和不可避免的雜質(zhì)，所以可以在保持可靠性的條件下提高蝕刻性，使得非電解蝕刻的使用成為可能，從而能，供低成本、可靠性高的電解電容器電極。根據(jù)第五方面發(fā)明的電解電容器電極用鋁箔，在第一至第四實(shí)M^式中，圓等交爐徑為1-5,的Al-Fe-Ni-Si系析出物以103-106個(gè)/cm2的密度存在，所以這些析出物在非電解蝕刻時(shí)的局部電池反應(yīng)中成為了良好的陰極位，具有確實(shí)提高蝕刻性的效果。圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電解電容器電極用鋁箔的制^I序例的流程圖。具體實(shí)施方式下面說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)式。調(diào)節(jié)為本發(fā)明的合金組成的鋁合金可以通,續(xù)鑄造、半連續(xù)鑄造等常規(guī)方法進(jìn)行溶制，本發(fā)明對其方法沒有特別的限定。在半連續(xù)鑄造的情況下，如圖1所示，優(yōu)選將得到的合金衛(wèi)，行均質(zhì)化處理(均質(zhì)化処理)。所述均質(zhì)化處理可以用適宜的加熱爐等進(jìn)行，對加熱方法、加熱裝置沒有特別的限定?？梢酝ㄟ^常法對均質(zhì)化處理后的鋁合金進(jìn)行熱軋、冷軋。在熱軋之前，可以對鋁合金進(jìn)行均熱(均熱卞3)。另外，在冷軋時(shí)，可以進(jìn)行中間退火。在中間退火之前的冷軋成為了使M向表面濃化的驅(qū)動(dòng)力。因此，通過適當(dāng)纟鵬的中間退火可使Ni在表層濃化，發(fā)生適度析出，使蝕刻性提高。ffiil上述冷軋，可以得到例如數(shù)十nm100Mm左右的鋁箔，但本發(fā)明對鋁箔的厚度沒有特別的限定。隨后對經(jīng)過上述各工序得到的鋁箔進(jìn)行蝕刻處理。該蝕刻工序可以M使用電解液的電解蝕刻、非電解蝕刻進(jìn)行。在成本方面，非電解蝕刻有利。fflil蝕刻處理形成了高密度的蝕痕，得到了高的表面粗糙度。對該箔進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，得到必要的耐電壓后，禾l」用常規(guī)方法將其作為電極組裝于電解電容器中，可以得到高靜電容量的電容器。本發(fā)明對所述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理方法沒有特別的限定。本發(fā)明中適合用作電解電容器的陰極，但是，本發(fā)明對此沒有特別的限定，例如也可以用作化學(xué)轉(zhuǎn)化電壓低的電解電容器的陽極。實(shí)施例1下面說明本發(fā)明的實(shí)施例。根據(jù)表1所示的組成(其余部分是Al和其它雜質(zhì))、通過常規(guī)方法得到鋁合金鑄錠，對該鋁合金^ISiS行均質(zhì)化處理。接著對該鑄f，行均熱處理，然后M熱軋使板厚為7mm,然后進(jìn)行冷軋，冷軋至最終板厚為50^m，得到供試材料。實(shí)施例ll在板厚為lmm時(shí)進(jìn)行中間退火。對得到的供試材料，利用SEM(scanningelectronmicroscope,掃描電子顯微鏡)一EDS(EnergyDispersiveX-raySpectrometer,能量色散X-射線譜儀)對確認(rèn)為Al-Fe-M-Si系析出物的粒子通過進(jìn)行圖像分析的方法觀察斷面部的Al-Fe-M-Si系析出物(圓等效直徑為l-5nm)的密度。該結(jié)果示于表l。另外，在以下的條件下對，供i^^才料進(jìn)行蝕刻處理，第一P介段6M-HCl+0.5M-H3PO4、50。Cx60sec第二階段2M-HC1+1.5M-H3P04、40。Cxl80sec然后，在85i:的己二,安溶液中在3V下進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，然后測定靜電容量。靜電容量的評價(jià)以供試材料No.l的靜電容量為100，對靜電容量進(jìn)行相對評價(jià)。纟破為測定拉伸強(qiáng)度，以供i對才料No.l的強(qiáng)度為100而作出的相對評價(jià)。這些結(jié)果示于表1。由表1可知，本發(fā)明的供i對才料得到了高的靜電容量。另一方面，由于比較例的組成在本發(fā)明范圍外，所以靜電容量比本發(fā)明材料差。另外，Al-Fe-Ni-Si系析出物(圓等效直徑為1-5miti)的密度在本發(fā)明范圍內(nèi)的材料顯示出比不在本發(fā)明范圍內(nèi)的材料優(yōu)良的靜電容量。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1.電解電容器電極用鋁箔，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si0.01-0.30％、Fe0.01-0.30％、Ni0.0021-少于0.05％、Cu多于0.010％-少于0.10％，其余部分包含Al和不可避免的雜質(zhì)。2.電解電容器電極用鋁箔，其特征在于具有以下組成以質(zhì)量％計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021-0.05%、Cu:多于0.010%-少于0.10%,還含有Sn、Ga、In中的至少一禾中以上^i十0.003~0.10%，其余部分包含A1和不可避免的雜質(zhì)。3.電解電容器電極用鋁箔，其特征在于具有以下組成以質(zhì)量％計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、M:0.0021-0.05%、Cu:多于0.010%-少于0.10%、Zn:多于0.02%-0.10%，其余部，含Al和不可避免的雜質(zhì)。4.電解電容器電極用鋁箔，其特征在于具有以下組成以質(zhì)%計(jì)，含有Si:0.01-0.30%、Fe:0.01-0.30%、Ni:0.0021-0.05%，還含有Zn以及Sn、Ga、In中的至少一禾中以上合計(jì)0.003~0.10%，其余部分包含A1和不可避免的雜質(zhì)。5.權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的電解電容器電極用鋁箔，其特征在于，圓等效直徑為1-5,的Al-Fe-Ni-Si系析出物以103-106個(gè)/cm2的密度存在。全文摘要本發(fā)明涉及電解電容器電極用鋁箔，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si0.01-0.30％、Fe0.01-0.30％、Ni0.0021-少于0.05％、Cu多于0.010％-少于0.10％，其余部分包含Al和不可避免的雜質(zhì)。文檔編號(hào)H01G9/04GK101162652SQ20071014216公開日2008年4月16日申請日期2007年7月25日優(yōu)先權(quán)日2006年10月11日發(fā)明者渡邊英雄,遠(yuǎn)藤昌也申請人:三菱鋁株式會(huì)社