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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-14
(45)【発行日】2024-03-25
(54)【発明の名称】電解コンデンサ用電極箔の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01G 9/00 20060101AFI20240315BHJP
H01G 9/055 20060101ALI20240315BHJP
H01G 9/052 20060101ALI20240315BHJP
【ＦＩ】
H01G9/00 290D
H01G9/055
H01G9/052 509
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2019197921
(22)【出願日】2019-10-30
(65)【公開番号】P2021072362
(43)【公開日】2021-05-06
【審査請求日】2022-09-13
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002745
【氏名又は名称】弁理士法人河崎特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中野 翔介
(72)【発明者】
【氏名】吉田 寛
(72)【発明者】
【氏名】吉村 満久
【審査官】田中 晃洋
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０９８５００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－３２４２５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３０７３９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２７０１１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１６３０７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２５１８８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｇ ９／００
Ｈ０１Ｇ ９／０５５
Ｈ０１Ｇ ９／０５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エッチング液中において金属箔の少なくとも一方の主面に電流を流して、前記金属箔をエッチングする電解エッチング工程を備え、前記電解エッチング工程は、
前記金属箔のエッチングが開始されてから前記金属箔がエッチングされる総時間Ｔの３０％が経過するまで、前記金属箔をエッチングする第１ステップと、
前記第１ステップ後、前記金属箔をエッチングする第２ステップと、を備え、
前記第１ステップは、前記金属箔に最大電流密度がＡ１となるように電流を流すことを含み、
前記第２ステップは、前記総時間Ｔの５０％以上７０％以下の時間、前記金属箔に、電流密度が前記最大電流密度Ａ１の１０％以上３０％以下になるようにベース電流を流すことを含み、
前記電解エッチング工程において前記金属箔のエッチングのために流される電流は、交流電流である、電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項2】
前記第２ステップでは、前記ベース電流を一定時間流した後、前記ベース電流より大きく且つ前記最大電流密度Ａ１となる電流より小さい電流を流す、請求項１に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項3】
前記金属箔のエッチングが開始されてから前記総時間Ｔの１０％までの間に、前記金属箔に、前記最大電流密度Ａ１が得られる電流を流す、請求項１または２に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項4】
前記第１ステップにおいて、前記金属箔に流れる電流の密度を段階的に変化させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項5】
前記第１ステップにおいて、前記金属箔に流れる電流の密度を連続的に変化させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項6】
前記第１ステップにおいて、前記金属箔に流れる電流の密度を前記最大電流密度Ａ１に到達するまで連続的に増加させる、請求項５に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項7】
前記電解エッチング工程において、前記金属箔のエッチングは間欠的に行われる、請求項１～６のいずれか一項に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項8】
前記電解エッチング工程は、前記金属箔を洗浄する洗浄ステップを含む、請求項７に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【請求項9】
前記第２ステップにおいて、前記金属箔に流れる電流密度を増減させる、請求項１、３～８のいずれか一項に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電解コンデンサ用電極箔の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
コンデンサ素子の陽極体として、弁作用金属を含む金属箔が用いられる。コンデンサ素子の容量を増加させるため、金属箔の主面の全部または一部にはエッチングが施される。特許文献１は、電解エッチング処理の始めに大きな電流を流し、漸次減少させていくことを教示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００５－２０３５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１によれば、アルミニウム箔に均一なエッチングピットが発生するため、電解コンデンサの静電容量が高まる。しかし近年、電解コンデンサには、さらに高い静電容量が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の第一の局面は、エッチング液中において金属箔の少なくとも一方の主面に電流を流して、前記金属箔をエッチングする電解エッチング工程を備え、前記電解エッチング工程は、前記金属箔のエッチングが開始されてから前記金属箔がエッチングされる総時間Ｔの３０％が経過するまで、前記金属箔をエッチングする第１ステップと、前記第１ステップ後、前記金属箔をエッチングする第２ステップと、を備え、前記第１ステップは、前記金属箔に最大電流密度がＡ１となるように電流を流すことを含み、前記第２ステップは、前記総時間Ｔの５０％以上の時間、前記金属箔に、電流密度が前記最大電流密度Ａ１の１０％以上３０％以下になるように電流を流すことを含む、電解コンデンサ用電極箔の製造方法に関する。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、金属箔にさらに均一なエッチングピットを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の一実施形態に係る電解エッチング工程における電流密度の変化を示すグラフである。
【図2A】本発明の一実施形態に係る第１ステップにおける電流密度の変化の一例を示すグラフである。
【図2B】本発明の一実施形態に係る第１ステップにおける電流密度の変化の他の例を示すグラフである。
【図2C】本発明の一実施形態に係る第１ステップにおける電流密度の変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図2D】本発明の一実施形態に係る第１ステップにおける電流密度の変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図2E】本発明の一実施形態に係る第１ステップにおける電流密度の変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図2F】本発明の一実施形態に係る第１ステップにおける電流密度の変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態に係る第２ステップにおける電流密度の変化の一例を示すグラフである。
【図4A】本発明の一実施形態に係る第２ステップにおける電流密度の変化の他の例を示すグラフである。
【図4B】本発明の一実施形態に係る第２ステップにおける電流密度の変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図4C】本発明の一実施形態に係る第２ステップにおける電流密度の変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図4D】本発明の一実施形態に係る第２ステップにおける電流密度の変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図4E】本発明の一実施形態に係る第２ステップにおける電流密度の変化のさらに他の例を示すグラフである。
【図5】本発明の一実施形態に係る電解エッチング工程で使用されるエッチング装置を模式的に示す説明図である。
【図6】本発明の一実施形態に係るコンデンサ素子を模式的に示す断面図である。
【図7】本発明の一実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本実施形態にかかる電極箔の製造方法は、エッチング液中において金属箔の少なくとも一方の主面に電流を流して、金属箔をエッチングする電解エッチング工程を備える。電解エッチング工程は、第１ステップと第２ステップとを含む。第１ステップは、金属箔のエッチングが開始されてから金属箔がエッチングされる総時間Ｔ（以下、エッチング時間Ｔと称す場合がある。）の３０％が経過するまで、金属箔をエッチングする。第２ステップは、第１ステップ後、さらに金属箔をエッチングする。
【0009】
電解エッチング工程は、金属箔に対するエッチング処理が開始されてから終了するまでを指し、金属箔に電流が流れていない、すなわち電流密度がゼロの時間も含む。一方、上記のエッチング時間Ｔは、金属箔に電流が流れていない時間（以下、無電解時間と称す場合がある。）を含まない。なお、僅かな電流（例えば０．００１６Ａ／ｃｍ２以下）が金属箔に流れる時間は無電解時間に含んでよい。
【0010】
第１ステップは、金属箔に電流が流れ始めてから、電流が流れている時間（以下、電解時間と称す場合がある。）を積算していき、その合計がエッチング時間Ｔの３０％が経過するまでに行われるエッチング工程である。第２ステップは、第１ステップの後、金属箔に電流が流れ終わるまでに行われるエッチング工程である。
【0011】
図１は、電解エッチング工程における電流密度の変化を示すグラフである。例えば、図１のように無電解時間がある場合、第１ステップは、電解時間（ｔ１、ｔ２、ｔ３）を足していき、これらの合計がエッチング時間Ｔの３０％が経過するまでの間に行われる。エッチング時間Ｔは、電解エッチング工程における電解時間の合計である。図１の場合、エッチング時間Ｔは、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５およびｔ６の合計である。
【0012】
金属箔の表面には酸化皮膜が形成されている場合がある。酸化皮膜は抵抗成分であるため、金属箔に電流を流したとき、電流の流れに偏りが生じる。すると、金属箔の表面に形成されるエッチングピットも偏在してしまう。
【0013】
本実施形態では、第１ステップにおいて、金属箔に最大電流密度がＡ１となるように電流を流す一方、第２ステップにおいて、エッチング時間Ｔの５０％以上の時間、金属箔に、電流密度が最大電流密度Ａ１の１０％以上３０％以下になるように電流を流す。言い換えれば、エッチング処理が開始されてからの早い段階で、金属箔に非常に大きな電流を流す。これにより、金属箔表面における電流の流れの偏りが解消されて、均一に分布したエッチングピットが形成される。金属箔の表面に形成されたエッチングピットは、その後の弱い電流により深掘りされる。
【0014】
最大電流密度Ａ１が得られる電流（以下、大電流Ａと称す場合がある。）が流れる時間は特に限定されない。大電流Ａは、第１ステップのうち、エッチング時間Ｔの０．５％以上、さらには３％以上、特には５％以上の時間流されてもよい。また、大電流Ａは、第１ステップのうち、エッチング時間Ｔの２５％以下、さらには２０％以下、特には１０％以下の時間流されてもよい。
【0015】
大電流Ａは、第１ステップのうち、金属箔のエッチングが開始されてからエッチング時間Ｔの１０％までの間に流され始めてもよい。これにより、金属箔表面における電流の流れの偏りが極めて初期の段階で解消されるため、エッチングピットはさらに分布し易くなる。なかでも、大電流Ａは、金属箔のエッチングが開始されてからエッチング時間Ｔの１０％までの間に、流され始めるとともに流れ終わることが好ましい。
【0016】
第１ステップにおいて、金属箔に流れる電流は一定であってもよいし、変化してもよい。例えば、第１ステップの間中、金属箔には、最大電流密度がＡ１となるような電流が流れていてもよい。なかでも、第１ステップにおいて、金属箔に流れる電流は変化することが好ましい。これにより、金属箔表面において電流が流れる方向が変化して、電流の流れの偏りはさらに解消され易くなる。
【0017】
電流、すなわち電極箔に流れる電流の密度（以下、単に電流密度と称す。）は、段階的にあるいは連続的に変化されてもよい。連続的な変化は、一次関数的であってもよいし、二次関数的であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。電流密度は、最大電流密度Ａ１に到達するまで段階的にあるいは連続的に増加されてもよい。電流密度は、最大電流密度Ａ１に到達した後、段階的にあるいは連続的に減少されてもよい。なかでも、電流密度は、最大電流密度Ａ１に到達するまで段階的に増加されることが好ましい。これにより、金属箔表面において電流が流れる方向がさらに変化し易くなる。
【0018】
【0019】
図２Ａにおいて、電流密度は、初期の電流密度Ａ０から一段階で最大電流密度Ａ１まで増加し、その後、再び電流密度Ａ０に減少されている。最大電流密度Ａ１は、エッチング時間Ｔの約１０％の間、維持されている。図２Ｂでは、最初から大電流Ａが流れており、電流密度は最大電流密度Ａ１である。最大電流密度Ａ１は、金属箔のエッチングが開始されてからエッチング時間Ｔの１０％までの間、維持されている。その後、電流密度は電流密度Ａ０に減少されている。
【0020】
図２Ｃにおいて、電流密度は、初期の電流密度Ａ０から最大電流密度Ａ１に到達するまで連続的に増加されている。図２Ｄにおいて、電流密度は、初期の電流密度Ａ０から最大電流密度Ａ１に到達するまで段階的に増加されている。いずれの場合も、その後、電流密度は再び電流密度Ａ０に減少されている。
【0021】
【0022】
第２ステップでは、エッチング時間Ｔの５０％以上の時間、金属箔に、電流密度が最大電流密度Ａ１の１０％以上３０％以下になるように電流を流す。これにより、第１ステップにおいて電極箔の表面に形成されたエッチングピットが深掘りされる。
【0023】
電流密度が最大電流密度Ａ１の１０％以上３０％以下になる電流（以下、ベース電流と称す。）が流れる時間は、エッチング時間Ｔの５５％以上、さらには６０％以上であってよく、７０％以下である。ベース電流による電流密度は、最大電流密度Ａ１の１５％以上であることが好ましく、また、２５％以下であることが好ましい。
【0024】
第２ステップにおいて、電流の大きさは変化してもよい。すなわち、第２ステップにおいて、金属箔に流れる電流密度は増減してもよい。
例えば、ベース電流が流れる以外の時間、電極箔には、ベース電流より小さい電流あるいは大きな電流が流れてもよい。さらに、大電流Ａより大きな電流が流されてもよい。なかでも、ベース電流より大きく大電流Ａより小さい電流を短時間、１回以上流すことが好ましい。これにより、電流密度が間欠的に増大し、新しいエッチングピットが形成され易くなる。よって、エッチングピットの偏在はさらに抑制される。
例えば、ベース電流が流れる以外の時間、電極箔には、ベース電流より小さい電流あるいは大きな電流が流れてもよい。さらに、大電流Ａより大きな電流が流されてもよい。なかでも、ベース電流より大きく大電流Ａより小さい電流を短時間、１回以上流すことが好ましい。これにより、電流密度が間欠的に増大し、新しいエッチングピットが形成され易くなる。よって、エッチングピットの偏在はさらに抑制される。
【0025】
電極箔にベース電流より大きい電流を流す１回当たりの時間は特に限定されないが、第２ステップのうち、例えば、エッチング時間Ｔの０．１％以上、さらには０．２％以上、特には０．５％以上であってよい。また、電極箔にベース電流より大きい電流を流す１回当たりの時間は、第２ステップのうち、エッチング時間Ｔの５％以下、さらには３％以下、特には２％以下であってよい。ベース電流より大きい電流は、２回以上間欠的に流されることが好ましい。このときの電流密度は、例えば、最大電流密度Ａ１の３０％より大きく、７５％以下である。
【0026】
図３は、第２ステップにおける電流密度の変化を示すグラフである。図示例では、便宜上、第１ステップにおける電流密度の変化を破線で示しているが、これに限定されるものではない。図３では、間欠的に複数回、ベース電流より大きく大電流Ａより小さい電流が流れている。
【0027】
また、ベース電流の大きさが変化することにより、電流密度が、最大電流密度Ａ１の１０％以上３０％以下になる範囲において増減してもよい。電流密度は、段階的にあるいは連続的に増減してもよい。連続的な変化は、一次関数的であってもよいし、二次関数的であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
【0028】
図４Ａから図４Ｅは、第２ステップにおける電流密度の変化を示すグラフである。図示例では、便宜上、第１ステップにおける電流密度の変化を破線で示しているが、これに限定されるものではない。図４Ａから図４Ｅにおいて、電流密度は、最大電流密度Ａ１の１０％以上３０％以下になる範囲において変化している。
【0029】
図４Ａにおいて、電流密度は一次関数的に減少している。図４Ｂにおいて、電流密度は二次関数的に減少している。図４Ｃにおいて、電流密度は一次関数的に減少した後、一定になっている。一方、図４Ｄにおいて、電流密度は一定に維持された後、一次関数的に減少している。図４Ｅにおいて、電流密度は一定に維持された後、一次関数的に減少し、再び一定に維持されている。
【0030】
［電解エッチング工程］
金属箔のエッチングは、金属箔の少なくとも一方の主面に電極を対向させた状態で、エッチング液中において、金属箔と電極との間に電流を流すことにより行われる。
金属箔のエッチングは、金属箔の少なくとも一方の主面に電極を対向させた状態で、エッチング液中において、金属箔と電極との間に電流を流すことにより行われる。
【0031】
金属箔と電極との間に流れる電流は、交流であってもよいし、直流であってもよい。エッチングは、金属箔の一方の主面のみに対して行われてもよく、両方の主面に対して行われてもよい。交流電源を用いる場合、周波数は特に限定されない。交流電源の周波数は、例えば、１Ｈｚ以上、５００Ｈｚ以下である。
【0032】
電極箔に流れる電流密度は特に限定されず、電極箔の厚み、所望のエッチングピットの深さ等に応じて適宜設定すればよい。第１ステップにおいて金属箔に流れる最大電流密度Ａ１は、例えば、０．５Ａ／ｃｍ２以上であってよく、さらに０．８Ａ／ｃｍ２以上であってよく、特に１Ａ／ｃｍ２以上であってよい。第１ステップにおいて金属箔に流れる最大電流密度Ａ１は、例えば、１０Ａ／ｃｍ２以下であってよく、さらに８Ａ／ｃｍ２以下であってよく、特に５Ａ／ｃｍ２以下であってよい。
【0033】
エッチング時間Ｔは特に限定されず、上記と同様、電極箔の厚み、所望のエッチングピットの深さ等に応じて適宜設定すればよい。エッチング時間Ｔは、例えば、５分以上であってよく、さらに１０分以上であってよい。エッチング時間Ｔは、例えば、６０分以下であってよく、さらに５０分以下であってよい。
【0034】
電解エッチング工程において、金属箔のエッチングは間欠的に行われることが好ましい。言い換えれば、電解エッチング工程は、無電解時間を有していることが好ましい。これにより、エッチングピット内で発生した金属箔由来の金属イオンの拡散が促進されて、エッチング効率が向上し易くなる。無電解時間は、例えば、電極が複数ある場合に金属箔が電極間を移動するための時間や、エッチング槽が複数ある場合に金属箔がエッチング槽間を移動するための時間である。
【0035】
無電解時間はまた、金属箔を洗浄する洗浄ステップであってもよい。金属箔の洗浄には、純水（イオン交換水）が用いられることが好ましい。不純物が除去されて、上記金属イオンがさらに拡散され易くなるためである。洗浄ステップは、第１ステップにおけるエッチングの途中に行われてもよいし、第２ステップにおけるエッチングの途中に行われてもよいし、両方のステップの途中で行われてもよい。
【0036】
金属箔は、チタン、タンタル、アルミニウムおよびニオブ等の弁作用金属を含む。金属箔は、１種または２種以上の上記弁作用金属を含んでいる。金属箔は、合金または金属間化合物の形態で、上記弁作用金属を含んでいてもよい。金属箔の厚みは特に限定されない。金属箔の厚みは、例えば、１５μｍ以上、３００μｍ以下であり、８０μｍ以上、２５０μｍ以下であってよい。
【0037】
エッチング液としては、電解エッチングに用いられる公知のエッチング液を使用できる。エッチング液として、例えば、硫酸、硝酸、リン酸および／またはシュウ酸と塩酸とを含む水溶液が挙げられる。水溶液には、キレート剤等の各種添加剤が含まれていてもよい。エッチング液の塩酸の濃度、その他の酸の濃度および温度は特に限定されず、所望のエッチングピットの形状やコンデンサの性能に応じて適宜設定すればよい。エッチング液における塩酸の濃度は、例えば、１モル／Ｌ以上、１０モル／Ｌ以下である。エッチング液におけるその他の酸の濃度は、例えば、０．０１モル／Ｌ以上、１モル／Ｌ以下である。電解エッチング工程中のエッチング液の温度は特に限定されず、例えば、１５℃以上、６０℃以下である。
【0038】
図５は、本実施形態に係る電解エッチング工程で使用されるエッチング装置を模式的に示す説明図である。エッチング装置２０は、エッチング液を保持するエッチング槽２３と、金属箔１０を搬送する複数の搬送ロール２５と、金属箔１０に対向する一対の電極２２と、電極２２に電流を流す交流電源２４と、を備える。金属箔１０は複数の搬送ロール２５を介して搬送されながら、エッチング槽２３内を移動する。金属箔１０は、エッチング槽２３内で電極２２に対向している間、エッチングされる。これにより、電極箔１１が得られる。
【0039】
図５では、長尺の金属箔に対してエッチングが行われる場合を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、静置された一定の面積を有する金属箔に対してエッチングが行われてもよい。また、図５では、一対の電極を用いているが、これに限定されない。例えば、１つの電極に金属箔を対向させるとともに、電極と金属箔とを交流電源に接続してエッチングを行ってもよい。さらに、エッチング槽は複数あってもよい。１つのエッチング槽に電極は二対以上あってよい。
【0040】
［コンデンサ素子］
上記のようにして金属箔をエッチングすることにより得られた電極箔は、コンデンサ素子の陽極体として用いられる。長尺の電極箔は、所望の形状に裁断される。
上記のようにして金属箔をエッチングすることにより得られた電極箔は、コンデンサ素子の陽極体として用いられる。長尺の電極箔は、所望の形状に裁断される。
【0041】
コンデンサ素子は、陽極部と陰極部とを有する。陽極部は上記の陽極体の一部により構成される。陰極部は、上記の陽極体の残部と、陽極体の表面の少なくとも一部に形成された誘電体層と、誘電体層の表面の少なくとも一部に形成された陰極層と、を備える。陰極層は、誘電体層の少なくとも一部に形成された固体電解質層と、固体電解質層の少なくとも一部に形成された陰極引出層とを有している。このようなコンデンサ素子は、例えば、シート状あるいは平板状である。
【0042】
（誘電体層）
誘電体層は、陽極体の表面の少なくとも一部に形成される。誘電体層は、例えば、陽極体の表面を、化成処理等により陽極酸化することで形成される。そのため、誘電体層は、弁作用金属の酸化物を含み得る。例えば、弁作用金属としてアルミニウムを用いた場合、誘電体層はＡｌ2Ｏ3を含み得る。なお、誘電体層はこれに限らず、誘電体として機能するものであればよい。
誘電体層は、陽極体の表面の少なくとも一部に形成される。誘電体層は、例えば、陽極体の表面を、化成処理等により陽極酸化することで形成される。そのため、誘電体層は、弁作用金属の酸化物を含み得る。例えば、弁作用金属としてアルミニウムを用いた場合、誘電体層はＡｌ2Ｏ3を含み得る。なお、誘電体層はこれに限らず、誘電体として機能するものであればよい。
【0043】
（陰極層）
陰極層は、例えば、固体電解質層と陰極引出層とを有している。
固体電解質層は、誘電体層の少なくとも一部を覆うように形成されていればよく、誘電体層の表面全体を覆うように形成されていてもよい。
陰極層は、例えば、固体電解質層と陰極引出層とを有している。
固体電解質層は、誘電体層の少なくとも一部を覆うように形成されていればよく、誘電体層の表面全体を覆うように形成されていてもよい。
【0044】
固体電解質層は、例えば、マンガン化合物や導電性高分子を用いることができる。導電性高分子として、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、それらの誘導体などを用いることができる。導電性高分子を含む固体電解質層は、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および／または電解重合することにより、形成することができる。あるいは、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を誘電体層に塗布することにより、形成することができる。
【0045】
陰極引出層は、固体電解質層の少なくとも一部を覆うように形成されていればよく、固体電解質層の表面全体を覆うように形成されていてもよい。
陰極引出層は、例えば、カーボン層と、カーボン層の表面に形成された金属（例えば、銀）ペースト層と、を有している。カーボン層は、黒鉛等の導電性炭素材料を含む組成物により構成される。金属ペースト層は、例えば、銀粒子と樹脂とを含む組成物により構成される。なお、陰極引出層の構成は、これに限られず、集電機能を有する構成であればよい。
陰極引出層は、例えば、カーボン層と、カーボン層の表面に形成された金属（例えば、銀）ペースト層と、を有している。カーボン層は、黒鉛等の導電性炭素材料を含む組成物により構成される。金属ペースト層は、例えば、銀粒子と樹脂とを含む組成物により構成される。なお、陰極引出層の構成は、これに限られず、集電機能を有する構成であればよい。
【0046】
図６は、本実施形態に係るコンデンサ素子を模式的に示す断面図である。コンデンサ素子１１０は、シート状である。陽極部１１０ａは電極箔（陽極体）１１により構成される。陰極部１１０ｂは、陽極体１１と、誘電体層１２と、陰極層１３と、を備える。陰極層１３は、固体電解質層１３ａと、陰極引出層１３ｂとを有している。
【0047】
［電解コンデンサ］
コンデンサ素子は、電解コンデンサを構成する。電解コンデンサは、複数のコンデンサ素子を備えてもよい。複数のコンデンサ素子は、積層される。コンデンサ素子の積層数は特に限定されず、例えば、２以上２０以下である。
コンデンサ素子は、電解コンデンサを構成する。電解コンデンサは、複数のコンデンサ素子を備えてもよい。複数のコンデンサ素子は、積層される。コンデンサ素子の積層数は特に限定されず、例えば、２以上２０以下である。
【0048】
積層されたコンデンサ素子の陽極部同士は、溶接および／またはかしめ等により接合されて、電気的に接続している。少なくとも１つのコンデンサ素子の陽極部に、陽極リード端子が接合されている。複数の陽極部は、例えば、曲げ加工された陽極リード端子によりかしめられる。陽極部と陽極リード端子とは、さらにレーザー溶接されてもよい。これにより、複数の陽極部同士の接続信頼性、および、陽極部と陽極リード端子との接続信頼性が向上する。
【0049】
積層されたコンデンサ素子の陰極部同士もまた、電気的に接続している。少なくとも１つのコンデンサ素子の陰極層に、陰極リード端子が接合されている。陰極リード端子は、例えば、導電性接着剤を介して陰極層に接合される。
【0050】
コンデンサ素子は、陽極リード端子および陰極リード端子の少なくとも一部が露出するように、絶縁材料により封止される。絶縁材料としては、例えば、熱硬化性樹脂の硬化物、エンジニアリングプラスチックが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、不飽和ポリエステルが挙げられる。エンジニアリングプラスチックには、汎用エンジニアリングプラスチックおよびスーパーエンジニアリングプラスチックが含まれる。エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミドが挙げられる。
【0051】
図７は、本実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図である。電解コンデンサ１００は、１以上のコンデンサ素子１１０と、コンデンサ素子１１０の陽極部１１０ａに接合された陽極リード端子１２０Ａと、陰極部１１０ｂに接合された陰極リード端子１２０Ｂと、コンデンサ素子を封止する絶縁材料１３０と、を備える。
【0052】
本実施形態では、電解質として固体電解質を用い、コンデンサ素子が絶縁材料により封止された電解コンデンサを挙げたが、これに限定されない。本実施形態に係る電極箔は、例えば、帯状の電極箔により形成される陽極および陰極がセパレータを介して巻回されたコンデンサ素子と、電解液とを備える電解コンデンサに適用できる。この場合、本実施形態に係る電極箔は、陽極および陰極の少なくとも一方に用いられる。
【0053】
［実施例］
以下、実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
以下、実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【0054】
《実施例１》
厚み１００μｍ、純度９９．９８％のアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔を、リン酸濃度１．０質量％、９０℃の水溶液に６０秒間浸漬し、前処理した。
厚み１００μｍ、純度９９．９８％のアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔を、リン酸濃度１．０質量％、９０℃の水溶液に６０秒間浸漬し、前処理した。
【0055】
続いて、図５に示すようなエッチング装置を用いて、以下のようにして電解エッチングを行った。エッチング液として、塩酸５質量％、塩化アルミニウム２質量％、硫酸０．１質量％、リン酸０．５質量％、硝酸０．２質量％を含む水溶液を用い、液温は３５℃とした。交流電源の周波数は３５Ｈｚとした。エッチング時間Ｔは５分であった。
【0056】
第１ステップでは、図２Ａで示されるプロファイルに従ってエッチングを行った。最大電流密度Ａ１は、３Ａ／ｃｍ２であった。第２ステップでは、図４Ａで示されるプロファイルに従ってエッチングを行った。すなわち、ベース電流による電流密度を、０．５Ａ／ｃｍ２（最大電流密度Ａ１の約１７％）から０．３Ａ／ｃｍ２（最大電流密度Ａ１の１０％）まで連続的に減少させた。
【0057】
最後に、アルミニウム箔を硫酸１０質量％を含む６０℃の水溶液に６０秒間の浸漬した後、２５０℃で１２０秒間の熱処理を行って、電解コンデンサ用の電極箔を作製した。
【0058】
《比較例１》
第１ステップにおいて、最大電流密度を０．５Ａ／ｃｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にして電極箔を得た。すなわち、第２ステップにおいて、ベース電流による電流密度を、最大電流密度Ａ１の１００％（０．５Ａ／ｃｍ２）から最大電流密度Ａ１の６０％（０．３Ａ／ｃｍ２）まで連続的に減少させた。
第１ステップにおいて、最大電流密度を０．５Ａ／ｃｍ２としたこと以外は、実施例１と同様にして電極箔を得た。すなわち、第２ステップにおいて、ベース電流による電流密度を、最大電流密度Ａ１の１００％（０．５Ａ／ｃｍ２）から最大電流密度Ａ１の６０％（０．３Ａ／ｃｍ２）まで連続的に減少させた。
【0059】
実施例１で得られた電極箔と比較例１で得られた電極箔の表面とを走査型電子顕微にて確認した。観察視野内において、実施例１の電極箔表面の平均のエッチングピット径は、比較例１より小さかった。さらに、観察視野内において、実施例１の電極箔表面に形成されたエッチングピットの数は比較例１よりも多く、より均一に分布していた。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本発明に係る方法により製造される電極箔は、高い静電容量を実現できるため、様々な用途のコンデンサに利用できる。
【符号の説明】
【0061】
２０：エッチング装置
２２：電極
２３：エッチング槽
２４：交流電源
２５：搬送ロール
１０：金属箔
１１：電極箔（陽極体）
１００：電解コンデンサ
１１０：コンデンサ素子
１１０ａ：陽極部
１１０ｂ：陰極部
１２：誘電体層
１３：陰極層
１３ａ：固体電解質層
１３ｂ：陰極引出層
１２０Ａ：陽極リード端子
１２０Ｂ：陰極リード端子
１３０：絶縁材料
２２：電極
２３：エッチング槽
２４：交流電源
２５：搬送ロール
１０：金属箔
１１：電極箔（陽極体）
１００：電解コンデンサ
１１０：コンデンサ素子
１１０ａ：陽極部
１１０ｂ：陰極部
１２：誘電体層
１３：陰極層
１３ａ：固体電解質層
１３ｂ：陰極引出層
１２０Ａ：陽極リード端子
１２０Ｂ：陰極リード端子
１３０：絶縁材料
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6】
【図7】