CN101503801B

CN101503801B - 一种电解电容器用铝箔腐蚀工艺

Info

Publication number: CN101503801B
Application number: CN2009100429834A
Authority: CN
Inventors: 曾建皇; 高伯安; 彭书洪; 徐永进; 陈建军; 刘伟强
Original assignee: RIFENG (QINGYUAN) ELECTRONIC CO Ltd; Shenzhen Research Institute Tsinghua University
Current assignee: RIFENG (QINGYUAN) ELECTRONIC CO Ltd; Tsinghua University; Shenzhen Research Institute Tsinghua University
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: CN101503801A

Abstract

一种电解电容器用铝箔腐蚀工艺，其包括以下步骤：前处理、交流预腐蚀、中间处理、后续腐蚀、后处理，其特征在于，后续腐蚀采用多级低频交流腐蚀和化学腐蚀交替腐蚀的工艺，所采用的交流电频率≤30Hz，在每一级交流腐蚀后采用化学腐蚀，级数一般选择2-4级。经本发明腐蚀的铝箔，孔洞形貌为方形结构，表面溶解少，比容提高≥10％；腐蚀效率和扩面率提高。

Description

一种电解电容器用铝箔腐蚀工艺

技术领域

本发明涉及一种金属腐蚀工艺，特别是涉及一种电解电容器用铝箔腐蚀工艺。

技术背景

铝电解电容器的电容量与阳极材料电极箔的真实比表面积成正比。在电容量一定的前提下，真实比表面积越大，所用阳极电极箔的材料越少，体积越小，成本也越低。为了适应电子产品日益小型化的要求，长期以来，人们一直在探索获得更大真实比表面积的铝箔腐蚀方法。获得高比容电解电容器的关键技术之一就是利用特殊的电化学扩面技术在铝箔表面往纵深方向腐蚀出大量蚀孔以提高比表面积。长期以来交流腐蚀是生产铝制件例如电容器铝箔的主要方法。在铝箔的交流腐蚀过程中，正半周在电场的作用下铝箔发生电化学腐蚀，在局部微区剧烈反应生成铝离子和氢气等腐蚀产物，小孔内部腐蚀发展的尖端由于受到氢离子迁移的限制酸度下降而与铝离子结合形成类似于氢氧化铝的腐蚀沉积膜，因此在交流腐蚀过程中腐蚀沉积膜的生成对腐蚀往纵深发展起一定的限制作用；而在通常的低压交流腐蚀工艺中，一般采用50Hz市供交流电，腐蚀孔洞表面形貌近似圆形，且孔洞呈锥形状，洞口大。在形成化成箔后，箔表面接触面积小，容易引起高的接触电阻，使产品铝电解电容器的电气性能降低。

发明内容

本发明旨在提供一种可有效去除腐蚀沉积膜，有利于提高腐蚀扩面率，同时可有效改善铝箔表面形貌进而降低接触电阻的电解电容器用铝箔腐蚀工艺。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现，其包括以下步骤：前处理、交流预腐蚀、中间处理、后续腐蚀、后处理，所述前处理、交流预腐蚀、中间处理步骤可采用如中国专利申请200810066667.6号公开的方法，后处理亦可采用现有公知方法；后续腐蚀工序采用多级低频交流腐蚀和化学腐蚀交替腐蚀的工艺，；所述交替腐蚀顺序一般为，一级低频交流腐蚀后叠加一级化学腐蚀，级数依据产品的工艺要求确定，一般选择2-4级。

所述多级低频交流腐蚀工艺条件为：交流电频率≤30Hz，采用10wt％~25wt％的盐酸、1wt％~10wt％的草酸、0.1wt％~0.5wt％的硫酸和0~10wt％的三氯化铝混合溶液，温度为20~40℃，电流密度为4~40A/dm²，总电量为3000~80000C/dm²，处理时间依据电量计算得出；为减少腐蚀过程中再次发孔的机会，保证铝箔的机械强度，多级低频交流腐蚀工艺中腐蚀液温度逐级降低，而电流密度则逐级升高。

所述化学腐蚀工艺条件为：采用10wt％~25wt％的盐酸、0.1wt％~0.5wt％的硫酸、0.1~2ppm的氯化铜、0~10wt％的三氯化铝混合溶液，温度为50℃~70℃，处理时间为0.5~2分钟。

后续腐蚀完成之后，再进行通常的后处理，以消除铝箔表面残留的金属杂质和蚀孔中的氯离子，去除淤积于蚀孔中的氢氧化铝等。

与现有技术相比，本发明的主要优点是：(1)在后级交流腐蚀过程中交替使用了化学腐蚀，在不通电的条件下，原来在腐蚀孔洞里生成的沉积膜在含有铜离子的化学腐蚀液中活化，沉积膜溶解；与此同时，原有蚀孔停止生长，降低腐蚀重新发孔的机会，保护光箔表面未被腐蚀部分，从而降低电极箔的接触电阻，改善电气性能，比容提高≥10％；(2)本发明使用的交流电频率不高于30Hz，在低频交流电下，腐蚀孔洞的结构发生变化，由通常的圆形改变为近似方形，增大了光箔表面接触面积，降低接触电阻；(3)本发明工艺，在后续腐蚀过程中采用多级腐蚀，且腐蚀工艺温度从高到低逐级下降，而电流密度与温度相反，从低到高逐级升高，这样可以减少腐蚀过程中再次发孔的机会，保证了铝箔的机械强度。

附图说明

图1：本发明实施例1制得的腐蚀铝箔扫描电镜图；

图2：对比例2制得的腐蚀铝箔的扫描电镜图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

取厚度105μm的铝箔依次进行如下处理：

采用如专利申请200810066667.6所述的方法对铝箔进行前处理、交流预腐蚀和中间腐蚀处理之后，按下述步骤作后续腐蚀处理：

(1)将铝箔浸入22wt％盐酸、0.15wt％硫酸、0.35wt％草酸和2.5wt％三氯化铝的混合液中，温度为40℃，采用的腐蚀电流密度为4A/dm²，电源频率为20Hz，电量为480C/dm²，此为一级交流深度腐蚀；

(2)将经步骤(1)处理后的铝箔在20wt％的盐酸、0.1wt％的硫酸、0.1ppm氯化铜、2wt％的三氯化铝混合溶液中进行第一级化学腐蚀，温度为60℃，处理时间1分钟；

(3)将经步骤(2)处理后的铝箔在18wt％盐酸、0.05wt％硫酸、0.25wt％草酸和2wt％三氯化铝的混合液中进行第二级交流深度腐蚀，温度为30℃，腐蚀电流密度为15A/dm²，电量为3600C/dm²，电源频率为20Hz；

(4)将经步骤(3)处理后的铝箔在15wt％的盐酸、0.05wt％的硫酸、0.5ppm的氯化铜、6wt％的三氯化铝混合溶液中进行第二级化学腐蚀，温度为60℃，处理时间1分钟；

(5)将经步骤(4)处理后的铝箔在15wt％盐酸、0.03wt％硫酸、0.15wt％草酸和6wt％三氯化铝的混合液中进行第三级交流深度腐蚀，温度为20℃，腐蚀电流密度为30A/dm²，电量为10000C/dm²，电源频率为20Hz；三级交流腐蚀的总电量为14080C/dm²。

(6)将经步骤(5)处理后的铝箔在15wt％的盐酸、0.05wt％的硫酸、1ppm的氯化铜、10wt％的三氯化铝混合溶液中进行第三级化学腐蚀，温度为60℃，处理时间1分钟；

将经过所述步骤处理后的铝箔进行通常的后处理。

将经本实施例方法处理的铝箔按照日本电子情报技术产业协会规格EIAJ RC-2364A标准测定其性能，化成电压为20V，测得其比容为81μF/cm²，失重为1.1g/dm²，抗拉力为24.4N/cm，抗折弯次数为85次。观察腐蚀箔的扫描电镜图(参见图1)，可见其表面孔洞形貌为长方形，且腐蚀朝纵深方向垂直发展。

对比例1

采用与实施例1相同的铝箔，对其进行腐蚀处理，工艺过程及工艺条件均与实施例1基本相同，区别只是省略了三级化学腐蚀，即后续腐蚀过程仅采用三级交流深度腐蚀工艺。测定腐蚀箔性能，检测条件也与实施例1相同，测得其比容为70μF/cm²，失重为1.08g/dm²，抗拉力为22.4N/cm，抗折弯次数为80次。

由上述实施例1与对比例1的检测结果可以看出，本发明之电解电容器用铝箔腐蚀工艺，由于采用了交流电腐蚀和化学腐蚀交替的腐蚀工艺，可以在保持铝箔的机械性能基本不变的情况下，使其比容提高15％。

对比例2

采用与实施例1相同的铝箔，对其进行腐蚀处理，工艺过程及工艺条件均与实施例1基本相同，仅将交流深度腐蚀工艺中的电源频率提高到50Hz。将经过上述处理的铝箔进行通常的后处理，然后测定腐蚀箔性能。检验条件也与实施例1相同，检测结果为：比容75μF/cm²，失重1.12g/dm²，抗拉力23.4N/cm，抗折弯次数90次。观察腐蚀箔的扫描电镜图(参见图2)，可见其表面孔洞形貌为圆形，且洞口大。

由上述实施例1与对比例2的结果可以看出，本发明的电解电容器用铝箔的腐蚀工艺中，由于采用了不高于30Hz的低频交流腐蚀工艺，铝箔的表面形貌有通常的圆形改变为低频腐蚀下的方形；由此，铝箔的比容值也有所提高。

实施例2

采用与实施例1相同的铝箔，对其进行腐蚀处理，工艺过程及工艺条件均与实施例1基本相同，仅将经交流深度腐蚀工艺中的电源频率调整为30Hz。将经过上述处理的铝箔进行通常的后处理，然后检测腐蚀箔性能。检验条件也与实施例1相同，测得其比容为77.2μF/cm²，失重为1.09g/dm²，抗拉力为22.3N/cm，抗折弯次数为89次。观察腐蚀箔的扫描电镜图，其表面孔洞形貌为长方形，且腐蚀朝纵深方向垂直发展。检测结果表明，可以在保持铝箔机械性能基本不变的情况下，使其比容提高10％。

以上所述实施例仅是本发明的几种实施方式，不能解释为对本发明保护范围的限制。凡对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种电解电容器用铝箔腐蚀工艺，包括以下步骤：前处理、交流预腐蚀、中间处理、后续腐蚀、后处理，其特征在于，后续腐蚀采用多级低频交流腐蚀和化学腐蚀交替腐蚀的工艺；所述交替腐蚀顺序为：一级低频交流腐蚀后叠加一级化学腐蚀；多级交替腐蚀的级数为2-4级；所述化学腐蚀工艺条件为：采用10wt％-25wt％的盐酸、0.1wt％-0.5wt％的硫酸、0.1-2ppm的氯化铜、0-10wt％的三氯化铝混合溶液，温度为50℃-70℃，处理时间为0.5-2分钟。

2.如权利要求1所述的电解电容器用铝箔腐蚀工艺，其特征在于：所述低频交流腐蚀工艺条件为：交流电频率≤30Hz，采用10wt％～25wt％的盐酸、1wt％-10wt％的草酸、0.1wt％-0.5wt％的硫酸和0-10wt％的三氯化铝混合溶液，温度20-40℃，电流密度4-40A/dm²，总电量为3000-20000C/dm²。

3.如权利要求1或2所述的电解电容器用铝箔腐蚀工艺，其特征在于：所述低频交流腐蚀工艺中腐蚀液温度逐级降低，而电流密度则逐级升高。