KR19990086418A

KR19990086418A - Cathode foil for aluminum electrolytic capacitor

Info

Publication number: KR19990086418A
Application number: KR1019980019388A
Authority: KR
Inventors: 김재근
Original assignee: 권호택; 대우전자부품 주식회사
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 1999-12-15

Abstract

본 발명은 알루미늄 전해콘덴서의 양극포일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 누설전류를 억제하고 제품의 내구성을 상승시키도록 하는 알루미늄 전해콘덴서의 양극포일에 관한 것이다.The present invention relates to a positive electrode foil of an aluminum electrolytic capacitor, and more particularly to a positive electrode foil of an aluminum electrolytic capacitor to suppress the leakage current and increase the durability of the product.

본 발명은, 알루미늄 전해콘덴서의 양극포일에 누설전류를 억제하는 유전체 산화피막을 형성함에 있어서, 에칭 공정후 1% 인산(H₃PO₄) 수용액을 열수에 함유하고 온도를 80°C - 95°C로 유지하며 상기 열수에 알루미늄 양극포일을 5 - 10분간 침적하여 유전체 산화피막(Al₂O₃)에 인 이온(P ion)을 흡착 및 침투하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해콘덴서용 양극포일을 제공한다.In the present invention, in forming a dielectric oxide film that suppresses leakage current in the anode foil of an aluminum electrolytic capacitor, after the etching process, a 1% phosphoric acid (H ₃ PO ₄ ) aqueous solution is contained in hot water and the temperature is 80 ° C-95 °. A cathode foil for aluminum electrolytic capacitors, which is configured to hold C and adsorb and penetrate the aluminum anode foil in the hot water for 5-10 minutes to infiltrate and infiltrate phosphorus ions into the dielectric oxide film (Al ₂ O ₃ ). To provide.

Description

Cathode foil for aluminum electrolytic capacitor

일반적으로 알루미늄 전해콘덴서는, 한쪽의 전극을 양극으로 하고 양극의 표면에 치밀한 산화알루미늄(Al₂O₃) 피막을 형성하고 또 다른 한쪽에 음극의 전극을 형성하며, 알루미늄 박끼리의 접촉을 방지하고 전해액을 유지하기 위해 전해지를 사용하며, 대칭된 양,음극박 및 전해지를 원형으로 감아서 컨덴서 소자를 형성한 후 함침된 소자에 고무전을 끼우고 알루미늄 케이스(Al CASE)에 넣어 밀봉시킨다음 PVC 슬리브(SLEEVE)를 씌워 제품의 형태를 완성시킨다.In general, an aluminum electrolytic capacitor has one electrode as an anode, forms a dense aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) film on the surface of the anode, forms an electrode of the cathode on the other side, and prevents contact between aluminum foils. The electrolyte is used to maintain the electrolyte, and the symmetrical positive, negative electrode and electrolyte are wound in a circle to form a condenser element, and then a rubber field is inserted into the impregnated element and sealed in an aluminum case (PVC). Cover the sleeve to complete the shape of the product.

또한, 상기 알루미늄 전해콘덴서의 공정별 세부사항을 알아보면, 99.9% 이상의 고순도 알루미늄을 압연하여 양극원박을 형성한 후 알루미늄 원박의 평활면을 조면화하여 그 실효면적을 증가시키는 에칭 공정 → 전해액중에서 에칭박을 양극으로서 전기분해를 하여 전기화학적으로 알루미늄박의 표면에 유전체가 되는 산화알루미늄 피막을 생성하는 화성 공정 → 화성된 전극박을 제품의 용량에 맞는 일정한 규격으로 절단하고 인출단자를 접속한 후 음극박과 전해지(SEPERATOR)를 넣어 동심원으로 감은 후, 전해콘덴서 전용의 전해지를 사용하여 양극박과 음극박이 직접 접촉하여 쇼트(SHORT)가 발생치 않도록 격리하고 전해액을 침적하여 유지하도록 하는 절단(또는 절단 및 리드부착) 및 권취 공정 → 권취한 소자에 전해액을 넣는 함침 공정의 순서로 제조된다.In addition, when looking at the process-specific details of the aluminum electrolytic capacitor, an etching process of rolling a high purity aluminum of 99.9% or more to form a positive electrode foil, roughening the smooth surface of the aluminum foil to increase its effective area → A chemical conversion process in which an electrolytically etched foil is used as an anode in an electrolyte to electrochemically produce an aluminum oxide film that becomes a dielectric on the surface of an aluminum foil. → Cut the formed electrode foil into a certain standard that fits the capacity of the product, connect the lead-out terminal, wrap the cathode foil and the electrolytic cell into a concentric circle, and then contact the anode foil and the cathode foil directly using an electrolytic capacitor dedicated electrolytic capacitor. Cutting (or cutting and attaching) and winding process to insulate short so as not to generate short and to keep electrolyte deposited → It manufactures in the order of the impregnation process which puts electrolyte solution in the wound element.

알루미늄 전해콘덴서의 양극포일은 에칭(Etching) 공정후(혹은 미 에칭공정후) 화성공정 직전에 열수(Hot Water)에 수분간 침적(Immersion)시켜서 Al₂O₃유전체용 산화필름을 생성하는데, 열수처리를 하는 이유는 화성공정 이전에 유전체 산화피막인 Al₂O₃층을 형성시켜 화성공정에서 유전체 산화피막의 생성을 원활하게 하는 촉진개념으로 사용한다.The anode foil of the aluminum electrolytic capacitor is immersed in hot water for several minutes immediately after the etching process (or after the non-etching process) to form an oxide film for Al ₂ O ₃ dielectric. The reason for the treatment is to form an Al ₂ O ₃ layer, which is a dielectric oxide film, before the chemical conversion process, and is used as a facilitating concept to facilitate the generation of the dielectric oxide film during the chemical conversion process.

도 1은 종래의 알루미늄 양극포일을 열수에 침적한 상태를 나타내는 개략도로서, 화성조(10)는 내부에 온도를 90°C로 유지하는 붕소산 수용액인 열수(20)에 알루미늄 양극포일(30)을 수분간 침적시켜 유전체 산화피막을 형성한다. 상기 유전체 산화피막을 형성하기 위해서는 전원을 인가하여 전기분해공법을 사용하는게 일반적이다.1 is a schematic view showing a state of depositing a conventional aluminum anode foil in hot water, the chemical conversion tank 10 is an aluminum anode foil 30 in the hot water 20 is a boric acid aqueous solution to maintain the temperature at 90 ° C. Was deposited for several minutes to form a dielectric oxide film. In order to form the dielectric oxide film, it is common to use an electrolysis method by applying power.

종래의 방법으로 알루미늄을 열수에 의해 전처리하면 Al₂O₃뿐만아니라 Al₂O₃ ^-·H₂O 구조인 Boehmite가 대략 생성되고, 이때 Boehmite의 H₂O 성분은 화성 전해액에서 화성 피막(또는 유전체 피막; Al₂O₃)의 생성시나 (Capacitor) 제품 구성시 구동용 전해액의 OH^-/ H₂O 성분에 의해 산화피막을 수화(Hydration)시킴으로써 누설전류(Lc) 증대의 원인이 되어 제품의 내구성을 떨어뜨리게 된다.If pre-treatment by the aluminum in a conventional manner to hot-water Al ₂ O _3, as well as Al ₂ O ₃ ^- · H ₂ O structure of Boehmite is generated approximately, where H ₂ O component of the Boehmite is a chemical conversion coating in a chemical conversion liquid electrolyte (or dielectric film; Al ₂ O ₃₎ generated scenario (Capacitor) OH of the drive electrolytic solution for the product configuration of the ^- is the cause of the increase in leakage current (Lc) by sign language (hydration) the oxide film by the / H ₂ O component durability of the product Will drop.

전술한 문제점을 해결하기위하여, 본 발명의 목적은, 열수에 인산(H₃PO₄)을 함유하여 알루미늄 양극포일을 침적시켜 유전체 산화피막에 형성되는 수화작용을 억제하고 또한 누설전류를 억제하여 내구성이 향상되는 알루미늄 전해콘덴서용 양극포일을 제공하고자 하는 것이다.In order to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to contain phosphate (H ₃ PO ₄ ) in hot water to deposit an aluminum anode foil to suppress the hydration action formed on the dielectric oxide film, and also to suppress the leakage current to ensure durability. It is an object of the present invention to provide an anode foil for an aluminum electrolytic capacitor.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 알루미늄 전해콘덴서의 양극포일에 누설전류를 억제하는 유전체 산화피막을 형성함에 있어서, 에칭 공정후 1% 인산(H₃PO₄) 수용액을 열수에 함유하고 온도를 80 - 95°C로 유지하며 상기 열수에 알루미늄 양극포일을 5 - 10분간 침적하여 유전체 산화피막(Al₂O₃)에 인 이온(P ion)을 흡착 및 침투하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해콘덴서용 양극포일을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in forming a dielectric oxide film to suppress the leakage current in the anode foil of the aluminum electrolytic capacitor, 1% phosphoric acid (H ₃ PO ₄ ) aqueous solution after the etching process The temperature is maintained at 80-95 ° C. and the aluminum anode foil is immersed in the hot water for 5-10 minutes to adsorb and penetrate P ions into the dielectric oxide film (Al ₂ O ₃ ). Provided is a cathode foil for an aluminum electrolytic capacitor.

도 1은 종래의 알루미늄 양극포일을 열수에 침적한 상태를 나타내는 개략도.1 is a schematic view showing a state in which a conventional aluminum anode foil is immersed in hot water.

도 2a는 본 발명의 열수와 1% 인산 수용액에 알루미늄 양극포일을 침적한 상태를 나타내는 도면이고, 도 2b는 알루미늄 양극포일에 P 이온이 흡착한 상태를 나타내는 도면.FIG. 2A is a view showing a state in which aluminum anode foil is deposited on hot water and 1% phosphoric acid aqueous solution of the present invention, and FIG. 2B is a view showing a state in which P ions are adsorbed on aluminum anode foil.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of the drawings>

40: 열수조 50: 열수40: hot water tank 50: hot water

60: 알루미늄 양극포일 70: 롤러60: aluminum anode foil 70: roller

80: 장벽층 90: 기포층80: barrier layer 90: bubble layer

100: 인산 이온(PO₄ ^3-)100: phosphate ion (PO ₄ ^3- )

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings illustrating a configuration and operation according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2a는 본 발명의 열수와 1% 인산 수용액에 알루미늄 양극포일을 침적한 상태를 나타내는 도면이고, 도 2b는 알루미늄 양극포일에 P 이온이 흡착한 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 2A is a view showing a state in which an aluminum anode foil is deposited in a hot water and 1% phosphoric acid aqueous solution of the present invention, and FIG. 2B is a view showing a state in which P ions are adsorbed on the aluminum anode foil.

열수조(40)는 내부에 열수(50)와 1% 인산(H₃PO₄) 수용액을 함유한 혼합용액을 형성하는데, 상기 혼합용액의 온도는 대략 80 - 95°C로 유지하고 알루미늄 양극포일(60)을 혼합용액에 침적한다. 상기 알루미늄 양극포일(60)은 롤러(70)를 사용해 자동적으로 전처리하게 되면 그로인해 알루미늄 양극포일(60)의 상부에는 유전체 산화피막인 장벽층(80)이 형성되고 상기 장벽층(80)의 상부에 기포층(90)이 형성된다. 상기 알루미늄 양극포일(60)의 상부로 층층이 형성되는 장벽층(80)과 기포층(90)에는 라디칼 이온으로 작용하는 인산 이온(PO₄ ^3-)(100)이 흡착 및 침투하게 된다.The hot water tank 40 forms a mixed solution containing hot water 50 and 1% phosphoric acid (H ₃ PO ₄ ) solution therein. The temperature of the mixed solution is maintained at approximately 80-95 ° C. and the aluminum anode foil. (60) is immersed in the mixed solution. When the aluminum anode foil 60 is automatically pretreated using the roller 70, a barrier layer 80, which is a dielectric oxide film, is formed on the aluminum anode foil 60, and an upper portion of the barrier layer 80 is formed. The bubble layer 90 is formed in. Phosphate ions (PO ₄ ^3- ) 100 acting as radical ions are adsorbed and penetrated into the barrier layer 80 and the bubble layer 90 having a layer layer formed on the aluminum anode foil 60.

상기 인산 이온(PO₄ ^3-)(100)중 P 이온은 유전체 산화피막(Al₂O₃)에 대한 흡착능력이 우수하여 물(H₂O)보다 강력하고 빠르게 유전체 산화피막에 흡착되고 침투하여 유전체산화피막 내부의 물을 제거하고, 대신 P 이온이 결합하는 동시에 외부 바깥층에 형성되는 기포층(90)에 인산 이온(PO₄ ^3-)(100)으로 흡착하여 물(H₂O)(또는 OH^-ion)의 접근을 차단하며 유전체 산화피막의 성능을 개선하여 수화작용을 차단하게 되어 누설전류를 억제하게 된다.P ions in the phosphate ions (PO ₄ ^3- ) (100) has a high adsorption capacity for the dielectric oxide film (Al ₂ O ₃ ) to be adsorbed and penetrated into the dielectric oxide film more powerful and faster than water (H ₂ O) Water inside the dielectric oxide film is removed, and instead of adsorbed with phosphate ions (PO ₄ ^3- ) 100 to the bubble layer 90 formed at the outer outer layer while P ions are bonded, water (H ₂ O) (or It blocks the access of OH ^- ion and improves the performance of the dielectric oxide film to block the hydration, thereby suppressing the leakage current.

전술한 구성과 작용에 의해 나타나는 본 발명의 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention by the above-described configuration and operation in detail as follows.

에칭 공정 후 또는 화성공정 직전에 열수처리를 하므로 화성공정에서 유전체 산화피막의 형성을 원활하게 할 수 있고, 특히 알루미늄 양극포일의 외부 바깥층에 인 이온에 의한 흡착 및 침투에 의해서 물의 흡착을 억제할 수 있어 당업계에서 고질적인 문제점으로 지적되는 알루미늄 전해콘덴서의 누설전류를 억제할 수 있는 효과가 있다.Since hot water treatment is performed after the etching process or just before the chemical conversion process, it is possible to facilitate the formation of a dielectric oxide film in the chemical conversion process, and in particular, it is possible to suppress the adsorption of water by adsorption and penetration of phosphorus ions on the outer outer layer of the aluminum anode foil. There is an effect that can suppress the leakage current of the aluminum electrolytic capacitor, which is pointed out as a chronic problem in the art.

한편, 알루미늄 전해콘덴서의 누설전류를 억제하게 되므로 제품의 내구성이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.On the other hand, since the leakage current of the aluminum electrolytic capacitor is suppressed, the durability of the product can be increased.

Claims

In forming a dielectric oxide film to suppress leakage current in the anode foil of the aluminum electrolytic capacitor, after the etching process, a 1% phosphoric acid (H ₃ PO ₄ ) aqueous solution is contained in the hot water 50 and the temperature is maintained at 80-95 ° C. And the aluminum anode foil 60 is deposited on the hot water 50 for 5-10 minutes to adsorb and penetrate P ions into the dielectric oxide film Al ₂ O ₃ . Anode foil.