TWI413142B - 鋁電解電容器之陽極箔的製造方法 - Google Patents

Description

鋁電解電容器之陽極箔的製造方法

本發明是有關於一種電解電容器的製造方法，且特別是有關於一種鋁電解電容器之陽極箔的製造方法。

二導體之間夾設有絕緣體，即可形成電容器。此二導體分別為此電容器之二電極。當以直流電壓通入電容器之二電極之間時，此二電極之間的電壓會逐漸達到電源電壓，電流會流入電容器內。其中，一電極會有正電積存，另一電極則會有負電積存。這樣的充電現象係由於正電與負電隔著二電極之間的絕緣體互相吸引的緣故。

對於電容器而言，在相同的外加電壓施加下，所能積存之電能愈大者，代表此電容器之靜電容量愈大。舉例而言，請參照第1圖，其係繪示一種傳統電容器之裝置示意圖。電容器100包含二電極102與104、以及絕緣層106，其中絕緣層106夾設在二電極102與104之間。此二電極102與104為導電平板。其中，每個電極102與104均具有表面積A。而且，此二電極102與104之間相隔一間距d。絕緣層106則具有介電常數ε。

對電容器100施加一電壓時，二電極102與104之間會充電而產生電場。此電容器100的比電容所能儲存的靜電容量C決定於電極102與104之表面積A、絕緣層106之介電常數ε、以及二電極102與104之間的間距d。關於影響電容器100之靜電容量C的因素請參考下列方程式1。

C=ε×A/d　(方程式1)

由方程式1可知，電容器的靜電容量C與絕緣層106之介電常數ε、及電極102和104之表面積A之間成正比，但與二電極102和104之間的間距d成反比。也就是說，二電極102和104之間的間距d愈小、電極102和104之表面積A愈大、絕緣層106之介電常數ε愈大，電容器100所能儲存之靜電容量C就愈大。

因此，對於鋁電解電容器之陽極箔而言，其比電容是相當重要的性質，因此許多研究莫不致力於比電容之提升。目前，一種提升陽極箔之比電容的方式係藉由腐蝕陽極箔來增加陽極箔之表面積。

然而，利用腐蝕方式來增加陽極箔之比電容時，陽極箔經一段時間的腐蝕後，若繼續以腐蝕方式來提升此陽極箔的比電容，會對陽極箔之結構強度與耐折曲強度造成損害。因此，亟需一種方法，可在不影響陽極箔之結構強度與耐折曲強度下，更有效地提升陽極箔之比電容。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，其係採用己二酸銨(Ammonium Adipate)溶液來作為安定化液。相較於習知磷酸與磷酸二氫銨(Ammonium Dihydrogen Phosphate)所組成之安定化液，本發明之己二酸銨安定化液具有較佳之安定化效果。

本發明之另一態樣是在提供一種鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，其安定化處理所採用之安定化液的配方單純，相當容易配製。

本發明之又一態樣是在提供一種鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，其藉由調整安定化處理之安定化液的組成，可在不影響陽極箔之結構強度與耐折曲強度下，達到有效提升陽極箔之比電容的目的。

根據本發明之上述目的，提出一種鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，包含下列步驟。提供一陽極箔素片。對陽極箔素片進行一腐蝕步驟，以在陽極箔素片之表面上形成大量蝕坑。對經腐蝕步驟後之陽極箔素片進行一後處理步驟，以在陽極箔素片之表面上形成一安定化膜。其中，後處理步驟包含一安定化處理，且此安定化處理包含利用一安定化液，安定化液包含一己二酸銨溶液。於後處理步驟後，對陽極箔素片進行一化成處理，而使陽極箔素片形成陽極箔。

依據本發明之一實施例，上述之腐蝕步驟係利用一電蝕技術。

依據本發明之另一實施例，上述之後處理步驟更包含於安定化處理後，對安定化膜進行一烘烤處理。

依據本發明之又一實施例，上述之己二酸銨溶液之濃度範圍介於100g/L與250g/L之間。

依據本發明之再一實施例，上述進行化成處理時更包含利用一電壓，此電壓介於10伏特至50伏特。

依據本發明之再一實施例，上述之鋁電解電容器之陽極箔的製造方法更包含於腐蝕步驟與後處理步驟之間，對陽極箔素片進行一清洗步驟。

本發明之實施例的優點為鋁電解電容器之陽極箔的製造方法使用己二酸銨來作為安定化處理的安定化液，因此不僅安定化液容易配製，並可提供較佳之安定化效果，更可在不影響陽極箔之結構強度與耐折曲強度下，達到有效提升陽極箔之比電容的目的。

請參照第2圖，其係繪示依照本發明一實施方式的一種鋁電解電容器之陽極箔的製造方法的流程圖。在本實施方式中，製作鋁電解電容器之陽極箔時，先如同步驟200所述，提供陽極箔素片。此陽極箔素片200之材料為鋁。相較於陰極箔素片，陽極箔素片所使用之鋁材的純度較高。

接著，為了增加陽極箔素片之表面積，如步驟202所述，對陽極箔素片進行腐蝕步驟，藉此在陽極箔素片原本平整的數個表面上形成許多蝕坑。藉由腐蝕的方式，使陽極箔素片的表面上產生許多蝕坑，可有效提高陽極箔素片的表面積。而陽極箔素片之表面積的增加，也可提高鋁電解電容器的靜電容量。在一實施例中，由於陽極箔素片具有較高之鋁純度，因而此腐蝕步驟可利用例如電蝕技術。

接著，如步驟204所述，完成陽極箔素片之腐蝕步驟202後，對經腐蝕處理後之陽極箔素片進行後處理步驟。在一實施例中，後處理步驟包含利用安定化液對此陽極箔素片進行安定化處理，以在陽極箔素片之具有蝕坑的表面上形成安定化膜。在另一實施例中，後處理步驟更包含於安定化處理後，對此陽極箔素片進行烘烤處理。藉由此烘烤處理，可有效調整與控制形成在陽極箔素片之表面上的安定化膜，並使安定化液可有效發揮其安定化效果。如此一來，可使經後處理步驟後之陽極箔素片在後續的化成處理中，獲得較佳之化成效果。

在本實施方式中，在後處理步驟之安定化處理中，安定化液包含己二酸銨溶液。在一實施例中，己二酸銨溶液之濃度範圍可例如介於100g/L與250g/L之間。

在本實施方式中，以己二酸銨溶液來取代傳統之安定化液磷酸與磷酸二氫銨，可提供較佳之安定化效果，而且可在不影響陽極箔之結構強度與耐折曲強度下，確實達到提升陽極箔之比電容的目的。

在另一實施方式中，於腐蝕步驟與後處理步驟之間，可選擇性地對經腐蝕過之陽極箔素片進行清洗步驟，以洗掉殘留在陽極箔素片之表面上的酸與有害離子。

於後處理步驟後，如步驟206所述，對此陽極箔素片進行化成處理，藉以在陽極箔素片的表面上形成化成膜，而完成陽極箔的製作。其中，化成膜為一鋁氧化膜。此鋁氧化膜為鋁電解電容器之主要絕緣體。在一實施例中，進行此化成處理時，對陽極箔素片施加電壓，其中此電壓可例如介於10伏特至50伏特。

請參照第3圖，其係繪示以傳統與本發明之一實施例之安定化液進行處理之陽極箔，經20伏特化成處理後且在四種電蝕條件下的比電容的比較圖。在傳統之安定化液中，其係採用0.1%之磷酸二氫銨與0.1%之磷酸溶液。在這四種電蝕條件下，以本實施例所使用之己二酸銨安定化液安定化處理，再經20伏特化成處理後，所形成之陽極箔的比電容均大於，以傳統磷酸二氫銨與磷酸安定化液安定化處理，再經20伏特化成處理後所得到之陽極箔的比電容。其中，經本實施例之安定化液處理後所獲得之陽極箔的比電容較傳統方式所獲得之陽極箔的比電容提升1μF/cm² ~1.5μF/cm² 。

請參照第4圖，其係繪示以傳統與本發明之一實施例之安定化液進行處理之陽極箔，經40伏特化成處理後且在四種電蝕條件下的比電容的比較圖。在傳統之安定化液中，其同樣採用0.1%之磷酸二氫銨與0.1%之磷酸溶液。在這四種電蝕條件下，以本實施例所使用之己二酸銨安定化液安定化處理，再經40伏特化成處理後，所形成之陽極箔的比電容均大於，以傳統磷酸二氫銨與磷酸安定化液安定化處理，再經40伏特化成處理後所得到之陽極箔的比電容。其中，經本實施例之安定化液處理後所獲得之陽極箔的比電容較傳統方式所獲得之陽極箔的比電容提升2μF/cm² ~3.5μF/cm² 。

請參照第5圖，其係繪示以傳統與本發明之一實施例之安定化液進行處理之陽極箔，經安定化處理一個月後，再進行21伏特化成處理後的比電容的比較圖。在傳統之安定化液中，其同樣採用0.1%之磷酸二氫銨與0.1%之磷酸溶液。以本實施例所使用之己二酸銨安定化液安定化處理一個月，再進行21伏特化成處理後，所形成之陽極箔的比電容大於，以傳統磷酸二氫銨與磷酸安定化液安定化處理一個月，再進行21伏特化成處理後所得到之陽極箔的比電容。其中，經本實施例之安定化液處理後所獲得之陽極箔的比電容較傳統方式所獲得之陽極箔的比電容提升6%。

請參照第6圖，其係繪示以傳統與本發明之一實施例之安定化液進行處理之陽極箔，經安定化處理一個月後，再進行47伏特化成處理後的比電容的比較圖。在傳統之安定化液中，其同樣採用0.1%之磷酸二氫銨與0.1%之磷酸溶液。以本實施例所使用之己二酸銨安定化液安定化處理一個月，再進行47伏特化成處理後，所形成之陽極箔的比電容大於，以傳統磷酸二氫銨與磷酸安定化液安定化處理一個月，再進行47伏特化成處理後所得到之陽極箔的比電容。其中，經本實施例之安定化液處理後所獲得之陽極箔的比電容較傳統方式所獲得之陽極箔的比電容提升13.6%。

由此可知，運用本發明之技術，可在完全不更動製程、不更改設備、不提高成本、以及不損害陽極箔之其他性質之下，有效提升陽極箔化成後之比電容。特別對於高壓化成的陽極箔產品而言，效果更加顯著。

由上述本發明之實施方式可知，本發明之一優點就是因為鋁電解電容器之陽極箔的製造方法係採用己二酸銨溶液來作為安定化液，相較於習知磷酸與磷酸二氫銨所組成之安定化液，本發明之己二酸銨安定化液具有較佳之安定化效果。

由上述本發明之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為鋁電解電容器之陽極箔的製造方法在安定化處理中所採用之安定化液的配方單純，因此安定化液相當容易配製，可使製程易於實施。

由上述本發明之實施方式可知，本發明之又一優點為藉由調整安定化處理之安定化液的組成，可在不影響陽極箔之結構強度與耐折曲強度下，達到有效提升陽極箔之比電容的目的。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．電容器

102．．．電極

104．．．電極

106．．．絕緣層

200．．．步驟

202．．．步驟

204．．．步驟

206．．．步驟

A．．．表面積

d．．．間距

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係繪示一種傳統電容器之裝置示意圖。

第2圖係繪示依照本發明一實施方式的一種鋁電解電容器之陽極箔的製造方法的流程圖。

第3圖係繪示以傳統與本發明之一實施例之安定化液進行處理之陽極箔，經20伏特化成處理後且在四種電蝕條件下的比電容的比較圖。

第4圖係繪示以傳統與本發明之一實施例之安定化液進行處理之陽極箔，經40伏特化成處理後且在四種電蝕條件下的比電容的比較圖。

第5圖係繪示以傳統與本發明之一實施例之安定化液進行處理之陽極箔，經安定化處理一個月後，再進行21伏特化成處理後的比電容的比較圖。

第6圖係繪示以傳統與本發明之一實施例之安定化液進行處理之陽極箔，經安定化處理一個月後，再進行47伏特化成處理後的比電容的比較圖。

200．．．步驟

202．．．步驟

204．．．步驟

206．．．步驟

Claims (6)

1. 一種鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，包含：提供一陽極箔素片；對該陽極箔素片進行一腐蝕步驟，以在該陽極箔素片之複數個表面上形成複數個蝕坑；對經該腐蝕步驟後之該陽極箔素片進行一後處理步驟，以在該陽極箔素片之該些表面上形成一安定化膜，其中該後處理步驟包含一安定化處理，且該安定化處理包含利用一安定化液，該安定化液包含一己二酸銨溶液，且該安定化液不含磷酸與磷酸二氫銨；以及於該後處理步驟後，對該陽極箔素片進行一化成處理，而使該陽極箔素片形成該陽極箔。
2. 如請求項1所述之鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，其中該腐蝕步驟係利用一電蝕技術。
3. 如請求項1所述之鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，其中該後處理步驟更包含於該安定化處理後，對該安定化膜進行一烘烤處理。
4. 如請求項1所述之鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，其中該己二酸銨溶液之濃度範圍介於100g/L與250g/L之間。
5. 如請求項1所述之鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，其中進行該化成處理時更包含利用一電壓，該電壓介於10伏特至50伏特。
6. 如請求項1所述之鋁電解電容器之陽極箔的製造方法，於該腐蝕步驟與該後處理步驟之間，更包含對該陽極箔素片進行一清洗步驟。