[其他]高壓鋁陽極箔兩步電化學蝕刻方法

在審

• 申請號: 101985000001035
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1005198B
• 公開（公告）日: 1989-09-20
• 發明（設計）人: 阿羅拉
• 申請（專利權）人: 菲利蒲(北美)有限公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 曹恒興

使用兩步方法蝕刻高立方結構的鋁電解電容器陽極箔，通過在一含有３（重量）％鹽酸和１（重量）％以氯化鋁形式的鋁的電解液中，在高電流密度的直流電作用下，于溫度７５℃處理該箔，并在第二步中在一類似的電解液中，用低得多的電流密度和在溫度８０°～８２．５℃下處理所述蝕刻的箔。這樣蝕刻的箔具有由較高溝道密度產生的高得多的電容以及完全直線形的溝道結構。

本發明是有關在含有鹽酸和氧化鋁的第一個蝕刻溶液中，使用高電流密度的直流電并隨之以第二步使用類似蝕刻液及較低的電流密度，蝕刻高立方織構的鋁電解電容器陽極箔以制備比現有技術電容高得多的高壓箔。

在蝕刻用于電解電容器鋁箔的典型方法中，已在第一步中使用了一種含有氯化鈉或其他鹽和硫酸鹽基電解質的電解液。這樣一種溶液的pH值一般都為中性。隨后經常要用硝酸處理。然而，所得到的箔達不到本發明所達到的高比電容?，F有技術在260伏時的典型的電容·電壓乘積值達200伏-微法/厘米²，而本發明高達368伏-微法/厘米²。

美國專利No.4213835公開了一種可以制造只有純圓柱形或立方蝕刻溝道結構以及溝道密度大于10⁷/厘米²的電解蝕刻重結晶鋁箔（高立方度箔）的方法。這一方法使用恒電壓蝕刻技術。這一技術的問題是其本身不能大量生產蝕刻箔。

美國專利No.4420367公開了一種通過在工藝中常用的第一蝕刻階段中實現電解溝道蝕刻工藝，蝕刻電解電容器重結晶鋁箔的方法。這一專利的改進在于擴大溝道的連續蝕刻是非電解的，在一個或幾個蝕刻階段用化學方法完成的措施。在第一階段，使重結晶鋁箔產生電解溝道以在鋁中形成一溝道結構，在第二階段，通過化學蝕刻使從第一蝕刻階段得到的具有溝道結構的鋁箔至少受到一次進一步的非電解蝕刻來增大溝道。

為制出較高比電容的鋁箔，還使用了其他方法。本發明的目的在于達到顯著的提高高壓箔的比電容。

本發明描述了蝕刻具有高立方織構的鋁電容器陽極箔以制備更均勻的和電容高得多的蝕刻箔。

某些因素是為提高鋁電解電容器箔的比電容所必需的。一個因素是有效的改進溝道密度和溝道結構?；旧现本€延伸的溝道提供了由蝕刻產生的更大的表面積。當溝道密度增加時，會引起表面積相應的擴大?？刂票入娙莸牧硪粋€重要因素是所用的鋁箔類型。人們公知，適于高壓應用的陽極箔蝕刻溝道，主要是在100方向。因而設想具有較高的100晶體取向的箔，即具有較高立方織構的箔會導致較高的溝道密度是合理的。迄今用于蝕刻的鋁箔，具有不規則立方織構。小于25%立方織構的箔，可以稱作“非立方”箔。當立方織構的程度超過50%時，鋁箔被劃分為高立方織構。在本發明中，具有基本上大于50%立方織構的一種鋁箔，由于在蝕刻時得到均勻和增大的溝道結構以及因而能增大溝道密度，故優于低立方度的箔?？刂铺岣弑入娙莸牧硪恢匾蛩厥强刂茰系郎珊臀g刻溝道深度及寬度的蝕刻方法。如表1中所示，被蝕刻的鋁箔和蝕刻方法兩者適當選擇的結合，導致更均勻的溝道結構和高得多的電容。

表1

箔類型 方法類型 260伏時電容·電壓（CV）伏-微法/厘米

標準非立方 常規 200

標準非立方 本發明 210

新的高立方 常規 210

新的高立方 本發明 368

本發明的第一步蝕刻電解質的化學組成和性質是控制高壓例如大于200伏直流電蝕刻陽極箔蝕刻特性的一個主要因素。鹽酸，由于其避免了能阻塞本發明方法所擴大的充分延伸的溝道的氫氧化鋁沉淀，故使用在本方法中優于其他氯化物。如果允許這樣的沉淀產生，它將影響箔的高立方性質，因而不能充分利用由高立方織構箔和蝕刻方法的合適的結合所得到的益處。這一點示于表1的第三行，它指出了用常規蝕刻方法使用高立方織構箔的結果，得到的電容低得多。第一步的溫度保持在或低于85℃，使蒸發損失減至最低，從而使方法經濟得多并更易于控制。