電解電容器用低壓陽極鋁箔階梯非正弦波變頻腐蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電解電容器用低壓陽極鋁箔的電化學(xué)腐蝕工藝，具體是電解電容器低壓陽極鋁箔變頻非正弦波腐蝕工藝，通過施加變頻的各種電脈沖波形及其他腐蝕條件配合，制得理想的腐蝕箔，為電子器件工業(yè)提供高性能原材料。
【背景技術(shù)】
[0002]自1938年德國人制造出世界上第一個(gè)高純鋁箔電解電容器以來，由于其比容高、氧化膜具有自愈特性、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，鋁電解電容器逐漸成為應(yīng)用最為廣泛的電子元器件之一。目前國際上通用的制造工藝是采用電化學(xué)腐蝕來增大鋁箔的表面有效面積，以提高比容。但隨著電子產(chǎn)品向輕、薄、短、小的方向發(fā)展，對(duì)鋁電解電容器小型化、SMD化和高性能化的要求越來越迫切，對(duì)高純電子鋁箔實(shí)施電蝕工藝，大幅度提高鋁箔比表面積，以提高比容，成為鋁電解電容器實(shí)現(xiàn)小型化的關(guān)鍵技術(shù)之一，因而受到各國的極大重視。
[0003]傳統(tǒng)的腐蝕技術(shù)(參見文獻(xiàn):1.中國專利，申請(qǐng)?zhí)枮?00610040889.1 ；2.中國專利，申請(qǐng)?zhí)枮?00510200148.0 ;3.羅瀘蓉等.表觀電化學(xué)參數(shù)對(duì)鋁箔交流電侵蝕的影響電子元件與材料，2000，19 (3):33-34 ;4.楊邦朝等.低壓鋁箔交流腐蝕研究，電子元件與材料，1998，17(1):11-12 ；5.閻康平等.電流對(duì)高純鋁箔交流電侵蝕的影響，中國有色金屬學(xué)報(bào)，1999，9 (3) =582-585)是以高濃度HCl為主體的腐蝕液，添加少量硫酸等，50Hz正弦交流電腐蝕。近年來，技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到工頻的局限性，提出了變頻腐蝕工藝，大大降低了腐蝕液的酸度和提高了比容，但仍存在比容偏低，接觸電阻和離散率偏高的缺點(diǎn)，難以滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品的小型化、片式化的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，提供一種通過調(diào)整電源波形、電源頻率、腐蝕液的組分、電流密度、腐蝕時(shí)間和溫度，提高鋁電解電容器用低壓陽極箔的比容，降低接觸電阻和離散率的電解電容器用低壓陽極鋁箔階梯非正弦波變頻腐蝕方法。
[0005]本發(fā)明包括以下步驟:
[0006]I)采用磷酸溶液對(duì)電解電容器用低壓陽極鋁箔進(jìn)行前處理；
[0007]2)將步驟I)前處理得到的電解電容器用低壓陽極鋁箔進(jìn)行布孔腐蝕；
[0008]3)將步驟2)布孔腐蝕后的電解電容器用低壓陽極鋁箔進(jìn)行中處理；
[0009]4)將步驟(3)中處理后的電解電容器用低壓陽極鋁箔進(jìn)行擴(kuò)孔腐蝕；
[0010]5)將步驟4)擴(kuò)孔腐蝕后的電解電容器用低壓陽極鋁箔進(jìn)行后處理，完成電解電容器用低壓陽極鋁箔的階梯非正弦波變頻腐蝕。
[0011]在步驟I)中，所述前處理的溫度可為50?80°C，前處理的時(shí)間可為I?2min。
[0012]在步驟2)中，所述布孔腐蝕的條件可為:腐蝕液由鹽酸2.0?3.5N、硫酸0.01?0.2N、三氯化鋁0.4?2.2N組成，溫度為10?30°C，電流密度為0.3?0.7A/cm2，作用時(shí)間為8?25s，頻率為8?20Hz，波形為三角波、方波、梯形波中的一種，或正弦波、三角波、方波、梯形波中的至少2種。
[0013]在步驟3)中，所述中處理的條件可為:中處理液由鹽酸3.0?5.0N、三氯化鋁
0.4?1.8N和稀土元素5?50ppm組成，溫度為50?80°C，時(shí)間為20?120s ;所述稀土元素選自氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠的一種或兩種。
[0014]在步驟4)中，所述擴(kuò)孔腐蝕的條件可為:擴(kuò)孔腐蝕液由鹽酸1.0?3.0N、硫酸
0.01?0.2N、三氯化鋁0.1?1.2N和添加劑1000?5000ppm組成，溫度為15?40°C，電流密度為0.05?0.35A/cm2，作用時(shí)間為30?150s，頻率為10?35Hz，波形為三角波、方波、梯形波中的一種，或正弦波、三角波、方波、梯形波中的至少2種；所述添加劑可選自亞硝酸鈉、三氯化鈦、8 —羥基喹啉、聚乙二醇、無水對(duì)氨基苯磺酸、丙烯酸咪唑啉等中的一種或兩種；
[0015]所述擴(kuò)孔腐蝕的級(jí)數(shù)可為5?11級(jí)，每級(jí)擴(kuò)孔腐蝕后均放入中處理液處理10?50s，變頻擴(kuò)孔腐蝕工藝中腐蝕液溫度和頻率逐級(jí)降低，而電流密度逐級(jí)升高。
[0016]在步驟5)中，所述后處理的方法可為:將步驟4)擴(kuò)孔腐蝕后的電解電容器用低壓陽極鋁箔放在硝酸水溶液中，在溫度20?35°C下浸泡4?5min后，在400?460°C下退火2?3min得到腐蝕箔，腐蝕箔按常規(guī)化成方法化成。
[0017]本發(fā)明中的布孔腐蝕和擴(kuò)孔腐蝕均可采用變頻非正弦波腐蝕工藝。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)、首次采用階梯非正弦波，突破了傳統(tǒng)腐蝕工藝對(duì)波形的限制。
[0020](2)、擴(kuò)孔腐蝕液添加劑可有效防止極化，中處理液稀土添加劑可活化鋁箔表面，多次平衡極化和活化，有利于生成方孔得到高比容的鋁箔。
[0021](3)、電源波形、電源頻率、腐蝕液的組分、電流密度、腐蝕時(shí)間和溫度的配合，適應(yīng)了各個(gè)階段腐蝕的初始狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了低溫腐蝕，鋁箔失重少，比容高，接觸電阻好。
[0022](4)、擴(kuò)孔腐蝕采用更多級(jí)數(shù)、更小電流和更短時(shí)間腐蝕，配合中處理，不斷調(diào)整各個(gè)腐蝕階段的初始狀態(tài)。
【附圖說明】
[0023]圖1為傳統(tǒng)腐蝕工藝的正弦波形示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明采用的基礎(chǔ)三角波形示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明采用的基礎(chǔ)方波形示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明采用的基礎(chǔ)梯形波形示意圖。
[0027]圖5為本發(fā)明的雙梯形波形之一示意圖。
[0028]圖6為本發(fā)明的雙梯形波形之二示意圖。
[0029]圖7為本發(fā)明的三梯形波形示意圖。
[0030]圖8為本發(fā)明的正弦波和梯形波組合波形示意圖。
[0031]圖9為本發(fā)明的方波和三角波組合波形示意圖。
[0032]圖10為本發(fā)明的正弦波和三角波組合波形示意圖。
[0033]圖11為本發(fā)明的梯形波和三角波組合波形示意圖。
[0034]圖12為本發(fā)明的梯形波和正弦波組合波形示意圖。
[0035]圖13為本發(fā)明的方波組合波形示意圖。
[0036]圖14為本發(fā)明的梯形波和方波的組合波形示意圖。
[0037]圖15為本發(fā)明的非對(duì)稱波形示意圖。
[0038]圖16為本發(fā)明實(shí)施例3的SEN照片。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
[0040]實(shí)施例1
[0041]一種電解電容器用低壓陽極鋁箔階梯非正弦波變頻腐蝕方法，主要包括以下步驟:(1)前處理、(2)布孔腐蝕、(3)中處理、(4)擴(kuò)孔腐蝕和(5)后處理，
[0042]其中步驟(I)中，采用磷酸溶液，在65°C溫度下處理電解電容器低壓陽極箔2min ；
[0043]步驟(2)中，對(duì)步驟(I)處理得到的陽極鋁箔進(jìn)行布孔腐蝕，腐蝕液由鹽酸2.2N、硫酸0.03N、三氯化鋁0.6N組成，溫度為18°C，電流密度為0.55A/cm2，作