[其他]高压铝阳极箔的两步电化学和化学蚀刻法

说明书

具有高立方结构的铝电解电容器阳极箔，用两步法进行蚀刻。首先，在７５℃温度和直流电作用之下，用含有３％盐酸和１％铝（以氯化铝形式）的电解质浴处理铝箔，然后在第二步用含有８％硝酸和２．６％铝（以硝酸铝形式）的水溶液中，在８５℃温度下将所说的蚀刻后的铝箔处理４－７分钟。用这种方法蚀刻后得到的铝箔，由于具有更高的沟道密度、伸长的沟道和呈完好直线型沟道结构而具有高得多的电容值。

本发明是关于制造具有极高电容值和高立方结构铝电解电容器用高压铝箔的两步蚀刻法，第一步蚀刻时使用直流电以及含有盐酸和氯化铝的蚀刻溶液，然后在第二步蚀刻时使用硝酸溶液。

在用于电解电容器的铝箔的典型蚀刻方法中，作为第一步蚀刻，使用了含有氯化钠或者其它盐和硫酸盐等基础电解质的电解溶液。这种溶液的PH值，在典型情况下呈中性。第一步蚀刻之后，常常使用硝酸溶液蚀刻。但是，所生产出铝箔的比电容值根本达不到本发明方法所能达到的那样高。在260伏时，典型的CV值不高于200伏/微法/厘米²。

美国专利No.4，213，835中公开了一种电解浸蚀刻经过重新结晶的铝箔的方法，以制造某种铝箔，这种铝箔的沟道形状全部呈单一的圆柱形或者立方形，而且沟道密度高于10⁷/厘米²箔表面。这种方法采用了恒电压蚀刻技术。但是这种方法的问题是它不适于大规模成批生产蚀刻箔。

美国专利No.4，420，367中公开了一种蚀刻用于电解电容器的重结晶铝箔的方法，该方法是在第一蚀刻阶段进行电解沟道蚀刻过程，这种方法在该技术领域中是通用的。这项关系到设备的专利的改进之处在于采用非电解方法进行扩展沟道的连续蚀刻，同时还采用了一个或者几个化学蚀刻阶段。在第一步使重结晶铝箔电解沟道成形，以制成该铝箔的沟道结构;在第二阶段中，使由第一蚀刻阶段制成的具有沟道结构的铝箔，至少再经过一次非电解蚀刻过程，通过化学蚀刻法使所形成的沟道扩展。

为了制造出高比电容铝箔，还采用了其它工艺方法。本发明目的是显著增加高压铝箔的比电容。

本发明的要点

本发明的特征是蚀刻具有高立方结构铝电容器阳极用箔，以便生产出与现有方法制成的产品相比、具有更均一的蚀刻表面和更高电容的铝箔。

有几个因素对于增加铝电解电容器箔的比电容来说是必要的。一个因素是显著改善沟道密度和沟道结构。笔直沿伸的沟道实质上提供了由蚀刻造成的大部份表面积。随着沟道密度的增加，将伴随着产生表面积的增大。控制比电容的另外一个主要因素，是使用铝箔的类型。众所周知，在适于高压下使用的阳极箔中所蚀刻出的沟道，大部份处于〔100〕方向。因此可以合乎逻辑地假定，具有更多〔100〕晶体取向的箔，即具有更多立方结构的箔，将会产生更高的沟道密度。迄今为止，用于蚀刻的铝箔具有随机的立方结构。这种箔可以称之为“非立方的”箔，其中的立方结构少于25%。当立方结构量超过50%时，这种铝箔将被归入高立方结构之列。本发明优先采用具有高立方结构的铝箔，其立方结构远远大于50%，而不使用较低立方结构的铝箔，因为据发现前者经过蚀刻后，沟道结构均一、伸长、因此沟道密度可以增加。控制比电容增加的另一个主要因素是蚀刻工艺过程，它控制着沟道的产生以及被蚀刻沟道的深度和宽度。正象表Ⅰ所表的那样、适当选择欲对之蚀刻的铝箔和蚀刻工艺方法，将导致形成更均一的沟道，因而获得比过去制得的铝箔有高得多的电容值。

表Ⅰ

铝箔类型 工艺方法的类型 260伏下的CV值V·μF/cm²

标准的非 传统工艺方法 200

立方结构

标准的非 本发明工艺方法 210

立方结构

新型高立 传统工艺方法 210

方结构

新型高立 本发明工艺方法 360

方结构