电解电容器用低压阳极铝箔阶梯非正弦波变频腐蚀方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电解电容器用低压阳极铝箔的电化学腐蚀工艺，具体是电解电容器低压阳极铝箔变频非正弦波腐蚀工艺，通过施加变频的各种电脉冲波形及其他腐蚀条件配合，制得理想的腐蚀箔，为电子器件工业提供高性能原材料。
【背景技术】
[0002]自1938年德国人制造出世界上第一个高纯铝箔电解电容器以来，由于其比容高、氧化膜具有自愈特性、价格便宜等优点，铝电解电容器逐渐成为应用最为广泛的电子元器件之一。目前国际上通用的制造工艺是采用电化学腐蚀来增大铝箔的表面有效面积，以提高比容。但随着电子产品向轻、薄、短、小的方向发展，对铝电解电容器小型化、SMD化和高性能化的要求越来越迫切，对高纯电子铝箔实施电蚀工艺，大幅度提高铝箔比表面积，以提高比容，成为铝电解电容器实现小型化的关键技术之一，因而受到各国的极大重视。
[0003]传统的腐蚀技术(参见文献:1.中国专利，申请号为200610040889.1 ；2.中国专利，申请号为200510200148.0 ;3.罗泸蓉等.表观电化学参数对铝箔交流电侵蚀的影响电子元件与材料，2000，19 (3):33-34 ;4.杨邦朝等.低压铝箔交流腐蚀研究，电子元件与材料，1998，17(1):11-12 ；5.阎康平等.电流对高纯铝箔交流电侵蚀的影响，中国有色金属学报，1999，9 (3) =582-585)是以高浓度HCl为主体的腐蚀液，添加少量硫酸等，50Hz正弦交流电腐蚀。近年来，技术人员认识到工频的局限性，提出了变频腐蚀工艺，大大降低了腐蚀液的酸度和提高了比容，但仍存在比容偏低，接触电阻和离散率偏高的缺点，难以满足现代电子产品的小型化、片式化的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述缺点，提供一种通过调整电源波形、电源频率、腐蚀液的组分、电流密度、腐蚀时间和温度，提高铝电解电容器用低压阳极箔的比容，降低接触电阻和离散率的电解电容器用低压阳极铝箔阶梯非正弦波变频腐蚀方法。
[0005]本发明包括以下步骤:
[0006]I)采用磷酸溶液对电解电容器用低压阳极铝箔进行前处理；
[0007]2)将步骤I)前处理得到的电解电容器用低压阳极铝箔进行布孔腐蚀；
[0008]3)将步骤2)布孔腐蚀后的电解电容器用低压阳极铝箔进行中处理；
[0009]4)将步骤(3)中处理后的电解电容器用低压阳极铝箔进行扩孔腐蚀；
[0010]5)将步骤4)扩孔腐蚀后的电解电容器用低压阳极铝箔进行后处理，完成电解电容器用低压阳极铝箔的阶梯非正弦波变频腐蚀。
[0011]在步骤I)中，所述前处理的温度可为50?80°C，前处理的时间可为I?2min。
[0012]在步骤2)中，所述布孔腐蚀的条件可为:腐蚀液由盐酸2.0?3.5N、硫酸0.01?0.2N、三氯化铝0.4?2.2N组成，温度为10?30°C，电流密度为0.3?0.7A/cm2，作用时间为8?25s，频率为8?20Hz，波形为三角波、方波、梯形波中的一种，或正弦波、三角波、方波、梯形波中的至少2种。
[0013]在步骤3)中，所述中处理的条件可为:中处理液由盐酸3.0?5.0N、三氯化铝
0.4?1.8N和稀土元素5?50ppm组成，温度为50?80°C，时间为20?120s ;所述稀土元素选自氯化镧、氯化铈、氯化镨的一种或两种。
[0014]在步骤4)中，所述扩孔腐蚀的条件可为:扩孔腐蚀液由盐酸1.0?3.0N、硫酸
0.01?0.2N、三氯化铝0.1?1.2N和添加剂1000?5000ppm组成，温度为15?40°C，电流密度为0.05?0.35A/cm2，作用时间为30?150s，频率为10?35Hz，波形为三角波、方波、梯形波中的一种，或正弦波、三角波、方波、梯形波中的至少2种；所述添加剂可选自亚硝酸钠、三氯化钛、8 —羟基喹啉、聚乙二醇、无水对氨基苯磺酸、丙烯酸咪唑啉等中的一种或两种；
[0015]所述扩孔腐蚀的级数可为5?11级，每级扩孔腐蚀后均放入中处理液处理10?50s，变频扩孔腐蚀工艺中腐蚀液温度和频率逐级降低，而电流密度逐级升高。
[0016]在步骤5)中，所述后处理的方法可为:将步骤4)扩孔腐蚀后的电解电容器用低压阳极铝箔放在硝酸水溶液中，在温度20?35°C下浸泡4?5min后，在400?460°C下退火2?3min得到腐蚀箔，腐蚀箔按常规化成方法化成。
[0017]本发明中的布孔腐蚀和扩孔腐蚀均可采用变频非正弦波腐蚀工艺。
[0018]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0019](I)、首次采用阶梯非正弦波，突破了传统腐蚀工艺对波形的限制。
[0020](2)、扩孔腐蚀液添加剂可有效防止极化，中处理液稀土添加剂可活化铝箔表面，多次平衡极化和活化，有利于生成方孔得到高比容的铝箔。
[0021](3)、电源波形、电源频率、腐蚀液的组分、电流密度、腐蚀时间和温度的配合，适应了各个阶段腐蚀的初始状态，实现了低温腐蚀，铝箔失重少，比容高，接触电阻好。
[0022](4)、扩孔腐蚀采用更多级数、更小电流和更短时间腐蚀，配合中处理，不断调整各个腐蚀阶段的初始状态。
【附图说明】
[0023]图1为传统腐蚀工艺的正弦波形示意图。
[0024]图2为本发明采用的基础三角波形示意图。
[0025]图3为本发明采用的基础方波形示意图。
[0026]图4为本发明采用的基础梯形波形示意图。
[0027]图5为本发明的双梯形波形之一示意图。
[0028]图6为本发明的双梯形波形之二示意图。
[0029]图7为本发明的三梯形波形示意图。
[0030]图8为本发明的正弦波和梯形波组合波形示意图。
[0031]图9为本发明的方波和三角波组合波形示意图。
[0032]图10为本发明的正弦波和三角波组合波形示意图。
[0033]图11为本发明的梯形波和三角波组合波形示意图。
[0034]图12为本发明的梯形波和正弦波组合波形示意图。
[0035]图13为本发明的方波组合波形示意图。
[0036]图14为本发明的梯形波和方波的组合波形示意图。
[0037]图15为本发明的非对称波形示意图。
[0038]图16为本发明实施例3的SEN照片。
【具体实施方式】
[0039]下面结合图对本发明作进一步的阐述。
[0040]实施例1
[0041]一种电解电容器用低压阳极铝箔阶梯非正弦波变频腐蚀方法，主要包括以下步骤:(1)前处理、(2)布孔腐蚀、(3)中处理、(4)扩孔腐蚀和(5)后处理，
[0042]其中步骤(I)中，采用磷酸溶液，在65°C温度下处理电解电容器低压阳极箔2min ；
[0043]步骤(2)中，对步骤(I)处理得到的阳极铝箔进行布孔腐蚀，腐蚀液由盐酸2.2N、硫酸0.03N、三氯化铝0.6N组成，温度为18°C，电流密度为0.55A/cm2，作