| 标题 | 腐蚀条件对电极箔性能的影响 |
| 范文 | 胡知健 摘要 研究了不同的发孔腐蚀条件对初始蚀孔型貌的影响以及对腐蚀箔电性能的影响，实验发现通过调整发孔腐蚀的温度、电流密度及腐蚀时间，可以有效的控制腐蚀箔孔径的大小及深度，从而可以获得高性能的腐蚀箔。 关键词 电极箔；发孔腐蚀；比容 中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0027-02 铝电解电容器用电极箔是电子信息产业基础元器件类产品的电子专用材料，其静电容量的大小极大程度上影响着电子线路的小型化、集成化发展。要提高其静电容量关键在于铝光箔的质量及电化学腐蚀条件选取。目前在国内的电极箔生产中，腐蚀箔的生产工艺流程一般分为：前处理、发孔腐蚀、扩孔腐蚀、化学洗涤、烘干等5个步骤，每个步骤的作用均不相同。其中，发孔腐蚀的主要作用是使经过前处理的光箔表面形成均匀密集的、具有一定深度及大小的细孔，这些细孔再经过二次扩孔腐蚀后，能大幅的提高铝箔的比表面积（即：静电容量）。发孔腐蚀是整个腐蚀过程中最重要一环，对腐蚀箔质量的高低起着决定性的作用。本文着重探讨在前处理、发孔腐蚀液、扩孔腐蚀、化学腐蚀、烘干等条件不变的情况下，其它发孔腐蚀条件对腐蚀箔性能的影响。 1 实验材料及方法 实验材料采用进口高纯软态铝箔, 其立方织构占有率（＞95%）；主要化学成分（质量分数%）为：Si<0.025,Fe<0.025,Cu<0.006,Al≥99.99；厚度为112μm。 首先将铝光箔在53℃的磷酸水溶液中进行前处理，然后在F液中进行发孔腐蚀，在86.5℃的A液中施加39mA/cm2的电流密度进行扩孔腐蚀1 800s，扩孔后的腐蚀箔在78℃的硝酸溶液中进行化学洗涤120s，烘干后即得腐蚀箔。腐蚀铝箔首先测量失铝量，然后按日本JCC标准在375V化成后测量比电容。 氧化膜耐压值采用扬州双鸿电子的YTV-50A智能型阳极箔TV特性漏电流测试仪测试，比电容采用常州惠友电子的HF2817型LCR数字电桥测试。腐蚀铝箔表面的蚀孔形貌和孔密度是采用KYKY-2800B扫描电子显微镜观察和拍照。 2 实验结果与讨论 2.1 发孔腐蚀液不同温度对腐蚀箔比容及失铝量的影响如下表1 从以上的图像可以看出：发孔腐蚀温度越高时，剩余的铝基体越厚、腐蚀孔密度越大、孔径越小。从腐蚀箔的最后性能看，温度越高失铝量越大，最高比容出现在76℃~80℃之间，这主要是因为发孔温度太低时，虽然孔洞较深，但密度不够；而当温度过高时比容反而下降的原因为：第一，腐蚀液的氧化性提高，使铝箔表面容易出现钝化，阻碍了侵蚀离子向深处腐蚀的能力，致使蚀孔较浅；第二，由于箔表面氧化、侵蚀动作频率提高，使箔表面腐蚀量加大，虽然失铝量增加，但比容却没有同比的上升；第三，温度高时由于孔的密度较高，经过扩孔腐蚀后，出现并孔使实际比表面积反而下减少、比容下降。 2.2 发孔腐蚀电流密度对腐蚀箔性能影响如下表2 从以上检测数据及横截面图像可以看出：电流密度越大，腐蚀孔密度越高、比容越高，相应的失铝量也越大；铝箔剩余的铝基体厚度随着电流密度的增大，略有增加。这可能是因为大电流密度时激发的初始蚀点较多，使后蚀孔生长时箔比表面的电流密度反而下降，在反复成膜、侵蚀时强度减弱，导致蚀孔深度变浅、剩余铝基体增厚。同时我们发现，随着电流密度的提高，腐蚀孔的深度更整齐、孔径也略小。这主要是因为：大电流密度时减少了因铝箔表面状态差异导致的电流分布不均的因素。 2.3 发孔腐蚀时间对腐蚀箔性能影响如下表3 从不同发孔腐蚀时间所测出来的腐蚀性能及其电镜横截面图片可以看出：随着发孔腐蚀时间的增加，腐蚀箔的比容逐步提高，但提高到一定程度时，提高幅度明显下降，且失铝量突然大幅增加，可以预测到，当再延长发孔腐蚀时间时，腐蚀箔的性能肯定会明显下降。从横截面图像可以看出，发孔腐蚀时间越长，蚀孔越深、剩余铝基体厚度越薄，这也同时验证了发孔时间长比容高的特性。发孔时间对腐蚀孔的密度和孔径大小影响不大。 3 结论 通过调整发孔腐蚀工艺条件能有效的改变腐蚀箔孔洞的型状，稳定的控制腐蚀箔的电性能。从本次的研究结果看，各工艺条件对腐蚀孔的影响作用有明显区别： 对蚀孔深度影响最明显的是发孔腐蚀液的温度，其次是发孔腐蚀的时间。温度越低或腐蚀时间越长，腐蚀孔的长度越深，剩余铝基体厚度越薄。 对腐蚀孔密度影响最明显的因素是发孔腐蚀的电流密度，其次是发孔腐蚀液的温度。电流密度越大、温度越高，腐蚀孔的密度越高。但温度过高时，腐蚀孔的深度较浅，不利于提高比容；电流密度太大、初始蚀孔密度过大时，在扩孔腐蚀后很容易出现并孔或蚕蚀，也不利于比容的进一步提高。 以上的3个因素对腐蚀孔孔径的大小影响作用均不明显，只是当发孔腐蚀液的温度较低、蚀孔密度较低时，初始蚀孔的孔径才略增大。这进一步说明，在中高压腐蚀生产过程中至少需要有两级（发孔腐蚀和扩孔腐蚀）以上的腐蚀才能获得高比容、高品质的产品。 |
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