張慶培

摘 要：隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，鋁電解電容器的應(yīng)用越來越廣泛，作為電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)元器件類產(chǎn)品的電子專用材料，其性能直接影響到基礎(chǔ)元器件類產(chǎn)品的使用效果，這對鋁電解電容器的性能提出了較高的要求，腐蝕是化成箔制造的前道工序，也是提高電解電容器性能的關(guān)鍵，因此本文采用正交實驗的方法，深入研究電解電容器用鋁箔擴(kuò)面腐蝕工藝，以供相關(guān)從業(yè)人員借鑒學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；腐蝕工藝；電解電容器；鋁箔

電子工業(yè)的繁榮，帶動了電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對中高檔的電解電容器腐蝕化成箔的需求量越來越大，這也導(dǎo)致電解電容器腐蝕化成箔市場的供不應(yīng)求，為了滿足電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，商家迫切的要求電解電容器的比容不斷提高，本文將立足于鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)以及特點，深入研究點解電容器用鋁箔擴(kuò)面腐蝕工藝。

一、鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)及其特點

（一）鋁電解電容器的優(yōu)點

鋁電解電容器與其他類型的電容器相比，擁有單位體積容量大、額定容量大、工作電廠強(qiáng)度高、具有自愈作用、介質(zhì)層厚度可控制的優(yōu)點，因此被廣泛的應(yīng)用于電子產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)元件的制造當(dāng)中，并獲得了業(yè)內(nèi)的認(rèn)可。首先，鋁電解電容器的單位體積電容量大，與其他類型的電容器相比，單位體積容量可能是其十幾倍到幾十倍，并且鋁電解電容器的電解質(zhì)厚度也是其他電容器的幾十到幾百倍。其次，鋁電解電容器的額定容量大，由于鋁電解電容器氧化膜厚度較大，因此很容易擴(kuò)大面積，可以按照產(chǎn)品制造的要求，增加電解電容器的額定電容量。[1]最后，電解電容器還具有自愈作用，電容器電解質(zhì)如果發(fā)生破壞，電解液中的酸根離子能夠在短時間內(nèi)將破壞位置堵住，從而使電解電容器恢復(fù)正常的狀態(tài)，這在一定程度上增加了電解電容器的應(yīng)用范圍。也正是這些優(yōu)點，使電解電容器在與其他電容器競爭之中脫穎而出，在汽車電子、變頻技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，市場占有份額也在逐年上升。

（二）電解電容器的結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代電子設(shè)備的更新?lián)Q代速度非?？?，每一次的變革，都對電解電容器的性能提出了更高的要求，為了滿足電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，電解電容器必須在保證腐蝕濾波彎折強(qiáng)度的前提下，使電解電容器的比容不斷提高，這要求電解電容器必須朝著高比容量、小體積的方向改進(jìn)。首先，研究人員應(yīng)該對鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)有一個明確的了解，電解電容器的結(jié)構(gòu)由兩個部分組成，第一部分是鋁殼和密封膠蓋，這是電解電容器的外部構(gòu)件，通常是由陽極鋁箔與陰極鋁箔纏繞而成，陽極鋁箔的表面有一層氧化鋁薄膜，起到了耐電壓的作用，因此可以說，電解電容器的外部結(jié)構(gòu)決定了電解電容器的壽命與電容量。[2]

（三）鋁電解電容器鋁箔腐蝕擴(kuò)面

電解電容器的鋁箔主要通過腐蝕過程來擴(kuò)大有效表面積的，從而增加電解電容器的電容體積。電解電容器的比容受到鋁基材料成分、鋁基材料狀態(tài)以及腐蝕工藝的影響，因此為了增加電解電容器的有效表面積，相關(guān)工作人員需要深入研究電解電容器鋁箔擴(kuò)面與腐蝕工藝的關(guān)系，明確腐蝕工藝的對電解電容器鋁箔擴(kuò)面的影響。

二、電解電容器用鋁箔腐蝕工藝研究

相關(guān)工作人員主要采用了正交實驗，研究腐蝕介質(zhì)的比例、腐蝕電壓大小、腐蝕溫度對腐蝕箔性能的影響。

（一）腐蝕介質(zhì)的比例對腐蝕箔性能的影響

研究表明，腐蝕介質(zhì)中Cl–濃度越高，腐蝕箔的比容越高，但到達(dá)一個臨界值后，腐蝕箔的比容不僅不會增加，還會造成彎折強(qiáng)度的降低。在鋁電解電容器遭到小孔腐蝕時，介質(zhì)中的硫酸組分比例會增加，同時孔蝕電位下降，該實驗，主要利用了鈍化吸附的原理，因此Cl–濃度的增加，能夠提高增加小孔腐蝕的成核率，并繼續(xù)向縱深發(fā)展。[3]在該實驗中，氧化性酸起到了關(guān)鍵性的作用，因為氧化性酸可以有效的增加鈍化膜的吸附力，因此在實驗當(dāng)中，要適當(dāng)?shù)脑黾恿蛩峤M的比例，從而計算出腐蝕箔的最大比容。而腐蝕箔的彎折度度，則由腐蝕箔夾心層的厚度，厚度越大，腐蝕箔的腐蝕孔越均勻度越高，腐蝕箔的彎折度越高。反之亦然，腐蝕箔的彎折度與腐蝕箔的比容呈反比的關(guān)系，因此腐蝕孔均勻度越低，腐蝕箔的比容越高，但同時，這樣的腐蝕箔易于這段，同樣也不適用于電子元件的制造，因此相關(guān)研究人員需要平衡好腐蝕箔比容與腐蝕箔彎折度之間的關(guān)系。

（二）腐蝕電壓大小對電極箔性能的影響

陽極氧化電壓對腐蝕箔比容與彎折性能都會產(chǎn)生不同程度的影響，因此相關(guān)研究人員需要，根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理，通過實驗，找出電極箔的最佳值。實驗表明，隨著小孔腐蝕敏感性加劇，電極電位也會相應(yīng)升高，因此可以說，電機(jī)點位的升高與小孔成核有著密切的關(guān)系，相關(guān)工作人員需要通過實驗，找出局部電極電位的臨界值，從而提高小孔成核的速度。[4]但需要注意，腐蝕箔的彎折度與腐蝕電壓的大小并非線性關(guān)系，并非腐蝕電壓越大，電極箔的彎折度越低，而是需要將孔壁腐蝕坍塌的變量加入其中在進(jìn)行觀察?？梢栽谶@個實驗中觀察到，腐蝕電壓的大小對腐蝕箔的電容產(chǎn)生了一定的影響，腐蝕電壓越大，腐蝕箔的電容越大，到達(dá)一個臨界值之后，腐蝕電壓繼續(xù)增大，腐蝕箔的電容的增大速度逐漸降低。

（三）腐蝕溫度和腐蝕時間對腐蝕箔性能的影響

研究人員通過提高腐蝕溫度，延長腐蝕時間的方法，觀察腐蝕箔性能的變化，研究表明，不管溫度的提高，還是時間的延長，都會對腐蝕箔的性能產(chǎn)生一定的影響，腐蝕溫度升高，會加速腐蝕孔內(nèi)陽離子的溶解，從而使外陰離子向孔內(nèi)遷移，一定程度上降低了溶液的活性。同時，腐蝕孔的繼續(xù)加深，是孔內(nèi)金屬氯化物更加濃縮，因此腐蝕溫度能夠增加電解電容器內(nèi)水解質(zhì)酸度。而隨著腐蝕時間的延長，腐蝕箔的折彎強(qiáng)度會直線下降，直到腐蝕孔堵塞，這個反應(yīng)才會中止，因此相關(guān)工作人員需要根據(jù)腐蝕箔性能的要求，合理的選擇腐蝕溫度和腐蝕時間，從而提高腐蝕孔的均勻度。[5]

結(jié)語：

綜上所述，腐蝕溫度、腐蝕時間、腐蝕介質(zhì)的比例以及腐蝕電壓的大小都會對腐蝕箔的性能產(chǎn)生不同程度的影響，因此相關(guān)工作人員需要按照要求，選擇科學(xué)的腐蝕工藝參數(shù)。

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