專利名稱：固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法
固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體鋁電解電容器生產(chǎn)過程中的具體工序，特別涉及固體鋁電解電容 器制造過程中鋁箔的處理方法。
背景技術(shù)：
電容器屬于電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)元器件產(chǎn)品，是一種使用最廣，用量最大，且不可取 代的電子元件，其產(chǎn)量約占電子元件的40%，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子信息產(chǎn)品產(chǎn) 量、品種不斷增加，與之配套的電容器的需求量也不斷增長。電容器的性能、品種與質(zhì)量直 接決定或影響著電子信息產(chǎn)品的發(fā)展。為了解決傳統(tǒng)液體電解電容器適應(yīng)表面貼裝技術(shù)、 片式化、小型化，必須解決電解質(zhì)的固體化。固體電解電容器具有體積更小、性能更好、寬 溫、長壽命、耐高頻、高可靠性和高環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)電子整機(jī)小型化、高頻化、高速化、 高可靠、高環(huán)保的發(fā)展趨勢和表面貼裝技術(shù)要求。固體鋁電解電容器制造過程中，首先將鋁箔(表面包含氧化膜)分切成需要的尺 寸，這時鋁箔的分切口表面沒有覆蓋氧化膜，通常需對分切的鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，以在切口處 重新生長氧化膜，之后再制備固體電解質(zhì)層，從而降低鋁箔漏電流。因為鋁箔的補(bǔ)形成對于 鋁電解電容器的漏電流性能極其重要，也就是說鋁箔的補(bǔ)形成效果直接影響氧化膜介質(zhì)的 性質(zhì)，最終影響鋁電解電容器的漏電流及可靠性。公告日為2005年08月03日的中國專利號為CN200510041690. 6的發(fā)明專利，其 名稱為《固體片式電解電容器的制造方法》，該專利文獻(xiàn)中公開固體鋁電解電容器制造步驟 之一將鋁箔陰極部分浸入含0. 1-1. 0M的己二酸銨和0. 01-0. 1M的磷酸二氫銨的混合水溶 液中，控制溫度在60-90°C并加6-35V的電壓，保持電壓恒定15-45分鐘，取出后清洗烘干， 之后再制備固體電解質(zhì)層。該處理方法采用己二酸銨和磷酸二氫銨的混合水溶液對鋁箔進(jìn) 行一次化成處理，得到的電容器成品漏電流性能還有待進(jìn)一步改善，同時，需要的溶液溫度 較高，最高溫甚至需要90°C。公告日為2008年06月04日的中國專利號為CN200610154775. X的發(fā)明專利，其 名稱為《一種鋁電解電容器用陽極箔的制造方法》，該專利文獻(xiàn)中也公開了鋁電解電容器用 鋁箔的制造方法，是將鋁光箔進(jìn)行腐蝕，然后化成，從而制得電容器需要的鋁箔，具體的方 法包括浸泡、高溫處理以及陽極氧化三個步驟，陽極氧化步驟是將經(jīng)過高溫處理后的鋁電 解電容器用陽極箔半成品在濃度為0. 1-5%的弱酸和0. 1-5%銨鹽溶液中進(jìn)行陽極氧化處 理后即得到鋁電解容器用陽極箔成品，該文獻(xiàn)中所描述的弱酸中公開了檸檬酸。上述專利 文獻(xiàn)指主要是鋁箔廠家的鋁箔制備方法，其中所公開的鋁箔的陽極氧化過程實(shí)際上就是鋁 箔化成工藝，但該方法主要是針對高壓箔的處理，而高壓箔一般應(yīng)用于液體鋁電容器，而固 體鋁電解電容器中的鋁箔通常是低壓鋁箔。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，通過實(shí)施該方法，可以改善電容器的漏電流，提高生產(chǎn)可控性，降低能耗，能夠解決 現(xiàn)有技術(shù)中存在的電容器漏電流性能有待進(jìn)一步改善、需要的溶液溫度較高的問題。本發(fā)明是通過采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的固體鋁電解電容器制造過 程中鋁箔的處理方法，所述鋁箔在分切之后對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，以在切口形成氧化膜介質(zhì) 層，之后再制備固體電解質(zhì)層，其中，所述處理方法包含以下步驟1和步驟2中的至少一個 步驟1 采用包含檸檬酸或檸檬酸鹽中的至少一種所制成的溶液對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，所述 溶液的濃度為0. 1-10% ；步驟2 采用包含磷酸或磷酸鹽中的至少一種所制成的溶液對鋁 箔進(jìn)行補(bǔ)形成，所述溶液的濃度為0. 01-5%。進(jìn)一步地，所述步驟1或步驟2中，溶液的pH值為4-7，溫度為40_85°C。進(jìn)一步地，所述步驟1或步驟2中，對鋁箔施加0. 7-1. 1倍賦能電壓，恒壓時間為 5_60mino更優(yōu)地，所述步驟1中，溶液的濃度為0. 5-2%。更優(yōu)地，所述步驟2中，溶液的濃度為0.05-1%。進(jìn)一步地，所述步驟1或步驟2中，溶液的溫度為40_60°C。本發(fā)明所涉及的固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法具有如下有益效 果1、改善了電容器的漏電流及考核后漏電流性能；2、在較低溫度下也能夠?qū)崿F(xiàn)，減慢了溶液中水的揮發(fā)速率，提高生產(chǎn)過程的可控 性，同時也降低能耗。

下面參照附圖結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1是固體鋁電解單層電容器元件結(jié)構(gòu)圖。圖2是鋁箔的具體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖1所示，固體鋁電解電容器，包括陽極體1、在陽極體外表面形成的氧化 膜介質(zhì)2、在氧化膜介質(zhì)2外表面形成的固體電解質(zhì)層3、在固體電解質(zhì)層3外表面形成的 含碳陰極層41、含碳陰極層41外表面形成的含銀陰極層42。所述陽極體1為鋁，氧化膜介 質(zhì)2為氧化鋁，所述電解質(zhì)層3為導(dǎo)電性聚合物或氧化物，所述導(dǎo)電聚合物還可以為聚吡 咯，聚噻吩，聚苯胺或其衍生物，氧化物為二氧化錳。再如圖2所示，制作陽極體1和氧化膜介質(zhì)2的原料鋁箔6分為鋁層61和氧化鋁 層62，氧化鋁層62分布在所述鋁層61的表面。結(jié)合圖1和2所示，本發(fā)明所涉及固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，鋁箔分切之后對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，在切口形成氧化膜介質(zhì)層，再制備固體電解質(zhì)層。所述處 理方法包含以下步驟1和步驟2中的至少一個，順序不限?？梢允菃为?dú)實(shí)施步驟1，也可以 是單獨(dú)實(shí)施步驟2，還可以是實(shí)施步驟1之后進(jìn)行步驟2，或可以是實(shí)施步驟2后再進(jìn)行步 馬聚1 O其中，所述補(bǔ)形成過程包括步驟1或步驟2中至少1個，步驟1中，采用濃度為0. 1-10%的包含檸檬酸或檸檬酸鹽中的至少一種所制成的溶液對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成；步驟2 中，采用濃度為0.01-5%的包含磷酸或磷酸鹽中至少一種所制成的溶液對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形 成；進(jìn)一步地，所述步驟1或步驟2中，溶液的pH值為4-7，溫度為40-85 °C，并施加0. 7-1. 1 倍賦能電壓，恒壓時間為5-60min。更優(yōu)地，所述步驟1中溶液濃度為0. 5-2% ；更優(yōu)地，所 述步驟2中溶液濃度為0. 05-1%。更優(yōu)地，所述步驟1或步驟2中，溶液溫度為40-60°C。 更優(yōu)地，所述兩個步驟之間增加熱處理，溫度一般為200-500°C，時間為10-30min。實(shí)施例1規(guī)格為13Vf的鋁箔分切后，先進(jìn)行步驟1中的補(bǔ)形成過程，接著清洗烘干，然后在 300°C熱處理30min，然后進(jìn)行步驟2中的補(bǔ)形成過程，再制備固體電解質(zhì)層聚吡咯層，在固 體電解質(zhì)層外表面形成第一陰極層碳層，然后在第一陰極層外表面形成第二陰極層銀層， 制得單片電容器元件，再將電容器元件組裝并封裝，制得固體鋁電解電容器。步驟1中的補(bǔ) 形成是將分切后鋁箔浸入溫度為70°C、濃度為10%、pH值為6. 0的檸檬酸水溶液中，施加 13V恒定電壓，恒壓lOmin ；步驟2中的補(bǔ)形成是將熱處理后的鋁箔浸入溫度為85°C、濃度 為0. 01%、pH值為6. 0的磷酸二氫銨水溶液中，施加13V恒定電壓，恒壓60min。實(shí)施例2與實(shí)施例1中不同的是，僅采用步驟1中的補(bǔ)形成過程，具體是將分切后鋁箔浸入 溫度為40°C、濃度為0. 1 %、pH值為6. 0的檸檬酸水溶液中，施加13V恒定電壓，恒壓30min。 無熱處理及步驟2的補(bǔ)形成，其他同實(shí)施例1。實(shí)施例3與實(shí)施例1中不同的是，僅采用步驟1中的補(bǔ)形成過程，具體是將鋁箔浸入溫度為 60°C、濃度為5%、pH值為6. 0的磷酸二氫銨水溶液，施加13V恒定電壓，恒壓30min。無熱 處理及步驟2的補(bǔ)形成，其他同實(shí)施例1。實(shí)施例4先采用步驟2的補(bǔ)形成對鋁箔進(jìn)行處理，具體是鋁箔浸入溫度為60°C、濃度為 0. 05%, pH值為6.0的磷酸水溶液，施加13V恒定電壓恒壓15min ；然后在300°C熱處理 30min ；然后采用步驟1的補(bǔ)形成過程對鋁箔進(jìn)行處理，具體是將分切后鋁箔浸入溫度為 50°C、濃度為0.5%、pH值為6.0的檸檬酸銨水溶液中，施加13V恒定電壓，恒壓5min。其 他同實(shí)施例1。實(shí)施例5先采用步驟1的補(bǔ)形成對鋁箔進(jìn)行處理，具體是將分切后鋁箔浸入溫度為50°C、 濃度為2%、pH值為6. 0的檸檬酸銨水溶液中，施加13V恒定電壓，恒壓5min ；然后在300°C 熱處理30min ；然后再采用步驟2的補(bǔ)形成過程對鋁箔進(jìn)行處理，具體是將熱處理后的鋁箔 浸入溫度為60°C、濃度為1%、pH值為6. 0的磷酸水溶液，施加13V恒定電壓，恒壓lOmin。 其他同實(shí)施例1。實(shí)施例6先采用步驟1的補(bǔ)形成對鋁箔進(jìn)行處理，具體是將分切后鋁箔浸入溫度為50°C、 濃度為1. 5%、pH值為6. 0的檸檬酸銨水溶液中，施加13V恒定電壓，恒壓15min ；然后在 300°C熱處理30min ；然后再采用步驟2的補(bǔ)形成過程對鋁箔進(jìn)行處理，具體是將熱處理后 的鋁箔浸入溫度為60°C、濃度為0. 5%、pH值為6. 0的磷酸二氫銨水溶液，施加13V恒定電壓，恒壓IOmin。其他同實(shí)施例1。對比例1規(guī)格為13Vf的鋁箔切箔后，先進(jìn)行第一次補(bǔ)形成，接著清洗烘干，然后在300°C熱 處理30min，然后進(jìn)行第二次補(bǔ)形成，再制備固體電解質(zhì)層聚吡咯層，在固體電解質(zhì)層外表 面形成第一陰極層碳層，然后在第一陰極層外表面形成第二陰極層銀層，制得單片電容器 元件，再將電容器元件組裝并封裝，制得固體鋁電解電容器。第一次補(bǔ)形成和第二次補(bǔ)形成 均采用80°C、pH值為6. 0的5%己二酸銨和0. 5%磷酸二氫銨的混合水溶液，施加13V恒定 電壓,恒壓30min。對比例2與對比例1不同的是，僅采用第一次補(bǔ)形成，具體是將分切后鋁箔浸入80°C、pH值 為6. 0、5%己二酸銨和0. 5%磷酸二氫銨的混合水溶液，施加13V恒定電壓，恒壓30min。無 熱處理及第二次補(bǔ)形成，其他同對比例1。最后制備成6. 3V/150yF電容器，并經(jīng)過60°C，90RH%，500h穩(wěn)態(tài)濕熱考核。上述 各實(shí)施例與對比例所制得的30只電容器的容量、損耗、ESR、漏電流值平均值及考核后漏電 流平均值數(shù)據(jù)如表1所示。表1實(shí)施例與對比例電性能比較 表1的數(shù)據(jù)顯示，采用本發(fā)明所提供的固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理 方法，如實(shí)施例1-6中，所制備的電容器的漏電流值，穩(wěn)態(tài)濕熱考核后電容器的漏電流值均 明顯低于對比例中的漏電流值，特別是實(shí)施例4，5，6。
權(quán)利要求
固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，所述鋁箔在分切之后對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，以在切口形成氧化膜介質(zhì)層，之后再制備固體電解質(zhì)層，其特征在于所述處理方法包含以下步驟1和步驟2中的至少一個步驟1采用包含檸檬酸或檸檬酸鹽中的至少一種所制成的溶液對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，所述溶液的濃度為0.1-10％；步驟2采用包含磷酸或磷酸鹽中的至少一種所制成的溶液對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，所述溶液的濃度為0.01-5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，其特征在于 所述步驟1或步驟2中，溶液的pH值為4-7，溫度為40-85°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，其特征在于 所述步驟1或步驟2中，對鋁箔施加0. 7-1. 1倍賦能電壓，恒壓時間為5-60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，其特征在于 所述步驟1中，溶液的濃度為0. 5-2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，其特征在于 所述步驟2中，溶液的濃度為0. 05-1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，其特征在于 所述步驟1或步驟2中，溶液的溫度為40-60°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法，所述鋁箔在分切之后對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，在切口形成氧化膜介質(zhì)層，再制備固體電解質(zhì)層，所述處理方法包含以下步驟1和步驟2中的至少一個步驟1采用包含檸檬酸或檸檬酸鹽中的至少一種所制成的溶液對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，溶液的濃度為0.1-10％；步驟2采用包含磷酸或磷酸鹽中的至少一種所制成的溶液對鋁箔進(jìn)行補(bǔ)形成，溶液的濃度為0.01-5％。所述步驟1或2中，溶液pH值為4-7，溫度為40-85℃，并施加0.7-1.1倍賦能電壓，恒壓5-60min。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的固體鋁電解電容器制造過程中鋁箔的處理方法可以改善電容器的漏電流，提高生產(chǎn)可控性，降低能耗。
文檔編號H01G9/15GK101840791SQ20101018777
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者張易寧, 陳素晶 申請人:福建國光電子科技股份有限公司