化成箔是制造铝电解电容器的主要材料, 化成箔氧化膜的质量关系到电解电容器性能的优劣, 直接影响电解电容器的使用寿命。铝箔化成就是利用电化学原理, 将铝箔进行阳极氧化, 使化成液中之氧与铝结合, 生成致密的氧化膜介质层, 用于铝电解电容器制造。磷酸去极化工序在化成过程中必不可少, 磷酸去极化工序之后的化成液一般都会含有一定含量的磷酸, 本文通过在化成液中添加一定量的磷酸, 模拟化成过程进行实验, 研究磷酸含量对箔样性能的影响, 确定最高允许含量, 指导实际生产。
(1) 桂东电子生产的中高压腐蚀箔; (2) 电容级磷酸; (3) 直流稳压稳流电源、TV特性测试仪。
本文将处理过的腐蚀箔片置于含不同磷酸含量的化成液中进行化成, 对完成化成的箔片, 按照《中华人民共和国电子行业标准SJ/T 11140-1997》进行检测, 从而分析化成液中磷酸含量对箔样性能的影响确定化成液中磷酸的最高允许含量。
通过实验发现, 磷酸含量在0～40 ppm是箔样外观未见明显异常现象;磷酸含量为50 ppm时, 化成初始出现“吱吱”声响, 无闪火光, 出现箔边缘少量被溶解现象;磷酸含量为60 ppm时, 则持续有“吱吱”声响, 无闪火光, 箔边缘出现气泡、溶解脱落呈锯齿状现象, 箔样外观如图1、2、3所示。
可见, 化成液中磷酸含量超过40 ppm后, 造成阳极铝箔腐蚀溶解, 边缘溶解脱落呈锯齿状。
图4反映了磷酸含量超过35 ppm以上, 随着含量的继续增加, 箔样比容急剧下降此时阳极铝箔腐蚀溶解加剧;图5显示在一定范围内, 磷酸含量的增加对tgδ影响不大, 但当磷酸含量超过40 ppm时, tgδ则明显变大;图6、图7反映了磷酸含量对Tr及Tr60的影响, 在40 ppm以内时, 趋于稳定范围, 但当其含量超过40 ppm时, Tr和Tr60明显变长, 箔样性能变差。
在化成液中分别加入0.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0、50.0、60.0 ppm磷酸, 取相同化成箔, 测试化成液的闪火电压 (Us) , 磷酸含量与Us关系如图8所示。
从实验结果可看出, 随着化成液中磷酸含量的升高, 闪火电压逐步下降;化成液中磷酸含量为0～25 ppm, 闪火电压下降幅度不大;高于25 ppm后, 闪火电压下降幅度变大, 同时用于测试的箔片边缘呈锯齿状。
随着化成液中磷酸含量的增加, 在电场作用下, 发生电化学作用, 阳极铝箔被腐蚀, 边缘溶解脱落, 呈锯齿状;化成槽液中磷酸含量升高, 其闪火电压随之下降。化成液中磷酸的最高允许含量为25 ppm。
摘要：通过对化成液中磷酸含量对箔样性能的影响进行研究, 确定了化成液中磷酸的最高允许含量为25 ppm, 指导实际生产, 提高产品质量。
关键词：化成液,氧化膜介质层,磷酸
[1] 陈国光, 曹婉真.电解电容器 (修订版) [M].西安:西安交通大学出版社, 2006.
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