Способ обработки алюминиевой фольги для конденсаторов с оксидным диэлектриком

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВОЙ ФОЛЬГИ ДЛЯ КОНДЕНСАТОРОВ С ОКСИДНЫМ ДИЭЛЕКТРИКОМ, включающий операции рекристаллизационного отжига фольги, нанесения оксидной пленки и ее травления, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельной емкости фольги и ее пористости, нанесение оксидной пленки осуществляют отжигом в воздушной среде при 200-480°С, причем операцию рекристаллизационного отжига осуществляют при 510-650°С в безокислительной среде.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1129661

3 (5D

ОПИСАНИК ИЗОВРКтяни

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3529831/18-21 (22) 30.12.82 (46) 15.12.84. Бюл. № 46 (72) P. А. Мирзоев, Л. А. Павлова, И. С. Котоусова, Н. В. Еремова, С. М. Поляков и В. Ф. Пименов (53) 621.319.4 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1305171, кл. С 7 В, 1973.

2. Патент Японии № 4527514, кл. 59 Е 31, 1970 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВОЙ ФОЛЬГИ ДЛЯ КОНДЕНСАТОРОВ С ОКСИДНЫМ ДИЭЛЕКТРИКОМ, включающий операции рекристаллизационного отжига фольги, нанесения оксидной пленки и ее травления, отличающийся тем, что, с целью увеличения удельной емкости фольги и ее пористости, нанесение оксидной пленки осуществляют отжигом в воздушной среде при 200 — 480 С, причем операцию рекристаллизационного отжига осуществляют при 510 †6 С в безокислительной среде.

1129661

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может быть использовано в производстве алюминиевых электролитических и оксидно-полупроводниковых конденсаторов.

Для повышения удельной емкости конденсаторов и уменьшения расхода высокочистого алюминия поверхность анодной фольги развивают химическим или электрохимическим травлением. Травлению может подвергаться фольга в состоянии деформации после холодной прокатки или в рекристаллизационном состоянии после отжига прокатанной фольги (11.

Предлагаемое техническое решение касается травления фольги в отожженном состоянии.

Высокие значения удельной емкости фольги достигаются в том случае, если при травлении образуются плотно и равномерно расположенные каналы, глубоко проникающие в толщу фольги.

При большой доле каналов, проходящих через всю толщу фольги насквозь, фольга имеет высокую пористость и может использоваться для анодов конденсаторов в с;юженном вдвое состоянии, что дополнительно уменьшает габариты конденсаторов.

В случае недостаточной пористости несквозные поры, выходящие на соприкасаю циеся друг с другом стороны сложенных анодов, оказываются отделенными от противоэлектрода большим сопротивлением, и конденсаторы приобретают большее значение тангенса угла диэлектрических потерь. Такая фольга используется в конденсаторах только в каяестве одинарного анода.

Чем выше температура отжига фольги перед травлением, тем более полно проходит раскристаллизация алюминия, равновсснее его структура и субмикроструктура, и тем более глубокими и равномерными по глубине должны получаться каналы травлсния.

Однако с повышением температуры отжнга образующаяся на поверхности фольги окисная пленка приобретает неравномерную толщину и структуру, которая при последующем. травлении приводит к неравномерному возникновению каналов по поверхности и. в конечном итоге, уменьшению удельной емкости фольги.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ обработки алюминиевой фольги для конденсаторов с оксидным диэлектриком, включающий операции рекристаллизационного отжига фольги, нанесения оксидной пленки и ее травление. Он включает удаление окисной пленки в смеси фосфорной и хромовой кислот или в кипящей воде (2).

Решение имеет тот недостаток, что при операции удаления термической пленки образуется другая окисная (травление в смеси кислот) или гидроокисная (кипячение в

1О

?5

55 воде) пленка, имеющая относительно равномерную, но излишне большую толщину, в результате чего при травлении не удается достичь высокой плотности каналов и, соответственно, высокой удельной емкости фольги.

Цель изобретения — увеличение удельной емкости фольги и ее пористости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки алюминиевой фольги для конденсаторов с оксидным диэлектриком, включающему операции рекристаллизационного отжига фольги, нанесения оксидной пленки и ее травления, нанесение оксидной пленки осуществляют отжигом в воздушной среде при 200 — 480 С, причем операцию рекристаллизационного отжига осуществляют при 510 — 650 С в безокислительной среде. Первой операцией отжига является высокотемпературный рекристаллизационный отжиг в безокислительной среде при 510 — 650 С, а второй операцией— низкотемпературный отжиг в воздушной атмосфере при 200 †4 С. В результате проведения первой операции достигается высокая степень рекристаллизации, а поверхность металла остается неокисленной.

Второй отжиг служит для образования на поверхности тонкой однородной по толщине аморфной окисной пленки.

Тем перату рный и нтервал первого безокислительного отжига снизу ограничен температурой начала вторичной рекристаллизации 510 С, сверху — точкой плавления алюминия 660 С. Практически верхний предел температуры зависит от качества печи (равномерности температуры, точности ее поддержания и т. д.) и обычно на 10—

50 С меньше точки плавления. Второй, окислительный, отжиг должен проводиться при температуре ниже 480 С, так как при более высокой температуре интенсивно происходит кристаллизация окисной пленки, приводящая к неравномерности ее толшины и структуры. При температуре ниже 200 С окисление алюминия происходит столь медленно, что продолжительность отжига становится неприемлемо большой.

Отожженная указанным способом фольга при последующем травлении приобретает высокоразвитую поверхность, высокую удельную емкость и пористость.

В качестве примеров конкретной реализации способа можно привести обработку анодной алюминиевой фольги толщиной

0,1 мм чистотой 99,990/о. Значения температуры безокисл ительного и окисляющего фольгу отжигов соответствовали предельным и среднему значению предложенных температурных интервалов этих отжигов. Отжиг в вакууме проводился при Р=0,5.10 2 Па в течение 10 ч, затем фолы а охлаждалась до температуры окислительного отжига и выдерживалась в воздушной атмосфере 2 ч.

Далее фольга подвергалась анодному трав1129661

По предлагаемому способу

480

510

43

650

480

47

200

3,2

570

2 8

300

По существующей технологии

510

34

570

По прототипу

Составитель А. Салынский

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 8974/41 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и. открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лению постоянным током в соляно-кислом электролите и формовке при напряжении

450 В в лимонно-кислом электролите.

Для сравнения была изготовлена партия фольги, обработанная по существующей технологии с предварительным перед травлением отжигом в печи с ограниченным доПористость оценивалась по сквозной проводимости на постоянном токе формованных образцов, пропитанных раствором пентабората аммония в этиленгликоле. 3а единицу принималась пористость фольги, обработанная по существующей технологии.

Из таблицы видно, что обработка фольги по предлагаемому способу приводит к поступом воздуха при Т =510 С в течение 10 ч, а также по способу-прототипу, когда предварительная перед травлением обработка заключалась в отжиге в печи при Т= 570 С в течение 10 ч с последующей гидратацией в кипящей воде в течение 10 мин. Результаты измерения емкости и пористости изготовленных из фольги анодов сведены в таблицу. вышению емкости фольговых анодов до 27% по сравнению с емкостью анодов, изготовленных по существующей технологии, и до

78% по сравнению с анодами, изготовленными по способу-прототипу. При этом обработка фольги по предлагаемому способу позволяет получить увеличение ее пористости, более чем в 3 раза.