Спосіб травлення фольги для конденсаторів і ванна для його здійснення

1 Спосіб травлення фольги для конденсаторів, який включає травлення фольги у розчині звичайної солі при температурі 60-95°С імпульсним струмом з частотою 35-300 Гц і інтервалом між імпульсами 500-2000 мкс із ЩІЛЬНІСТЮ струму 0,5-3 А/дм2, який відрізняється тим, що фольгу в травильному розчині подають тільки на ділянку, де знаходяться катоди, а ультразвукове поле накладають у ванни травлення та промивання, причому імпульс на передньому фронті має викид 2 Ванна травлення фольги для конденсаторів, яка Винахід відноситься до області технологій електроніки, зокрема, до технологій одержання фольги алюмінієвого електролітичного конденсатора і способу и виготовлення Для комплексного удосконалювання характеристик фольги і, у першу чергу, збільшення питомої ємності ВІДОМІ технічні рішення передбачають виготовлення фольги електролітичного конденсатора методом травлення алюмінієвої фольги (основи) Відомий спосіб виготовлення фольги, одержаної методом електрохімічного травлення [1], коли фольгу спочатку травлять на частоті 1 - ЮОкГц, а потім на промисловій частоті При цьому одержали ємність близько 60мкФ/дм при 20В формування До недоліків цього методу варто віднести те, що ємність отримана недостатньо висока і те, що процес ускладнений, тобто має дві стадії Найбільш близьким, по технічній сутності до винаходу, є спосіб виготовлення фольги електролітичного конденсатора, викладений у [2] Спосіб визначається тим, що фольгу травлять у 25% розчині звичайної солі при температурі 60 - 95°С, імпульсним струмом з частотою 35 - 300Гц і інтерва ність недостатньо висока Спосіб може бути реалізований у ВІДПОВІДНОГО виду пристроях Так у [3] приведена схема машини травлення і схема конструкції ванн Найбільш близька ванна містить ролики для напрямку руху фольги і катоди для подачі напруги для операції травлення фольги До недоліків такої конструкції варто віднести те, що ємність фольги, одержувана при цьому невелика У [4] приведена схема машини травлення і схема конструкції ванни Ванна, розділена на дві частини, кожна з якої містить ролики для напрямку руху фольги і катоди, з однієї сторони фольги, для подачі напруги під час операції травлення фольги До недоліків такої конструкції варто віднести те, що ємність фольги, одержувана при цьому невелика В основу винаходу, поставлене завдання створити такий спосіб виготовлення фольги електролітичного конденсатора, при якому можливо було б отримати максимальну її ємність Поставлене завдання вирішується в тому, що в способі травлення фольги для конденсаторів, який включає травлення фольги у розчині звичайної солі при температурі 60 - 95°С, імпульсним струмом з частотою 35 - 300Гц і інтервалом між імпульсами 500 - 2000мкс із ЩІЛЬНІСТЮ струму 0,5 ЗА/дм2 фольгу в травильному розчині подають тільки на ділянку, де знаходяться катоди, а ульт лом між імпульсами 500 - 2000мкс із ЩІЛЬНІСТЮ струму 0,5 - ЗА/дм3 Недоліком цього способу виготовлення фольги є низька продуктивність і те, що отримана єм виконана у вигляді прямокутної МІСТКОСТІ, В ЯКІЙ знаходиться розчин, ролики для направлення фольги і катоди для подачі напруги, яка відрізняється тим, що вона виконана у вигляді двох секцій, з'єднаних за допомогою шлюзу, причому так, що секція, в якій знаходиться травильний розчин і катоди, відділена від іншої секції шлюзом відразу по закінченні катодів, на рівні яких знаходиться випромінювач ультразвуку, а у другій секції міститься деюнізована (дистильована) вода 00 ю о (О ю 56058 развукове поле накладають у ванни травлення та диться травильний розчин і катоди, відділена від промивання, при чому імпульс на передньому іншої ділянки шлюзом відразу по закінченні катофронті має викид, а ванна травлення фольги для дів А це дозволило зробити процес травлення конденсаторів виконана у вигляді двох секцій, більш однорідним, одержати більш однорідний з'єднаних за допомогою шлюзу, при чому так, що розмір порів, що в цілому збільшить ємність фольсекція в якій знаходиться травильний розчин і каги тоди відділені від іншої секції шлюзом відразу по Після травлення в порах залишаються продукзакінченні катодів, на рівні яких знаходиться вити травлення, що закривають канали порів і зменпромінювач ультразвуку, у другій секції знаходитьшують у цілому ємність фольги Видалити з порів ся деюнізована (дистильована) вода продукти травлення, є досить важкою проблемою Одним з високоефективних способів видалення з Спосіб травлення та ванна проілюстровані на порів продуктів травлення є ультразвукове очифіг1, фіг 2, фіг З щення, шляхомнакладення ультразвукового поНа фіг 1 зображена схема ванн травлення лючи у ванні промивання На фіг 2 зображені криві, що показують роль накладеного ультразвукового випромінювача Процес електрохімічного травлення металів А - травлення і відмивка з УЗД, можна характеризувати двома конкуруючими процесами, що протікають одночасно 3 одного боку, В - травлення і відмивка без УЗД, при анодній поляризації алюмінію можливе утвоС -травлення з, відмивка без УЗД, рення оксидних плівок в електролітах неагресивD - травлення без, відмивка з УЗД них стосовно оксиду й алюмінію, з іншого боку, у На фіг 3 приведений графік імпульсу на ванні концентрованих розчинах хлоридів, яким є розчин травлення для електрохімічного травлення алюмінію, процес На фіг 1 уведені наступні позначення утворення оксиду стає практично неможливим 1 - ванна травлення, Якщо травлення алюмінію проводиться з метою 2 - ванна промивання, створення розвинутої поверхні, то утворення ок3 - ділянка травлення у ванні травлення, сидної плівки буде сприяти збільшенню КІЛЬКОСТІ 4 - нейтральна ділянка у ванні травлення, порів, тому що стає можливим блокування деяких 5 - шлюз, ділянок, на яких відбувається травлення і відкри6 - катод, ваються можливості для початку травлення на 7 - випромінювач ультразвуку сусідніх ділянках поверхні, що неминуче приведе Приклад виконання способу полягає в тому, до її збільшення Створити умови для утворення що фольгу травлять у розчині звичайної солі при оксидної плівки, безпосередньо при травленні, температурі 60 - 95°С, імпульсним струмом позиможна шляхом короткочасної подачі імпульсу інтивної полярності з частотою 35 - 300Гц і інтервашої полярності Такий імпульс, як показує практилом між імпульсами 500 - 2000мкс із ЩІЛЬНІСТЮ ка, може бути дуже коротким Практично показано, струму 0,5 - ЗА/дм3, а з метою підвищення ємності що для збільшення ємності приблизно на 5 - 10% і підвищення продуктивності фольга в травильнодосить на передньому фронті імпульсу допустити му розчині знаходиться тільки на ДІЛЯНЦІ, де зна(не застосовувати мір до усунення) викид напруги ходяться катоди, на цій же ДІЛЯНЦІ може накладатися ультразвукове поле, у ванні промивання також накладене ультразвукове поле У відомих способах (у ванні подібній ванні на фіг 16 тільки без внутрішньої перегородки) фольга проходить через ділянку травлення і проходить через ділянку ванни в травильному розчині, при цьому пори, що утворилися на ДІЛЯНЦІ травлення, продовжують витравлюватися, зменшуючи ємність фольги В іншому випадку (у ванні подібній ванні на фіг 1а тільки без внутрішньої перегородки) фольга проходить через ділянку ванни в травильному розчині і проходить через ділянку травлення при цьому на фользі починається травлення, починається утворення порів, зменшується товщина фольги, пори на ДІЛЯНЦІ травлення продовжують травитися, але ємність фольги зменшується Це викликано тим, що характер травлення різний для електрохімічного і ХІМІЧНОГО травлення і процес травлення у відомих способах виходить неоднорідним У випадку електрохімічного травлення пори, що утворяться, мають стовпчасту структуру, дрібні, великою КІЛЬКІСТЮ У випадку ХІМІЧНОГО травлення в розчинах звичайної солі пори, що утворяться, мають конусоподібний характер, більшого діаметра, меншої КІЛЬКОСТІ, чим у випадку електрохімічного травлення Новим є те, що травильна ванна виконана у вигляді двох ділянок, з'єднаних за допомогою шлюзу (5), при чому так, що ділянка, в якій знахо Приклад 1 Фольгу травлять у двосекційній ванні (фіг 1) в розчині звичайної солі при температурі 60 - 95°С, імпульсним струмом позитивної полярності з частотою 35 - 300Гц і інтервалом між імпульсами 500 - 2000мкс із ЩІЛЬНІСТЮ струму 0,5 ЗА/дм2 У цьому випадку і травлення, і відмивання фольги робили з ультразвуковим очищенням протягом ЗО сек У результаті одержали ємність приблизно 54мкФ/дм2 Приклад 2 Фольгу травлять у розчині звичайної солі при температурі 60 - 95°С, імпульсним струмом позитивної полярності з частотою 35 300Гц і інтервалом між імпульсами 500 - 2000мкс із ЩІЛЬНІСТЮ струму 0,5 - ЗА/дм3 У цьому випадку і травлення і відмивання фольги робили без ультразвукового очищення У результаті одержали ємність приблизно 40мкФ/дм Приклад 3 Фольгу травлять у двосекційній ванні (фіг 1) в розчині звичайної солі при температурі 60 - 95°С, імпульсним струмом позитивної полярності з частотою 35 - 300Гц і інтервалом між імпульсами 500 - 2000мкс із ЩІЛЬНІСТЮ струму 0,5 ЗА/дм2 У цьому випадку травлення фольги робили з ультразвуковим очищенням протягом 50 сек У результаті одержали ємність приблизно 36мкФ/дм2 Приклад 4 Фольгу травлять у двосекційній ванні (фіг 1) в розчині звичайної солі при темпера 56058 турі 60 - 95°С, імпульсним струмом позитивної полярності з частотою 35 - 300Гц і інтервалом між імпульсами 500 - 2000мкс із ЩІЛЬНІСТЮ струму 0,5 2 ЗА/дм У цьому випадку відмивання фольги роби ли з ультразвуковим очищенням протягом 50 сек У результаті одержали ємність приблизно 53 54мкФ/кв дм Результати ДОСЛІДІВ приведені в таблиці Таблиця Спосіб виготовлення Приклад Приклад Приклад Приклад 1 2 (відомий) 3 4 УЗД у ванні травлення + + УЗД у ванні промивання + + З аналізу таблиці 1 видно, що найбільш ефективно застосувати ультразвукову обробку у ваннах травлення та очищення Таким чином одержано спосіб виготовлення фольги при якому фольгу травлять у двосекційній ванні в розчині звичайної солі при температурі 60 95°С, імпульсним струмом позитивної полярності з частотою 35 - 300Гц і інтервалом між імпульсами 500 - 2000мкс із ЩІЛЬНІСТЮ струму 0,5 - ЗА/дм2, ультразвукове очищення проводять протягом ЗО сек на стадії травлення та відмивання фольги У результаті одержано ємність приблизно 54мкФ/дм2, що є значно вище, ніж в існуючих способах Час тех процесу відмивання, сек ЗО 50 50 Отримана ємність при 20В 54 40 36 53-54 1 Пат 3231662 ФРГ, МКИ H01G 9/24 Способ электрохимического травления алюминиевой фольги Пат 3231662 ФРГ, МКИ НОЮ 9/24 / Okamoto, Yoshlyuki, Tenryu, Shhizuoke, JP, — N 1151604, Заявл 25/01/81, Опубл 05 08 82, — 5c 2 Пат 0054990 Нидерланды, МКИ НОЮ 9/04 Алюминиевая фольга для электролитических конденсаторов, Пат 0054990 Нидерланды, МКИ Н01G 9/04 / Ruijgrok R Р Т , Tempelman G (Нидерланды), Fillips — № 81201307 6, Заявл 25 11 81, Опубл 30 06 82, НКИ 361/433 — 5с 3 Закгейм Л Н Электролитические конденсаторы / — М Госэнергоиздат, 1963 —284стр сил 4 Ренне ВТ Электрические конденсаторы / — М — Л Госэнергоиздат, 1959,—602 стр сил Джерела інформації ФІГ.1 56058 D 40 50 бОсек 10 Фіг.2 Фіг.З Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24