초음파를 이용한 고순도 알루미늄의 에칭

초록

알루미늄 전해커패시터의 정전용량은 양극박(anode)에 가장 중요한 요소이다. 특히 양극박의 표면적 확대가 커패시터의 정전용량 증가에 가장 큰 영향을 준다. 양극박은 4N 이상의 고순도 알루미늄을 전기화학적으로 에칭하여 알루미늄을 선택적으로 용해함으로써 표면적을 증가시키고 그 위에 유전체 피막을 입혀 제조하고 있다. 알루미늄 에칭은 다단계 공정으로 이루어져 있으며 그 중 표면적의 증가는 전처리와 1차에칭과정에 의해 대부분 결정된다. 1차에칭시 알루미늄 용출이 일어나는 터널 tip으로부터 터널입구까지의 알루미늄 이온의 전달이 중요한 변수로 추측된다. 본 연구에서는 1차에칭시 초음파를 가하여 Cavitation에 의한 작용으로 터널 길이를 동일하게 하고 에칭시간 단축에 대해 조사하였다. 본 실험에서는 110㎛두께의 4N 고순도 알루미늄(日, Tokai)을 시편으로 사용하였고, H3PO4, HCl로 이중 전처리를 한후 1차에칭시 가하는 초음파 Frequency, 초음파 Power 및 에칭시간을 변화시키면서 실험을 수행하였다. 전압과 전류는 Potentiostat/Galvanostat 273A를 사용하였으며, 초음파 Frequency와 Power는 Funtion Generator FG-7005C를 이용하여 제어하였으며, TYPE AG-4303 LCR-meter(ANDO)를 사용하여 정전용량을 측정하였다. 본 실험에서 1차에칭시 초음파를 가하여 Cavitation에 의한 작용으로 터널 내에서 물질이동과 박 표면에 발생하는 기체 및 고체입자 제거를 원활히 하여 전처리에서 얻은 결과로 좀더 짧은 시간에 터널 길이를 균일하게 하고 터널 밀도를 증가시키는 것으로 나타났다.