一種金屬化薄膜電容器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬化薄膜電容器，涉及電氣元件領域，解決現有技術中將卷繞的金屬化薄膜壓制后，不能保證金屬電極間緊密貼合，殘留空氣多，在高壓狀態下產生空氣擊穿的概率較大的技術問題，本發明的電容器包括至少兩層金屬化薄膜，金屬化薄膜包括薄膜介質層和間隔設置在薄膜介質層上的金屬電極，相鄰金屬電極之間設有中間留邊，金屬電極包括基體和設于基體上的加厚部，相鄰兩層金屬化薄膜中加厚部與另一層金屬化薄膜上的中間留邊相對應，金屬化薄膜卷繞壓制后，加厚部嵌入在中間留邊內，加厚部貼緊在相鄰基體之間。本發明應用于電器設備。
【專利說明】一種金屬化薄膜電容器
【【技術領域】】
[0001 ] 本發明涉及一種電氣元件，尤其是一種電容器。
【【背景技術】】
[0002]現有電容器的金屬化薄膜包括介質層和間隔設置在介質上的金屬電極，金屬電極間隔設置，致使相鄰金屬電極之間完全隔開，因此相鄰金屬電極之間留有空隙，將卷繞的金屬化薄膜壓扁后，不能保證金屬電極間緊密貼合，殘留空氣多，同時真空油浸后無法完全排除空氣，在高壓狀態下產生空氣擊穿的概率較大。
【
【發明內容】
】 [0003]本發明解決的技術問題是提供一種金屬化薄膜電容器，電容器內部緊密貼合，減少了空氣殘留。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0005]一種金屬化薄膜電容器，包括至少兩層金屬化薄膜，所述金屬化薄膜包括薄膜介質層和間隔設置在薄膜介質層上的金屬電極，相鄰金屬電極之間設有中間留邊，所述金屬電極包括基體和設于基體上的加厚部，相鄰兩層金屬化薄膜中加厚部與另一層金屬化薄膜上的中間留邊相對應，金屬化薄膜卷繞壓制后，所述加厚部嵌入在中間留邊內，加厚部貼緊在相鄰基體之間。
[0006]進一步的，所述薄膜介質層一端設有邊上留邊。
[0007]進一步的，所述薄膜介質層另一端上金屬電極的加厚部的厚度大于該薄膜介質層上其余金屬電極的加厚部的厚度。
[0008]進一步的，位于所述薄膜介質層端部的加厚部的厚度是該薄膜介質層上其余加厚部厚度的兩倍。
[0009]進一步的，相鄰兩層金屬化薄膜中，位于所述薄膜介質層端部的加厚部與另一層薄膜介質層上設置邊上留邊一端同側設置，并且相鄰金屬化薄膜的端面間隔形成與所述薄膜介質層端部的加厚部相對應的錯邊。
[0010]進一步的，位于所述薄膜介質層端部的加厚部的寬度不超過錯邊和邊上留邊的寬度之和。
[0011]進一步的，所述加厚部位于基體的中部。
[0012]進一步的，所述薄膜介質層和金屬電極之間設有粘連層。
[0013]進一步的，所述粘連層為鎳金屬層或是鈦金屬層。
[0014]進一步的，所述中間留邊為梯形間隙，所述加厚部為對應所述梯形間隙的梯形加厚部。
[0015]本發明的有益效果:
[0016]本發明的金屬化薄膜電容器，金屬電極包括基體和設于基體上的加厚部，相鄰兩層金屬化薄膜上，金屬電極的加厚部與另一層金屬化薄膜上的中間留邊相對應。金屬化薄膜卷繞壓制后，加厚部填充在相對的中間留邊內，保證壓制后電容器的內部緊密貼合，減少內部空氣的殘留，以降低高壓狀態下產生空氣擊穿的概率。
[0017]本發明的這些特點和優點將會在下面的【具體實施方式】、附圖中詳細的揭露。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0018]下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
[0019]圖1為本發明的結構示意圖；
[0020]圖2為增設一層無金屬電極的薄膜介質層的結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0021]本發明提供一種金屬化薄膜電容器，包括至少兩層金屬化薄膜，金屬化薄膜包括薄膜介質層和間隔設置在薄膜介質層上的金屬電極，相鄰金屬電極之間設有中間留邊，金屬電極包括基體和設于基體上的加厚部，相鄰兩層金屬化薄膜中加厚部與另一層金屬化薄膜上的中間留邊相對應，金屬化薄膜卷繞壓制后，加厚部嵌入在中間留邊內，加厚部貼緊在相鄰基體之間。相比現有技術中，金屬化薄膜壓扁后間隔的金屬電極之間不容易貼合，本發明在金屬電極上設置加厚部，金屬化薄膜卷繞壓扁后，加厚部可壓入相對的中間留邊中，使金屬電極相互緊密貼合，減少了殘留空氣，并且通過真空油浸后能完全排除空氣，有效排除了在高壓狀況下產生空氣擊穿的現象。
[0022]下面結合本發明實施例的附圖對本發明實施例的技術方案進行解釋和說明，但下述實施例僅僅為本發明的優選實施例，并非全部。基于實施方式中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得其它實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0023]參考圖1, 一種金屬化薄膜電容器，包括引腳和電容芯子，電容芯子包括若干層金屬化薄膜，金屬化薄膜包括薄膜介質層1，薄膜介質層I的表面上設有間隔排布的金屬電極2，相鄰金屬電極2之間形成有中間留邊6，金屬電極2包括基體21和設于基體上的加厚部3，相鄰兩層金屬化薄膜中，金屬電極的加厚部3與另一層金屬化薄膜上的中間留邊6相對應。金屬化薄膜卷繞壓制后，加厚部3嵌入在相對的中間留邊6內，因此加厚部3可貼緊在相鄰基體21之間。
[0024]具體的，加厚部3為設置在基體21頂面的增厚部分，加厚部3 —體成型于基體21的中央部位。
[0025]其中加厚部3的尺寸與中間留邊6的尺寸對應一致。兩者在高度和寬度方向相對應，加厚部3正好填補在中間留邊6內。
[0026]本發明中，在薄膜介質層I上相鄰基體21的相對面上設有斜坡，因此中間留邊6形成梯形間隙，加厚部3為與梯形間隙相對應的梯形加厚部。梯形加厚部上的斜面與金屬電極的斜坡相配合，在金屬化薄膜壓制過程中，梯形加厚部可順利進入梯形間隙內。
[0027]為了提高真空蒸鍍中金屬電極和薄膜介質層之間的粘合能力，避免金屬電極在沉積過程或使用過程中因溫度升高而導致起皮、脫落現象，本發明在薄膜介質層上預先蒸鍍一層極薄的與其粘結性能良好的粘連層，然后再在粘連層上沉積金屬電極，以此提高金屬電極與薄膜介質層的粘結性能。優選的，粘連層為鎳金屬層或是鈦金屬層。
[0028]并且薄膜介質層I 一端突出于該端上的金屬電極2從而產生邊上留邊4，薄膜介質層I另一端上金屬電極的加厚部31的厚度大于該薄膜介質層上其余金屬電極的加厚部。優選的，該加厚部31的厚度是其余加厚部的厚度的兩倍。因此電容器在與外部霧狀噴金材料結合時，該加厚部31能起過流的作用。
[0029]上述金屬化薄膜交錯層疊，各金屬化薄膜的結構一致，上下層薄膜介質層的邊上留邊4位于不同一側。即相鄰兩層金屬化薄膜中，位于薄膜介質層端部的加厚部31與另一層薄膜介質層上設置邊上留邊4 一端位于同一側，并且兩層薄膜介質層之間形成了錯邊5，位于薄膜介質層端部的加厚部31用于填補錯邊5和邊上留邊4形成的空隙，因此該加厚部31的寬度需要小于或是等于錯邊5和邊上留邊4的寬度之和。
[0030]薄膜介質層I為聚丙烯膜。聚丙烯膜具有優良的電氣性能，其損耗小，絕緣電阻高，擊穿場強高，為電容器的首選介質材料。
[0031]金屬電極2為鋅鋁金屬膜。通過合金沉積技術，抑制島狀生長和混合型生長，使得鋅鋁金屬膜成平滑的二維生長，從而獲得厚度一致，表面起伏小，導電性能好，擊穿極限高的鋅鋁金屬膜。
[0032]參考圖2，在上述基座上，還可在相鄰兩薄膜介質層之間設置另一層的薄膜介質層，該薄膜介質層上未設置金屬電極。通過增加薄膜介質層提高電容器的電壓或產品體積。
[0033]金屬化薄膜電容器的生產工序包括以下步驟，
[0034]步驟一:金屬化薄膜的卷繞，將金屬化薄膜層疊后卷繞成電容芯子，在該過程中控制以下因素:1、環境凈化度控制。卷繞室盡量使用有溫度、濕度、潔凈度控制的凈化間，其溫度避免劇烈變化，溫差≤10°c，濕度≤50%，潔凈度≤10000級，防止金屬電極發生氧化以及防止塵埃粒子的污染 。2、卷繞張力控制。卷繞通常是在較高的轉速下完成，而卷繞的材料厚度一般在幾個微米，為此對卷繞張力的控制顯得尤為重要，為此，在實際卷繞中，通過芯子硬度測試儀器，檢測產品在卷繞過程中的薄膜結合度來實現對張力的控制。3、軟膠壓力控制。卷繞過程中采用軟膠擠壓芯子膜層，以便進一步排除空氣。為此，須設定軟膠壓力。
[0035]步驟二:真空熱定型工藝。卷繞后的電容芯子須經加熱處理，使薄膜介質層在橫向和縱向產生的收縮，把卷繞殘留在匝間間隙中的空氣排出，消除在元件卷繞中帶來的潮氣，提高電容器的緊密度，使電容量的穩定性得以改善，還可以進一步消除卷繞應力，有助于改善電氣性能。傳統的熱定型為非真空定型，材料中的鋅鋁在高溫下容易氧化，使其附著力減弱，同時材料向內部收縮時，里緊外松，產品外圈空氣含量高，但內部過度擠壓，場強發生變化。為此，本發明在真空箱中進行熱定型，溫度和時間控制包括以下階段:第一段，溫度從35°C溫度均勻上升到110°C，時間控制為2.5小時；第二段，110°C恒溫保持3小時；第三段，溫度從110°C降到40°C即可出箱，時間控制2.5小時。
[0036]步驟三:噴金工藝，噴金是電容器制造過程中必不可少的工序，并且是重要的關鍵工序，噴金質量的優劣直接影響著電容器的性能和壽命。本發明中，基于噴金機的工作原理，對噴金距離、噴金顆粒、壓縮空氣等方面進行研究，為提高噴金質量，需控制噴金顆粒到電容芯子單面的溫度，控制噴金顆粒的粗細，控制噴金氣體壓力。
[0037]步驟四:賦能工藝，賦能工藝即對電容芯子施加一定電壓，改進電容器的起始電性能。為此，本發明采取了多段式交流賦能、直流緩沖賦能以及瞬間高壓脈沖賦能。
[0038]步驟五:焊接工藝，金屬電極須焊接引腳，在焊接時，一是控制焊接壓力，不使噴金層破損，同時引腳不能傷到金屬電極和薄膜介質層；二是采用恒溫焊接，控制錫點融化溫度和焊錫時間，防止溫度過高使材料損傷；三是用模具控制產品在焊接平臺上的平整度，確保焊接質量。
[0039]步驟六:油浸工藝，電容芯子進行硅油浸潰前，先在高溫和真空條件下對硅油中的水份進行多次排除，然后將電容芯子浸潰于硅油中，在高負壓狀態下，控制適當時間，以排除電容芯子中的氣體。
[0040]步驟七:灌封工藝，選用無稀釋劑的聚氨酯或環氧樹脂作為灌封材料，在真空條件下經加熱后，對裝殼后的電容芯子進行灌封，以排除電容芯子周圍空氣。
[0041]步驟八:電性能測試，對電容器的電性能測試主要包括:容量檢查、損耗測試、交流電壓測試、直流電壓測試、DV/DT測試、IR測試、極殼電壓測試、脈沖電壓測試、高頻損耗測試、10ESR測試和IlESL測試，同時還要進行抽檢試驗,抽檢試驗包括耐久性試驗、高低溫沖擊容量變化試驗、壓力試驗、耐濕負荷性能測試和碰撞震動測試。
[0042]通過上述實施例，本發明的目的已經被完全有效的達到了。熟悉該項技術的人士應該明白本發明包括但不限于附圖和上面【具體實施方式】中描述的內容。任何不偏離本發明的功能和結構原理的修改都將包括在權利要求書的范圍中。
【權利要求】
1.一種金屬化薄膜電容器，包括至少兩層金屬化薄膜，所述金屬化薄膜包括薄膜介質層和間隔設置在薄膜介質層上的金屬電極，相鄰金屬電極之間設有中間留邊，其特征在于:所述金屬電極包括基體和設于基體上的加厚部，相鄰兩層金屬化薄膜中加厚部與另一層金屬化薄膜上的中間留邊相對應，金屬化薄膜卷繞壓制后，所述加厚部嵌入在中間留邊內，力口厚部貼緊在相鄰基體之間。
2.根據權利要求1所述的一種金屬化薄膜電容器，其特征在于:所述薄膜介質層一端設有邊上留邊。
3.根據權利要求2所述的一種金屬化薄膜電容器，其特征在于:所述薄膜介質層另一端上金屬電極的加厚部的厚度大于該薄膜介質層上其余金屬電極的加厚部的厚度。
4.根據權利要求3所述的一種金屬化薄膜電容器，其特征在于:位于所述薄膜介質層端部的加厚部的厚度是該薄膜介質層上其余加厚部厚度的兩倍。
5.根據權利要求3或4所述的一種金屬化薄膜電容器，其特征在于:相鄰兩層金屬化薄膜中，位于所述薄膜介質層端部的加厚部與另一層薄膜介質層上設置邊上留邊一端同側設置，并且相鄰金屬化薄膜的端面間隔形成與所述薄膜介質層端部的加厚部相對應的錯邊。
6.根據權利要求5所述的一種金屬化薄膜電容器,其特征在于:位于所述薄膜介質層端部的加厚部的寬度不超過錯邊和邊上留邊的寬度之和。
7.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種金屬化薄膜電容器，其特征在于:所述加厚部位于基體的中部。
8.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種金屬化薄膜電容器，其特征在于:所述薄膜介質層和金屬電極之間設有粘連層。
9.根據權利要求8中任意一項所述的一種金屬化薄膜電容器，其特征在于:所述粘連層為鎳金屬層或是鈦金屬層。
10.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種金屬化薄膜電容器，其特征在于:所述中間留邊為梯形間隙，所述加厚部為對應所述梯形間隙的梯形加厚部。
【文檔編號】H01G4/33GK103839675SQ201410089812
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】周水萍, 劉志勇 申請人:浙江七星電容器有限公司