CH645748A5 - Condensateur electrique multicouche, procede et appareil pour sa fabrication. - Google Patents

Description

L'invention concerne également un appareil du type dé- 10 mieux montré sur les figures 3 et 4 qui représentent la bande crit, qui a pour fonction d'appliquer les couches formant le B. II est cependant évident que la bande A présente une série condensateur sur un tambour ou une roue de transfert, direc- analogue de zones démétallisées. Les zones démétallisées 10 tement à partir de rouleaux de feuilletage ou de superposition, peuvent être formées à l'avance sur les bandes A et B, ou bien Un tel agencement empêche la matière d'alimentation de se elles peuvent être formées par un procédé de brûlage au laser, déplacer sans support dans l'espace, ce qui réduit l'entremêle- 15 décrit ci-après. Dans tous les cas, les bandes passent sur plument et, par conséquent,le mauvais alignement des couches sieurs rouleaux respectifs afin d'être refendues pour former du condensateur. des rubans et d'être bobinées de façon alternée ou intercalées

Le condensateur selon l'invention est défini dans la reven- sur un tambour ou une roue 20 de transfert de grand dication 1. diamètre.

Le procédé de l'invention est défini dans la revendica- 2o En particulier, la bande A passe sur un rouleau fou 12a tion 4. dont l'axe de rotation peut être déplacé afin de commander

L'appareil selon l'invention est défini dans la revendica- l'entrelacement de la bande A. Le rouleau fou 12a se rappro-tion 7. che et s'éloigne d'un seul tenant avec la bobine débitrice 2

Selon une mise en œuvre du procédé de l'invention, il est sous la commande d'un capteur classique de guidage de bord également possible d'appliquer, sur l'une des bandes, une 25 (non représenté) pour commander l'entrelacement. La bande mince pellicule adhésive sur au moins une partie des zones de est dirigée du rouleau fou 12a, par le capteur de guidage de champ électrique d'un condensateur. Cependant, l'adhésif bord précité, vers un rouleau fou 14a de détection de tension, n'est pas appliqué dans la zone où la bande est refendue ou Ce rouleau fou transmet un signal à un frein variable (non re-sur les parties de la structure dépassant latéralement et sur les- présenté) sur lequel la bobine débitrice 2 est montée. Cette quelles un contact est réalisé par l'application d'un revête- 30 commande à circuit fermé maintient la tension à toute valeur ment métallique par pulvérisation. L'adhésif a pour but, dans préréglée. L'appareil comporte également un rouleau 16a de la mesure où cela est nécessaire, de bloquer la structure feuil- feuilletage ou de superposition. Un poste à refendre la bande, letée afin que le condensateur bobiné puisse être manipulé disposé entre les rouleaux 14a et 16a, refend la bande A en sans décollement des feuilles. plusieurs rubans avant son passage sur le rouleau 16a de su-

Selon une autre variante de l'invention, on peut faire pas- 35 perposition et son bobinage sur les tambour ou la roue 20 de ser les bandes dans un poste où un certain nombre de fais- transfert. De même, la bande B passe sur un rouleau fou mo-ceaux lasers peuvent éliminer le métal par brûlage afin de for- bile 12b et de ce dernier, sur un rouleau fou 14b de détection mer des zones démétallisées, espacées de façon précise. Le de tension, puis dans un poste à refendre et sur le rouleau 16b brûlage par faisceaux lasers permet de donner à ces zones dé- de feuilletage ou de superposition, le rouleau fou 12b réagis-métallisées une largeur très inférieure à celle pouvant être ob- 40 sant à un second détecteur de guidage de bord (non repré-tenue avec des matières disponibles dans le commerce, présen- senté) pour commander l'entrelacement de la bande B tandis tant des zones démétallisées classiques qui sont beaucoup plus que le rouleau fou 14b de détection de tension transmet,

larges qu'il n'est nécessaire pour des condensateurs à faible comme précédemment, un signal à un frein variable (non retension nominale. présenté) sur lequel la bobine débitrice 4 est montée, afin de

L'invention sera décrite plus en détail en regard des des- 45 maintenir la tension à une valeur préréglée.

sins annexés à titre d'exemple et sur lesquels: Le poste à refendre de la bande B comprend plusieurs cou-

- la figure 1 est une élévation schématique de l'appareil se- teaux parallèles et espacés, par exemple des lamesde rasoir Ion l'invention destiné à mettre en œuvre le procédé de l'in- 21 b qui coopèrent avec une barre polie 22b de support de la vention; bande sur laquelle la bande B passe. De même, dans le cas de

- la figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne 2-2 de 50 la bande A, le poste à refendre comprend plusieurs lames de la figure 1; rasoir 21a parallèles et espacées (figure 7) qui coopèrent avec

- la figure 3 est une vue partielle de dessus, à échelle agran- une barre 22a de support de la bande. Pour chaque bande, le die, de la structure montrée sur la figure 2; poste à refendre forme plusieurs rubans qui passent immédia-

- la figure 4 est une coupe partielle, à échelle agrandie, sui- tement sur le rouleau 16a ou 16b, suivant le cas, puis sur le vant la ligne 4-4 de la figure 3; 55 tambour 20. Il en résulte que les rubans sont soutenus prati-

- la figure 5 est une coupe schématique partielle à échelle quement sur toute leur longueur avant d'être bobinés sur le agrandie, suivant la ligne 5-5 de la figure 1 ; tambour 20. Etant donné que les rubans ne se déplacent pas

- la figure 6 est une coupe partielle, à échelle très agrandie, librement dans l'espace sans être soutenus, tout entrelacement de certaines parties du condensateur réalisé selon l'invention; est éliminé et les rubans peuvent être déposés avec précision

- la figure 7 est une vue à échelle agrandie d'un détail de la 60 sur le tambour 20. Ceci est contraire aux formes de réalisation figure 1, montrant le dispositif destiné à appliquer de l'adhésif de l'art antérieur qui font appel à des guides de bords, ne sur la bande; et fonctionnant pas parfois de manière satisfaisante, pour empê-

- la figure 8 est une vue schématique partielle en perspec- cher l'entrelacement des bandes.

tive du poste de brûlage au laser formant les zones démétalli- Les rouleaux de feuilletage ou de superposition exercent sées lorsque la bande est tirée de sa bobine débitrice. 6s une certaine pression contre le tambour ou la roue 20 de

La figure 1 représente deux bobines débitrices 2 et 4 des- transfert et les lames de rasoir peuvent travailler directement quelles des bandes A et B sont tirées. Chacune des bandes A et dans des fentes étroites des rouleaux 16a et 16b. Dans tous les B comprend un substrat diélectrique 6 et une feuille métalli- cas, le dispositif destiné à refendre les bandes réalise des cou-

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pes nettes au moyen des lames de rasoir sans provoquer de fronçage de la matière des bandes. Ceci est particulièrement important, car il est difficile d'obtenir des coupes nettes, sans fronçage, sur des bandes aussi minces que celles utilisées dans la présente invention. Dans l'appareil selon l'invention, les 5 rouleaux 16a et 16b peuvent être écartés de 90° comme montré sur la figure 1, ou bien de 180°.

La bande B est refendue en plusieurs rubans 18b, comme montré sur les figures 2 à 4. La bande A est également refendue pour former des rubans 18a qui, de même que les rubans 10 18b, constituent finalement des couches de condensateurs, comme montré sur la figure 6. Les lignes de refendage de la bande B sont décalées des zones démétallisées 10 afin de former des bandes marginales métalliques 24 de long d'un bord de chaque ruban 18b. Un refendage analogue est réalisé sur la is bande A hormis, cependant, que la ligne de refendage de chaque lame 21a est décalée par rapport à celle montrée sur la figure 3 afin de former des bandes marginales analogues 24 constituées de la feuille métallique sur les rubans 18a. Par conséquent, si la lame 21b est située sur la gauche de la zone 2o démétallisée 10 lors de la coupe de la bande B (comme montré sur la figure 3), dans le cas de la bande A, la lame 21a sera située sur le côté droit de la zone démétallisée adjacente, comme indiqué par des flèches 21aa sur la figure 3.

Les rubans sont appliqués simultanément sur le tambour 25 20 pour donner la configuration stratifiée montrée sur la figure 5. On forme ainsi plusieurs boucles ou anneaux 30 de structure de condensateur, à partir desquels des condensateurs individuels peuvent être produits. Sur la figure 5, un seul des anneaux 30 est représenté en coupe pour plus de clarté. De 30 plus, les sources des divers rubans, à savoir les bandes A et B d'alimentation, sont indiquées sur l'une des structures 30 de la figure 5. Il apparaît également que les rubans ne sont pas représentés à l'échelle, mais sont considérablement raccourcis. Dans tous les cas, on trouve un enroulement initial de couches 35 A adjacent au tambour 20 comme montré par les cinq couches inférieures de ce type indiquées sur la figure 5. Ensuite, les rubans sont intercalés et décalés les uns par rapport aux autres pendant qu'ils sont bobinés simultanément sur le tambour 20 pour former la structure indiquée par les couches al- 40 ternées A et B sur la figure 5. Ensuite, un autre groupe de couches A est bobiné sur le groupe de couches alternées A et B. Les couches A intérieures et extérieures assument une fonction de renforcement, tandis que les couches ou rubans intercalés A et B constituent la partie active de la structure du con- 45 densateur.

Chacun des anneaux séparés 30 peut être retiré du tambour 20 et ses côtés 32 et 34 peuvent recevoir de manière classique un revêtement métallique 40 appliqué par pulvérisation (figure 6). L'anneau 30 peut ensuite être coupé perpendiculai- so rement aux bords 32 et 34 pour former une longueur de structure de condensateur. Cette longueur peut ensuite être de nouveau coupée transversalement pour former des condensateurs individuels.

La figure 6 représente en coupe, à échelle agrandie, plu- 55 sieurs couches intercalées du condensateur. Il apparaît que sur un premier côté du condensateur, des feuilles ou pellicules métallisées 8a et le substrat 6a dépassent latéralement vers l'extérieur des bords adjacents 36 des couches 18b. Le revêtement métallisé 40 appliqué par pulvérisation connecte électriquement les pellicules métallisées 8a pour former un jeu d'électrodes ou de plaques de condensateur, ceci étant rendu possible par l'écartement des couches ou rubans 18a. L'espace 5 compris entre le revêtement métallique gauche 40, représenté à la partie supérieure de la figure 6, et la couche métallisée 8b du ruban 18b est au moins égale à la largeur de la zone démétallisée 10, augmentée de la largeur de la bande marginale 24 constituée de la pellicule métallique. Ainsi, en fait, la bande 10 24 est une électrode «flottante». En formant l'électrode flottante à l'aide de la bande 24, la zone démétallisée 10 est utilisée sur toute sa largeur pour réaliser une séparation diélectrique le long des surfaces des couches, ce qui réduit le risque de formation de court-circuit ou de variation de la capacité du is condensateur par rapport à sa valeur nominale.

Sur l'autre côté du condensateur, comme montré à la partie inférieure de la figure 6, les couches 18b dépassent vers l'extérieur du bord 37 des couches 18a afin de recevoir par pulvérisation le revêtement métallique droit 40, représenté à 20 la partie inférieure de la figure 6. La bande marginale 24, formée par la pellicule métallique à la partie inférieure de la figure 6 et située sur la couche 18a, constitue également une électrode «flottante», de sorte qu'on tire totalement avantage des zones démétallisées 10, comme décrit précédemment. 25 Dans une forme modifiée de l'invention montrée sur la figure 7, il est possible de déposer sur la bande A une mince couche de tout adhésif convenable au moyen d'un applicateur 50 placé immédiatement en amont du point auquel l'opération de refendage a lieu. Une résine époxy constitue un type 30 d'adhésif pouvant être utilisé, bien que l'invention ne soit pas limitée à cet adhésif. Ce dernier n'est pas appliqué dans la zone du refendage ou dans une zone étendue de la bande où la pulvlerisation métallique doit être appliquée. La fonction de l'adhésif est, si cela est nécessaire, de bloquer la structure 35 feuilletée après qu'elle a été bobinée sur le tambour 20, afin que les ensembles 30 puissent être manipulés sans décollement des diverses couches. L'adhésif peut être déposé et étalé pour former une pellicule d'une épaisseur sensiblement inférieure à un micromètre; et il peut donc être utilisé sans réduire nota-4o blement le rapport utile de la capacité au volume.

La matière constituant la bande utilisée dans la présente invention peut être achetée avec les zones démétallisées. Cependant, ces zones démétallisées sont habituellement sensiblement plus grandes qu'il n'est nécessaire pour des condensa-45 teurs à basse tension. Par conséquent, comme montré sur la figure 8, il est possible de former les zones démétallisées 10 pendant que la bande A ou B est tirée de la bobine débitrice. Ceci peut être obtenu par défilement de la bande dans un poste 52 de brûlage au laser, poste dans lequel des faisceaux 50 lasers 53 peuvent être utilisés pour éliminer par brûlage le métal déposé et pour former une zone démétallisée 10 extrêmement étroite, c'est-à-dire beaucoup plus étroite que celle présente sur les bandes commercialisées. Par conséquent, ceci permet une diminution du coût des matières ainsi que de la di-55 mension du condensateur. Les dispositifs de détection de tension et de commande par guidage de bords utilisés dans la présente invention sont disponibles auprès de la firme Advanced Web Systems, Inc., 4793 Colt Road, P.O.Box 6025, Rockford, Illinois 61125, E.U.A.

C

3 feuilles dessins

Claims (3)

645748 2 REVENDICATIONS distance des bobines débitrices, des premier et second rou-

1. Condensateur électrique multicouche, caractérisé en ce leaux (16a, 16b) de feuilletage espacés l'un de l'autre à la cir-qu'il comporte plusieurs couches (18a, 18b) présentant des conférence du tambour, un rouleau fou (14a, 14b) associé à bords opposés (36,37) et comprenant chacune un substrat chaque rouleau de feuilletage, parallèlement à et à distance de diélectrique (6a, 6b) et une pellicule métallique (8a, 8b) qui s ce dernier afin de constituer avec lui une paire de rouleaux, s'étend d'un premier bord vers l'autre bord, chaque couche chaque bande étant étirée et tendue sur une paire correspon-présentant également une zone (10) sans pellicule métallique, dante de rouleaux, et un dispositif (21a, 21b) destiné à refen-adjacente audit autre bord, mais légèrement espacée de ce der- dre les bandes en rubans (18a, 18b) avant le bobinage desdits nier afin de délimiter avec lui une bande marginale étroite (24) rubans sur le tambour, pour former des couches métalliques constituée de ladite pellicule métallique et espacée par ladite i0 et diélectriques alternées les rouleaux de feuilletage étant suffi-zone de la partie restante de la pellicule métallique, lesdites samment proches du tambour et les dispositifs à refendre couches étant disposées de manière que la pellicule métallique étant suffisamment proches des rouleaux de feuilletage pour d'une couche soit séparée par de la matière diélectrique de la que les rubans soient soutenus pratiquement sur toute leur pellicule métallique de la couche adjacente, lesdites couches longueur avant d'être bobinés sur le tambour.

étant décalées de manière que, sur un premier côté du conden- 15 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que sateur, lesdits bords d'un premier groupe de couches dépas- les rouleaux de feuilletage sont espacés d'environ 90° ou d'en-

sent vers l'extérieur desdits autres bords d'un second groupe viron 180° à la périphérie du tambour.

de couches, et que, sur le côté opposé du condensateur, lesdits 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il bords du second groupe de couche dépassent vers l'extérieur comporte un dispositif (50) placé entre les rouleaux d'une desdits autres bords du premier groupe de couches, les cou- 20paire afin d'appliquer un adhésif sur la surface d'une bande,

ches du premier groupe alternant avec les couches du second le dispositif d'application d'adhésif pouvant notamment être groupe et les bords des couches de chaque groupe, qui dépas- disposé entre le rouleau (14a ou 14b) de détection de tension sent vers l'extérieur, étant revêtus d'une matière conductrice et le dispositif à refendre.

du courant électrique afin que les couches à pellicules métalli- 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce ques de chaque groupe soient connectées électriquement. 25 qu'il comporte un dispositif laser (52, 53) destiné à former

2. Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce plusieurs zones parallèles et longitudinales (10), sans que ladite zone sans métal et ladite bande marginale étroite, sur une bande avant le refendage de cette dernière.

constituée de la pellicule métallique, ont une largeur totale

égale à une petite fraction de la largeur de la couche associée.

3. Condensateur selon la revendication 2, caractérisé en ce 30

qu'il comporte des couches (A) de renfort situées sur des côtés L'invention concerne les condensateurs bobinés lamellai-

opposés des premier et second groupes de couches. res ou multifeuilles, ainsi qu'un procédé et un appareil de fa-

4. Procédé de fabrication du condensateur, selon l'une des brication de ces condensateurs.

revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à Ün procédé et un appareil de ce type sont décrits dans le utiliser des première et seconde bandes (A, B) constituées cha- 35 brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 670 378. Le procédé cune d'un substrat diélectrique (6), d'un revêtement formé de production de condensateurs décrit dans ce brevet consiste d'une pellicule métallique (8) et de zones longitudinales, par- à former d'abord des corps de condensateurs en bobinant al-allèles et étroites (10), sans métal, à refendre les bandes sui- ternativement sur un tambour des feuilles métalliques et des vant des lignes parallèles qui sont décalées desdites zones sans feuilles diélectriques, à bobiner simultanément des couches de métal pour former des rubans (18a, 18b) comportant chacun 40 séparation entre les corps de condensateurs pour former un une bande marginale étroite (24) formée d'une pellicule mé- bobinage mère comportant des couches alternées de corps de tallique et s'étendant vers l'intérieur d'un premier bord longi- condensateurs et des couches de séparation, puis à appliquer tudinal du ruban jusqu'à ladite zone sans métal, à bobiner les par pulvérisation un revêtement métallique sur les bords du rubans provenant des première et seconde bandes de façon al- bobinage mère pour connecter les feuilles métalliques, et à ternée sur un tambour (20) et, au cours de ce bobinage, à dé- 45 sectionner ensuite le bobinage mère perpendiculairement aux caler les rubans d'une première bande par rapport aux rubans couches de séparation pour former les corps individuels de de l'autre bande pour former plusieurs anneaux adjacents (30) condensateurs. Ces corps de condensateurs ainsi obtenus constituant des structures capacitives possédant chacune des comportent des couches diélectriques. Les couches d'un pre-couches métalliques et diélectriques alternées, et dans chacune mier groupe comprenant des substrats diélectriques et des desquelles les couches provenant des rubans d'une bande dé- 50 feuilles métalliques dépassent vers l'extérieur d'un premier passent latéralement vers l'extérieur desdites bandes margina- côté du corps du condensateur, tandis qu'un autre groupe de les des rubans provenant de l'autre bande, le procédé consis- substrats et de feuilles dépasse de l'autre côté du corps du contant en outre à revêtir d'une substance métallique (40) les par- densateur. Le revêtement métallique est appliqué de manière ties de chaque structure qui dépassent latéralement, afin de à connecter électriquement entre elles les feuilles métalliques connecter électriquement les pellicules métalliques des bandes 55 sur le groupe de couches dépassant vers l'extérieur. Ainsi, on respectives de la structure, et à sectionner la structure trans- réalise deux électrodes ou jeux de «plaques» de condensateurs versalement aux rubans pour former des condensateurs. isolés diélectriquement l'un de l'autre, mais intercalés.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il Dans l'agencement décrit ci-dessus, il arrive parfois que, consiste à placer les bandes sous tension sur une certaine Ion- pendant l'opération de bobinage, les couches en cours de bo-gueur et à refendre les longueurs tendues de ces bandes. 60 binage s'intercalent ou s'écartent des trajets souhaités, ce qui

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il a pour résultat un mauvais positionnement d'une ou plusieurs consiste à intercaler un adhésif entre les rubans de chaque couches par rapport aux couches adjacentes. Si la séparation structure en cours de bobinage. des groupes de couches n'est pas suffisante, le condensateur

7. Àppareil pour la mise en œuvre du procédé de fabrica- peut être courtcircuité ou bien il peut avoir une rigidité diélec-tion selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte ss trique inférieure à celle prévue, dans une ou plusieurs zones, des première et seconde bobines débitrices (2,4) de bandes (A, Si la séparation est excessive, la capacité résultante du confi) comprenant chacune un substrat diélectrique (6) revêtu densateur est réduite.

d'une pellicule métallique (8), un tambour rotatif (20) placé à L'invention a pour but de fournir un condensateur indus-

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triel de haute qualité, du type général décrit, mais ayant une que 8. Le substrat 6 peut être en matière plastique convenable, structure différente et dont le procédé de fabrication est mis par exemple la résine commercialisée sous la marque en œuvre à un coût considérablement réduit. L'invention con- «Mylar». La feuille de la pellicule 8 peut être de l'aluminium cerne également un procédé, qui réduit sensiblement le risque déposé en phase vapeur, et le substrat 6 et la feuille métallique d'apparition de court-circuit du condensateur bobiné par 5 8 sont très minces. A titre d'exemple, l'épaisseur du substrat 6 suite d'une mauvaise disposition des feuilles métalliques et peut être de l'ordre de 0,025 mm ou moins, tandis que l'épais-diélectriques. L'invention permet de produire des condensa- seur de la feuille ou pellicule 8 de métallisation peut être de teurs plus rapidement qu'il n'est possible avec les équipements l'ordre de 50 nm. Chacune des bandes A et B présente plu-actuellement disponibles. sieurs zones parallèles démétallisées ou sans métal 10, comme