CN101699587A - 一种金属化片式薄膜电容器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电容器，特别是一种金属化片式薄膜电容器及其制备方法。该种电容器是通以下技术方案得以实现的：一种金属化片式薄膜电容器，包括介质、电极层、保护层，电极层包括上极板与下极板，所述保护层为聚酯膜，所述电极层为三层；电极层与保护层之间设有聚合膜。本发明还提供了该种金属化片式薄膜电容器的制备方法，依次包括(1)真空室处理；(2)取下、切条；(3)溅射金属层；(4)波峰焊；(5)切成芯子；(6)树脂包封；(7)终检与包装。

Description

一种金属化片式薄膜电容器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种电容器，特别是一种金属化片式薄膜电容器及其制备方法。

背景技术

电容器广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路，能量转换，控制电路等方面，因此目前在照明领域，如节能灯和电子镇流器；在通信领域，主要是XDSL，基站以及分配器等；在汽车工业领域，主要是指引擎控制系统，安全系统，汽车收音机，导航系统，空调；在家用电器领域，如包括液晶显示器以及等离子电视等；在DC/DC交换器领域，都需要用到电容器。

然而现在应用于上述领域的电容器多为陶瓷式电容器，但这种电容器较为笨重不利于电子器件或设备的轻量化设计，且陶瓷材料较脆，因此陶瓷电容器缺乏韧性，在性能方面陶瓷电容器一般只具有两个电极层，所以易被脉冲电压击穿，且被击穿后再也无法使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种质量轻、抗冲击能力强、在被击穿后仍能继续使用的金属化片式薄膜电容器。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种金属化片式薄膜电容器，包括介质、电极层、保护层，电极层包括上极板与下极板，所述保护层为聚酯膜，所述电极层为三层；电极层与保护层之间设有聚合膜。电极层为三层，因此大大提高了该种金属化片式薄膜电容器的抗击穿能力；如若该种金属化片式薄膜电容器被高电压击穿，则电极层与保护层之间的聚合膜可作为电极层继续使用，因此，大大提高了该种金属化片式薄膜电容器的使用寿命。

作为优选，所述电极层为铝箔电极层。铝箔具有质地柔软，延展性好且耐腐蚀的优点。

作为优选，所述聚合膜为对苯硫醚膜。对苯硫醚膜具有抗压能力强，一般相当于两至三层聚酯膜的抗压能力，因此，可以减少保护层中聚酯膜的数量，使得该种金属化片式薄膜电容器的体积减小。

本发明还提供了一种金属化片式薄膜电容器的制备方法，依次包括以下步骤：

(1)真空室处理：将制作电极层的原料放入真空蒸发室进行单体蒸发，同时用电子枪向真空蒸发室中发射电子束与原料的蒸发单体聚合，在真空蒸发室设有高速运转的大芯轴；待原料使用完后，向真空蒸发室中添加对苯硫醚后再向真空蒸发室中添加聚酯；

(2)取下、切条：关闭大芯轴卷绕，关闭电子枪和单体蒸发器，停止真空室的运转，然后，打开真空室，取下大芯轴；将大芯轴安装到切割机上，进行切条处理；

(3)溅射金属层：用喷金机对切条的薄膜的两边溅射金属层；

(4)波峰焊：对喷金后的薄膜，运用波峰焊，进行热处理，上焊层；

(5)切成芯子：对薄膜，进行分切，使之成为一个一个的小芯子；

(6)树脂包封：对芯子，运用浸渍机，进行环氧树脂包封，再进入烘箱，进行干燥处理。

步骤(1)真空室处理中涉及一种薄膜的技术处理方案，该种方案将有机薄膜的制造、金属化和卷绕合为一道工序，在一个大真空室中进行。将有机薄膜(如，丙烯酸酯)的单体注入真空室，同时进行蒸发处理；蒸发后的有机薄膜与电子枪喷射的电子束聚合；之后，通过大轴芯的不断运转并进行卷绕，形成新的薄膜，这种薄膜很薄，可以薄到0.3μm，甚至更薄，比双向拉伸法制得的薄膜厚度至少减少十分之一，但是该种薄膜的均匀性仍然很好，无针孔现象，此外，通过这种工艺，还可以提高生产效率。

作为优选，所述原料为铝箔。

作为优选，所述步骤(3)溅射金属层涉及一种溅射技术，该溅射技术由射频功率产生的等离子体(ICP)源、等离子体聚束线圈、偏压电源组成的一个溅射镀膜系统。在真空室的侧面设有等离子体源装置，喷金材料的等离子体束在电磁场的作用下被引导到一个靶上，在该靶的表面形成高密度等离子体，同时该靶连接有DC/RF偏压电源，从而实现高效可控的等离子体溅射；该种溅射技术的可控性强，可以有效实现薄膜端面的粗化处理；同时，这种离子喷金方法使喷金材料的利用率从一般普通喷金方法的25％提高到80％至90％；这里所述的喷金材料为一种不含铅的四元合金，如，银铜锌镍合金，镍可提高浸润性、强度和焊缝的耐蚀性，用真空感应炉熔炼，镍以铜镍中间合金加入，锌在浇注前加，合金有较好的延展性，AgCuZnNi30-28-2常用作电子设备熔断元件。

作为优选，在步骤(6)树脂包封还包括步骤(7)终检与包装，对干燥处理后的芯子，运用高压分选机，进行检测并包装。

通过不断试验，得出利用上述方法所制得的该种金属化片式薄膜电容器的性能如下：

工作温度范围：-55℃至125℃；额定电压可为分五个等级：50/63V或100V或250V或400V或630V；电容量范围：0.001μF～12.0μF；电容量偏差可分为三个等级：±5％(J)或±10％(K)或±20％(M)；耐电压：1.50UR(5s)；损耗角正切可分为两个等级：≤0.008(1kHz)或≤0.02(10kHz)；绝缘电阻分为两种：≥1000MΩ，CR≤0.33μF或≥400S，CR＞0.33μF；最大脉冲爬升速率：100dV/dt(V/s)。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、该种金属化片式薄膜电容器具有三个电极层，大大提高了该种金属化片式薄膜电容器的抗击穿能力；

2、该种金属化片式薄膜电容器在电极层与保护层之间设有对苯硫醚膜，对苯硫醚膜具有抗压能力强，一般相当于两至三层聚酯膜的抗压能力，因此，可以减少保护层中聚酯膜的数量，使得该种金属化片式薄膜电容器的体积减小。

3、步骤(3)涉及的溅射技术的可控性强，可以有效实现薄膜端面的粗化处理；同时，这种离子喷金方法使喷金材料的利用率从一般普通喷金方法的25％提高到80％至90％。

附图说明

图1是一种金属化片式薄膜电容器结构示意图；

图中，1、电极层，2、聚合膜、3、保护层，4、引脚，5、介质。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

一种金属化片式薄膜电容器，如图1所示，包括介质5、电极层1、保护层3、引脚4，电极层1包括上极板与下极板，所述保护层3为聚酯膜，所述电极层1为三层；电极层1与保护层3之间设有聚合膜2。三层电极层1的结构为大大提高了该种金属化片式薄膜电容器的抗击穿能力；如若该种金属化片式薄膜电容器被高电压击穿，则电极层1与保护层3之间的聚合膜2可替代为电极层1继续使用，因此，大大提高了该种金属化片式薄膜电容器的使用寿命。

所述电极层1的材料为铝箔。铝箔具有质地柔软，延展性好且耐腐蚀的优点。

所述聚合膜2为对苯硫醚膜。对苯硫醚膜具有抗压能力强，一般相当于两至三层聚酯膜的抗压能力，因此，可以减少保护层3中聚酯膜的数量，使得该种金属化片式薄膜电容器的体积减小。

该种金属化片式薄膜电容器的制备方法，依次包括以下步骤：

(1)真空室处理：将制作电极层的原料铝箔放入真空蒸发室进行单体蒸发，同时用电子枪向真空蒸发室中发射电子束与原料的蒸发单体聚合，在真空蒸发室设有高速运转的大芯轴；待原料使用完后，向真空蒸发室中添加对苯硫醚后再向真空蒸发室中添加聚酯；

(2)取下、切条：关闭大芯轴卷绕，关闭电子枪和单体蒸发器，停止真空室的运转，然后，打开真空室，取下大芯轴；将大芯轴安装到切割机上，进行切条处理；

(3)溅射金属层：用喷金机对切条的薄膜的两边溅射金属层；

(4)波峰焊：对喷金后的薄膜，运用波峰焊，进行热处理，上焊层；

(5)切成芯子：对薄膜，进行分切，使之成为一个一个的小芯子；

(6)树脂包封：对芯子，运用浸渍机，进行环氧树脂包封，再进入烘箱，进行干燥处理；

(7)终检与包装：对干燥处理后的芯子，运用高压分选机，进行检测并包装。

步骤(1)真空室处理中涉及一种薄膜的技术处理方案，该种方案将有机薄膜的制造、金属化和卷绕合为一道工序，在一个大真空室中进行。将有机薄膜(如，丙烯酸酯)的单体注入真空室，同时进行蒸发处理；蒸发后的有机薄膜与电子枪喷射的电子束聚合；之后，通过大轴芯的不断运转并进行卷绕，形成新的薄膜，这种薄膜很薄，可以薄到0.3μm，甚至更薄，比双向拉伸法制得的薄膜厚度至少减少十分之一，但是该种薄膜的均匀性仍然很好，无针孔现象，此外，通过这种工艺，还可以提高生产效率。

步骤(3)溅射金属层涉及一种溅射技术，该溅射技术由射频功率产生的等离子体(ICP)源、等离子体聚束线圈、偏压电源组成的一个溅射镀膜系统。在真空室的侧面设有等离子体源装置，喷金材料的等离子体束在电磁场的作用下被引导到一个靶上，在该靶的表面形成高密度等离子体，同时该靶连接有DC/RF偏压电源，从而实现高效可控的等离子体溅射；该种溅射技术的可控性强，可以有效实现薄膜端面的粗化处理；同时，这种离子喷金方法使喷金材料的利用率从一般普通喷金方法的25％提高到80％至90％；这里所述的喷金材料为一种不含铅的四元合金，如，银铜锌镍合金，镍可提高浸润性、强度和焊缝的耐蚀性，用真空感应炉熔炼，镍以铜镍中间合金加入，锌在浇注前加，合金有较好的延展性，AgCuZnNi30-28-2常用作电子设备熔断元件。

通过不断试验，得出利用上述方法所制得的该种金属化片式薄膜电容器的性能如下：

工作温度范围：-55℃至125℃；额定电压可为分五个等级：50/63V或100V或250V或400V或630V；电容量范围：0.001μF～12.0μF；电容量偏差可分为三个等级：±5％(J)或±10％(K)或±20％(M)；耐电压：1.50UR(5s)；损耗角正切可分为两个等级：≤0.008(1kHz)或≤0.02(10kHz)；绝缘电阻分为两种：≥1000MΩ，CR≤0.33μF或≥400S，CR＞0.33μF；最大脉冲爬升速率：100dV/dt(V/s)。

Claims (7)

1.一种金属化片式薄膜电容器，包括介质、电极层、保护层，电极层包括上极板与下极板，所述保护层为聚酯膜，其特征在于：所述电极层为三层；电极层与保护层之间设有聚合膜。

2.根据权利要求1所述的一种金属化片式薄膜电容器，其特征在于：所述电极层为铝箔电极层。

3.根据权利要求1所述的一种金属化片式薄膜电容器，其特征在于：所述聚合膜为对苯硫醚膜。

4.一种如权利要求1所述的金属化片式薄膜电容器的制备方法，依次包括以下步骤：

(1)真空室处理：将制作电极层的原料放入真空蒸发室进行单体蒸发，同时用电子枪向真空蒸发室中发射电子束与原料的蒸发单体聚合，在真空蒸发室设有高速运转的大芯轴；待原料使用完后，向真空蒸发室中添加对苯硫醚后再向真空蒸发室中添加聚酯；

(2)取下、切条：关闭大芯轴卷绕，关闭电子枪和单体蒸发器，停止真空室的运转，然后，打开真空室，取下大芯轴；将大芯轴安装到切割机上，进行切条处理；

(3)溅射金属层：用喷金机对切条的薄膜的两边溅射金属层；

(4)波峰焊：对喷金后的薄膜，运用波峰焊，进行热处理，上焊层；

(5)切成芯子：对薄膜，进行分切，使之成为一个一个的小芯子；

(6)树脂包封：对芯子，运用浸渍机，进行环氧树脂包封，再进入烘箱，进行干燥处理。

5.根据权利要求4所述的一种金属化片式薄膜电容器的制备方法，其特征在于：所述原料为铝箔。

6.根据权利要求4所述的一种金属化片式薄膜电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)溅射金属层涉及一种溅射技术，该溅射技术由射频功率产生的等离子体(ICP)源、等离子体聚束线圈、偏压电源组成的一个溅射镀膜系统。

7.根据权利要求4所述的一种金属化片式薄膜电容器的制备方法，其特征在于：在步骤(6)树脂包封还包括步骤(7)终检与包装，对干燥处理后的芯子，运用高压分选机，进行检测并包装。

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