CN102796985A - 金属化膜、镀膜机及蒸镀金属化膜工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了金属化膜、生产该金属化膜的镀膜机及应用在该镀膜机上的蒸镀金属化膜工艺，该金属化膜包括绝缘的薄膜层以及镀在该薄膜层上的金属镀层，该金属镀层呈曲线形态变化且包括边缘加厚的加厚区、呈N型正弦半波形变化的低阻区以及呈狭长条形的高阻区，该低阻区衔接该加厚区与该高阻区，且该低阻区与该加厚区以及该高阻区均采用弧形过渡。本发明的优点在于：可以使电容器用金属化膜方阻做到边缘加厚、活动区呈N型正弦半波形变化，使电容器工作时介质表面电流密度分布均衡，达到抗涌流、低温升、抗老化的要求。

Description

金属化膜、镀膜机及蒸镀金属化膜工艺

技术领域

本发明涉及金属化膜、镀膜机及蒸镀金属化膜工艺，尤其涉及一种蒸镀金属化膜创新工艺控制方式，适用于电力电子交直流滤波电容器用金属化膜的生产，以使该金属化膜材料制成的电力电子电容器具有抗涌流、低热阻、温升小、长寿命的性能。

背景技术

目前电力电子交直流滤波电容器应用在逆变器上，普遍寿命达不到设计要求，改变此类电容器材料的性能及要求是改进电容器性能的一种方法，而且随新能源的不断发展，对该电容器的性能要求会越来越高。

一般传统的金属化膜包括绝缘的薄膜层以及镀在该薄膜层上的金属镀层，该金属镀层为矩形状（如长方形状），用产生该金属化膜的镀膜机的挡板开设有矩形状的渗透孔，该金属化膜的镀膜机的送丝齿轮为圆形，其角速度与线速度为匀速控制。然而，该金属化膜容易突变，寿命达不到设计要求。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种介质的抗老化性能较佳、电容使用寿命较长的金属化膜、生产该金属化膜的镀膜机及应用在该镀膜机上的蒸镀金属化膜工艺。

本发明是这样实现的，金属化膜，其包括绝缘的薄膜层以及镀在该薄膜层上的金属镀层，该金属镀层呈曲线形态变化且包括边缘加厚的加厚区、呈N型正弦半波形变化的低阻区以及呈狭长条形的高阻区，该低阻区衔接该加厚区与该高阻区，且该低阻区与该加厚区以及该高阻区均采用弧形过渡。

作为上述方案的进一步改进，该加厚区的厚度均大于该低阻区的厚度与该高阻区的厚度，该加厚区的长度均小于该低阻区的长度与该高阻区的长度，该加厚区的宽度均大于该低阻区的长度与该高阻区的宽度，该高阻区的厚度小于该低阻区的厚度，该高阻区的长度小于该低阻区的长度，该高阻区的宽度小于该低阻区的宽度。

本发明还提供用于产生上述金属化膜的镀膜机，该镀膜机包括用于控制真空蒸镀腔内金属粒子的渗透量的挡板以及用于决定该金属粒子的密度的送丝齿轮，该挡板开设有供该金属粒子渗透的渗透孔，该渗透孔为若干呈周期分布的通孔，每个通孔的左右区域对称设置，每个区域包括边缘加厚的加厚区孔、呈N型正弦半波形变化的低阻区孔以及呈狭长条形的高阻区孔，每个通孔中的两个加厚区孔相邻，该送丝齿轮为曲轮通过线速度变化控制送丝速度从而控制该金属粒子的密度。

作为上述方案的进一步改进，该加厚区孔的长度均小于该低阻区孔的长度与该高阻区孔的长度，该加厚区孔的宽度均大于该低阻区孔的长度与该高阻区孔的宽度，该高阻区孔的长度小于该低阻区孔的长度，该高阻区孔的宽度小于该低阻区孔的宽度。

作为上述方案的进一步改进，该曲轮的一端呈半圆形，该曲轮的另一端呈椭圆形。

本发明还提供蒸镀金属化膜工艺，其应用于上述镀膜机上用于蒸镀金属化膜，该蒸镀金属化膜工艺在真空蒸镀腔内完成，该蒸镀金属化膜工艺包括以下步骤：

在该挡板的下方平铺一层薄膜层；

通过该曲轮的线速度变化控制送丝速度从而控制该金属粒子的密度；

利用该挡板的渗透孔渗透该金属粒子至该薄膜层，并在该薄膜层上形成镀层；

切割具有该镀层的该薄膜层，切割点为相邻两个加厚区的中心以及相邻两个高阻区的中心，切割后的具有该镀层的该薄膜层形成若干组对称设置的金属化膜。

作为上述方案的进一步改进，该蒸镀金属化膜工艺还包括以下步骤：

在每组对称设置的金属化膜中，将两个金属化膜摊开，并将该两个金属化膜上下叠合放置，该两个金属化膜的金属镀层之间通过其中一个金属化膜的薄膜层相隔，且其中一个金属化膜的加厚区与另一个金属化膜的高阻区相对；

将叠合的两个金属化膜的一端卷起并逐步卷至该两个金属化膜的另一端；

将卷合在一起的两个金属化膜固定；

分别从卷合的两个金属化膜的加厚区引出两个电极，使卷合的该两个金属化膜形成电容芯子。

本发明提供的金属化膜、生产该金属化膜的镀膜机及应用在该镀膜机上的蒸镀金属化膜工艺具有以下优点：

1.解决了现有电力电子电容器主体材料－－金属化膜性能上的不足；

2.可以使电容器用金属化膜方阻做到边缘加厚、活动区呈N型正弦半波形变化，使电容器工作时介质表面电流密度分布均衡，达到抗涌流、低温升、抗老化的要求；

3.镀膜机的挡板做了创新设计，这样可以通过不同的曲率设计变化，达到工艺设计中所需要的方阻变化不同的金属化膜；

4.镀膜机的送丝齿轮改为曲轮，能与电气控制起到互补的作用，可以使送丝速度变化的更加平滑稳定，防止蒸镀时方阻的较大波动，同时使镀层在横向呈弱正弦波形变，保证足够载流能力的前提下，使金属化膜的耐压能力得到进一步提高。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式提供的金属化膜的结构示意图。

图2为图1中金属化膜的剖视示意图。

图3为用于产生图1中金属化膜的镀膜机的挡板的结构示意图。

图4为用于产生图1中金属化膜的镀膜机的送丝齿轮的结构示意图。

图5为图1中金属化膜的蒸镀工艺控制流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，金属化膜包括绝缘的薄膜层10以及镀在薄膜层10上的金属镀层20。金属镀层20呈曲线形态变化且包括边缘加厚的加厚区21、呈N型正弦半波形变化的低阻区22以及呈狭长条形的高阻区23，低阻区22衔接加厚区21与高阻区23，且低阻区22与加厚区21以及高阻区23均采用弧形过渡。加厚区21的厚度均大于低阻区22的厚度与高阻区23的厚度，加厚区21的长度均小于低阻区22的长度与高阻区23的长度，加厚区21的宽度均大于低阻区22的长度与高阻区23的宽度，高阻区23的厚度小于低阻区22的厚度，高阻区23的长度小于低阻区22的长度，高阻区23的宽度小于低阻区22的宽度。

请一并参阅图3及图4，镀膜机包括用于控制真空蒸镀腔内金属粒子的渗透量的挡板40以及用于决定该金属粒子的密度的送丝齿轮50。挡板40开设有供该金属粒子渗透的渗透孔45，渗透孔45为若干呈周期分布的通孔，每个通孔的左右区域对称设置，每个区域包括边缘加厚的加厚区孔41、呈N型正弦半波形变化的低阻区孔42以及呈狭长条形的高阻区孔43，每个通孔中的两个加厚区孔41相邻。加厚区孔41的长度均小于低阻区孔42的长度与高阻区孔43的长度，加厚区孔41的宽度均大于低阻区孔42的长度与高阻区孔43的宽度，高阻区孔43的长度小于低阻区孔42的长度，高阻区孔43的宽度小于低阻区孔42的宽度。

送丝齿轮50为曲轮通过线速度变化控制送丝速度从而控制该金属粒子的密度，该曲轮的一端呈半圆形，该曲轮的另一端呈椭圆形。

请结合图5，其为应用于该镀膜机上用于该蒸镀金属化膜的蒸镀金属化膜工艺流程图，该蒸镀金属化膜工艺在真空蒸镀腔内完成，该蒸镀金属化膜工艺包括以下步骤：

在挡板40的下方平铺一层薄膜层；

通过曲轮50的线速度变化控制送丝速度从而控制该金属粒子的密度；

利用挡板40的渗透孔45渗透该金属粒子至该薄膜层，并在该薄膜层上形成镀层；

切割具有该镀层的该薄膜层，切割点为相邻两个加厚区21的中心以及相邻两个高阻区23的中心，切割后的具有该镀层的薄膜层10形成若干组对称设置的金属化膜；

在每组对称设置的金属化膜中，将两个金属化膜摊开，并将该两个金属化膜上下叠合放置，该两个金属化膜的金属镀层20之间通过其中一个金属化膜的薄膜层10相隔，且其中一个金属化膜的加厚区21与另一个金属化膜的高阻区23相对；

将叠合的两个金属化膜的一端卷起并逐步卷至该两个金属化膜的另一端；

将卷合在一起的两个金属化膜固定；

分别从卷合的两个金属化膜的加厚区21引出两个电极，使卷合的该两个金属化膜形成电容芯子。

电容器用金属化膜方阻做到边缘加厚、活动区呈N型正弦半波形变化，使电容器工作时介质表面电流密度分布均衡，达到抗涌流、低温升、抗老化的要求。从横向截面上看，镀层（即金属镀层20）的厚度呈曲线形态变化(如图2），其镀层方阻区域由边缘加厚区21、高阻区23、低阻区22构成，当两层膜（即两个金属化膜）叠加时高阻区23与低阻区22重合，高阻区23增强自愈能力，低阻区22又能加强载大电流能力，金属化膜互为矛盾的两项性能达到完美结合，降低了电容器芯组ESR，使应用该控制工艺方式蒸镀的金属化膜整体性能得到提升。

送丝齿轮50的角速度是恒定的，利用其线速度的变化来控制送丝速度，送丝速度的快慢能够决定真空蒸镀腔内金属粒子的密度，使金属化膜在蒸镀过程中其方阻呈枞向低幅正弦波形变化，该项变化优点是介质的电密度在层间得到均匀分布，有利于介质损耗及接触损耗引起的热量传导，从而降低了电容器制成品的的温升，提高了介质的抗老化性能，延长了电容器使用寿命。

综上所述，本发明的优点在于：

1.解决了现有电力电子电容器主体材料－－金属化膜性能上的不足；

2.可以使电容器用金属化膜方阻做到边缘加厚、活动区呈N型正弦半波形变化，使电容器工作时介质表面电流密度分布均衡，达到抗涌流、低温升、抗老化的要求；

3.镀膜机的挡板40做了创新设计，这样可以通过不同的曲率设计变化，达到工艺设计中所需要的方阻变化不同的金属化膜；

4.镀膜机的送丝齿轮50改为曲轮，能与电气控制起到互补的作用，可以使送丝速度变化的更加平滑稳定，防止蒸镀时方阻的较大波动，同时使镀层在横向呈弱正弦波形变，保证足够载流能力的前提下，使金属化膜的耐压能力得到进一步提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.金属化膜，其包括绝缘的薄膜层以及镀在该薄膜层上的金属镀层，其特征在于，该金属镀层呈曲线形态变化且包括边缘加厚的加厚区、呈N型正弦半波形变化的低阻区以及呈狭长条形的高阻区，该低阻区衔接该加厚区与该高阻区，且该低阻区与该加厚区以及该高阻区均采用弧形过渡。

2.如权利要求1所述的金属化膜，其特征在于，该加厚区的厚度均大于该低阻区的厚度与该高阻区的厚度，该加厚区的长度均小于该低阻区的长度与该高阻区的长度，该加厚区的宽度均大于该低阻区的长度与该高阻区的宽度，该高阻区的厚度小于该低阻区的厚度，该高阻区的长度小于该低阻区的长度，该高阻区的宽度小于该低阻区的宽度。

3.镀膜机，其用于产生如权利要求1或2所述的金属化膜，该镀膜机包括用于控制真空蒸镀腔内金属粒子的渗透量的挡板以及用于决定该金属粒子的密度的送丝齿轮，该挡板开设有供该金属粒子渗透的渗透孔，其特征在于，该渗透孔为若干呈周期分布的通孔，每个通孔的左右区域对称设置，每个区域包括边缘加厚的加厚区孔、呈N型正弦半波形变化的低阻区孔以及呈狭长条形的高阻区孔，每个通孔中的两个加厚区孔相邻，该送丝齿轮为曲轮通过线速度变化控制送丝速度从而控制该金属粒子的密度。

4.如权利要求3所述的镀膜机，其特征在于，该加厚区孔的长度均小于该低阻区孔的长度与该高阻区孔的长度，该加厚区孔的宽度均大于该低阻区孔的长度与该高阻区孔的宽度，该高阻区孔的长度小于该低阻区孔的长度，该高阻区孔的宽度小于该低阻区孔的宽度。

5.如权利要求3所述的镀膜机，其特征在于，该曲轮的一端呈半圆形，该曲轮的另一端呈椭圆形。

6.蒸镀金属化膜工艺，其应用于如权利要求3或4或5所述的镀膜机上用于蒸镀金属化膜，该蒸镀金属化膜工艺在真空蒸镀腔内完成，其特征在于，该蒸镀金属化膜工艺包括以下步骤：

在该挡板的下方平铺一层薄膜层；

通过该曲轮的线速度变化控制送丝速度从而控制该金属粒子的密度；

利用该挡板的渗透孔渗透该金属粒子至该薄膜层，并在该薄膜层上形成镀层；

切割具有该镀层的该薄膜层，切割点为相邻两个加厚区的中心以及相邻两个高阻区的中心，切割后的具有该镀层的该薄膜层形成若干组对称设置的金属化膜。

7.如权利要求6所述的蒸镀金属化膜工艺，其特征在于，该蒸镀金属化膜工艺还包括以下步骤：

在每组对称设置的金属化膜中，将两个金属化膜摊开，并将该两个金属化膜上下叠合放置，该两个金属化膜的金属镀层之间通过其中一个金属化膜的薄膜层相隔，且其中一个金属化膜的加厚区与另一个金属化膜的高阻区相对；

将叠合的两个金属化膜的一端卷起并逐步卷至该两个金属化膜的另一端；

将卷合在一起的两个金属化膜固定；

分别从卷合的两个金属化膜的加厚区引出两个电极，使卷合的该两个金属化膜形成电容芯子。

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