CN103839675A

CN103839675A - 一种金属化薄膜电容器

Info

Publication number: CN103839675A
Application number: CN201410089812.8A
Authority: CN
Inventors: 周水萍; 刘志勇
Original assignee: ZHEJIANG QIXING CAPACITOR CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG QIXING CAPACITOR CO Ltd
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明公开了一种金属化薄膜电容器，涉及电气元件领域，解决现有技术中将卷绕的金属化薄膜压制后，不能保证金属电极间紧密贴合，残留空气多，在高压状态下产生空气击穿的概率较大的技术问题，本发明的电容器包括至少两层金属化薄膜，金属化薄膜包括薄膜介质层和间隔设置在薄膜介质层上的金属电极，相邻金属电极之间设有中间留边，金属电极包括基体和设于基体上的加厚部，相邻两层金属化薄膜中加厚部与另一层金属化薄膜上的中间留边相对应，金属化薄膜卷绕压制后，加厚部嵌入在中间留边内，加厚部贴紧在相邻基体之间。本发明应用于电器设备。

Description

一种金属化薄膜电容器

【技术领域】

本发明涉及一种电气元件，尤其是一种电容器。

【背景技术】

现有电容器的金属化薄膜包括介质层和间隔设置在介质上的金属电极，金属电极间隔设置，致使相邻金属电极之间完全隔开，因此相邻金属电极之间留有空隙，将卷绕的金属化薄膜压扁后，不能保证金属电极间紧密贴合，残留空气多，同时真空油浸后无法完全排除空气，在高压状态下产生空气击穿的概率较大。

【发明内容】

本发明解决的技术问题是提供一种金属化薄膜电容器，电容器内部紧密贴合，减少了空气残留。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种金属化薄膜电容器，包括至少两层金属化薄膜，所述金属化薄膜包括薄膜介质层和间隔设置在薄膜介质层上的金属电极，相邻金属电极之间设有中间留边，所述金属电极包括基体和设于基体上的加厚部，相邻两层金属化薄膜中加厚部与另一层金属化薄膜上的中间留边相对应，金属化薄膜卷绕压制后，所述加厚部嵌入在中间留边内，加厚部贴紧在相邻基体之间。

进一步的，所述薄膜介质层一端设有边上留边。

进一步的，所述薄膜介质层另一端上金属电极的加厚部的厚度大于该薄膜介质层上其余金属电极的加厚部的厚度。

进一步的，位于所述薄膜介质层端部的加厚部的厚度是该薄膜介质层上其余加厚部厚度的两倍。

进一步的，相邻两层金属化薄膜中，位于所述薄膜介质层端部的加厚部与另一层薄膜介质层上设置边上留边一端同侧设置，并且相邻金属化薄膜的端面间隔形成与所述薄膜介质层端部的加厚部相对应的错边。

进一步的，位于所述薄膜介质层端部的加厚部的宽度不超过错边和边上留边的宽度之和。

进一步的，所述加厚部位于基体的中部。

进一步的，所述薄膜介质层和金属电极之间设有粘连层。

进一步的，所述粘连层为镍金属层或是钛金属层。

进一步的，所述中间留边为梯形间隙，所述加厚部为对应所述梯形间隙的梯形加厚部。

本发明的有益效果：

本发明的金属化薄膜电容器，金属电极包括基体和设于基体上的加厚部，相邻两层金属化薄膜上，金属电极的加厚部与另一层金属化薄膜上的中间留边相对应。金属化薄膜卷绕压制后，加厚部填充在相对的中间留边内，保证压制后电容器的内部紧密贴合，减少内部空气的残留，以降低高压状态下产生空气击穿的概率。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为增设一层无金属电极的薄膜介质层的结构示意图。

【具体实施方式】

本发明提供一种金属化薄膜电容器，包括至少两层金属化薄膜，金属化薄膜包括薄膜介质层和间隔设置在薄膜介质层上的金属电极，相邻金属电极之间设有中间留边，金属电极包括基体和设于基体上的加厚部，相邻两层金属化薄膜中加厚部与另一层金属化薄膜上的中间留边相对应，金属化薄膜卷绕压制后，加厚部嵌入在中间留边内，加厚部贴紧在相邻基体之间。相比现有技术中，金属化薄膜压扁后间隔的金属电极之间不容易贴合，本发明在金属电极上设置加厚部，金属化薄膜卷绕压扁后，加厚部可压入相对的中间留边中，使金属电极相互紧密贴合，减少了残留空气，并且通过真空油浸后能完全排除空气，有效排除了在高压状况下产生空气击穿的现象。

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

参考图1，一种金属化薄膜电容器，包括引脚和电容芯子，电容芯子包括若干层金属化薄膜，金属化薄膜包括薄膜介质层1，薄膜介质层1的表面上设有间隔排布的金属电极2，相邻金属电极2之间形成有中间留边6，金属电极2包括基体21和设于基体上的加厚部3，相邻两层金属化薄膜中，金属电极的加厚部3与另一层金属化薄膜上的中间留边6相对应。金属化薄膜卷绕压制后，加厚部3嵌入在相对的中间留边6内，因此加厚部3可贴紧在相邻基体21之间。

具体的，加厚部3为设置在基体21顶面的增厚部分，加厚部3一体成型于基体21的中央部位。

其中加厚部3的尺寸与中间留边6的尺寸对应一致。两者在高度和宽度方向相对应，加厚部3正好填补在中间留边6内。

本发明中，在薄膜介质层1上相邻基体21的相对面上设有斜坡，因此中间留边6形成梯形间隙，加厚部3为与梯形间隙相对应的梯形加厚部。梯形加厚部上的斜面与金属电极的斜坡相配合，在金属化薄膜压制过程中，梯形加厚部可顺利进入梯形间隙内。

为了提高真空蒸镀中金属电极和薄膜介质层之间的粘合能力，避免金属电极在沉积过程或使用过程中因温度升高而导致起皮、脱落现象，本发明在薄膜介质层上预先蒸镀一层极薄的与其粘结性能良好的粘连层，然后再在粘连层上沉积金属电极，以此提高金属电极与薄膜介质层的粘结性能。优选的，粘连层为镍金属层或是钛金属层。

并且薄膜介质层1一端突出于该端上的金属电极2从而产生边上留边4，薄膜介质层1另一端上金属电极的加厚部31的厚度大于该薄膜介质层上其余金属电极的加厚部。优选的，该加厚部31的厚度是其余加厚部的厚度的两倍。因此电容器在与外部雾状喷金材料结合时，该加厚部31能起过流的作用。

上述金属化薄膜交错层叠，各金属化薄膜的结构一致，上下层薄膜介质层的边上留边4位于不同一侧。即相邻两层金属化薄膜中，位于薄膜介质层端部的加厚部31与另一层薄膜介质层上设置边上留边4一端位于同一侧，并且两层薄膜介质层之间形成了错边5，位于薄膜介质层端部的加厚部31用于填补错边5和边上留边4形成的空隙，因此该加厚部31的宽度需要小于或是等于错边5和边上留边4的宽度之和。

薄膜介质层1为聚丙烯膜。聚丙烯膜具有优良的电气性能，其损耗小，绝缘电阻高，击穿场强高，为电容器的首选介质材料。

金属电极2为锌铝金属膜。通过合金沉积技术，抑制岛状生长和混合型生长，使得锌铝金属膜成平滑的二维生长，从而获得厚度一致，表面起伏小，导电性能好，击穿极限高的锌铝金属膜。

参考图2，在上述基座上，还可在相邻两薄膜介质层之间设置另一层的薄膜介质层，该薄膜介质层上未设置金属电极。通过增加薄膜介质层提高电容器的电压或产品体积。

金属化薄膜电容器的生产工序包括以下步骤，

步骤一：金属化薄膜的卷绕，将金属化薄膜层叠后卷绕成电容芯子，在该过程中控制以下因素：1、环境净化度控制。卷绕室尽量使用有温度、湿度、洁净度控制的净化间，其温度避免剧烈变化，温差≤10℃，湿度≤50％，洁净度≥10000级，防止金属电极发生氧化以及防止尘埃粒子的污染。2、卷绕张力控制。卷绕通常是在较高的转速下完成，而卷绕的材料厚度一般在几个微米，为此对卷绕张力的控制显得尤为重要，为此，在实际卷绕中，通过芯子硬度测试仪器，检测产品在卷绕过程中的薄膜结合度来实现对张力的控制。3、软胶压力控制。卷绕过程中采用软胶挤压芯子膜层，以便进一步排除空气。为此，须设定软胶压力。

步骤二：真空热定型工艺。卷绕后的电容芯子须经加热处理，使薄膜介质层在横向和纵向产生的收缩,把卷绕残留在匝间间隙中的空气排出，消除在元件卷绕中带来的潮气，提高电容器的紧密度，使电容量的稳定性得以改善,还可以进一步消除卷绕应力，有助于改善电气性能。传统的热定型为非真空定型，材料中的锌铝在高温下容易氧化，使其附着力减弱，同时材料向内部收缩时，里紧外松，产品外圈空气含量高，但内部过度挤压，场强发生变化。为此，本发明在真空箱中进行热定型，温度和时间控制包括以下阶段：第一段，温度从35℃温度均匀上升到110℃，时间控制为2.5小时；第二段，110℃恒温保持3小时；第三段，温度从110℃降到40℃即可出箱，时间控制2.5小时。

步骤三：喷金工艺，喷金是电容器制造过程中必不可少的工序,并且是重要的关键工序，喷金质量的优劣直接影响着电容器的性能和寿命。本发明中，基于喷金机的工作原理，对喷金距离、喷金颗粒、压缩空气等方面进行研究，为提高喷金质量，需控制喷金颗粒到电容芯子单面的温度，控制喷金颗粒的粗细，控制喷金气体压力。

步骤四：赋能工艺，赋能工艺即对电容芯子施加一定电压，改进电容器的起始电性能。为此，本发明采取了多段式交流赋能、直流缓冲赋能以及瞬间高压脉冲赋能。

步骤五：焊接工艺，金属电极须焊接引脚，在焊接时，一是控制焊接压力，不使喷金层破损，同时引脚不能伤到金属电极和薄膜介质层；二是采用恒温焊接，控制锡点融化温度和焊锡时间，防止温度过高使材料损伤；三是用模具控制产品在焊接平台上的平整度，确保焊接质量。

步骤六：油浸工艺，电容芯子进行硅油浸渍前，先在高温和真空条件下对硅油中的水份进行多次排除，然后将电容芯子浸渍于硅油中，在高负压状态下，控制适当时间，以排除电容芯子中的气体。

步骤七：灌封工艺，选用无稀释剂的聚氨酯或环氧树脂作为灌封材料，在真空条件下经加热后，对装壳后的电容芯子进行灌封，以排除电容芯子周围空气。

步骤八：电性能测试，对电容器的电性能测试主要包括：容量检查、损耗测试、交流电压测试、直流电压测试、DV/DT测试、IR测试、极壳电压测试、脉冲电压测试、高频损耗测试、10ESR测试和11ESL测试，同时还要进行抽检试验，抽检试验包括耐久性试验、高低温冲击容量变化试验、压力试验、耐湿负荷性能测试和碰撞震动测试。

通过上述实施例，本发明的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技术的人士应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims

1.一种金属化薄膜电容器，包括至少两层金属化薄膜，所述金属化薄膜包括薄膜介质层和间隔设置在薄膜介质层上的金属电极，相邻金属电极之间设有中间留边，其特征在于：所述金属电极包括基体和设于基体上的加厚部，相邻两层金属化薄膜中加厚部与另一层金属化薄膜上的中间留边相对应，金属化薄膜卷绕压制后，所述加厚部嵌入在中间留边内，加厚部贴紧在相邻基体之间。

2.根据权利要求1所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：所述薄膜介质层一端设有边上留边。

3.根据权利要求2所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：所述薄膜介质层另一端上金属电极的加厚部的厚度大于该薄膜介质层上其余金属电极的加厚部的厚度。

4.根据权利要求3所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：位于所述薄膜介质层端部的加厚部的厚度是该薄膜介质层上其余加厚部厚度的两倍。

5.根据权利要求3或4所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：相邻两层金属化薄膜中，位于所述薄膜介质层端部的加厚部与另一层薄膜介质层上设置边上留边一端同侧设置，并且相邻金属化薄膜的端面间隔形成与所述薄膜介质层端部的加厚部相对应的错边。

6.根据权利要求5所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：位于所述薄膜介质层端部的加厚部的宽度不超过错边和边上留边的宽度之和。

7.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：所述加厚部位于基体的中部。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：所述薄膜介质层和金属电极之间设有粘连层。

9.根据权利要求8中任意一项所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：所述粘连层为镍金属层或是钛金属层。

10.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种金属化薄膜电容器，其特征在于：所述中间留边为梯形间隙，所述加厚部为对应所述梯形间隙的梯形加厚部。