CN104319099A - 金属化薄膜及其制造方法、制造装置和电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空白留边宽度精度较高且可控的金属化薄膜及其制造装置、制造方法以及含有该金属化薄膜的电容器。该金属化薄膜是在基底薄膜的至少一侧表面具有金属蒸镀膜部、空白留边部以及位于该金属蒸镀膜部与该空白留边部之间的边界膜部。该边界膜部的厚度由该金属蒸镀膜部至该空白留边部逐渐减小，该边界膜部的宽度大于零小于20μm。边界膜部的宽度大于零小于20μm，空白留边部的宽度的变化幅度小精度高，从而能够显著降低电容器的介质损耗和串联等效电阻，有利于抑制电容器容量的波动，为生产高性能的电容器提供技术支持。

Description

金属化薄膜及其制造方法、制造装置和电容器

技术领域

本发明涉及金属化薄膜电容器领域，尤其是涉及一种金属化薄膜及其制造方法、制造装置以及含有该金属化薄膜的电容器。

背景技术

随着电子工业的飞速发展，电容器作为一种重要的储能电子元器件，应用越来越广泛。金属化薄膜电容器(即含有金属化薄膜的电容器)由于具有优异的机械性和电学性能，如柔性好、介电损耗低、耐高压、介电常数随温度与频率的变化小等，应用越来越广泛，并逐步取代传统电容器。金属化薄膜电容器因加工的需要，常常需要在薄膜上形成纵向(machine direction，MD)空白留边的部分。该空白留边的部分(空白留边部)与金属蒸镀膜部之间的连接处往往会形成边界膜部。该边界膜部对电容器的性能影响较大，边界膜部的宽度越大，电容器的发热越厉害，因而介质损耗(简称DF值)和串联等效电阻(简称ESR值)会增大。

传统的油喷射形成空白留边部的方式是在薄膜蒸镀金属蒸镀膜部之前先通过喷嘴将油直接喷至薄膜的特定位置，被油附着的部分形成遮蔽，金属不能附着在油上，从而形成空白留边部。油喷射的方式生产效率较高，且生产成本较低，但为使油喷嘴不接触到薄膜对薄膜造成伤害，必须将油喷嘴与薄膜隔开一定的距离，从而会使空白留边部与金属蒸镀膜部之间的边界膜部的宽度增大，形成20～1000μm的模糊边。如此形成的空白留边部的宽度的精度为在0.5mm左右，且会随着油喷嘴的调整、有喷嘴前薄膜运行时的摆动使得精度进一步降低，造成电容器容量的波动。

发明内容

基于此，有必要提供一种空白留边宽度精度较高且可控的金属化薄膜及其制造方法、制造装置以及含有该金属化薄膜的电容器。

一种金属化薄膜，在基底薄膜的至少一侧表面具有金属蒸镀膜部、空白留边部以及位于该金属蒸镀膜部与该空白留边部之间的边界膜部，所述边界膜部的厚度从所述金属蒸镀膜部至所述空白留边部逐渐减小，所述边界膜部的宽度大于零小于20μm。

在其中一个实施例中，所述空白留边部的宽度的精度在0～0.1mm之间。

在其中一个实施例中，所述基底薄膜为聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚苯亚甲萘薄膜或聚偏二氟乙烯薄膜。

在其中一个实施例中，所述金属蒸镀膜部与所述边界膜部为在所述基底薄膜上由铝与锌中的至少一种金属形成的一体结构。

在其中一个实施例中，所述空白留边部上覆盖有均匀的油层。

在其中一个实施例中，所述油层的油为硅油、氟油、石蜡油及全氟聚醚油中的至少一种。

一种电容器，含有上述任一实施例所述的金属化薄膜。

上述金属化膜的边界膜部宽度大于零小于20μm，空白留边部的宽度变化幅度小，从而能够显著降低电容器的介质损耗和串联等效电阻有利于抑制电容器容量的波动，为生产高性能的电容器提供技术支持。

一种金属化薄膜的制造方法，包括如下步骤：

通过喷油装置向印刷辊表面喷油，其中，所述印刷辊的表面设有用以在待加工的基底薄膜表面形成与预设的空白留边部图案对应的凸版图案；

通过所述印刷辊将油印刷在待加工的基底薄膜上形成与空白留边部图案相对应的均匀油层；

对涂油后的所述基底薄膜进行金属蒸镀处理，在所述基底薄膜上蒸镀金属蒸镀膜部，蒸镀的金属蒸镀膜部与涂油的空白留边部之间形成厚度逐渐减小的边界膜部，所述边界膜部的宽度大于零小于20μm。

在其中一个实施例中，所述油为硅油、氟油、石蜡油及全氟聚醚油中的至少一种。

在其中一个实施例中，涂油过程中的油温控制在80～200℃。

在其中一个实施例中，所述喷油装置的喷嘴与所述印刷辊之间的距离为1～20mm。

一种金属化薄膜的制造装置，包括涂油组件以及用以向待加工的基底薄膜蒸镀金属的金属蒸镀组件；沿所述基底薄膜的传送方向，所述涂油组件设在所述金属蒸镀组件之前；所述涂油组件包括喷油装置及印刷辊，所述喷油装置能够将油喷射在所述印刷辊上，所述印刷辊的表面设有用以在所述基底薄膜表面形成与预设的空白留边部图案对应的凸版图案，油能够经由所述凸版图案印刷在所述基底薄膜上形成与所述空白留边部图案对应的油层。

在其中一个实施例中，印刷辊的数量为一个。

在其中一个实施例中，所述印刷辊的数量为多个，多个所述印刷辊依次辊面贴接，所述喷油装置喷油至其中一所述印刷辊再依次传递至其他所述印刷辊。

在其中一个实施例中，所述金属化薄膜的制造装置还包括加热装置、温度监测装置，所述加热装置用以加热所述喷油装置内的油，所述温度监测装置用以监控所述喷油装置内油的温度。

通过将油均匀喷射到凸版印刷辊上，再让印刷辊与基底薄膜接触，将油印在基底薄膜上，通过油的遮蔽形成空白留边部，用这种方式形成的空白留边部与后续蒸镀的金属蒸镀膜部接触的边界膜部的宽度大于零小于20μm，并且整个空白留边部的宽度的精度能够控制在0～0.1mm之间，有利于降低电容器的介质损耗和串联等效电阻提高空白留边部的宽度的精度，减小电容器容量的波动。

附图说明

图1为本发明金属化薄膜的结构示意图；

图2为本发明一实施方式的金属化薄膜的制造装置的结构示意图；

图3为本发明一实施方式的金属化薄膜的制造方法流程示意图；

图4为实施例1制造的金属化薄膜的边界膜部宽度的检测示意图；

图5为对比例1制造的金属化薄膜的边界膜部宽度的检测示意图；

图中部分标号说明如下：

10-金属化薄膜，11-基底薄膜，12-金属蒸镀膜部，13-空白留边部，14-边界膜部；

100-金属化薄膜的制造装置，110-传送组件，112-传送辊，120-真空镀膜室，130-涂油组件，132-喷油装置，134-印刷辊，136-位置调节装置，140-金属蒸镀组件，150-卷绕装置；

200-基底薄膜。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明的金属化薄膜及其制造方法、制造装置和电容器进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，本发明一实施方式的金属化薄膜10是在基底薄膜11的至少一侧表面设有金属蒸镀膜部12、空白留边部13以及边界膜部14。其中，边界膜部14设在金属蒸镀膜部12与空白留边部13的交界处。

基底薄膜11选用高分子聚合物材料制作，并成型成薄膜形状。其中，高分子聚合物材料选用如聚丙烯薄膜、聚酯薄膜或聚苯硫醚薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚苯亚甲萘薄膜或聚偏二氟乙烯薄膜等合成高分子材料。这类材料具有优异的理化特性，如耐热性高、机械性能强、电气特性优良等。在其他实施方式中，可理解，基底薄膜11不限于上述材料。

金属蒸镀膜部12设在基底薄膜11的一侧表面或两侧表面，根据需要可设计金属图案，如条状、网格状等。金属蒸镀膜部12选用电晕劣化性较小的金属或金属合金制作，如铝、锌或铝锌合金等。铝锌合金具有优良的耐候性，能够适应多种环境，应用范围较广。此外，为进一步提高金属化薄膜10的耐候性，在其他实施方式中，还可以通过在金属蒸镀膜部12的表面覆盖一层油或者对金属蒸镀膜部12的表面进行表面氧化处理以形成耐候性更强的氧化层，防止对里层金属或金属合金在使用过程中的氧化。

基底薄膜11的表面上没有蒸镀金属蒸镀膜部12的部分即为空白留边部13。空白留边部13在基底薄膜11上纵向设置，为纵向留边。空白留边部13不限于设在基底薄膜11表面的两边，也可以在中部等位置。

金属蒸镀膜部12与基底薄膜11之间的交界处形成边界膜部14。边界膜部14为蒸镀金属蒸镀膜部12时向空白留边部的延伸，因而，边界膜部14的宽度越小，金属化薄膜10的性能越高，制作的电容器的波动性越小且介质损耗和串联等效电阻越低。边界膜部14的厚度随金属蒸镀膜部12至空白留边13逐渐降低。在本实施方式中，边界膜部14的宽度大于零小于20μm，相较传统的金属化薄膜，宽度显著降低。

本实施方式的空白留边部13的宽度的精度(即变化幅度)在0～0.1mm之间，精度高，是在基底薄膜11上非常好的留边。进一步，在本实施方式中，空白留边部13上覆盖有油层。油层均匀覆盖在空白留边部13上。油层的油为硅油、氟油、石蜡油(矿物油)及全氟聚醚油中的至少一种。优选为氟油和全氟聚醚油等。油层主要用于在蒸镀金属蒸镀膜部12时避免金属沉积在基底薄膜11上，保证空白留边部13的形成。可理解，在其他实施方式中，在金属蒸镀结束后，可除去该油层。

该金属化薄膜10可广泛应用在电容器领域。通过设定特定的边界膜部宽度，如大于零小于20μm，能够减小空白留边部的宽度变化幅度，从而能够降低电容器的介质损耗和串联等效电阻有利于抑制电容器容量的波动，同时还可以增加电容器的耐压性和稳定性，为生产高性能的电容器提供技术支持。

本实施方式还提供了一种用于制造上述金属化薄膜的制造装置100，如图2所示。该制造装置100包括传送组件110、真空镀膜室120、涂油组件130、金属蒸镀组件140及卷绕装置150。

传送组件110用于传送待加工的基底薄膜200。传送组件110由多个传送辊112构成。基底薄膜200能够由传送辊112驱动前进。传送辊112可位于真空镀膜室120内，也可以位于真空镀膜室120外。可理解，在其他实施方式中，该制造装置100也可以采用其他机构传送基底薄膜200，不限于传送辊112。

真空镀膜室120为在蒸镀金属过程中提供真空环境，其由抽真空装置及封闭腔室构成。

沿基底薄膜200的传送方向，涂油组件130设在金属蒸镀组件140之前，用于向基底薄膜200上涂布油并形成与空白留边部图案对应的油层。在本实施方式中，涂油组件130包括喷油装置132、印刷辊134及位置调节装置136。

喷油装置132由油槽、加热器及喷口等部件构成。油槽用于盛放油，如硅油、氟油、石蜡油(矿物油)及全氟聚醚油等。加热器用于对油槽进行加热以形成油蒸汽从喷口喷出。

印刷辊134为凸版印刷辊，其表面具有用以在基底薄膜200的表面形成与预设的空白留边部图案对应的凸版图案。从喷口喷出的油喷射至印刷辊134，印刷辊134与基底薄膜200接触，油可通过该印刷辊134印刷在基底薄膜200的相应位置形成与空白留边部图案对应的油层。

位置调节装置136用以喷油装置132与印刷辊134之间的距离，具体是喷油装置132的喷口与印刷辊134之间的距离，如调节喷油装置132的喷口与印刷辊134之间的距离为1～20mm等，以控制在印刷辊134上形成合适厚度的油层。

印刷辊134的数量可以为一个，也可以为多个，多个印刷辊134依次辊面贴接，喷口喷油至其中一印刷辊再依次传递至其他印刷辊。使用多个印刷辊，可以在最终与基底薄膜200接触的印刷辊表面形成更为均匀的油层，从而基底薄膜200上得到的油层也更为均匀，边界更为分明。

印刷辊134的转速保持与基底薄膜200的传递速度一致，以使油均匀的涂布在基底薄膜200的表面。

此外，为进一步提高对涂油精度的控制，该涂油组件还包括温度监测装置、温度监测装置用以监控喷油装置内油的温度，如控制喷油的温度在80～200℃之间等。温度监控装置可以为电子温度计等。温度监测装置将监控的温度参数传送至控制系统，并由控制系统根据这些参数对涂油精度进行控制，以喷出均匀的油。可理解，油槽内的温度对油喷射的流量及速率都有较大的影响，并最终影响喷射在印刷辊134上的油层的厚度，因此，通过对温度参数的监控，并调节至合适的参数范围，以达到最终在印刷辊134上油层厚度均匀且边界分明的效果。

金属蒸镀组件140位于涂油组件130之后，用于在涂油后具有与空白留边部图案对应的油层的基底薄膜上蒸镀金属。由于金属不能附着沉积在油层上，因此，涂油油层的部位即形成空白留边部，其他部位蒸镀有金属形成金属蒸镀膜部。

卷绕装置150用于将制造好的金属化薄膜回卷或叠层，配合剪切装置将金属化薄膜纵向切成必要的宽度，成为卷轴。

进一步，本实施方式还提供了一种金属化薄膜的制造方法，其使用但不限于上述制造装置100，如图3所示，该制造方法至少包括如下步骤：

步骤S310，通过喷油装置向印刷辊表面喷油，该印刷辊的表面设有与预设的空白留边部图案对应的凸版图案。

油可以为硅油、氟油、石蜡油及全氟聚醚油中的至少一种。优选为氟油和全氟聚醚油等。

在本实施方式中，涂油过程中的油温控制在80～200℃，优选为120～125℃。喷油装置的喷嘴与印刷辊之间的距离为1～20mm，优选为7mm。

步骤S320，通过印刷辊将油印刷在待加工的基底薄膜上形成与空白留边部图案相对应的均匀油层。

步骤S330，对涂油后的基底薄膜进行金属蒸镀处理，在基底薄膜上蒸镀金属蒸镀膜部，蒸镀的金属蒸镀膜部与涂油的空白留边部之间形成厚度逐渐减小的边界膜部宽度，该边界膜部宽度的宽度大于零小于20μm。

本实施方式通过印刷辊将油印刷在基底薄膜表面，较之传统的直接喷油在基底薄膜表面的方式，可以使基底薄膜上的油层覆盖更为均匀，且边界更为分明。用这种方式形成的空白留边部与后续蒸镀的金属蒸镀膜部接触的边界膜部的宽度大于零小于20μm，并且整个空白留边部的宽度的精度能够控制在0～0.1mm之间，有利于降低电容器的介质损耗和串联等效电阻提高空白留边部的宽度的精度，减小电容器容量的波动。

以下为实施例与对比例部分

实施例1

采用上述金属化薄膜的制造装置100，在蒸镀金属前，先将油喷射至凸版印刷辊上，通过印刷辊将油印刷在基底薄膜上，再蒸镀金属，形成金属化薄膜。

其中，涂油过程中的参数控制如下：

涂油过程中的油温控制在120～125℃，喷油装置的喷嘴与印刷辊之间的距离为7mm。

如图4所示，经过检测，该金属化薄膜的边界膜部的宽度为5.752μm。

对比例1

采用如背景技术部分所述的油喷射的方式，

其中，喷油过程中的参数控制如下：

喷油过程中的油温控制在110～120℃，喷油装置的喷嘴与基底薄膜之间的距离为0.08mm。

如图5示，经过检测，该金属化薄膜的边界膜部的宽度为70.939μm。

下面表1是分别采用实施例1与对比例1的留边形成方式制得的空白留边部的宽度的精度的对比试验数据：

表1

下面表2是分别采用实施例1与对比例1的留边形成方式做成金属化薄膜电容器关于介质损耗(简称DF值)和串联等效电阻(简称ESR值)的对比试验数据：

表2

通过对比可以看出，采用实施例1的制造方法，即先将油喷射至凸版印刷辊上，通过印刷辊将油印刷在基底薄膜上，再蒸镀金属，得到的金属化薄膜上的边界膜部的宽度明显降低，且形成的空白留边部的宽度精度显著提高，这有利于降低电容器的介质损耗和串联等效电阻提高电动器产品的稳定性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种金属化薄膜，其特征在于，在基底薄膜的至少一侧表面具有金属蒸镀膜部、空白留边部以及位于所述金属蒸镀膜部与所述空白留边部之间的边界膜部，所述边界膜部的厚度从所述金属蒸镀膜部至所述空白留边部逐渐减小，所述边界膜部的宽度大于零小于20μm。

2.如权利要求1所述的金属化薄膜，其特征在于，所述空白留边部的宽度的精度在0～0.1mm之间。

3.如权利要求1或2所述的金属化薄膜，其特征在于，所述基底薄膜为聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚苯亚甲萘薄膜或聚偏二氟乙烯薄膜。

4.如权利要求1或2所述的金属化薄膜，其特征在于，所述金属蒸镀膜部与所述边界膜部为在所述基底薄膜上由铝与锌中的至少一种金属形成的一体结构。

5.如权利要求1或2所述的金属化薄膜，其特征在于，所述空白留边部上覆盖有均匀的油层。

6.如权利要求5所述的金属化薄膜，其特征在于，所述油层的油为硅油、氟油、石蜡油及全氟聚醚油中的至少一种。

7.一种电容器，其特征在于，含有如权利要求1～6中任一项所述的金属化薄膜。

8.一种金属化薄膜的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过喷油装置向印刷辊表面喷油，其中，所述印刷辊的表面设有用以在待加工的基底薄膜表面形成与预设的空白留边部图案对应的凸版图案；

通过所述印刷辊将油印刷在待加工的基底薄膜上形成与空白留边部图案相对应的均匀油层；

对涂油后的所述基底薄膜进行金属蒸镀处理，在所述基底薄膜上蒸镀金属蒸镀膜部，金属蒸镀膜部与涂油的空白留边部之间形成厚度逐渐减小的边界膜部，所述边界膜部的宽度大于零小于20μm。

9.如权利要求8所述的金属化薄膜的制造方法，其特征在于，所述油为硅油、氟油、石蜡油及全氟聚醚油中的至少一种。

10.如权利要求8或9所述的金属化薄膜的制造方法，其特征在于，涂油过程中的油温控制在80～200℃。

11.如权利要求8或9所述的金属化薄膜的制造方法，其特征在于，所述喷油装置的喷嘴与所述印刷辊之间的距离为1～20mm。

12.一种金属化薄膜的制造装置，其特征在于，包括涂油组件以及用以向待加工的基底薄膜蒸镀金属的金属蒸镀组件；沿所述基底薄膜的传送方向，所述涂油组件设在所述金属蒸镀组件之前；所述涂油组件包括喷油装置及印刷辊，所述喷油装置能够将油喷射在所述印刷辊上，所述印刷辊的表面设有用以在所述基底薄膜表面形成与预设的空白留边部图案对应的凸版图案，油能够经由所述凸版图案印刷在所述基底薄膜上形成与所述空白留边部图案对应的油层。

13.如权利要求12所述的金属化薄膜的制造装置，其特征在于，印刷辊的数量为一个。

14.如权利要求12所述的金属化薄膜的制造装置，其特征在于，所述印刷辊的数量为多个，多个所述印刷辊依次辊面贴接，所述喷油装置喷油至其中一所述印刷辊再依次传递至其他所述印刷辊。

15.如权利要求13或14所述的金属化薄膜的制造装置，其特征在于，还包括加热装置、温度监测装置，所述加热装置用以加热所述喷油装置内的油，所述温度监测装置用以监控所述喷油装置内油的温度。