CN105551797A - 膜电容器 - Google Patents
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Abstract
一种膜电容器通过在厚度方向上堆叠金属化膜而形成。在金属化膜的每一者中,在电介质膜的表面上形成金属电极。电介质膜包括高电介质层和低电介质层,高电介质层具有相对高的高电介质填料含量,低电介质层具有相对低的高电介质填料含量或者不包含高电介质填料。低电介质层被设置在以下位置的至少一者上:即,位于高电介质层与金属电极之间的位置,以及位于高电介质层的与金属电极相反的一侧的位置。
Description
技术领域
本发明涉及膜电容器,更具体地说,涉及具有卓越的电气特性的膜电容器。
背景技术
传统上,通过在由聚丙烯等制成的电介质膜的表面上气相沉积诸如铝之类的金属而获得的金属化膜电容器(也称为金属气相沉积电极型电容器)具有耐高压、低损耗的电气特性,因此,被采用在于诸如家用电器行业和汽车行业之类的多种工业领域中。
近几年,为了极大地改变电容器本身的电容,已经开发出膜电容器,膜电容器包括具有高电容率(electricpermittivity)的电介质膜,这些电介质膜包含VdF基聚合物、钛酸钡基粒子等。这种传统技术在公开号为2009-277866的日本专利申请(JP2009-277866A)中公开。
公开号为2009-277866的日本专利申请(JP2009-277866A)中公开的膜电容器是通过缠绕或堆叠金属化膜而形成的膜电容器,每个金属化膜具有在膜体的表面上形成的金属膜。膜体由与聚偏二氟乙烯(PVDF)相比具有更高电容率的材料制成,并且被调整,以使在金属化膜之间形成的空气层的厚度变得等于预定厚度,该预定厚度使得能够获得所需电容。
一般通过在基材上施加聚合物溶液,且使聚合物溶液变干来制备在此类膜电容器中采用的电介质膜。因此,众所周知,在电介质膜表面(变干的表面)上形成由表面粗糙导致的微凸体,但是位于基材侧的电介质膜表面基本平滑。因此,对于膜电容器而言,当缠绕或堆叠金属化膜以制造膜电容器时,由于电介质膜具有表面粗糙,因此可能在彼此相邻的金属化膜之间(具体而言,在一个金属化膜的电介质膜表面(变干的表面)上形成的金属膜(金属电极)的表面与邻近所述一个金属化膜的另一金属化膜的电介质膜的相反表面(reversesurface)(位于基材侧的表面)之间)产生气隙。具体而言,具有高电容率的电介质膜(其包含钛酸钡基粒子等)的硬度和表面粗糙度与不包含上述粒子的电介质膜相比更大。因此,可能在彼此相邻的金属化膜之间存在气隙,而无法确保所需电容。
如果为了处理上述问题而对电介质膜进行平滑处理以降低表面粗糙度,膜电容的耐久性则可能降低。
发明内容
本发明提供一种膜电容器,其包括具有高电容率且包含钛酸钡基粒子等的电介质膜,该膜电容器可通过简单的配置确保所需电容。
本发明的一方面涉及一种膜电容器,其通过在厚度方向上堆叠金属化膜而形成,其中在所述金属化膜的每一者中,在电介质膜的表面上形成金属电极。所述电介质膜包括高电介质层和低电介质层,所述高电介质层具有相对高的高电介质填料含量,所述低电介质层具有相对低的所述高电介质填料的含量或者不包含所述高电介质填料。所述低电介质层被设置在以下位置的至少一者上:即,位于所述高电介质层与所述金属电极之间的位置,以及位于所述高电介质层的与所述金属电极相反的一侧的位置。
用于形成构成根据本发明的上述方面的膜电容器的电介质膜的材料的实例包括纸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、以及聚酰亚胺酰胺。在所述电介质膜的表面上形成的金属电极可通过在所述电介质膜的表面上设置金属箔或在所述电介质膜的表面上气相沉积汽化金属而形成。用于形成所述金属箔或所述汽化金属的材料的实例包括诸如铝(Al)、锌(Zn)、锡(Sn)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)和铬(Cr)之类的金属,以及这些金属的合金。所述汽化金属可通过真空膜沉积法形成,例如真空蒸镀法、溅镀法或激光烧蚀法。
所述电介质膜中包括的高电介质填料是电容率至少高于形成电介质膜的材料的电容率的填料。用于形成高电介质填料的材料的实例包括陶瓷基粒子,例如钛酸钡基粒子和锆钛酸铅基粒子。所述高电介质填料可进一步包含偶联剂、表面活性剂等。
而且,根据本发明的上述方面的膜电容器可通过使多对所述金属化膜在厚度方向上彼此重叠,或者在绕组芯部的周围缠绕一对所述金属化膜而形成。在所述金属化膜被缠绕在所述绕组芯部周围的情况下,所述绕组芯部可以是具有预定的剖面形状的轴形芯部构件,或者是中空芯部。
对于根据本发明的上述方面的膜电容器,在以下位置的至少一者上设置相对具有弹性的低电介质层:即,位于所述高电介质层与所述金属电极之间的位置,以及位于所述高电介质层的与所述金属电极相反的一侧的位置。因此,当通过堆叠分别包括含有所述高电介质填料的所述电介质膜的所述金属化膜来制造所述膜电容器时,可以通过采用所述低电介质层,增加在一个金属化膜的所述电介质膜表面上形成的所述金属电极的表面与邻近所述一个金属化膜的另一金属化膜的所述电介质膜的相反表面之间的接触性(接触程度)。因此,可以减少在彼此相邻的所述金属化膜之间产生的气隙,从而可确保所需电容。
在根据本发明的上述方面的膜电容器中,所述金属电极可被设置在所述高电介质层的表面上,并且所述低电介质层可被设置在所述高电介质层的另一表面上,在该另一表面上未设置所述金属电极。
根据上述配置,当通过堆叠分别包括含有所述高电介质填料的所述电介质膜的所述金属化膜来制造所述膜电容器时,被设置在邻近另一金属化膜的一个金属化膜的所述电介质膜的相反表面侧的所述低电介质层(换言之,被设置在所述高电介质层的与所述金属电极相反的一侧的所述低电介质层,即,与在所述另一金属化膜的所述电介质膜的表面上形成的所述金属电极的表面接触的接触部)沿着在所述另一金属化膜的所述电介质膜的表面上形成的金属电极的表面上的微凸体(由于所述电介质膜的表面粗糙导致的微凸体)变形。因此,可以增加在所述另一金属化膜的所述电介质膜的表面上形成的所述金属电极的表面与邻近所述另一金属化膜的所述一个金属化膜的所述电介质膜的相反表面之间的接触性(接触程度)。这样,可更有效地减少在彼此相邻的所述金属化膜之间产生的气隙,从而可以更可靠地确保所需电容。
根据上述描述可理解,在根据本发明的上述方面的膜电容器中,所述电介质膜包括高电介质层和低电介质层,所述高电介质层具有相对高的高电介质填料含量,所述低电介质层具有相对低的所述高电介质填料的含量或者不包含所述高电介质填料。所述低电介质层被设置在以下位置的至少一者上:即,位于所述高电介质层与所述金属电极之间的位置,以及位于所述高电介质层的与所述金属电极相反的一侧的位置。因此,可通过简单的配置确保所需电容。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业意义,在所述附图中,相同的附图标记表示相同的部件,其中:
图1是示出根据本发明的第一实施例的膜电容器的基本配置的透视图;
图2是示出图1所示的膜电容器的内部配置的纵向剖视图;
图3是示出根据本发明的第二实施的膜电容器的内部配置的纵向剖视图;
图4是示出根据本发明的第三实施的膜电容器的内部配置的纵向剖视图;以及
图5是示出作为试验样本的每个膜电容器的低电介质层的厚度与电容发生率之间的关系的视图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。下文主要描述这样一种模式:在该模式下,通过在厚度方向上使多对基本呈矩形的金属化膜彼此重叠而形成膜电容器(的堆叠体)。但是,也可通过在绕组芯部(windingcore)的周围缠绕一对细长型金属化膜而形成该膜电容器(的堆叠体)。在其中金属化膜被缠绕在绕组芯部周围的情况下,绕组芯部可以是具有预定截面形状的轴形芯部构件,也可以是不包括芯部构件的中空芯部。
(第一实施例)图1是示出根据本发明的第一实施例的膜电容器的基本配置的透视图。图2是示出图1所示的膜电容器的内部配置的纵向剖视图。在图2中,为了易于理解,以加强的方式(夸大的方式)示出构成膜电容器的电介质膜的表面微凸体(由电介质膜的表面粗糙导致的微凸体(不平整))。
图中所示的膜电容器10主要包括基本呈矩形的堆叠体5和外部电极9a和9b。通过堆叠金属化膜5a和5b而形成堆叠体5,其中沿厚度方向(图中的Z方向),分别在基本呈矩形的电介质膜1a和1b的表面上形成金属电极2a和2b。分别在堆叠体5的两个相反的侧部6a和6b(它们在所示实例中的横向(图中的X方向)上彼此相反)上形成外部电极9a和9b。
通过使多对金属化膜5a和5b在厚度方向上彼此重叠而形成堆叠体5。在金属化膜5a和5b中,构成内部电极的、采取膜形式的金属电极2a和2b分别被设置在一对电介质膜1a和1b的表面上,电介质膜1a和1b中的每一者具有大约几微毫米(micromillimeter)到几十微毫米的厚度。金属化膜5a和5b中的一者构成正电极,另一者构成负电极。通过交替地堆叠分别构成正电极的金属化膜和分别构成负电极的金属化膜而形成堆叠体5。
通过将诸如锌之类的熔融金属热喷涂到堆叠体5的侧部6a和6b这两者上,以使熔融金属附着到侧部6a和6b这两者的表面上而形成外部电极(也称为“喷镀金属电极”或喷涂金属电极)9a和9b。
用于形成电介质膜1a和1b的材料的实例包括纸、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏二氟乙烯、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、以及聚酰亚胺酰胺(polyimideamide)。可通过在电介质膜1a和1b的表面中的每一者上设置金属箔或在电介质膜1a和1b的表面中的每一者上气相沉积汽化金属(evaporatedmetal)而在电介质膜1a和1b的表面上形成金属电极2a和2b。用于形成金属箔或汽化金属的材料的实例包括诸如铝(AL)、锌(Zn)、锡(Sn)、铜(Cu)、铁(Fe)、镍(Ni)和铬(Cr)之类的金属,以及这些金属的合金。汽化金属可通过真空膜沉积法形成,例如真空蒸镀法、溅镀法或激光烧蚀法。
如图2所示,构成堆叠体5的电介质膜1a和1b的每一者包括高电介质层3a或3b和低电介质层4a或4b,高电介质层具有相对高的高电介质填料含量(相对高的含量百分比)(即,具有高电容率的高电介质层3a或3b),低电介质层具有相对低的高电介质填料含量(相对低的含量百分比)或不包含高电介质填料(即,具有低电容率的低电介质层4a或4b)。低电介质层4a或4b被设置在高电介质层3a或3b的最外侧表面上,该最外侧表面位于与金属电极2a或2b相反的一侧(换言之,低电介质层4a或4b被设置在高电介质层3a或3b的与金属电极2a或2b相反的一侧,即,低电介质层4a或4b被设置在电介质膜1a或1b的相反表面侧)。也就是说,电介质膜1a和1b的每一者具有由低电介质层4a或4b和高电介质层3a或3b构成的双层结构;这些低电介质层和高电介质以此次序从相反表面侧(与在电介质膜1a或1b的表面上形成的金属电极2a或2b相反的一侧)起设置。
在电介质膜1a和1b的每一者中包括的高电介质填料是电容率至少高于形成电介质膜的材料的电容率的填料。形成高电介质填料的材料的实例包括陶瓷基粒子,例如钛酸钡基粒子和锆钛酸铅基粒子。高电介质填料可进一步包含偶联剂、表面活性剂等。
在按照上述方式配置的膜电容器10中,母线(busbar)例如通过焊接附接到外部电极9a和9b的每一者上。处于此状态下的膜电容器10被由环氧树脂等制成的造型材料覆盖。
因此,在根据本发明的第一实施例的膜电容器10中,电介质膜1a和1b的每一者包括高电介质层3a或3b和低电介质层4a或4b,高电介质层具有相对高的高电介质填料含量,低电介质层具有相对低的高电介质填料含量或不包含高电介质填料。相对具有弹性的低电介质层4a或4b被设置在高电介质层3a或3b的最外侧表面上,该最外侧表面位于与金属电极2a或2b相反的一侧(换言之,低电介质层4a或4b被设置在高电介质层3a或3b的与金属电极2a或2b相反的一侧)。这样,当包括含有高电介质填料的电介质膜1a和1b的金属化膜5a和5b被堆叠以制造膜电容器10时,在邻近另一金属化膜5a或5b的金属化膜5a或5b的电介质膜1a或1b的相反表面侧设置的低电介质层4a或4b(换言之,在高电介质层3a或3b的与金属电极2a或2b相反的一侧设置的低电介质层4a或4b,即,在与另一金属化膜5b或5a的电介质膜1b或1a的表面上形成的金属电极2b或2a的表面接触的接触部中设置的低电介质层4a或4b)沿着在另一金属化膜5b或5a的电介质膜1b或1a的表面上形成的金属电极2b或2a的表面的微凸体(不平整)(由电介质膜1b或1a的表面粗糙导致的微凸体)变形。因此,可以增加在另一金属化膜5b或5a的电介质膜1b或1a的表面上形成的金属电极2b或2a的表面与邻近另一金属化膜5b或5a的金属化膜5a或5b的电介质膜1a或1b的相反表面之间的接触性(接触程度)。因此,可以减少彼此相邻的金属化膜之间的气隙,从而可确保所需电容。
(第二实施例)图3是示出根据本发明的第二实施的膜电容器的内部配置的纵向剖视图。图3所示的根据本发明的第二实施例的膜电容器10A与图1和2所示的根据本发明的第一实施例的膜电容器10的不同之处在于电介质膜的内部结构,而在其它配置细节上与根据本发明的第一实施例的膜电容器10基本相同。因此,将省略与根据本发明的第一实施例的膜电容器10的配置相同的配置的详细描述。
在本发明的该第二实施例中,构成膜电容器10A的堆叠体5A的电介质膜1aA和1bA中的每一者包括高电介质层3aA或3bA和低电介质层4aA或4bA,高电介质层具有相对高的高电介质填料含量(相对高的含量百分比)(即,具有高电容率的高电介质层3aA或3bA),低电介质层具有相对低的高电介质填料含量(相对低的含量百分比)或不包含高电介质填料(即,具有低电容率的低电介质层4aA或4bA)。低电介质层4aA或4bA被设置在高电介质层3aA或3bA与金属电极2aA或2bA之间(即,低电介质层4aA或4bA被设置在电介质膜1aA或1bA的表面侧)。也就是说,电介质膜1aA和1bA的每一者具有由高电介质层3aA或3bA和低电介质层4aA或4bA构成的双层结构,这些高电介质层和低电介质层以此次序从相反表面侧(与在电介质膜1aA或1bA的表面上形成的金属电极2aA或2bA相反的一侧)起设置。
在根据本发明的第二实施例的该膜电容器10A以及根据本发明的第一实施例的膜电容器10中,当包括含有高电介质填料的电介质膜1aA和1bA的金属化膜5aA和5bA被堆叠以制造膜电容器10A时,介于高电介质层3aA或3bA与金属电极2aA或2bA之间的相对具有弹性的低电介质层4aA或4bA的每一者发生变形。因此,在金属化膜5aA或5bA的电介质膜1aA或1bA的(低电介质层4aA或4bA的)表面上形成的金属电极2aA或2bA(即,具有由电介质膜1b或1a的表面粗糙导致的微凸体的金属电极2aA或2bA)沿着相邻的金属化膜5bA或5aA的电介质膜1bA或1aA的相反表面(即,高电介质层3bA或3aA的表面,该表面位于与金属电极2bA或2aA相反的一侧)变形。因此,可以增加在金属化膜5aA或5bA的电介质膜1aA或1bA的表面上形成的金属电极2aA或2bA的表面与邻近金属化膜5aA或5bA的金属化膜5bA或5aA的电介质膜1bA或1aA的相反表面之间的接触性(接触程度)。因此,可以减少在彼此相邻的金属化膜之间产生的气隙,从而可确保所需电容。
(第三实施例)图4是示出根据本发明的第三实施的膜电容器的内部配置的纵向剖视图。图4所示的根据本发明的第三实施例的膜电容器10B与图1到3所示的根据本发明的第一和第二实施例的膜电容器10和10A的不同之处在于电介质膜的内部结构,而且在其它配置细节上与根据本发明的第一和第二实施例的膜电容器10和10A基本相同。因此,将省略与根据本发明的第一和第二实施例的膜电容器10和10A的配置相同的配置的详细描述。
在本发明的第三实施例中,构成膜电容器10B的堆叠体5B的电介质膜1aB和1bB中的每一者包括高电介质层3aB或3bB和两个低电介质层4aaB或4baB以及4abB或4bbB,高电介质层具有相对高的高电介质填料含量(相对高的含量百分比)(即,具有高电容率的高电介质层3aB或3bB),低电介质层具有相对低的高电介质填料含量(相对低的含量百分比)或不包含高电介质填料(即,具有低电容率的两个低电介质层4aaB或4baB以及4abB或4bbB)。低电介质层4aaB或4baB中的一者被设置在高电介质层3aB或3bB与金属电极2aB或2bB之间(即,低电介质层4aaB或4baB中的一者被设置在电介质膜1aB或1bB的表面侧)。另一低电介质层4abB或4bbB被设置在高电介质层3aB或3bB的最外侧表面上,该最外侧表面位于与金属电极2aB或2bB相反的一侧(换言之,另一低电介质层4abB或4bbB被设置在高电介质层3aB或3bB的与金属电极2aB或2bB相反的一侧,即,另一低电介质层4abB或4bbB被设置在电介质膜1aB或1bB的相反表面侧)。也就是说,电介质膜1aB和1bB的每一者具有由低电介质层4abB或4bbB、高电介质层3aB或3bB以及低电介质层4aaB或4baB构成的三层结构,低电介质层4abB或4bbB、高电介质层3aB或3bB和低电介质层4aaB或4baB以此次序从相反表面侧(与在电介质膜1aB或1bB的表面上形成的金属电极2aB或2bB相反的一侧)起设置。
在根据本发明的第三实施例的膜电容器10B(通过堆叠包括电介质膜1aB和1bB的金属化膜5aB和5bB来制造)中,尽管电介质膜1aB或1bB本身的电容率可能降低,但是可以获得根据本发明的上述第一实施例的膜电容器10和根据本发明的上述第二实施例的膜电容器10A这两者的效果。因此,可以更有效地减少在彼此相邻的金属化膜之间产生的气隙,从而可更可靠地确保所需电容。
(测量作为试验样本的每个膜电容器的电容发生率(OccurrenceRatioofCapacitance)的实验,及其结果)发明人制造多个在电介质膜的内部结构方面彼此不同的试验样本(实例1到5和比较实例),并且执行每个试验样本的电容发生率的测量。
(制造作为试验样本的膜电容器的方法)将概述制造根据实例1到5的作为试验样本的每个膜电容器的方法。首先,发明人通过将不包含高电介质填料的聚偏氟乙烯(聚偏二氟乙烯(PVDF))溶液施加到基材上,然后使PVDF溶液变干来形成低电介质层。接着,发明人通过将浆料(通过在PVDF溶液中分散钛酸钡而获得)施加到干燥的低电介质层上,从而制造具有双层结构(由位于相反表面侧的低电介质层和位于表面(干燥表面)侧的高电介质层构成)的电介质膜来形成高电介质层。然后,发明人通过在电介质膜的高电介质层的表面(干燥表面)上气相沉积铝,从而制造构成正电极和负电极的金属化膜来形成金属电极。接着来,发明人通过堆叠构成正电极的金属化膜和构成负电极的金属化膜,以使构成正电极的金属化膜和构成负电极的金属化膜被置于彼此不同的位置来形成基本呈矩形的堆叠体(请参阅图2),并且构成正电极的金属化膜和构成负电极的金属化膜的端部(电极引出端部)被设置为在彼此相反侧突出。然后,发明人通过将由锌制成的熔融金属热喷涂到堆叠体的两个相反的侧部,以使通过熔融金属附着到电极引出端部的表面而形成外部电极来制造膜电容器(请参阅图1)。在此需要注意,根据实例1到5的低电介质层的厚度为各个电介质膜的总厚度的2.5%、5.0%、10.0%、15.0%和20.0%。
将概述制造根据比较实例的作为试验样本的膜电容器的方法。首先,发明人通过将浆料(通过在PVDF溶液中分散钛酸钡而获得)施加到基材上,然后使PVDF溶液变干来制造具有单层结构的电介质膜。接着,发明人通过借助在电介质膜的表面上气相沉积铝而形成金属电极来制造构成正电极和负电极的金属化膜。接着,发明人通过堆叠构成正电极的金属化膜和构成负电极的金属化膜,以使构成正电极的金属化膜和构成负电极的金属化膜被置于彼此不同的位置来形成基本呈矩形的堆叠体,并且构成正电极的金属化膜和构成负电极的金属化膜的端部(电极引出端部)被设置为在彼此相反侧突出。然后,发明人通过将由锌制成的熔融金属热喷涂到堆叠体的两个相反的侧部,以使通过熔融金属附着到电极引出端部的表面而形成外部电极来制造膜电容器。
(作为试验样本的每个膜电容器的电容发生率的测量结果)图5和下面的表1示出作为试验样本的每个膜电容器的低电介质层的厚度与电容发生率之间的关系。电容发生率是测量的电容与理论电容的比率(测量的电容/理论电容×100),并且指示在这种情况下,在施加500V之后测量的电容与理论电容的比率。
(表1)
如图5和表1所示,可确认在实例1到5中,与比较实例相比,电容发生率得到很大程度地(极大地)提高。具体而言,可确认在实例2到5的每一者中,低电介质层的厚度等于或大于电介质膜的总厚度的5.0%,电容发生率增加到大约90%。
该试验结果表明可通过简单的配置确保所需电容,在该配置中,电介质膜的每一者包括高电介质层和低电介质层,该高电介质层具有高的高电介质填料含量,该低电介质层不包含高电介质填料,并且相对具有弹性的低电介质层被设置在高电介质层的最外侧表面,该最外侧表面位于与金属电极相反的一侧(换言之,相对具有弹性的低电介质层被设置在高电介质层的与金属电极相反的一侧,即,低电介质层被设置在电介质膜的相反表面侧的接触部中,该接触部与在相邻的电介质膜的表面上形成的金属电极接触)。
尽管已经使用附图详细描述了本发明的实施例,但是具体配置不应限于本发明的这些实施例。处于本发明范围内的任何设计修改等都可被包括在本发明内。
Claims (5)
1.一种膜电容器,其通过在厚度方向上堆叠金属化膜而形成,其中在所述金属化膜的每一者中,在电介质膜的表面上形成金属电极,所述膜电容器的特征在于:
所述电介质膜包括高电介质层和低电介质层,所述高电介质层具有相对高的高电介质填料含量,所述低电介质层具有相对低的所述高电介质填料的含量或者不包含所述高电介质填料;并且
所述低电介质层被设置在以下位置的至少一者上:即,位于所述高电介质层与所述金属电极之间的位置,以及位于所述高电介质层的与所述金属电极相反的一侧的位置。
2.根据权利要求1所述的膜电容器,其中
所述金属电极被设置在所述高电介质层的表面上;并且
所述低电介质层被设置在所述高电介质层的另一表面上,在该另一表面上未设置所述金属电极。
3.根据权利要求1所述的膜电容器,其中
所述电介质膜具有由所述高电介质层和所述低电介质层构成的双层结构;并且
所述低电介质层被设置在所述高电介质层与所述金属电极之间。
4.根据权利要求1所述的膜电容器,其中:
所述电介质膜具有由所述高电介质层和两个所述低电介质层构成的三层结构;并且
所述低电介质层中的一者被设置在所述高电介质层与所述金属电极之间,所述低电介质层中的另一者被设置在所述高电介质层的与所述金属电极相反的一侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的膜电容器,其中多对所述金属化膜彼此重叠,或者一对所述金属化膜以所述金属化膜在所述厚度方向上堆叠的方式进行缠绕。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109844881A (zh) * | 2016-10-03 | 2019-06-04 | 布鲁技术公司 | 甚高电容的膜电容器及其制造方法 |
CN111341561A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-26 | 清华大学 | 一种双层介质薄膜及其制备方法和薄膜电容器 |
CN113678215A (zh) * | 2019-04-16 | 2021-11-19 | 捷德货币技术有限责任公司 | 具有提高的电容量的薄膜电容器 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BR212020023669U8 (pt) * | 2018-06-18 | 2023-02-07 | Siemens Ag | Capacitor e elemento de célula de capacitor de película |
CN114868215A (zh) * | 2019-12-20 | 2022-08-05 | 京瓷株式会社 | 薄膜电容器元件及薄膜电容器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4323948A (en) * | 1977-12-05 | 1982-04-06 | Westinghouse Electric Corp. | Capacitor structures with improved electrical stress capability |
US6341056B1 (en) * | 2000-05-17 | 2002-01-22 | Lsi Logic Corporation | Capacitor with multiple-component dielectric and method of fabricating same |
CN1374666A (zh) * | 2000-08-24 | 2002-10-16 | 奥克-三井有限公司 | 利用薄电介质的嵌入式电容器极板的形成 |
EP1734545A1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-20 | E.I.Du pont de nemours and company | Laser light-activated polymeric dieletric material |
CN102426918A (zh) * | 2010-08-09 | 2012-04-25 | 小岛冲压工业株式会社 | 叠层薄膜电容器及其制造方法 |
CN103339700A (zh) * | 2011-01-04 | 2013-10-02 | Oc欧瑞康巴尔采斯有限公司 | 用于制造高性能多层陶瓷电容器的方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1460183A (en) * | 1974-06-21 | 1976-12-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Metallized film capacitor |
JP2932550B2 (ja) * | 1989-12-27 | 1999-08-09 | 東レ株式会社 | コンデンサ用二軸延伸プラスチックフイルムおよびそれを用いたコンデンサ |
KR100947064B1 (ko) * | 2003-08-13 | 2010-03-10 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치의 커패시터 및 이를 구비하는 메모리 장치 |
KR100541551B1 (ko) * | 2003-09-19 | 2006-01-10 | 삼성전자주식회사 | 적어도 3층의 고유전막들을 갖는 아날로그 커패시터 및그것을 제조하는 방법 |
WO2009005555A2 (en) * | 2007-04-11 | 2009-01-08 | The Penn State Research Foundation | Methods to improve the efficiency and reduce the energy losses in high energy density capacitor films and articles comprising the same |
JP2009277866A (ja) | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Daikin Ind Ltd | フィルムコンデンサ及びその製造方法 |
JP5338282B2 (ja) * | 2008-12-01 | 2013-11-13 | ダイキン工業株式会社 | 積層型高誘電性フィルム |
US8228661B2 (en) * | 2009-08-10 | 2012-07-24 | Kojima Press Industry Co., Ltd. | Film capacitor and method of producing the same |
JP2014093502A (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-19 | Hitachi Aic Inc | 金属化フィルムコンデンサ |
CN104903982B (zh) * | 2012-11-21 | 2018-08-17 | 3M创新有限公司 | 包括第一介电层和第二介电层的多层膜 |
CN104937685A (zh) * | 2012-11-21 | 2015-09-23 | 3M创新有限公司 | 包括第一介电层和第二介电层的多层膜 |
-
2014
- 2014-10-28 JP JP2014219193A patent/JP2016086114A/ja active Pending
-
2015
- 2015-10-21 US US14/919,033 patent/US20160126016A1/en not_active Abandoned
- 2015-10-23 EP EP15191300.1A patent/EP3016120A1/en not_active Withdrawn
- 2015-10-26 CN CN201510701262.5A patent/CN105551797A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4323948A (en) * | 1977-12-05 | 1982-04-06 | Westinghouse Electric Corp. | Capacitor structures with improved electrical stress capability |
US6341056B1 (en) * | 2000-05-17 | 2002-01-22 | Lsi Logic Corporation | Capacitor with multiple-component dielectric and method of fabricating same |
CN1374666A (zh) * | 2000-08-24 | 2002-10-16 | 奥克-三井有限公司 | 利用薄电介质的嵌入式电容器极板的形成 |
EP1734545A1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-20 | E.I.Du pont de nemours and company | Laser light-activated polymeric dieletric material |
CN102426918A (zh) * | 2010-08-09 | 2012-04-25 | 小岛冲压工业株式会社 | 叠层薄膜电容器及其制造方法 |
CN103339700A (zh) * | 2011-01-04 | 2013-10-02 | Oc欧瑞康巴尔采斯有限公司 | 用于制造高性能多层陶瓷电容器的方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109844881A (zh) * | 2016-10-03 | 2019-06-04 | 布鲁技术公司 | 甚高电容的膜电容器及其制造方法 |
CN113678215A (zh) * | 2019-04-16 | 2021-11-19 | 捷德货币技术有限责任公司 | 具有提高的电容量的薄膜电容器 |
CN113678215B (zh) * | 2019-04-16 | 2023-06-27 | 捷德货币技术有限责任公司 | 具有提高的电容量的薄膜电容器 |
CN111341561A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-26 | 清华大学 | 一种双层介质薄膜及其制备方法和薄膜电容器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3016120A1 (en) | 2016-05-04 |
US20160126016A1 (en) | 2016-05-05 |
JP2016086114A (ja) | 2016-05-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160504 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |