CN106935404A - 箔片电容器和用于生产箔片电容器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及箔片电容器和用于生产箔片电容器的方法，所述箔片电容器具有包括非导电第一膜和第二膜以及导电第一金属层和第二金属层的层布置，其中第一金属层形成第一齿，其中第二金属层形成第二齿，其中层布置被布置成在层布置的纵向方向上卷起并且第一齿和第二齿以及第一切口和第二切口被布置成使得第一金属层的相互堆叠地布置的部分的第一齿以及第二金属层的相互堆叠地布置的部分的第二切口在第一金属层的法向方向上延伸的至少一个第一行中以对齐方式相互堆叠地布置，并使得第二金属层的相互堆叠地布置的部分的第二齿以及第一金属层的相互堆叠地布置的部分的第一切口在第一金属层的法向方向上延伸的至少一个第二行中以对齐方式相互堆叠地布置。
Description
技术领域
本发明涉及箔片电容器和用于生产箔片电容器的方法。
背景技术
由于箔片电容器的物理特性，箔片电容器不仅与任何其它电气部件一样包括期望的电容，而且始终包括还大体上被视为寄生电感的电感。特别地，在用于电力电子器件中的箔片电容器的状况下，希望箔片电容器具有尽可能低的电感，以便例如在电力半导体开关的电开关过程的状况下，避免电力半导体开关处的高开关电压尖峰。
DE 10 2014 110 053 A1公开一种箔片电容器，其中该箔片电容器具有实施为共轴连接以便减小箔片电容器的电感的电连接。布置在箔片电容器的壳体的内部中并形成箔片电容器的电容的层布置包括布置在层布置的相对面上的电层布置连接，使得箔片电容器包括从其共轴连接到层布置连接的相对长的馈电线，其中层布置连接布置在层布置的远离共轴连接的面上。然而，作为此相对长的馈电线的结果，箔片电容器仍包括相对高的电感。
发明内容
本发明的目的是提供一种包括低电感的箔片电容器。
此目的通过一种箔片电容器来实现，其中该箔片电容器具有包括非导电第一膜和第二膜以及导电第一金属层和第二金属层的层布置，其中第一金属层布置在第一膜与第二膜之间，并且第二膜布置在第一金属层与第二金属层之间，其中第一金属层包括在层布置的纵向方向上延伸并布置在箔片电容器的第一面上的横向第一边界区，该边界区包括在层布置的纵向方向上相互间隔开的第一切口，以使得第一金属层形成在第一切口之间沿着第一边界区布置的第一齿，其中第二金属层包括在层布置的纵向方向上延伸、布置在箔片电容器的第一面上并包括在层布置的纵向方向上相互间隔开的第二切口的横向第二边界区，以使得第二金属层形成在第二切口之间沿着第二边界区布置的第二齿，其中层布置被布置成在层布置的纵向方向上卷起并且第一齿和第二齿以及第一切口和第二切口被布置成使得第一金属层的相互堆叠地布置的部分的第一齿以及第二金属层的相互堆叠地布置的部分的第二切口在第一金属层的法向方向上延伸的至少一个第一行中以对齐方式相互堆叠地布置，并使得第二金属层的相互堆叠地布置的部分的第二齿以及第一金属层的相互堆叠地布置的部分的第一切口在第一金属层的法向方向上延伸的至少一个第二行中以对齐方式相互堆叠地布置。
此外，此目的是通过根据本发明的一种用于生产箔片电容器的方法来实现，其中第一边界区的边界结构(该边界结构是由第一齿和第一切口形成)以及第二边界区的边界结构(该边界结构是由第二齿和第二切口形成)是在通过处理第一金属层和第二金属层来卷起的层布置的过程期间产生。
方法的有利实施例以是类似于箔片电容器的有利实施例的方式产生，并且反之亦然。
本发明的有利实施例公开在从属权利要求中。
已被证明有利的是，至少一个第一行的第一齿通过在第一金属层的法向方向上延伸的导电第一接触层而相互导电地连接，并且至少一个第二行的第二齿通过在第一金属层的法向方向上延伸的导电第二接触层而相互导电地连接。这使得可以实现与层布置或与箔片电容器的可靠的电接触。
此外，已被证明有利的是，至少一个第一行的第一齿和至少一个第二行的第二齿超过第一膜和第二膜的边界边缘凸出，所述边界边缘布置在箔片电容器的第一面上，并且第一齿的超过第一膜和第二膜的边界边缘凸出的区由第一接触层以导电方式接触，并且第二齿的超过第一膜和第二膜的边界边缘凸出的区由第二接触层以导电方式接触，这是因为在此状况下，第一接触层和第二接触层以特别可靠的方式导电地连接到相应齿。
此外，已被证明有利的是，至少一个第一行的第一齿在其相应边界末端边缘处由第一接触层以导电方式接触，并且至少一个第二行的第二齿在其相应边界末端边缘处由第二接触层以导电方式接触，这是因为在此状况下，箔片电容器是以特别简单的方式构造。
此外，已被证明有利的是，第一接触层由被实施成提供与箔片电容器的电连接的导电第一连接元件以导电方式接触，并且第二接触层由被实施成提供与箔片电容器的电连接的导电第二连接元件以导电方式接触。连接元件的使用使得可以用导电且极可靠的方式将箔片电容器连接到例如电路板。
此外，已被证明有利的是，第一金属层和第二金属层在每一状况下是以金属箔片的形式存在，或第一金属层是以施加于第一膜的金属化层的形式存在，并且第二金属层是以施加于第二膜的金属化层的形式存在。这使得可以用简单且合理的方式生产箔片电容器。
此外，已被证明有利的是，卷起的层布置呈圆柱体、椭圆柱体或棱柱体的形式，这是因为在此状况下，这些是特别适用为层布置的几何形式的几何形式。
此外，已被证明有利的是，与箔片电容器的第一面相对地布置的箔片电容器的第二面是以与箔片电容器的第一面相同的方式实施。这使得如果箔片电容器布置在两个电路板之间，那么可以用导电方式和简单方式将该箔片电容器连接到两个电路板。
此外，已被证明有利的是，箔片电容器包括内部主体，其中层布置被布置成围绕内部主体而卷起，这是因为在此状况下，箔片电容器是以机械上极稳定的方式构造的。
附图说明
在附图中图示并且在下文中进一步解释本发明的一个实施例。在附图中：
图1图示根据本发明的箔片电容器的生产，
图2图示根据本发明的箔片电容器，以及
图3图示设有接触层的根据本发明的箔片电容器。
具体实施方式
应注意，附图特别地是不按比例图示实际大小比的示意性图示。
图1图示根据本发明的箔片电容器1的生产。图2图示根据本发明的箔片电容器1。
箔片电容器1包括层布置2，其中层布置2包括非导电第一膜23和第二膜25以及导电第一金属层24和第二金属层26。第一金属层24布置在第一膜23与第二膜25之间，并且第二膜25布置在第一金属层24与第二金属层26之间。第一膜23和第二膜25将第一金属层24和第二金属层26相互电隔离。第一金属层和第二金属层可例如以金属箔片的形式或以施加于第一膜和第二膜的金属化层的形式设置。第一膜23和第二膜25优选是由合成材料实施。第一金属层24和第二金属层26可例如由铜实施。
第一金属层24包括布置在箔片电容器1的第一面A上并在层布置2的纵向方向X上延伸并且包括在层布置2的纵向方向X上相互间隔开的第一切口9的横向第一边界区24'，以使得第一金属层24形成在第一切口9之间沿着第一边界区24'布置的第一齿4。第二金属层26包括布置在箔片电容器1的第一面A上并在层布置2的纵向方向X上延伸并且包括在层布置2的纵向方向X上相互间隔开的第二切口10的横向第二边界区26'，以使得第二金属层26形成在第二切口10之间沿着第二边界区26'布置的第二齿6。
第一边界区24’的边界结构(该边界结构是由第一齿4和第一切口9形成)以及第二边界区26'的边界结构(该边界结构是由第二齿6和第二切口10形成)可随着通过处理第一金属层24和第二金属层26来卷起的层布置2而产生。
在图1所图示的示例性实施例的状况下，第一金属层24和第二金属层26各自呈金属箔片的形式。随着层布置2被卷起，第一切口9借助由第一激光器21产生的激光束而从相应金属箔片切出，并且第二切口10借助由第二激光器22产生的激光束而从相应金属箔片切出。如果第一金属层24和第二金属层26呈施加于第一膜和第二膜的金属化层的形式，那么第一切口9和第二切口10可由于使相应金属化层蒸发而例如通过激光器21和22在相关位置产生。
或者，第一金属层24和第二金属层还可以自然地甚至提前均匀地设置有第一切口9和第二切口10，以使得层布置2容易在卷起层布置2的同时已经完成。第一膜23和第二膜25以及第一金属层24和第二金属层26还可相互层压，以使得层布置2也可按多层复合物的形式存在。
在层布置2已卷起之后，层布置2被布置成在层布置2的纵向方向X上围绕内部主体13卷起并且第一齿4和第二齿6以及第一切口9和第二切口10被布置成使得第一金属层24的部分S1(所述部分相互堆叠地布置)的第一齿4以及第二金属层26的部分S2(所述部分相互堆叠地布置)的第二切口10在第一金属层24的法向方向N上延伸的至少一个第一行15中以对齐方式相互堆叠地布置，并使得第二金属层26的部分S2(所述部分相互堆叠地布置)的第二齿6以及第一金属层24的部分S1(所述第一部分相互堆叠地布置)的第一切口9在第一金属层24的法向方向N上延伸的至少一个第二行16中以对齐方式相互堆叠地布置。第一金属层24的法向方向N相对于第一金属层24的主表面27以垂直方式延伸，其中第二膜25布置在主表面27上。图2图示呈实心长方形的形式的第一齿4的边界末端边缘7以及第二齿6的边界末端边缘8。
第一齿4在层布置2的纵向方向X上相互不均匀地间隔开a，并且第二齿4在层布置2的纵向方向X上相互不均匀地间隔开b。为了在齿之间实现相应不均匀的间隔a和b，第一切口9和第二切口10在层布置2的纵向方向X上具有不规则的长度。齿的间隔a和b可因此例如在相关金属层的一个部分中与相关金属层的遵循层布置2的纵向方向X上的部分的齿的间隔a和b相比不同。此外，相关金属层还可具有根本不具有任何齿的较长部分。第一齿4之间在层布置2的纵向方向X上的间隔a以及第二齿6之间在层布置2的纵向方向X上的间隔b具有一定长度，以使得在以卷起方式布置的层布置2的状况下，第一金属层24的部分S1(所述部分相互堆叠地布置)的第一齿4以及第二金属层26的部分S2(所述部分相互堆叠地布置)的第二切口10在第一金属层24的法向方向N上延伸的至少一个第一行15中以对齐方式相互堆叠地布置，并使得第二金属层26的部分S2(所述部分相互堆叠地布置)的第二齿6以及第一金属层24的部分S1(所述部分相互堆叠地布置)的第一切口9在第一金属层24的法向方向N上延伸的至少一个第二行16中以对齐方式相互堆叠地布置。应注意，在图1中，在示意性图示的框架内，齿之间的间隔a和b被图示为包括以简化的方式的恒定长度。
层布置2的特定数量的层可根据期望的电容而相互卷起来。在示例性实施例的状况下，图1中的层布置2在层布置2的卷起的过程结束时在位置14处被切断。
在层布置2已卷起之后(优选围绕内部主体13卷起)，内部主体13可保留在适当位置处或视情况可被移除。卷起的层布置2可例如呈圆柱体、椭圆柱体或棱柱体的形式。在示例性实施例的状况下，层布置2呈六棱柱体的形式。层布置2被布置成围绕内部主体13卷起。应注意，卷起的层布置2的纵向方向X在内部主体13的周向方向上延伸。层布置2的几何形式对应于内部主体13的几何形式。如果层布置2将包括椭圆柱体的形式，那么这也可例如由具有圆柱体的形式的层布置2产生，因为层布置2被压迫。在层布置2以椭圆柱体的几何形式实施的状况下，层布置2以及因此箔片电容器1在结构上以特别平坦的方式实施。
优选的是，如图3中以举例方式图示，至少一个第一行15的第一齿4通过在第一金属层24的法向方向N上延伸的导电第一接触层11而相互导电地连接，并且至少一个第二行16的第二齿6通过在第一金属层24的法向方向N上延伸的导电第二接触层12而相互导电地连接。
出于此目的，在示例性实施例的范围内，至少一个第一行15的第一齿4在其相应边界末端边缘7处由第一接触层11以导电方式接触，并且至少一个第二行16的第二齿6在其相应边界末端边缘8处由第二接触层12以导电方式接触。。
边界末端边缘7和8可按与第一膜23和第二膜25的边界边缘19和20齐平的方式邻接，所述边界边缘布置在箔片电容器1的第一面A上。至少一个第一行15的第一齿4也可因此仅仅在其相应边界末端边缘7处由第一接触层11以导电方式接触，并且至少一个第二行16的第二齿6也可因此仅仅在其相应边界末端边缘8处由第二接触层12以导电方式接触。
至少一个第一行15的第一齿4和至少一个第二行16的第二齿6还可超过第一膜23和第二膜25的边界边缘19和20凸出，所述边界边缘布置在箔片电容器1的第一面A上，其中第一齿4的超过第一膜23和第二膜25的边界边缘19和20凸出的区由第一接触层11以导电方式接触，并且第二齿6的超过第一膜23和第二膜25凸出的边界边缘19和20的区可由第二接触层12以导电方式接触。
为了产生第一接触层11和第二接触层12，优选的是，将实施接触层11和12的金属(例如，锡、锌、铝)以液体形式并通过压缩空气而喷涂到第一接触层11和第二接触层上。这样的用于施加金属层的方法传统上也被称为“金属化”。
箔片电容器1的第一接触层11和第二接触层12可通过例如焊接连接而直接连接到电路板上的导电导体迹线。由于电层布置连接(即，箔片电容器1的层布置2的第一齿4和第二齿6)布置在箔片电容器1或层布置2的面A上的事实，根据本发明的箔片电容器1不需要到布置在常用的箔片电容器的第二面上的电层布置连接的常用的相对长的供电线，该第二面与箔片电容器的第一面相对地布置。根据本发明的箔片电容器1因此仅包括非常低的电感。
如图3中以举例方式图示，第一接触层11还可由被实施成提供与箔片电容器1的电连接的导电第一连接元件17以导电方式接触，并且第二接触层12还可由被实施成提供与箔片电容器1的电连接的导电第二连接元件18以导电方式接触。第一连接元件17和第二连接元件18还可例如呈连接引脚的形式。第一连接元件17和第二连接元件18的端部区域可例如弯曲90°，以使得箔片电容器1可通过例如焊接连接借助第一连接元件17和第二连接元件18而连接到电路板上的导电导体迹线，并且因此箔片电容器1的第一面A被布置成面向电路板。
如图1中以举例方式图示，箔片电容器1的第二面B(所述第二面与根据本发明的箔片电容器1的第一面A相对地布置)可按与箔片电容器1的第一面A相同的方式实施。在此状况下，第一齿和第二齿布置在箔片电容器1的第一面A和第二面B上。布置在箔片电容器1的第一面A上的第一齿4和第二齿6可例如按导电方式连接到第一电路板，而布置在箔片电容器1的第二面B上的第一齿4'和第二齿6'可按导电方式连接到第二电路板。
Claims (10)
1.一种箔片电容器，具有包括非导电第一膜(23)和第二膜(25)以及导电第一金属层(24)和第二金属层(26)的层布置(2)，其中所述第一金属层(24)布置在所述第一膜(23)与所述第二膜(25)之间，并且所述第二膜(25)布置在所述第一金属层(24)与所述第二金属层(26)之间，其中所述第一金属层(24)包括在所述层布置(2)的纵向方向(X)上延伸并布置在所述箔片电容器(1)的第一面(A)上的横向第一边界区(24')，所述边界区包括在所述层布置(2)的所述纵向方向(X)上相互间隔开的第一切口(9)，以使得所述第一金属层(24)形成在所述第一切口(9)之间沿着所述第一边界区(24')布置的第一齿(4)，其中所述第二金属层(26)包括在所述层布置(2)的所述纵向方向(X)上延伸、布置在所述箔片电容器(1)的所述第一面(A)上并包括在所述层布置(2)的所述纵向方向(X)上相互间隔开的第二切口(10)的横向第二边界区(26')，以使得所述第二金属层(26)形成在所述第二切口(10)之间沿着所述第二边界区布置的第二齿(6)，其中所述层布置(2)被布置成在所述层布置(2)的所述纵向方向(X)上卷起并且所述第一齿(4)和所述第二齿(6)以及所述第一切口(9)和所述第二切口(10)被布置成使得：所述第一金属层(24)的相互堆叠地布置的部分(S1)的所述第一齿(4)以及所述第二金属层(26)的相互堆叠地布置的部分(S2)的所述第二切口(10)在所述第一金属层(24)的法向方向(N)上延伸的至少一个第一行(15)中以对齐方式相互堆叠地布置，并使得所述第二金属层(26)的相互堆叠地布置的部分(S2)的所述第二齿(6)以及所述第一金属层(24)的相互堆叠地布置的部分(S1)的所述第一切口(9)在所述第一金属层(24)的所述法向方向(N)上延伸的至少一个第二行(16)中以对齐方式相互堆叠地布置。
2.根据权利要求1所述的箔片电容器，其特征在于，所述至少一个第一行(15)的所述第一齿(4)通过在所述第一金属层(24)的所述法向方向(N)上延伸的导电第一接触层(11)而相互导电地连接，并且所述至少一个第二行(16)的所述第二齿(6)通过在所述第一金属层(24)的所述法向方向(N)上延伸的导电第二接触层(12)而相互导电地连接。
3.根据权利要求2所述的箔片电容器，其特征在于，所述至少一个第一行(15)的所述第一齿(4)和所述至少一个第二行(16)的所述第二齿(6)超过所述第一膜(23)和所述第二膜(25)的边界边缘(19、20)凸出，所述边界边缘布置在所述箔片电容器(1)的所述第一面(A)上，并且所述第一齿(4)的超过所述第一膜(23)和所述第二膜(25)的所述边界边缘(19、20)凸出的区由所述第一接触层(11)以导电方式接触，并且所述第二齿(6)的超过所述第一膜(23)和所述第二膜(25)的所述边界边缘凸出的区由所述第二接触层(12)以导电方式接触。
4.根据权利要求2或3所述的箔片电容器，其特征在于，所述至少一个第一行(15)的所述第一齿(4)在其相应边界末端边缘(7)处由所述第一接触层(11)以导电方式接触，并且所述至少一个第二行(16)的所述第二齿(6)在其相应边界末端边缘(8)处由所述第二接触层(12)以导电方式接触。
5.根据权利要求2或3所述的箔片电容器，其特征在于，所述第一接触层(11)由被实施成提供与所述箔片电容器(1)的电连接的导电第一连接元件(17)以导电方式接触，并且所述第二接触层(12)由被实施成提供与所述箔片电容器(1)的电连接的导电第二连接元件(18)以导电方式接触。
6.根据权利要求1所述的箔片电容器，其特征在于，所述第一金属层(24)和所述第二金属层(26)在每一状况下呈金属箔片的形式，或所述第一金属层(24)呈施加于所述第一膜(23)的金属化层的形式，并且所述第二金属层(26)呈施加于所述第二膜(25)的金属化层的形式。
7.根据权利要求1所述的箔片电容器，其特征在于，所述卷起的层布置(2)呈圆柱体、椭圆柱体或棱柱体的形式。
8.根据权利要求2所述的箔片电容器，其特征在于，以与所述箔片电容器(1)的所述第一面(A)相同的方式实施与所述箔片电容器(1)的所述第一面(A)相反地布置的所述箔片电容器(1)的所述第二面(B)。
9.根据权利要求1所述的箔片电容器，其特征在于，所述箔片电容器(1)包括内部主体(13)，其中所述层布置(2)被布置成围绕所述内部主体(13)而卷起。
10.一种用于生产根据前述权利要求中任一项所述的箔片电容器(1)的方法，其中由所述第一齿(4)和所述第一切口(9)形成的所述第一边界区(24')的边界结构以及由所述第二齿(6)和所述第二切口(10)形成的所述第二边界区(26')的边界结构是在通过处理所述第一金属层(24)和所述第二金属层(26)来卷起所述层布置(2)的过程期间产生的。
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