CN110246694B - 一种高温薄膜电容器及其制作方法 - Google Patents
一种高温薄膜电容器及其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110246694B CN110246694B CN201910574829.5A CN201910574829A CN110246694B CN 110246694 B CN110246694 B CN 110246694B CN 201910574829 A CN201910574829 A CN 201910574829A CN 110246694 B CN110246694 B CN 110246694B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- capacitor
- copper foil
- film
- thin film
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 30
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 22
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 39
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G13/00—Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G13/00—Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
- H01G13/04—Drying; Impregnating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/33—Thin- or thick-film capacitors
Abstract
一种高温薄膜电容器及其制作方法，属于薄膜电容器技术领域。包括步骤：根据电容器耐压特性选取适当厚度的聚酰亚胺薄膜和铜箔；按照电容器尺寸要求将聚酰亚胺薄膜和铜箔切成适合的宽度；将聚酰亚胺薄膜和铜箔从两端重叠后圈绕成电容器容芯本体；将电容器容芯本体置入真空干燥箱内完成热定型；形成喷金层并制成内电极；在内电极上设置外部引线、装头，制成电容器容芯；对电容器容芯进行封装，制成成品。优点：可以在高温下正常工作，同时可改善电容器耐压特性，提高电容器存储密度并提高使用寿命和可靠性；另外还可以兼容现行的薄膜电容器制造工艺。
Description
技术领域
本发明属于薄膜电容器技术领域，具体涉及一种高温薄膜电容器及其制作方法，适用于高温环境下的测量电路。
背景技术
薄膜电容器被广泛用于各种电路中，以有机薄膜作为介质，并用蒸镀(金属化)或金属箔作为电极，从两端重叠后卷绕在容芯柱上以构成圆筒状结构。
目前常用的薄膜电容器的有机介质主要有聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯，聚碳酸酯和聚酰亚胺等，但这些有机薄膜所制成的电容器通常的工作温度只能低于105 oC，不能满足特殊环境下的应用，如：深井测量、核电测量等。上述有机介质中，聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上 ，长期使用的温度范围在-200～300℃之间。然而其耐压性能在薄膜达到25mm后会随薄膜厚度的增加而降低，如：339 kV/mm(25mm)、265kV/mm(50mm)、209 kV/mm(75mm)。以双层25mm(共50mm)与单层50mm的耐压特性为例，可以看出理论耐压分别为16950V和13250V，降低了27%。此外，若采用单层膜的结构来制作高压电容器，则制得的高压电容器的储存密度也会降低。另外，现行的制膜工艺不可避免地会造成介质弱点，再加之由于聚酰亚胺为非极化膜，无法用传统的蒸镀工艺进行金属化(只能用金属箔作为电极)，因而，电容器失去自愈能力，必将导致电容器“短路”，从而对电路造成极大“危害”。
鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的首要任务在于提供一种高温薄膜电容器，改善了在高压条件下的耐压特性，提高了使用可靠性。
本发明的另一任务在于提供一种高温薄膜电容器的制作方法，该方法步骤简单并且能够保障所述高温薄膜电容器的所述技术效果的全面体现。
本发明的首要任务是这样来完成的，一种高温薄膜电容器，包括薄膜介质层以及结合在薄膜介质层上、下表面的电极层，薄膜介质层和电极层从两端重叠后通过圈绕以构成圆柱状的电容器容芯本体，其特征在于：所述的薄膜介质层由多层聚酰亚胺薄膜叠加而成，所述的电极层为铜箔，所述的薄膜介质层的左边沿与下表面的电极层的左边沿之间以及薄膜介质层的右边沿与上表面的电极层的右边沿之间均设有留边，在所述的电容器容芯本体的端面设有喷金层，所述的喷金层与电极层连接而构成内电极。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的铜箔的厚度为10~30mm，宽度为90 mm。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的聚酰亚胺薄膜的厚度为20~25mm，宽度为100mm。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的留边的留边量为11～13mm。
本发明的另一任务是这样来完成的，一种高温薄膜电容器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1）根据电容器耐压特性选取适当厚度的聚酰亚胺薄膜(300V/1mm)和铜箔(10~30mm)；
S2）按照电容器尺寸要求将聚酰亚胺薄膜和铜箔切成适合的宽度；
S3) 将步骤S1)所选取的聚酰亚胺薄膜和铜箔从两端重叠后通过圈绕机圈绕成电容器容芯本体；
S4) 将所述的电容器容芯本体置入真空干燥箱内，将真空干燥箱温度从室温升至200 oC，用于去除电容器容芯本体中的杂质并完成热定型，干燥时间为4h；
S5）对热定型完成后的所述电容器容芯本体的端面通过喷金处理来形成喷金层，并使喷金层与铜箔连接而制成内电极；
S6) 对所述的电容器容芯本体施加直流电压，并在内电极上设置外部引线、装头，制成电容器容芯；
S7) 对电容器容芯进行封装，制成成品。
在本发明的再一个具体的实施例中，在所述的步骤S4）中，所述真空干燥箱的真空度小于10Pa/升温速率1oC/min。
本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：利用聚酰亚胺宽工作温度的特性制造宽工作温度范围的薄膜电容器，可以保证其在175 oC温度以下正常工作；由于聚酰亚胺的厚度与其抗电场能力直接有关，因此通过设置多层的聚酰亚胺薄膜，可以改善电容器耐压特性，提高电容器存储密度；同时可以降低介质弱点对电器造成的伤害，提高电容器寿命和可靠性；另外还可以兼容现行的薄膜电容器制造工艺。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1.薄膜介质层；2.电极层；3.留边；4.电容器容芯本体；5.喷金层；6.内电极。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。
在下面描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性（或者称方位性）的概念均是针对正在被描述的图所处的位置状态而言的，目的在于方便公众理解，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。
请参阅图1，本发明涉及一种高温薄膜电容器包括薄膜介质层1以及结合在薄膜介质层1上、下表面的电极层2，薄膜介质层1和电极层2从两端重叠后通过圈绕而构成圆柱状的电容器容芯本体4，所述的圈绕方式采用现行工艺。所述的薄膜介质层1由多层聚酰亚胺薄膜叠加而成，此处示意了两层，聚酰亚胺薄膜的厚度为20~25mm，宽度为100mm。所述的电极层2为铜箔，铜箔的厚度为10~30mm，宽度为90 mm。在实际应用中，需要根据电容器工件电压确定聚酰亚胺薄膜和铜箔的厚度及层数。所述的薄膜介质层1的左边沿与下表面的电极层2的左边沿之间以及薄膜介质层1的右边沿与上表面的电极层2的右边沿之间均设有留边3，所述的留边3的留边量为11～13mm，具体尺寸需要根据电容器工作电压来确定。在所述的电容器容芯本体4的端面设有喷金层5，所述的喷金层5与电极层2连接而构成内电极6。
以下，以10mF/12.5 kＶ/20 A 电容器为例对本发明的制作方法进行说明，具体包括如下步骤：
S1) 准备原料，原料包括聚酰亚胺薄膜、铜箔、喷金丝、引线、装头以及固体封装材料，根据电容器耐压特性选定聚酰亚胺薄膜和铜箔的厚度，此处聚酰亚胺薄膜采用双层，厚度为25mm，铜箔的厚度为10mm；
S2）按照电容器尺寸要求将聚酰亚胺薄膜切成100mm的宽度，将铜箔切成90mm的宽度；
S3) 将步骤S1)选取的聚酰亚胺薄膜和铜箔从两端重叠后通过圈绕机(> 6轴)圈绕而制成圆柱状电容器容芯本体4，电容器容芯本体4的尺寸为f150mm´103mm，所述的留边3的留边量为12 mm；
S4) 将所述的电容器容芯本体4置入真空干燥箱内，将真空干燥箱温度从室温升至200 oC，用于去除电容器容芯本体4中的湿气等杂质并完成热定型，所述真空干燥箱的真空度小于10Pa/升温速率1oC/min，干燥时间为4h；
S5）对热定型完成后的所述电容器容芯本体4的端面通过喷金处理而形成喷金层5并制成内电极6；
S6) 对所述的电容器容芯本体4施加直流电压(即进行附能处理)，并通过焊接的方式将内电极6与外部引线、装头连接，制成电容器容芯；
S7) 对电容器容芯用硅胶进行封装，制成成品。
本发明制成的电容器具有高温特性好，耐酸碱等优点，可以广泛应用于使用环境苛刻的领域，尤其可适用于高温环境下的测量电路，如：深井测量、核电测量和其它高温下工作的电路等。
Claims (5)
1.一种高温薄膜电容器，包括薄膜介质层(1)以及结合在薄膜介质层(1)上、下表面的电极层(2)，薄膜介质层(1)和电极层(2)从两端重叠后通过圈绕而构成圆柱状的电容器容芯本体(4)，其特征在于：所述的薄膜介质层(1)由多层聚酰亚胺薄膜叠加而成，所述的电极层(2)为铜箔，所述的薄膜介质层(1)的左边沿与下表面的电极层(2)的左边沿之间以及薄膜介质层(1)的右边沿与上表面的电极层(2)的右边沿之间均设有留边(3)，在所述的电容器容芯本体(4)的端面设有喷金层(5)，所述的喷金层(5)与电极层(2)连接而构成内电极(6)，所述的高温薄膜电容器的制作方法，包括如下步骤：
S1) 根据电容器耐压特性选取适当厚度的聚酰亚胺薄膜和铜箔；
S2）按照电容器尺寸要求将聚酰亚胺薄膜和铜箔切成适合的宽度；
S3) 将步骤S1)所选取的聚酰亚胺薄膜和铜箔从两端重叠后通过圈绕机圈绕成电容器容芯本体(4)；
S4) 将所述的电容器容芯本体(4)置入真空干燥箱内，将真空干燥箱温度从室温升至200 oC，用于去除电容器容芯本体(4)中的杂质并完成热定型，干燥时间为4h；
S5）对热定型完成后的所述电容器容芯本体(4)的端面通过喷金处理来形成喷金层(5)，并使喷金层(5)与铜箔连接而制成内电极(6)；
S6) 对所述的电容器容芯本体(4)施加直流电压，并在内电极(6)上设置外部引线、装头，制成电容器容芯；
S7) 对电容器容芯进行封装，制成成品。
2. 根据权利要求1所述的一种高温薄膜电容器，其特征在于所述的铜箔的厚度为10~30mm，宽度为90 mm。
3.根据权利要求1所述的一种高温薄膜电容器，其特征在于所述的聚酰亚胺薄膜的厚度为20~25mm，宽度为100mm。
4.根据权利要求1所述的一种高温薄膜电容器，其特征在于所述的留边的留边量为11～13mm。
5.根据权利要求1所述的一种高温薄膜电容器，其特征在于在所述的步骤S4）中，所述真空干燥箱的真空度小于10Pa/升温速率1oC/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910574829.5A CN110246694B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种高温薄膜电容器及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910574829.5A CN110246694B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种高温薄膜电容器及其制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110246694A CN110246694A (zh) | 2019-09-17 |
| CN110246694B true CN110246694B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=67890229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910574829.5A Active CN110246694B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种高温薄膜电容器及其制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110246694B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0878283A (ja) * | 1994-09-06 | 1996-03-22 | Toshiba Corp | 薄膜キャパシタ |
| CN105590751A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-18 | 株洲宏达膜电有限公司 | 屏敝型有机薄膜电容器制作工艺及屏敝型有机薄膜电容器 |
| CN106601480A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-04-26 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种高温高频聚酰亚胺片式薄膜电容器及其制作工艺 |
| CN209747340U (zh) * | 2019-06-28 | 2019-12-06 | 常熟瑞特电气股份有限公司 | 一种高温薄膜电容器 |
-
2019
- 2019-06-28 CN CN201910574829.5A patent/CN110246694B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0878283A (ja) * | 1994-09-06 | 1996-03-22 | Toshiba Corp | 薄膜キャパシタ |
| CN105590751A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-18 | 株洲宏达膜电有限公司 | 屏敝型有机薄膜电容器制作工艺及屏敝型有机薄膜电容器 |
| CN106601480A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-04-26 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种高温高频聚酰亚胺片式薄膜电容器及其制作工艺 |
| CN209747340U (zh) * | 2019-06-28 | 2019-12-06 | 常熟瑞特电气股份有限公司 | 一种高温薄膜电容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110246694A (zh) | 2019-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103579666A (zh) | 一种低内阻复合锂离子电芯及其制作工艺 | |
| CN106409507B (zh) | 一种耐高温高湿应用的薄膜电容器及其加工方法 | |
| CN103531848A (zh) | 锂离子二次电池叠卷绕式制备方法 | |
| CN107275085A (zh) | 一种石墨烯基高压脉冲薄膜电容器 | |
| CN209747340U (zh) | 一种高温薄膜电容器 | |
| CN110246694B (zh) | 一种高温薄膜电容器及其制作方法 | |
| CN203456293U (zh) | 一种单面单留边铝锌金属化薄膜 | |
| KR101774253B1 (ko) | 적층형 슈퍼커패시터의 제조방법 | |
| CN102983007A (zh) | 新型纳米铝电解电容器 | |
| CN110828195A (zh) | 一种具有Cu过渡层的超级电容器极片及其制备方法 | |
| CN203503474U (zh) | 超高温聚丙烯薄膜电容器 | |
| US10074485B2 (en) | Electrolytic capacitor, electrolytic capacitor manufacturing method, electrode foil, and electrode foil manufacturing method | |
| CN105375067B (zh) | 圆柱形锂离子电池电芯装配的保形方法 | |
| CN111799092A (zh) | 一种薄膜电容器及其制作方法 | |
| JPS5928978B2 (ja) | 両面ラッカリング・両面金属化フィルム積層コンデンサ | |
| CN113628880A (zh) | 一种内部串联型自愈式金属化膜及电容器 | |
| JP4876649B2 (ja) | 直流金属化フィルムコンデンサ | |
| CN205959776U (zh) | 一种适用于电源抗共模干扰的薄膜介质电容 | |
| CN101582521A (zh) | 用卷针作正负电极的卷绕式锂离子二次电池及其制造方法 | |
| CN204706466U (zh) | 大容量片式固体电解质钽电容器 | |
| CN207731811U (zh) | 一种薄膜电容器 | |
| CN107705997B (zh) | 一种超级电容器的元件结构 | |
| CN204884886U (zh) | 一种新型薄高压大功率膜电容器芯柱 | |
| CN108597866A (zh) | 多内串结构金属化薄膜 | |
| CN103578755A (zh) | 滤波电容器用高方阻金属化膜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 215500 No.2 Qingdao Road, high tech Industrial Park, Yushan Town, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Changshu Guorui Technology Co.,Ltd. Address before: 215500 No.2 Qingdao Road, high tech Industrial Park, Yushan Town, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: CHANGSHU RUITE ELECTRIC Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |