CN112912980B - 内侧涂有丙烯酸介电层的薄膜电容器 - Google Patents

内侧涂有丙烯酸介电层的薄膜电容器 Download PDF

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Abstract

薄膜电容器优选地包括单个薄膜电容器层,该薄膜电容器层围绕其自身缠绕在相邻层中以形成绕组。薄膜电容器层优选地包括:介电薄膜;形成在介电薄膜上的第一金属化层;形成在第一金属化层上的介电涂层;以及形成在介电涂层上的第二金属化层。优选地在绕组的外边缘上形成金属接触层。优选地在金属接触层的外边缘上形成端子。绝缘材料优选地封装绕组、金属接触层以及端子的一部分。电容器具有自治愈特性。此外,电极的边界被波形切割。此外,在边界和上电极之间增加了绝缘间隙(902)。

Description

内侧涂有丙烯酸介电层的薄膜电容器
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年10月3日提交的美国临时申请第62/740,768号的权益,该美国临时申请的全部内容通过引用合并在本文中。
技术领域
本公开涉及用于电子设备的电容器,并且更具体地涉及薄膜电容器。
背景技术
以下描述涉及介电薄膜和薄膜电容器。薄膜电容器优选地包括取决于期望的介电强度被拉成薄的厚度的介电薄膜。介电薄膜优选地设置有电极。薄膜电容器的电极优选地是直接施加到介电薄膜的表面的金属化铝或锌,或者是单独的金属箔片。
通常,两层介电薄膜和电极优选地被缠绕成圆柱形绕组,该圆柱形绕组通常被扁平化以减小在印刷电路板上的安装空间要求,或者两层介电薄膜和电极被层叠为堆叠在一起的多个单层,以形成电容器主体。薄膜电容器是用于电子设备的最常见的电容器类型之一,并且被用于许多AC和DC微电子器件以及电子电路中。
发明内容
薄膜电容器优选地包括单个薄膜电容器层,该单个薄膜电容器层围绕其自身缠绕在相邻层中以形成绕组。薄膜电容器层优选地包括:介电薄膜;形成在介电薄膜上的第一金属化层;形成在第一金属化层上的介电涂层;以及形成在介电涂层上的第二金属化层。金属接触层优选地形成在绕组的外边缘上。端子优选地形成在金属接触层的外边缘上。绝缘材料优选地封装绕组、金属接触层以及端子的一部分。
形成薄膜电容器的方法优选地包括形成薄膜电容器层。薄膜电容器层优选地包括:形成在介电薄膜上的第一金属化层;形成在第一金属化层上的介电涂层;以及形成在介电涂层上的第二金属化层。绕组优选地通过将薄膜电容器层围绕其自身卷在相邻层中来形成。金属接触层优选地形成在绕组的外边缘上。端子优选地形成在金属接触层的外边缘上。绕组、金属接触层以及端子的一部分优选地用绝缘材料封装。
附图说明
通过结合附图以示例的方式给出的以下描述,可以得到更详细的理解,其中,附图中相似的附图标记表示相似的元件,并且其中:
图1A是常规薄膜电容器的电容层的截面图;
图1B示出了将介电薄膜和电极卷成绕组的常规工艺;
图1C是组装成常规薄膜电容器的绕组的截面图;
图2是示出在介电薄膜上形成第一金属化层的截面图;
图3是示出在第一金属化层上形成介电涂层的截面图;
图4是示出在介电涂层上形成第二金属化层以形成薄膜电容器层的截面图;
图5是示出绕组的一部分中的薄膜电容器层的截面图;
图6是示出波形切割图案的薄膜电容器层的立体图;
图7是示出由绕组形成的薄膜电容器的截面图;
图8是示出在介电薄膜上形成第一金属化层的截面图;
图9是示出在第一金属化层上形成介电涂层的截面图;
图10是示出在介电涂层上形成第二金属化层以形成薄膜电容器层的截面图;
图11是示出绕组的一部分中的薄膜电容器层的截面图;
图12是示出波形切割图案的薄膜电容器层的立体图;
图13是示出由绕组形成的薄膜电容器的截面图;
图14是示出第一示例的单位体积电容(C/V)的图表;
图15是示出第一示例的介电涂层的单位厚度击穿电压的图表;
图16是示出第二示例的单位体积电容(C/V)的图表;
图17是示出第二示例的介电涂层的单位厚度击穿电压的图表;
图18是示出第三示例的单位体积电容(C/V)的图表;
图19是示出第三示例的介电涂层的单位厚度击穿电压的图表;
图20是示出第四示例的单位体积电容(C/V)的图表;以及
图21是示出第四示例的介电涂层的单位厚度击穿电压的图表。
具体实施方式
下文将参考所附附图来更完整地描述不同的薄膜电容器实施方式的示例。这些示例并非互相排斥,并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征组合,以实现附加的实施方式。因此,将理解,提供附图中所示的示例仅是出于说明性目的,并且它们不意图以任何方式来限制本公开。在全文中,相似的附图标记指代相似的元件。
将理解,虽然术语第一、第二等可以在本文中用于描述各种元件,但是这些元件不应受限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。例如,第一元件或可被称为第二元件,并且类似地,第二元件可被称为第一元件,而不脱离本发明的范围。如在本文中所用,术语“和/或”包括所列相关联项目中的一个或多个的任一组合和所有组合。
将理解,当诸如层、区域或基板的元件被称为“在另一元件上”或“延伸到另一元件上”时,它可以直接在或直接延伸到另一元件上,或者也可以存在中介元件。相对而言,当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接延伸到另一元件上”时,则不存在中介元件。也将理解,当元件被称为“连接”或“联接”到另一元件时,它可以直接连接或联接到另一元件,或者可以存在中介元件。相对而言,当元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一元件时,则不存在中介元件。将理解,除了图中所描绘的任何元件取向以外,这些术语还意图涵盖不同的元件取向。
诸如“之下”或“之上”或“上”或“下”或“水平”或“垂直”的相对术语可以在本文中用于描述如图中所示的一个元件、层或区域相对于另一元件、层或区域的关系。将理解,除了图中所描绘的装置取向以外,这些术语还意图涵盖不同的装置取向。
现在参考图1A-1B,示出了显示常规薄膜电容器的组装的不同视图。图1A示出了常规薄膜电容器的电容层102的截面图。如上所述,常规薄膜电容器优选地由两层介电薄膜104制成,该介电薄膜104覆盖有金属电极106,然后被缠绕成圆柱形绕组108。介电薄膜104优选地是塑料薄膜,其包括聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)中的一种或多种。介电薄膜104优选地是热塑性聚合物,其包括聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、硅氧烷、聚砜(PEx)和芳族聚酯(FPE)中的一种或多种。介电薄膜104优选地由纸构成。
在薄膜/箔片电容器(或金属箔片电容器)中,每个介电薄膜104优选地层叠有通常为铝的薄金属箔片,以用作电极。这种构造类型的优点在于容易与金属箔片电极106电连接,以及其处理高电流浪涌的能力。
在另一示例中,薄膜电容器优选地由两层金属化介电薄膜104制成。优选地将薄的真空沉积的金属化物(例如,锌或铝)施加到介电薄膜104的一侧或两侧,以用作电极106。这种配置优选地具有“自治愈”特性,因为电极106之间的介电击穿或短路优选地并不一定会导致部件的损坏。通过这种设计,可以制造出高质量的产品(诸如“零缺陷”电容器),并且与薄膜/箔片构造相比可以在更小的情况下生产出具有更大电容值(高达100μF和更大)的绕线电容器(高容积效率)。然而,金属化构造优选地具有有限的电流浪涌额定值。
图1B示出了将介电薄膜104和电极106卷成绕组108的常规工艺。第一绕线筒110和第二绕线筒112优选地一起卷成圆柱形绕组108。第一绕线筒110和第二绕线筒112优选地从较大的母卷轴(未示出)切开,然后缠绕在一起。组成电容层102的两层介电薄膜104和电极106优选地彼此略微错开地缠绕,使得在绕组108的每一端上的电极106的一个边缘横向地延伸出去。
绕组108优选地通过施加机械压力而被扁平化为椭圆形。由于印刷电路板的成本是按单位平方毫米计算的,因此较小的电容器占地面积可以降低电路的总成本。
图1C示出了组装成常规薄膜电容器100的绕组108。绕组108的突出端电极106优选地覆盖有液化的接触金属(例如,锡、锌或铝),以形成金属接触层114。金属接触层114优选地用压缩空气喷涂在绕组108的两个横向端上。绕组108优选地通过在电极106上施加电压以将任何存在的缺陷“烧掉(burn away)”而被“治愈”。绕组108优选地浸渍有绝缘流体(诸如硅油),以增强地保护电容器免受环境影响。端子116优选地被焊合或焊接在金属接触层114上,并且绕组108优选地被封装在绝缘材料118中。
随着装置尺寸的不断缩小,需要更小的薄膜电容器。通常,优选地通过减小介电薄膜的总厚度(例如,通过拉长或拉伸)来减小薄膜电容器的总尺寸。然而,随着薄膜电容器的介电薄膜被做得更薄,由于介电薄膜的缺陷增加,会出现诸如漏电流增加、耐压劣化以及短路故障数量增加的问题。可能期望生产一种具有减小的截面面积、维持期望的电容/体积(C/V)和击穿电压的薄膜电容器。
以下描述包括使用形成在单个介电薄膜上的由介电涂层隔开的多个金属化层在单个介电薄膜内形成至少一个电容层。该单个介电薄膜优选地围绕其自身在绕组中缠绕,以在绕组中的相邻层之间形成附加的电容层。
在一个示例中,薄膜电容器的最终电容优选地通过在绕组中的不同层之间并联的电容器、在介电涂层之间并联的电容器以及在介电涂层上串联的电容器来实现。
现在参考图2,示出了显示在介电薄膜202上形成第一金属化层204的截面图。介电薄膜202优选地由电绝缘材料构成。介电薄膜202优选地是塑料薄膜,其包括PP、PET、PEN、PPS、PTFE、PS和PC中的一种或多种。介电薄膜202优选地是热塑性聚合物,其包括PI、PA、PVDF、硅氧烷、PEx和FPE中的一种或多种。介电薄膜202优选地由纸构成。介电薄膜202的厚度优选地在大约1μm至大约20μm的范围内。
在一个示例中,第一金属化层204优选地使用常规箔片沉积工艺形成在介电薄膜202上。在另一示例中,第一金属化层104优选地使用常规金属化工艺形成在介电薄膜202上。优选地将薄的真空沉积的金属化物(例如,锌或铝)施加到介电薄膜202的上表面。第一金属化层204的厚度优选地在大约小于1nm至大约几纳米的范围内。
第一金属化层104优选地使用掩模工艺形成,使得介电薄膜202的未金属化部分的自由缘(free margin)206得以保留。自由缘206优选地形成在介电薄膜202的边缘的每一侧上。自由缘206优选地使用诸如油掩模或带掩模的常规掩模工艺形成。
现在参考图3,示出了显示在第一金属化层204上形成介电涂层302的截面图。介电涂层302优选地由电绝缘材料构成。介电涂层302优选地是丙烯酸涂层或具有介电特性的任何亚微米涂层,其优选地被施加为薄膜。介电涂层302优选地在图2所示的自由缘206上方延伸。介电涂层302优选地具有与介电薄膜202相同的宽度。介电涂层302的厚度优选地在大约小于0.1μm到大约几微米的范围内。
现在参考图4,示出了显示在介电涂层302上形成第二金属化层402以形成薄膜电容器层400的截面图。第二金属化层402优选地使用常规箔片沉积工艺形成在介电涂层302上。在另一示例中,第二金属化层402优选地使用常规金属化工艺形成在介电涂层302上。优选地将薄的真空沉积的金属化物(例如,锌或铝)施加到介电涂层302的上表面。第二金属化层402的厚度优选地在大约小于1nm到大约几纳米的范围内。
第二金属化层402优选地使用掩膜工艺形成,使得介电涂层302的未金属化部分的间隙404得以保留。间隙404优选地使用诸如油掩膜或带掩膜的常规掩膜工艺形成。
如图4所示,薄膜电容器层400优选地具有形成在其内部的至少一个电容器。优选地在第二金属化层402的第一部分和第一金属化层204之间形成第一电容器C1。优选地在第二金属化层402的第二部分和第一金属化层204之间形成第二电容器C2。换句话说,第二金属化层402的第一部分和第二金属化层402的第二部分优选地形成两个串联的电容器。
现在参考图5,示出了在绕组500的一部分中的薄膜电容器层400的截面图。如图5所示,仅需要缠绕一层薄膜电容器层400(即,仅一层介电薄膜)即可形成绕组500,并最终形成薄膜电容器。薄膜电容器层400优选地在绕组500中与其自身相邻。这可以简化制造工艺,因为优选地仅需要一个绕线筒(参见图1B)来形成绕组500。此外,薄膜电容器的最终体积优选地减小大约30-50%。
薄膜电容器层400优选地具有形成在其自身和绕组500中的相邻层之间的至少两个附加电容器。优选地在第一金属化层204和相邻层中的第二金属化层402的第一部分之间形成第四电容器C4。优选地在第一金属化层204和相邻层中的第二金属化层402的第二部分之间形成第五电容器C5
如图5所示,薄膜电容器层400优选地在被缠绕以形成绕组500之前被波形切割。波形切割优选地从每个薄膜电容器层400去除部分502,使得薄膜电容器层400的相邻层的交替边缘横向地延伸到绕组500的外边缘504。波形切割优选地允许薄膜电容器层400的一个边缘的第二金属化层402的一侧横向地延伸到与金属接触层702接触,并允许相邻薄膜电容器层400上的第二金属化层402的相反侧与金属接触层702接触,如下面进一步详细描述的那样。波形切割优选地允许第二金属化层402与金属接触层402之间的良好电接触。波形切口优选地在从较宽的母卷轴上切下薄膜电容器层400时形成。
现在参考图6,示出了显示波形切割图案的两层薄膜电容器层400的立体图。图6示出了薄膜电容器层400优选地如何缠绕在其自身上以形成绕组400。
现在参考图7,示出了显示由绕组500形成的薄膜电容器700的截面图。绕组500优选地通过施加机械压力而被扁平化为椭圆形。因为印刷电路板的成本是按单位平方毫米计算的,所以较小的电容器占地面积优选地降低了电路的总成本。
第二金属化层402的突出端优选地覆盖有液化的接触金属(例如,锡、锌或铝),以形成金属接触层702。金属接触层702优选地用压缩空气喷涂在绕组500的两个侧向端上。绕组500优选地通过在第二金属化层402上施加电压以将任何存在的缺陷“烧掉”而被“治愈”。绕组500优选地浸渍有绝缘流体(诸如硅油),以增强地保护电容器免受环境影响。端子704优选地被焊合或焊接在金属接触层702的外边缘上,并且绕组500优选地被封装在绝缘材料706中。应当注意,出于说明目的,以减少的薄膜电容器层400的重复次数示出了薄膜电容器700。取决于应用,优选地使用薄膜电容器层400的任何重复次数。
在另一示例中,薄膜电容器的最终电容优选地通过在绕组中的不同层之间并联的电容器和在介电涂层之间并联的电容器来实现。
现在参考图8,示出了显示在介电薄膜802上形成第一金属化层804的截面图。介电薄膜802优选地由电绝缘材料构成。介电薄膜802优选地是塑料薄膜,其包括PP、PET、PEN、PPS、PTFE、PS和PC中的一种或多种。介电薄膜802优选地是热塑性聚合物,其包括PI、PA、PVDF、硅氧烷、PEx和FPE中的一种或多种。介电薄膜802优选地由纸构成。介电薄膜802的厚度优选地在大约1μm至大约20μm的范围内。
在一个示例中,第一金属化层804优选地使用常规箔片沉积工艺形成在介电薄膜802上。在另一示例中,第一金属化层104优选地使用常规金属化工艺形成在介电薄膜802上。优选地将薄的真空沉积的金属化物(例如,锌或铝)施加到介电薄膜802的上表面。第一金属化层804的厚度优选地在大约小于1nm至大约几纳米的范围内。
第一金属化层804优选地使用掩模工艺形成,使得介电薄膜802的未金属化部分的自由缘806得以保留。第一缘806优选地形成在介电薄膜802的边缘的一侧上。第一缘802优选地使用诸如油掩模或带掩模的常规掩模工艺形成。
现在参考图9,示出了显示在第一金属化层804上形成介电涂层902的截面图。介电涂层902优选地由电绝缘材料构成。介电涂层902优选地是丙烯酸涂层或具有介电特性的任何亚微米涂层,其优选地被施加为薄膜。介电涂层902优选地在图8所示的第一缘806上方延伸。介电涂层902优选地形成为使得未被涂覆的第一金属化层804的第二缘904留在第一缘802的相反边缘上。介电涂层902的宽度优选地小于介电薄膜202(的宽度)。介电涂层902的厚度优选地在大约小于1μm至大约几微米的范围内。
现在参考图10,示出了显示在介电涂层902上形成第二金属化层1002以形成薄膜电容器层1000的截面图。第二金属化层1002优选地使用常规箔片沉积工艺形成在介电涂层902上。在另一示例中,第二金属化层1002优选地使用常规金属化工艺形成在介电涂层902上。优选地将薄的真空沉积的金属化物(例如,锌或铝)施加到介电涂层902的上表面。第二金属化层1002的厚度优选地在大约小于1nm至大约几纳米的范围内。
第二金属化层1002优选地使用掩模工艺形成,使得介电涂层1002的未金属化部分与第二缘904保留在相同的边缘上。未金属化部分优选地使用诸如油掩膜或带掩膜的常规掩模工艺形成。
如图10所示,薄膜电容器层1000优选地具有形成在其内部的至少一个电容器。优选地在第二金属化层1002和第一金属化层804之间形成第六电容器C6
现在参考图11,示出了在绕组1100的一部分中的薄膜电容器层1000的截面图。如图11所示,仅需要缠绕一层薄膜电容器层1000(即,仅一层介电薄膜)即可形成绕组1100,并最终形成薄膜电容器。薄膜电容器层1000优选地在绕组1100中与其自身相邻。这可以简化制造工艺,因为优选地仅需要一个绕线筒(参见图1B)来形成绕组1100。此外,薄膜电容器的最终体积优选地减小大约30-50%。优选地在第一金属化层804和相邻层的第二金属化层1002之间形成附加的第七电容器C7
如图11所示,薄膜电容器层1000优选地在被缠绕以形成绕组1100之前被波形切割。波形切割优选地从每个薄膜电容器层1000去除部分1102,使得薄膜电容器层1000的相邻层的交替边缘横向地延伸到绕组1100的外边缘1104。波形切割优选地允许薄膜电容器层1000的一个边缘的第一金属化层804横向地延伸到与金属接触层1302接触,并允许相邻薄膜电容器层1000的相反边缘的第二金属化层1002横向地延伸到与金属接触层1302接触,如下面进一步详细描述的那样。波形切割优选地允许第一金属化层402与金属接触层1302之间以及第二金属化层1002与金属接触层402之间的良好电接触。波形切口优选地在从较宽的母卷轴上切下薄膜电容器层400时形成。
现在参考图12,示出了显示波形切割图案的薄膜电容器层1000的立体图。
现在参考图13,示出了显示由绕组1100形成的薄膜电容器1300的截面图。绕组1100优选地通过施加机械压力而被扁平化为椭圆形。因为印刷电路板的成本是按单位平方毫米计算的,所以较小的电容器占地面积优选地降低了电路的总成本。
在绕组的相反侧上的第一金属化层804的突出端与第二金属化层1002的突出端优选地覆盖有液化的接触金属(例如,锡、锌或铝),以形成金属接触层1302。金属接触层1302优选地用压缩空气喷涂在绕组1100的两个横向端上。绕组1100优选地通过在第一金属化层804和第二金属化层1002上施加电压以将任何存在的缺陷“烧掉”而被“治愈”。绕组1100优选地浸渍有绝缘流体(诸如硅油),以增强地保护电容器免受环境影响。端子1304优选地被焊合或焊接在金属接触层1302的外边缘上,并且绕组1300优选地被封装在绝缘材料1306中。应当注意,出于说明目的,以减少的薄膜电容器层1000的重复次数示出了薄膜电容器1300。取决于应用,优选地使用薄膜电容器层1000的任何重复次数。
现在参考图14,示出了显示与用于63V应用的常规金属化薄膜电容器相比的薄膜电容器700的单位体积电容(C/V)的图表。在该示例中,介电薄膜202优选地由聚酯构成。介电薄膜202的厚度和常规金属化薄膜电容器层的介电薄膜的厚度优选地为大约1.4μm。如图所示,单位体积电容优选地在y轴上以μF/cm3来度量,x轴优选地是以μm度量的介电涂层302的不同厚度。当介电涂层302薄于大约0.5μm时,C/V可以比常规金属化薄膜电容器更佳。
现在参考图15,示出了显示用于上述应用的介电涂层302的单位厚度击穿电压(V/μm)的图表。介电涂层302的厚度优选地低至大约0.1μm,以保持V/μm处于受控状态。
现在参考图16,示出了显示与用于500V应用的常规金属化薄膜电容器相比的薄膜电容器700的C/V的图表。在该示例中,介电薄膜202优选地由聚丙烯构成。介电薄膜202的厚度和常规金属化薄膜电容器层的介电薄膜的厚度优选地为大约2.5μm。如图所示,单位体积电容优选地在y轴上以μF/cm3来度量,x轴优选地是以μm度量的介电涂层302的不同厚度。当介电涂层302薄于大约1.2μm时,C/V可以比常规金属化薄膜电容器更佳。
现在参考图17,示出了显示用于以上应用的介电涂层302的单位厚度击穿电压(V/μm)的图表。介电涂层302的厚度优选地低至大约0.4μm,以保持V/μm处于受控状态。
现在参考图18,示出了显示与用于63V应用的常规金属化薄膜电容器相比的薄膜电容器1300的C/V的图表。在该示例中,介电薄膜802优选地由聚酯构成。介电薄膜802的厚度和常规金属化薄膜电容器层的介电薄膜的厚度优选地为大约1.4μm。如图所示,单位体积电容优选地在y轴上以μF/cm3来度量,x轴优选地是以μm度量的介电涂层902的不同厚度。当介电涂层902薄于大约1.4μm时,C/V可以比常规金属化薄膜电容器更佳。
现在参考图19,示出了显示用于以上应用的介电涂层902的单位厚度击穿电压(V/μm)的图表。介电涂层902的厚度优选地低至大约0.15μm,以保持V/μm处于受控状态。
现在参考图20,示出了显示与用于500V应用的常规金属化薄膜电容器相比的薄膜电容器1300的C/V的图表。在该示例中,介电薄膜802优选地由聚丙烯构成。介电薄膜802的厚度和常规金属化薄膜电容器层的介电薄膜的厚度优选地为大约2.5μm。如图所示,单位体积电容优选地在y轴上以μF/cm3来度量,x轴优选地是以μm度量的介电涂层902的不同厚度。当介电涂层902薄于大约1.7μm时,C/V可以比常规金属化薄膜电容器更佳。
现在参考图21,示出了显示用于以上应用的介电涂层902的单位厚度击穿电压(V/μm)的图表。介电涂层902的厚度优选地低至大约1.0μm,以保持V/μm处于受控状态。
尽管以上以特定组合描述了特征和元件,但是本领域普通技术人员将理解,每个特征或元件可以单独使用或与其他特征和元件以任何组合使用。此外,本文描述的方法可以在计算机可读介质中并入的计算机程序、软件或固件中实现,以由计算机或处理器执行。计算机可读介质的示例包括电子信号(通过有线或无线连接传输)和计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于只读内存(ROM)、随机存取内存(RAM)、寄存器、高速缓存内存、半导体内存装置、诸如内部硬盘和可移动磁盘的磁性介质、磁光介质以及诸如CD-ROM磁盘和数字多功能磁盘(DVD)的光学介质。

Claims (20)

1.一种薄膜电容器,其包括:
单个薄膜电容器层,所述单个薄膜电容器层围绕其自身缠绕在相邻层中以形成绕组,其中,所述薄膜电容器层包括:
介电薄膜,
形成在所述介电薄膜上的第一金属化层,
形成在所述第一金属化层上的介电涂层,以及
形成在所述介电涂层上的第二金属化层,
其中,所述薄膜电容器层具有第一外侧边和与所述第一外侧边相反的第二外侧边,所述第一外侧边和所述第二外侧边被波形切割,使得所述第一外侧边具有横向地延伸到薄膜电容器层的第一外边缘的第一交替区域和弯曲地远离薄膜电容器层的第一外边缘的第二交替区域,并且所述第二外侧边具有横向地延伸到薄膜电容器层的第二外边缘的第一交替区域和弯曲地远离薄膜电容器层的第二外边缘的第二交替区域,
所述第一交替区域和所述第二交替区域布置成使得相邻层的交替边缘横向地延伸到绕组的外边缘,并且
其中,所述第一外侧边处的波形切口延伸穿过薄膜电容器层的第二金属化层、介电涂层以及介电薄膜;
形成在所述绕组的第一外边缘上的第一金属接触层,以及形成在所述绕组的第二外边缘上的第二金属接触层;
形成在所述第一金属接触层的外边缘上的第一端子,以及形成在所述第二金属接触层上的第二端子;以及
封装绕组、第一和第二金属接触层以及第一和第二端子的一部分的绝缘材料。
2.根据权利要求1所述的薄膜电容器,其中,所述介电薄膜的未金属化部分保持沿着所述介电薄膜的一个或多个边缘暴露。
3.根据权利要求2所述的薄膜电容器,其中,所述介电涂层在所述介电薄膜的未金属化部分上方延伸。
4.根据权利要求1所述的薄膜电容器,其中,所述介电薄膜包括塑料薄膜、热塑性聚合物或纸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的薄膜电容器,其中,所述介电涂层的宽度与所述介电薄膜的宽度基本相似。
6.根据权利要求5所述的薄膜电容器,其中,所述第二金属化层的第一部分与所述第二金属化层的第二部分通过间隙横向地隔开。
7.根据权利要求1所述的薄膜电容器,其中,所述介电涂层的宽度小于所述介电薄膜的宽度,使得所述第一金属化层的一部分被暴露,所述第一金属化层的所述部分横向地延伸到所述介电薄膜的边缘。
8.根据权利要求7所述的薄膜电容器,其中,所述第二金属化层的宽度小于所述介电涂层的宽度,使得所述介电涂层的一部分和所述第一金属化层的所述部分保持暴露。
9.根据权利要求1所述的薄膜电容器,其中,所述介电涂层包括丙烯酸涂层。
10.根据权利要求1所述的薄膜电容器,其中,所述第一外侧边的第一交替区域横向地定位在所述第二外侧边的第二交替区域对面,并且所述第一外侧边的第二交替区域横向地定位在所述第二外侧边的第一交替区域对面。
11.一种形成薄膜电容器的方法,所述方法包括:
形成薄膜电容器层,所述薄膜电容器层包括:
形成在介电薄膜上的第一金属化层,
形成在所述第一金属化层上的介电涂层,以及
形成在所述介电涂层上的第二金属化层;
通过将所述薄膜电容器层围绕其自身卷在相邻层中来形成绕组,
在所述薄膜电容器层的第一外侧边和相反的第二外侧边形成波形切口,使得所述第一外侧边具有横向地延伸到薄膜电容器层的第一外边缘的第一交替区域和弯曲地远离薄膜电容器层的第一外边缘的第二交替区域,并且所述第二外侧边具有横向地延伸到薄膜电容器层的第二外边缘的第一交替区域和弯曲地远离薄膜电容器层的第二外边缘的第二交替区域,
所述第一交替区域和所述第二交替区域布置成使得相邻层的交替边缘横向地延伸到绕组的外边缘,并且
其中,所述第一外侧边处的波形切口延伸穿过薄膜电容器层的第二金属化层、介电涂层以及介电薄膜;
在所述绕组的外边缘上形成第一金属接触层;
在所述第一金属接触层的外边缘上形成端子;以及
用绝缘材料封装绕组、第一金属接触层以及端子的一部分。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述第一金属化层使用掩模工艺形成,使得所述介电薄膜的未金属化部分保持沿着所述介电薄膜的一个或多个边缘暴露。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述介电涂层在所述介电薄膜的未金属化部分上方延伸。
14.根据权利要求11所述的方法,其中,所述介电薄膜包括塑料薄膜、热塑性聚合物或纸中的一种或多种。
15.根据权利要求11所述的方法,其中,所述介电涂层的宽度与所述介电薄膜的宽度基本相似。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述第二金属化层使用掩模工艺形成,使得所述第二金属化层的第一部分与所述第二金属化层的第二部分通过间隙横向地隔开。
17.根据权利要求11所述的方法,其中,所述介电涂层的宽度小于所述介电薄膜的宽度,使得所述第一金属化层的一部分被暴露,所述第一金属化层的所述部分横向地延伸到所述介电薄膜的边缘。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述第二金属化层使用掩模工艺形成,使得其宽度小于所述介电涂层的宽度,其中,所述介电涂层的一部分和所述第一金属化层的所述部分保持暴露。
19.根据权利要求11所述的方法,其中,所述介电涂层包括丙烯酸涂层。
20.根据权利要求11所述的方法,其中,所述第一外侧边的第一交替区域横向地定位在所述第二外侧边的第二交替区域对面,并且所述第一外侧边的第二交替区域横向地定位在所述第二外侧边的第一交替区域对面。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112912980B (zh) 2018-10-03 2022-09-27 维斯海电子有限公司 内侧涂有丙烯酸介电层的薄膜电容器
WO2023020679A1 (en) 2021-08-16 2023-02-23 Vishay Electronic Gmbh Film capacitor with segmented metallized electrode geometry in single film winding

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4656557A (en) * 1985-02-11 1987-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Electrical layer capacitor and method for the manufacture thereof
JPH05243085A (ja) * 1992-02-27 1993-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ用誘電体フィルム
WO1995003618A1 (fr) * 1993-07-20 1995-02-02 Compagnie Europeenne De Composants Electroniques Lcc Procede de fabrication de condensateur et condensateur issu d'un tel procede
CN1175319A (zh) * 1994-12-16 1998-03-04 艾罗沃克斯公司 用于电容器的金属化膜
DE8436113U1 (de) * 1984-12-10 2001-04-05 Siemens Ag Stirnkontaktierter elektrischer Wickelkondensator
CN201122516Y (zh) * 2007-11-30 2008-09-24 唐军 耐大电流冲击金属化聚酯薄膜介质中、高压固定电容器
EP2023356A1 (en) * 2006-05-31 2009-02-11 Soshin Electric Co. Ltd. Film capacitor
JP2011061191A (ja) * 2009-08-10 2011-03-24 Kojima Press Industry Co Ltd フィルムコンデンサ
CN205264513U (zh) * 2016-01-04 2016-05-25 昆山泓电隆泰电子材料有限公司 一种双面波浪分切型金属化薄膜
CN105632760A (zh) * 2014-11-06 2016-06-01 佛山市南海区欣源电子有限公司 波浪分切留边式薄膜电容器
CN106653366A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 南通新江海动力电子有限公司 金属化薄膜电容器薄膜结构
CN108520825A (zh) * 2018-04-02 2018-09-11 华中科技大学 一种用于井下特种电源的高温脉冲电容器及其制造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE488523A (zh)
US3654531A (en) 1969-10-24 1972-04-04 Bell Telephone Labor Inc Electronic switch utilizing a semiconductor with deep impurity levels
JPS5878621U (ja) * 1981-11-25 1983-05-27 ティーディーケイ株式会社 コンデンサ
DE3517243A1 (de) * 1985-05-13 1986-11-13 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrischer kondensator und verfahren zu seiner herstellung
US5610796A (en) 1993-02-19 1997-03-11 Electronic Concepts, Inc. Metallized capacitor having increased dielectric breakdown voltage and method for making the same
JP3470830B2 (ja) * 1994-09-26 2003-11-25 株式会社村田製作所 積層コンデンサの製造方法
US5737179A (en) * 1996-02-07 1998-04-07 Catalina Coatings, Inc. Metallized film capacitor
US6426861B1 (en) * 1999-06-22 2002-07-30 Lithium Power Technologies, Inc. High energy density metallized film capacitors and methods of manufacture thereof
SE515894C2 (sv) * 2000-01-14 2001-10-22 Abb Ab Kondensatorelement för en kraftkondensator, kraftkondensator innefattande dylikt kondensatorelement samt metalliserat band för en kraftkondensator
CN2705870Y (zh) * 2004-05-27 2005-06-22 厦门法拉电子股份有限公司 一种用于制作薄膜电容器的金属化薄膜
JP4530927B2 (ja) * 2005-07-08 2010-08-25 関西電力株式会社 高耐熱フィルムコンデンサ
JP4698474B2 (ja) * 2006-04-28 2011-06-08 双信電機株式会社 フィルムコンデンサ
JP4953795B2 (ja) * 2006-12-22 2012-06-13 パナソニック株式会社 電子部品、及びその作成方法
JP2009147255A (ja) * 2007-12-18 2009-07-02 Toray Ind Inc 金属化フィルムおよび金属化フィルムコンデンサ
US20090225491A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 Hui-Chuan Yao Metallized film capacitor
CN101996767B (zh) * 2009-08-10 2013-03-13 小岛压力加工工业株式会社 薄膜电容器及其制造方法
CN102683008A (zh) * 2012-04-10 2012-09-19 安徽鑫阳电子有限公司 金属化电容器的波浪分切边t型膜
JP2013247207A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Kojima Press Industry Co Ltd フィルムコンデンサ素子の製造方法
JP2015115362A (ja) * 2013-12-09 2015-06-22 小島プレス工業株式会社 金属化フィルムコンデンサ
CN207397953U (zh) * 2017-10-20 2018-05-22 广东捷威电子有限公司 一种内串式金属化薄膜盒式电容器
CN108878146A (zh) * 2018-07-03 2018-11-23 广东捷威电子有限公司 一种抗干扰、低esr的金属化薄膜盒式电容器
CN112912980B (zh) 2018-10-03 2022-09-27 维斯海电子有限公司 内侧涂有丙烯酸介电层的薄膜电容器

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8436113U1 (de) * 1984-12-10 2001-04-05 Siemens Ag Stirnkontaktierter elektrischer Wickelkondensator
US4656557A (en) * 1985-02-11 1987-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Electrical layer capacitor and method for the manufacture thereof
JPH05243085A (ja) * 1992-02-27 1993-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ用誘電体フィルム
WO1995003618A1 (fr) * 1993-07-20 1995-02-02 Compagnie Europeenne De Composants Electroniques Lcc Procede de fabrication de condensateur et condensateur issu d'un tel procede
CN1175319A (zh) * 1994-12-16 1998-03-04 艾罗沃克斯公司 用于电容器的金属化膜
EP2023356A1 (en) * 2006-05-31 2009-02-11 Soshin Electric Co. Ltd. Film capacitor
CN101473390A (zh) * 2006-05-31 2009-07-01 双信电机株式会社 薄膜电容器
CN201122516Y (zh) * 2007-11-30 2008-09-24 唐军 耐大电流冲击金属化聚酯薄膜介质中、高压固定电容器
JP2011061191A (ja) * 2009-08-10 2011-03-24 Kojima Press Industry Co Ltd フィルムコンデンサ
CN105632760A (zh) * 2014-11-06 2016-06-01 佛山市南海区欣源电子有限公司 波浪分切留边式薄膜电容器
CN205264513U (zh) * 2016-01-04 2016-05-25 昆山泓电隆泰电子材料有限公司 一种双面波浪分切型金属化薄膜
CN106653366A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 南通新江海动力电子有限公司 金属化薄膜电容器薄膜结构
CN108520825A (zh) * 2018-04-02 2018-09-11 华中科技大学 一种用于井下特种电源的高温脉冲电容器及其制造方法

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Publication number Publication date
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