CN117877885A - 一种高频大电流双面金属化薄膜电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,包括封装外壳、封装在封装外壳内部的多个并联设置的电容器芯子结构,所述电容器芯子结构上通过固定件连接有两个铜排,所述铜排与封装外壳通过连接件连接;所述电容器芯子结构包括基底,所述基底的表面沉积有底部电极,本发明通过将以往高频大电流电容芯子机构中的铝箔改成两条双面的金属化薄膜,可达到减小电容器体积的目的,改善后的电容器的体积可减小10%,并将普通薄膜电容改成五卷一及以上设计,增加喷金层接触效果,且引出端使用铜排分布电流走向,使电容达到最小的ESR及ESL,大大减少电容发热,增加电容器的散热能力,使电容电气性能更稳定,寿命更长久。
Description
技术领域
本发明涉及电容器的制备技术领域,具体为一种高频大电流双面金属化薄膜电容器及其制备方法。
背景技术
薄膜电容是一种电子元件,它利用薄膜材料和电介质来存储电荷,并在电路中起到储能和滤波等功能。相比于其他类型的电容器,薄膜电容具有较高的稳定性、可靠性和温度特性。
薄膜电容是以塑料薄膜为电介质制成的电容器,也称为塑料薄膜电容。薄膜电容器的电极通常采用金属箔或金属化薄膜,介质材料通常为聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜。
经检索,申请号为202010871920.6的专利公开了一种薄膜电容器的制备方法以及薄膜电容器,其中,该制备方法包括:提供一衬底;在所述衬底上依次形成牺牲层、介电薄膜层、第一电极层和电容器基底层;去除所述衬底和所述牺牲层;在所述介电薄膜层远离所述第一电极层的一侧形成第二电极层,以得到薄膜电容结构;采用3D打印技术对所述薄膜电容进行封装。通过上述方法可以制备得到耐压高、寿命长、温度特性稳定、损耗低的薄膜电容器,可用于各种相关电子设备及大规模集成电路等。
当前的普通薄膜电容设计无法达到超大电流的效果,且市面上存在的大电流电容内部采用铝箔设计,导致电容器的体积大,制备成本高,因此我们需要提出一种高频大电流双面金属化薄膜电容器及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高频大电流双面金属化薄膜电容器及其制备方法,通过将以往高频大电流电容芯子机构中的铝箔改成两条双面的金属化薄膜,可达到减小电容器体积的目的,改善后的电容器的体积可减小10%,并将普通薄膜电容改成五卷一及以上设计,增加喷金层接触效果,且引出端使用铜排分布电流走向,使电容达到最小的ESR及ESL,大大减少电容发热,增加电容器的散热能力,使电容电气性能更稳定,寿命更长久,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,包括封装外壳、封装在封装外壳内部的多个并联设置的电容器芯子结构,所述电容器芯子结构上通过固定件连接有两个铜排,所述铜排与封装外壳通过连接件连接;
所述电容器芯子结构包括基底,所述基底的表面沉积有底部电极,所述底部电极的表面涂覆有电介质层,所述电介质层的表面沉积有顶部电极,所述底部电极和顶部电极均为双面金属化薄膜。
优选的,所述封装外壳的不相邻两侧边的底部均一体成型设置有翻边,每一个所述翻边上均开设有两个用于安装电容器的安装孔。
优选的,所述封装外壳的长度为101.5±1mm、宽度为70±1mm、高度为57.5±1mm,所述安装孔的直径为6.4±1mm,所述翻边的厚度为1.57±1mm,位于同一个所述翻边上的两个安装孔之间的轴心距为50.8±1mm,位于不同所述翻边上的两个安装孔之间的轴心距为82.5±1mm。
优选的,两个所述铜排呈中心对称设置,每一个所述铜排通过十二个固定件连接在电容器芯子结构的一侧,每一个所述电容器芯子结构上安装有四个固定件。
优选的,所述底部电极和顶部电极的一端均设为阶梯状,所述电介质层位于底部电极和顶部电极之间的间隙中,且所述底部电极和顶部电极的宽度相同,所述电介质层的宽度小于底部电极和顶部电极的宽度。
优选的,所述基底的一端开设有阶梯槽,所述基底的表面开设有两组对齐设置的凹槽。
优选的,所述基底的两侧均开设有锯齿状的缺口。
基于以上叙述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,本发明还提供了一种高频大电流双面金属化薄膜电容器的制备方法,包括如下步骤:
S1、准备基底:选择玻璃、陶瓷或聚合物作为基底,并确保基底具有良好的平整度和绝缘性能;
S2、清洗基底:使用溶剂和超声波清洗基底表面,去除尘埃、油脂和其他杂质;
S3、沉积第一层金属化薄膜:采用物理气相沉积或化学气相沉积,在基底上沉积第一层金属化薄膜,作为底部电极;
S4、电介质涂覆:在底电极上均匀涂覆一层电介质材料,形成电介质层;
S5、沉积第二层金属化薄膜:采用物理气相沉积或化学气相沉积,在电介质层上沉积第二层金属化薄膜,作为顶部电极;
S6、将顶部电极、电介质层和底部电极起来,形成电容器芯子结构,并将多个电容器芯子结构并联;
S7、金属连接:使用固定件、铜排和连接件与并联的电容器芯子结构进行连接,形成电容器的半成品;
S8、封装:使用封装外壳对半成品进行封装,以保护电容器结构,并提高其稳定性和耐环境性。
优选的,所述底部电极和顶部电极采用的金属材料为铝或铜。
优选的,所述电介质材料选用氧化铝或二氧化硅。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过将以往高频大电流电容芯子机构中的铝箔改成两条双面的金属化薄膜,可达到减小电容器体积的目的,改善后的电容器的体积可减小10%,并将普通薄膜电容改成五卷一及以上设计,增加喷金层接触效果,且引出端使用铜排分布电流走向,使电容达到最小的ESR及ESL,大大减少电容发热,增加电容器的散热能力,使电容电气性能更稳定,寿命更长久。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明连接件、铜排、固定件和电容器芯子结构的结构示意图;
图3为本发明电容器芯子结构的展开结构示意图;
图4为本发明的流程框图。
图中:1、封装外壳;11、翻边;12、安装孔;2、连接件;3、铜排;4、固定件;5、电容器芯子结构;51、基底;52、底部电极;53、电介质层;54、顶部电极;55、缺口;56、阶梯槽;57、凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,金属化薄膜电容器是一种电容器,其特点是在电容器的电介质上铺设一层金属化薄膜作为电极。这种电容器常用于高频电路和精密电子设备中,以满足对高频性能和稳定性的要求;金属化薄膜电容器的工作原理是通过两层金属化薄膜之间的电场储存电荷。金属化薄膜通常是由金属材料(如铝、铜)通过物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)等技术制得。将金属化薄膜沉积在电介质表面,形成平行板结构,形成电容器的电极。
包括封装外壳1、封装在封装外壳1内部的多个并联设置的电容器芯子结构5,电容器芯子结构5上通过固定件4连接有两个铜排3,铜排3与封装外壳1通过连接件2连接,即两个铜排3通过两个连接件2与封装外壳1连接;
电容器芯子结构5包括基底51,基底51的表面沉积有底部电极52,底部电极52的表面涂覆有电介质层53,电介质层53的表面沉积有顶部电极54,底部电极52和顶部电极54均为双面金属化薄膜。
将以往高频大电流电容芯子结构中的铝箔改成两条双面金属化薄膜,可达到减小体积的目的,改善后的电容体积可缩少10%。
封装外壳1的不相邻两侧边的底部均一体成型设置有翻边11,每一个翻边11上均开设有两个用于安装电容器的安装孔12。
封装外壳1的长度为101.5±1mm、宽度为70±1mm、高度为57.5±1mm,安装孔12的直径为6.4±1mm,翻边11的厚度为1.57±1mm,位于同一个翻边11上的两个安装孔12之间的轴心距为50.8±1mm,位于不同翻边11上的两个安装孔12之间的轴心距为82.5±1mm。
翻边11的宽度为12.75±1mm,连接件2的直径为17.8±1mm,两个连接件2之间的轴心距为38.1±1mm。
两个铜排3呈中心对称设置,每一个铜排3通过十二个固定件4连接在电容器芯子结构5的一侧,每一个电容器芯子结构5上安装有四个固定件4。
引出端使用铜排3分布电流走向,使电容达到最小的ESR及ESL,大大减少电容发热,增加电容器的散热能力,使电容电气性能更稳定,寿命更长久。
底部电极52和顶部电极54的一端均设为阶梯状,电介质层53位于底部电极52和顶部电极54之间的间隙中,且底部电极52和顶部电极54的宽度相同,电介质层53的宽度小于底部电极52和顶部电极54的宽度。
基底51的一端开设有阶梯槽56,基底51的表面开设有两组对齐设置的凹槽57。其中一个凹槽57位于阶梯槽56上。
基底51的两侧均开设有锯齿状的缺口55。
基于以上叙述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,本发明还提供了一种高频大电流双面金属化薄膜电容器的制备方法,请参阅图4,包括如下步骤:
S1、准备基底:选择玻璃、陶瓷或聚合物作为基底,并确保基底具有良好的平整度和绝缘性能;
S2、清洗基底:使用溶剂和超声波清洗基底表面,去除尘埃、油脂和其他杂质;
S3、沉积第一层金属化薄膜:采用物理气相沉积或化学气相沉积,在基底上沉积第一层金属化薄膜,作为底部电极;
S4、电介质涂覆:在底电极上均匀涂覆一层电介质材料,形成电介质层;
涂覆方法可以使用溶胶-凝胶法、磁控溅射等。
电介质材料选用氧化铝或二氧化硅。
S5、沉积第二层金属化薄膜:采用物理气相沉积或化学气相沉积,在电介质层上沉积第二层金属化薄膜,作为顶部电极;
定义电容器结构:使用光刻或电子束曝光等技术,在金属化薄膜上定义出电容器的结构,形成所需的电极形状和尺寸。
底部电极52和顶部电极54采用的金属材料为铝或铜。
S6、将顶部电极、电介质层和底部电极起来,形成电容器芯子结构,并将多个电容器芯子结构并联;
S7、金属连接:使用固定件、铜排和连接件与并联的电容器芯子结构进行连接,形成电容器的半成品;
S8、封装:使用封装外壳对半成品进行封装,以保护电容器结构,并提高其稳定性和耐环境性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,其特征在于:包括封装外壳(1)、封装在封装外壳(1)内部的多个并联设置的电容器芯子结构(5),所述电容器芯子结构(5)上通过固定件(4)连接有两个铜排(3),所述铜排(3)与封装外壳(1)通过连接件(2)连接;
所述电容器芯子结构(5)包括基底(51),所述基底(51)的表面沉积有底部电极(52),所述底部电极(52)的表面涂覆有电介质层(53),所述电介质层(53)的表面沉积有顶部电极(54),所述底部电极(52)和顶部电极(54)均为双面金属化薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,其特征在于:所述封装外壳(1)的不相邻两侧边的底部均一体成型设置有翻边(11),每一个所述翻边(11)上均开设有两个用于安装电容器的安装孔(12)。
3.根据权利要求2所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,其特征在于:所述封装外壳(1)的长度为101.5±1mm、宽度为70±1mm、高度为57.5±1mm,所述安装孔(12)的直径为6.4±1mm,所述翻边(11)的厚度为1.57±1mm,位于同一个所述翻边(11)上的两个安装孔(12)之间的轴心距为50.8±1mm,位于不同所述翻边(11)上的两个安装孔(12)之间的轴心距为82.5±1mm。
4.根据权利要求1所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,其特征在于:两个所述铜排(3)呈中心对称设置,每一个所述铜排(3)通过十二个固定件(4)连接在电容器芯子结构(5)的一侧,每一个所述电容器芯子结构(5)上安装有四个固定件(4)。
5.根据权利要求1所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,其特征在于:所述底部电极(52)和顶部电极(54)的一端均设为阶梯状,所述电介质层(53)位于底部电极(52)和顶部电极(54)之间的间隙中,且所述底部电极(52)和顶部电极(54)的宽度相同,所述电介质层(53)的宽度小于底部电极(52)和顶部电极(54)的宽度。
6.根据权利要求1所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,其特征在于:所述基底(51)的一端开设有阶梯槽(56),所述基底(51)的表面开设有两组对齐设置的凹槽(57)。
7.根据权利要求1所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,其特征在于:所述基底(51)的两侧均开设有锯齿状的缺口(55)。
8.一种高频大电流双面金属化薄膜电容器的制备方法,基于权利要求1-7任意一项所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器,其特征在于:包括如下步骤:
S1、准备基底:选择玻璃、陶瓷或聚合物作为基底,并确保基底具有良好的平整度和绝缘性能;
S2、清洗基底:使用溶剂和超声波清洗基底表面,去除尘埃、油脂和其他杂质;
S3、沉积第一层金属化薄膜:采用物理气相沉积或化学气相沉积,在基底上沉积第一层金属化薄膜,作为底部电极;
S4、电介质涂覆:在底电极上均匀涂覆一层电介质材料,形成电介质层;
S5、沉积第二层金属化薄膜:采用物理气相沉积或化学气相沉积,在电介质层上沉积第二层金属化薄膜,作为顶部电极;
S6、将顶部电极、电介质层和底部电极起来,形成电容器芯子结构,并将多个电容器芯子结构并联;
S7、金属连接:使用固定件、铜排和连接件与并联的电容器芯子结构进行连接,形成电容器的半成品;
S8、封装:使用封装外壳对半成品进行封装,以保护电容器结构,并提高其稳定性和耐环境性。
9.根据权利要求8所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器的制备方法,其特征在于:所述底部电极(52)和顶部电极(54)采用的金属材料为铝或铜。
10.根据权利要求9所述的一种高频大电流双面金属化薄膜电容器的制备方法,其特征在于:所述电介质材料选用氧化铝或二氧化硅。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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