DE4140891C2

DE4140891C2 - Beschichtete Folienbahn

Info

Publication number: DE4140891C2
Application number: DE19914140891
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Krug; Albert Dr Feuerstein
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2011-12-13
Also published as: DE4140891A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine beschichtete Folienbahn insbesondere für Kunststoff-Folienkon densatoren.

Aus der US 50 32 461 ist bereits eine Folienbahn für Kondensatoren bekannt, die in einem druckdicht verschließbaren Gehäuse hergestellt wird, in dem eine Einrichtung zur Aufnahme und Weiterbewegung der Folienbahn sowie eine im Gehäuse vorgesehene Verdampfungsquelle mit minde stens einer Einrichtung zur Abgabe des zu verdampfenden Mittels, insbesondere Metall, auf die vorbeilaufende, aus einem Polymerwerkstoff bestehende Folienbahn vor gesehen ist. Elektrische Filmkondensatoren werden übli cherweise aus zwei Folien hergestellt, wobei eine Folie doppelseitig oder zwei Folien einseitig mit Metall bedampft werden. Die Folien dienen gleichzeitig als Dielektrikum zur elektrischen Isolation und als Träger material für die aufgedampfte Schicht. Derartig herge stellte Folien sind jedoch aufwendig und teuer.

Aus der DE 37 33 410 A1 ist bereits ein Kunststoff-Folienkondensator bekannt, der aus zwei Me tallschichten gebildet ist, zwischen denen eine Iso lierschicht vorgesehen ist. Die Metallschichten weisen gegenüberliegende Kondensatorflächenbereiche auf sowie Verbindungsflächenbereiche zur Verbindung von Kondensa torflächenbereichen mit Anschlußkontakten. Die gering fügig schmälere Folie ist an beiden Längsrändern mit einem als Isolierrand dienenden, schmalen, nicht metal lisierten Randstreifen versehen. Ferner ist im Bereich der breiten Mitte der Folie eine in Umfangsrichtung sich erstreckende Reihe aufeinanderfolgender recht eckiger Aussparungen vorgesehen, d. h. also wiederum Flächenbereiche der Folie ohne Metallisierung. Zwischen aufeinanderfolgenden Aussparungen werden auf diese Weise als Leistungsstreifen bezeichnete Flächenbereiche mit Metallisierung gebildet. Diese Leistungsstreifen bilden zusammen einen mit R bezeichneten Ohmschen Wi derstand, der so dimensioniert ist, daß die Leistungs streifen verdampfen, sofern durch diese Strom mit über höhter Stromstärke fließt.

Demgemäß besteht die Erfindungsaufgabe darin, die zu beschichtende Folie derart auszubilden, daß Material kosten eingespart werden können, wobei sichergestellt wird, daß Kurzschlüsse während des späteren Einsatzes ausgeschlossen werden.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende Merkmale:
Eine Grundfolie besteht aus wenigstens zwei darauf an geordneten Metallschichten und einer dazwischen liegen den Isolierschicht, die erste Metallschicht ist bis an einen ersten Rand der Grundfolie aufgedampft und bildet am zweiten Rand der Grundfolie einen ersten metall freien Randstreifen, die Isolierschicht deckt ferner den ersten metallfreien Randstreifen ab und bildet am ersten Rand einen isolierschichtfreien Randstreifen auf der ersten Metallschicht, die zweite Metallschicht reicht bis an den zweiten Rand und bildet auf der Iso lierschicht am ersten Rand einen gegenüber dem isolier schichtfreien Randstreifen treppenförmig versetzten zweiten metallfreien Randstreifen, die beschichtete Fo lienbahn weist mehrere Abschnitte auf, die durch Zwi schenräume, die bis auf die erste Metallschicht rei chen, voneinander getrennt sind, und schließlich ist die Grundfolie zwischen den Abschnitten durchtrennbar und der beschichtete Folienbahnabschnitt dann als Kon densator aufwickelbar.

Durch die vorteilhafte erfindungsgemäße Ausgestaltung der Folienbahn mit den zugehörigen Flächenstreifen läßt sich auf einem einzigen Träger zwischen zwei Metall schichten ein Isolierwerkstoff einbringen und dadurch auf die bisher übliche zweite Folienbahn gänzlich ver zichten. Ferner läßt sich in vorteilhafter Weise auf diese Art die Folienbahn als Dielektrikum zur elek trischen Isolation und gleichzeitig auch als Träger material für die aufzudampfende Schicht einsetzen.

Hierzu ist es vorteilhaft, daß die erste Metallschicht aus Al und/oder Zn, die Isolierschicht aus SiO₂ und die zweite Metallschicht aus Al und/oder Zn bestehen und daß die Isolierschicht eine Dicke von 0,1 bis 1,0 µm aufweist.

Vorteilhaft ist es ferner, daß die Grundfolie eine Dicke von 0,5 bis 40 µm, 15 bis 30 µm oder 18 bis 22 µm, insbesondere 20 µm, aufweist.

Es ist jedoch auch möglich, nur eine Folie zu verwen den, die zunächst mit Aluminium oder Zink bedampft wird und dann mit einer isolierenden Schicht, bspw. SiO₂, und letztlich mit einer dritten, aus Metall bestehenden Schicht bedampft wird. Nach der Metallisierung wird die aus mehreren Abschnitten gebildete Folie in einzelne Folienstreifen geschnitten und kernlos zu einem Konden sator gewickelt. Durch die vorteilhafte Aufbringung der verschiedenen Schichten und die sehr zweckmäßige Wick lung der Folienbahn wird auf einfache Weise auf einem einzigen Trägermaterial ein Kondensator-Material ge schaffen, das sehr kostengünstig hergestellt werden kann, da es nicht mehr notwendig ist, wie bisher, zwei Folien herzustellen, wobei eine Folie doppelseitig oder zwei Folien einseitig mit Metall bedampft werden.

Von besonderer Bedeutung ist also für die vorliegende Erfindung, daß die auf die Folienbahn aufgebrachte erste, aus Metall bestehende Schicht bis an einen ersten Rand der Folienbahn aufgedampft ist und zu dem zweiten Rand der Folienbahn einen Abstand zur Bildung eines ersten bzw. rechten Randstreifens aufweist. Hier durch wird auf einfache Weise, wie bereits erwähnt, auf einem einzigen Träger zwischen zwei Metallschichten ein Isolierwerkstoff eingebracht. Durch die vorteilhafte Herstellung der Folienbahn mit mehreren beschichteten Zwischenräumen ist es möglich, diese nach dem Aufdampfungsprozeß in Folienbahnabschnitte zu unterteilen und diese Abschnitte dann als Kondensator aufzuwickeln.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Unter ansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren beschrieben bzw. dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzel merkmalen erfindungswesentlich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 den letzten rechten Abschnitt der Folienbahn gemäß Fig. 2 einer Folienbahn mit drei auf diese auf gedampften Schichten im Schnitt,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der nach der Herstellung gebildeten Folienbahnen im Querschnitt nach der Metallisierung und vor der Trennung in einzelne Folienbahnen.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ferner hervorgeht, werden zur dreilagigen Beschichtung der Folie 3 drei in der Zeichnung nicht dargestellte Beschichtungsstationen mit den Verdampfungsschiffchen hintereinander geschaltet. An der ersten Beschichtungsstation wird über das Verdampfungsschiffchen Metall, beispielsweise Al oder Zn bzw. eine Mischung aus Al und Zn, auf die Oberfläche der Folie 3 aufgedampft; anschließend wird über das zweite Schiffchen an der zweiten Beschichtungsstation eine isolierende Schicht, beispielsweise SiO₂, auf die erste Metallschicht 7 aufgedampft und dann an der dritten Beschichtungsstation wieder Metall, insbesondere Al, auf die isolierende zweite Schicht bzw. Isolierschicht 8 aufgedampft. Es können jedoch auch andere geeignete Metalle auf die Oberfläche der Folie 3 aufgedampft werden.

In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der nach der Herstellung gebildeten Folienbahn 3 im Querschnitt wiedergegeben. Nach der Herstellung wird die in Fig. 3 dargestellte Folienbahn in einzelne Folienbahnen geschnitten und entweder kernlos oder auf einen Kern aufgewickelt. Der zwischen den einzelnen Abschnitten 38 gebildete Freiraum bzw. die einzelnen Zwischenräume 40 sind erfindungsgemäß und in dem nachfolgenden Arbeits verfahren beschrieben.

Wie aus den Fig. 1, 2 hervorgeht, sind auf der Folienbahn 3 drei Schichten übereinander aufgebracht. Die erste aus Metall bestehende Schicht 7 ist bis an einen ersten Rand 12 der Folienbahn 3 aufgedampft und weist zu einem zweiten Rand 13 der Folienbahn 3 einen Abstand zur Bildung eines ersten Randstreifens 14 auf, wobei die zweite Schicht 8 den ersten Randstreifen 14 der Folienbahn 3 abdeckt und mit Abstand zum ersten Rand 12 der Folienbahn 3 angeordnet ist. Dadurch wird ein zweiter Randstreifen 15 auf der ersten Schicht 7 gebildet. Die dritte Schicht 9 wird ebenfalls bis an den zweiten Rand 13 der Folie 3 herangeführt und ist mit Bezug auf den unteren zweiten Randstreifen 15 der ersten Schicht 7 seitlich versetzt, so daß dadurch ein dritter Randstreifen 16 gebildet wird.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, werden die Randstreifen 15 bzw. 16 durch ein auf Umlenkrollen geführtes Abdeckband gebildet, das beim Beschichtungsvorgang an der zu beschichtenden Folienbahn vorbeiläuft und dafür sorgt, daß jeweils ein unbedampfter Randstreifen 14, 15 oder 16 frei bleibt. Es ist vorteilhaft, für die Bildung eines jeden Randstreifens ein entsprechendes Abdeckband den Beschichtungsstationen zuzuordnen.

Nach dem kernlosen Aufwickelvorgang der getrennten Abschnitte 38 der Folienbahn 3 zu einem Folien kondensator kann an der ersten Schicht 7 aus Al eine Kontaktierung vorgenommen werden, ohne daß ein Kurz schluß an der zweiten Schicht entsteht.

Claims

1. Beschichtete Folienbahn, insbesondere für Kunst stoff-Folienkondensatoren, bei der

- eine Grundfolie (3) aus wenigstens zwei darauf angeordneten Metallschichten (7, 9) und einer da zwischen liegenden Isolierschicht (8) besteht,
- die erste Metallschicht (7) bis an einen ersten Rand (12) der Grundfolie (3) aufgedampft ist und am zweiten Rand (13) der Grundfolie (3) einen er sten metallfreien Randstreifen (14) bildet,
- die Isolierschicht (8) den ersten metallfreien Randstreifen (14) abdeckt und am ersten Rand (12) einen isolierschichtfreien Randstreifen (15) auf der ersten Metallschicht (7) bildet,
- die zweite Metallschicht (9) bis an den zweiten Rand (13) reicht und auf der Isolierschicht (8) am ersten Rand (12) einen gegenüber dem isolier schichtfreien Randstreifen (15) treppenförmig versetzten zweiten metallfreien Randstreifen (16) bildet,
- die beschichtete Folienbahn (17) mehrere Ab schnitte (38) aufweist, die durch Zwischen räume (40), die bis auf die erste Metallschicht (7) reichen, voneinander getrennt sind,
- die Grundfolie (3) zwischen den Abschnit ten (38) durchtrennbar und der beschichtete Fo lienbahnabschnitt dann als Kondensator aufwickel bar ist.

2. Beschichtete Folienbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Metallschicht (7) aus Al und/oder Zn, die Isolierschicht (8) aus SiO₂ und die zweite Metallschicht (9) aus Al und/oder Zn bestehen.

3. Beschichtete Folienbahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolier schicht (8) eine Dicke von 0,1 bis 1,0 µm auf weist.

4. Beschichtete Folienbahn nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfolie (3) eine Dicke von 0,5 bis 40 µm, 15 bis 30 µm oder 18 bis 22 µm, insbesondere 20 µm, aufweist.