一種濾波電容器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濾波電容器及其制造方法，涉及電器元件領域，解決現(xiàn)有技術中濾波電容器綜合性能不足的技術問題，本發(fā)明的濾波電容器包括芯子、連接在芯子上的引腳和包履在芯子外的封裝層，芯子包括至少兩層交替設置的第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜，第一金屬化薄膜包括聚丙烯介質層，第二金屬化薄膜包括聚脂介質層，聚丙烯介質層和聚脂介質層上設有金屬電極層。本發(fā)明應用于電器電路。
【專利說明】一種濾波電容器及其制造方法
【【技術領域】】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電器元件領域。
【【背景技術】】
[0002]隨著LED照明燈具的小型化、輕量化和高效率以及應用范圍的擴大，相應的就要求采用的濾波電容器能達到小型化、大容量、高頻低阻抗、耐高溫、長壽命和更適應高密度組裝的要求。當是現(xiàn)有電容器不能夠同時達到多方面的要求，不能多時兼顧多種要求。
【
【發(fā)明內容】
】
[0003]本發(fā)明解決的技術問題是提供一種濾波電容器及其制造方法，體積小、容量大、綜合性能優(yōu)異。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0005]一種濾波電容器，包括芯子、連接在芯子上的引腳和包履在芯子外的封裝層，所述芯子包括至少兩層交替的第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜，所述第一金屬化薄膜包括聚丙烯介質層，所述第二金屬化薄膜包括聚脂介質層，所述聚丙烯介質層和聚脂介質層上設有金屬電極層。
[0006]進一步的，所述第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜的一端設有邊上留邊，所述第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜另一端的金屬電極層上設有邊緣加厚部。
[0007]進一步的，所述邊緣加厚部上設有噴金層。
[0008]進一步的，:所述金屬電極層為鋅鋁電極層。
[0009]進一步的，所述聚丙烯介質層和金屬電極層之間以及所述聚脂介質層和金屬電極層之間設有粘連層。
[0010]進一步的，所述粘連層為鎳金屬層或是鈦金屬層。
[0011]進一步的，所述封裝層為環(huán)氧樹脂封裝層。
[0012]一種濾波電容器的制造方法，包括以下步驟:
[0013]a、制作聚丙烯介質層和聚脂介質層；
[0014]b、在聚丙烯介質層和聚脂介質層上蒸鍍沉積形成金屬電極層，控制沉積過程的溫度接近電容器工作時能達到的內部溫度；
[0015]C、通過卷繞設備將層疊的聚丙烯介質層和聚脂介質層卷繞成芯子，同時采用無觸點的磁感應電位器反饋檢測張力來保持張力恒定，卷繞過程的轉速采用分段速度控制，成型的芯子外端接口處通過熱封處理進行去金屬化；
[0016]d、利用噴金機將鋅、銻、錫、銅熔化，并用高壓氣流在芯子的端部噴涂噴金層；
[0017]e、對芯子進行熱處理；
[0018]f、在芯子的噴金層上焊接引腳；
[0019]g、對芯子用封裝層進行外包封。
[0020]進一步的，b步驟前，先在聚丙烯介質層和聚脂介質層上蒸鍍粘連層。
[0021]進一步的，所述封裝層的粉末原料中加入流平助劑、光引發(fā)劑、光敏感劑以及紫外線吸收劑。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]本發(fā)明的濾波電容器，第一金屬化薄膜的介質層為聚丙烯介質層，第二金屬化薄膜的介質層為聚脂介質層，利用聚丙烯薄膜制造的電容器具有低介質損耗、高絕緣阻抗、低介電吸收和高絕緣強度的特征，有自愈功能，可長期穩(wěn)定地工作；而利用聚脂薄膜制造的電容器具有高介電常數(shù)，單位體積電容高、高絕緣強度、機械強度高、吸收率較低、耐溫高、自我復原的特點，在各類薄膜電容器中，金屬化聚脂薄膜電容器以最低的成本實現(xiàn)了最佳的體積效率，聚丙烯薄膜呈負溫度系數(shù)，制成的電容器其電容量隨溫度增大而減??；金屬化聚脂薄膜呈正溫度系數(shù)，制成的電容器其容量隨溫度升高而增加。該電容器同時采用了兩者作為介質層的材料，兩者進行補償，獲得的電容器具有體積小、容量大、耐壓高、介質損耗小、絕緣電阻大、頻率特性好、耐溫性能好、能承受大電流沖擊、壽命長等特點。
[0024]本發(fā)明的這些特點和優(yōu)點將會在下面的【具體實施方式】、附圖中詳細的揭露。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0025]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
[0026]圖1為第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜的結構示意圖；
[0027]圖2為電容器的結構示意圖。 【【具體實施方式】】
[0028]本發(fā)明提供一種濾波電容器，包括芯子、連接在芯子上的引腳和包履在芯子外的封裝層，芯子包括至少兩層交替設置的第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜，第一金屬化薄膜包括聚丙烯介質層，第二金屬化薄膜包括聚脂介質層，聚丙烯介質層和聚脂介質層上設有金屬電極層。聚丙烯介質層和聚脂介質層的相互補償作用，使得該電容器比現(xiàn)有電容器體積更小、容量更大、壽命方面長、耐溫性能更突出。同類產品耐溫通常在85°C至105°C，本項目產品可達120°C，可滿足在環(huán)境更惡劣的條件下的使用。
[0029]下面結合本發(fā)明實施例的附圖對本發(fā)明實施例的技術方案進行解釋和說明，但下述實施例僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非全部。基于實施方式中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得其它實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0030]參考圖1和圖2，所示一種濾波電容器，包括芯子1、連接在芯子I上的引腳4和包履在芯子I外的封裝層2，芯子I包括至少兩層交替的第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜，第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜繞卷形成芯子1，第一金屬化薄膜包括聚丙烯介質層5，第二金屬化薄膜包括聚脂介質層6，聚丙烯介質層5和聚脂介質層6上設有金屬電極層7。
[0031]制造電容器薄膜介質的材料，主要有聚酯、聚丙烯、聚碳酸脂、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚苯硫醚等。綜合比較各種薄膜介質材料的性能、成本及薄膜金屬化技術的成熟度，比較理想且最常用的是聚丙烯薄膜和聚脂薄膜。利用聚丙烯薄膜制造的電容器具有低介質損耗、高絕緣阻抗、低介電吸收和高絕緣強度特征，且有自愈功能，可長期穩(wěn)定地工作；而利用聚脂薄膜制造的電容器具有高介電常數(shù)、高絕緣強度、機械強度高、吸收率較低、耐溫高、自我復原特點，聚丙烯薄膜呈負溫度系數(shù)，制成的電容器其電容量隨溫度增大而減小；聚脂薄膜呈正溫度系數(shù)，制成的電容器其容量隨溫度升高而增加。通過負溫度系數(shù)的聚丙烯薄膜和正溫度系數(shù)的聚脂薄膜進行補償，配對疊加后卷繞成電容器芯子，在較高溫度下工作時，電容器的損耗較小，能滿足開關電源在不同的工作環(huán)境的要求。
[0032]本發(fā)明中第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜的一端設有邊上留邊9，第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜另一端的金屬電極層7上設有邊緣加厚部8。第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜疊合后無感式卷繞成芯子I，通過該方式繞繞后，邊緣加厚部8在芯子I上形成外端接口，通過其連接，起過流的作用。
[0033]并且繞卷后在邊緣加厚部8上設有噴金層3。噴金層3的原料由鋅、銻、錫、銅四種金屬融合而成，可形成致密的可焊接金屬層，與引腳4焊接，保證焊接牢固。
[0034]其中金屬電極層7為鋅鋁電極層。鋅鋁電極層的耐壓強度高，并且鋅鋁電極層自愈性比鋁電極層好。
[0035]在聚丙烯介質層5和金屬電極層7之間以及聚脂介質層6和金屬電極層7之間設有粘連層。預先蒸鍍一層極薄的粘結性能良好的粘連層，然后再在粘連層上沉積金屬電極層，以此提高相互之間的粘結性能，避免金屬沉積過程或使用過程中因溫度升高而導致起皮、脫落現(xiàn)象。優(yōu)選的，粘連層為鎳金屬層或是鈦金屬層。
[0036]采用的封裝層2為環(huán)氧樹脂封裝層。環(huán)氧樹脂封不但具有密實、抗水、抗?jié)B漏好、強度高等特點，同時具有附著力強的良好工藝性，可以起到絕緣、防潮、和機械防護等作用，進一步提聞廣品性。
[0037]該濾波電容器的制造方法，包括以下步驟:
[0038]第一步，制作聚丙烯介質層5和聚脂介質層6。
[0039]第二步，在聚丙烯介質層5和聚脂介質層6上蒸鍍沉積形成金屬電極層7，金屬電極層和有機物介質層之間由于存在巨大的物理和力學性能上的差異，在高真空蒸鍍工藝中容易導致沉積的金屬層呈島狀生長或混合型生長，島狀生長或混合型生長的薄膜將存在不連續(xù)或容易引起擊穿的突出物，導致金屬膜導的電能力下降及抗擊穿能力下降，而且在工作中容易引起粘合不良甚至起皮等現(xiàn)象。本方案通過合金沉積技術，抑制島狀生長，使得金屬電極層成平滑的二維生長，獲得厚度一致性高、表面起伏小、導電性能好、擊穿極限高的金屬電極層。
[0040]傳統(tǒng)金屬電極層沉積是在常溫下完成的，但是濾波電容器工作時內部溫度往往較高，可達80°C -100°C度，這將導致沉積的金屬電極層與介質層之間存在嚴重的應力，嚴重時可導致金屬電極層褶皺生長斷裂，影響金屬電極層的導電能力或引起電容器內部短路。因此沉積過程改為在電容器工作時可能達到的內部溫度下進行，通過預先施加預應力技術，使電容器工作時內部應力減小。
[0041 ] 并且可在b步驟前，在聚丙烯介質層5和聚脂介質層6上蒸鍍粘連層，然后再在粘連層上沉積金屬電極層7，提高了金屬電極層和介質層之間的粘合能力，避免在沉積過程或使用過程中因溫度升高而導致起皮、脫落現(xiàn)象，從而進一步提高電容器的穩(wěn)定性。
[0042]第三步，通過卷繞設備將層疊的聚丙烯介質層5和聚脂介質層6卷繞成芯子1，卷繞設備卷繞過程中控制放卷直流伺服電機的輸出力矩和方向，同時用無觸點的磁感應電位器反饋檢測張力來保持張力恒定。
[0043]芯子的容量與卷繞的圈數(shù)密切相關，對于芯子的精度控制就成為一項關鍵技術，卷繞圈數(shù)的控制以及計數(shù)通常采用高速計數(shù)模塊或有較高檢測精度的傳感器實現(xiàn)。本方案中卷繞過程的轉速采用分段速度控制，通過加減速，避免抖動現(xiàn)象產生。
[0044]卷繞后芯子的外端接口處需要熱封處理去金屬化。該技術采用對金屬電極層加電壓短路燒掉的方式進行。在不增加塑料膜材料的情況下，通過去金屬技術將其金屬導電特性去除，此項技術既可以節(jié)約材料成本，同時又可以減小電容芯子的外徑，避免斷頭短路的情況出現(xiàn)，可極大地提高卷繞芯子成品率。
[0045]第四步，利用噴金機將鋅、銻、錫、銅熔化，并用高壓氣流在芯子的端部的邊緣加厚部上噴涂噴金層3 ;噴金時對溫度、距離、噴金氣體的壓力及壓縮空氣潔凈度加以控制，使芯子外端接口處的金屬電極層形成致密的可焊接金屬層，使焊接更為牢固，大大提高了薄膜電容器的脈沖電流處理能力。
[0046]第五步，對芯子進行熱處理；卷繞后芯子經加熱，使芯子內部在橫向和縱向產生收縮，把卷繞殘留在匝間間隙中的空氣排出，消除在元件卷繞中帶來的潮氣，提高電容器元件的緊密度，使電容量的穩(wěn)定性得以改善，它還可以進一步消除卷繞應力，有助于改善電氣性能，對提高產品質量、減少元件報廢率起著重要作用。
[0047]第六步，在芯子I的噴金層3上焊接引腳4，并在該過程中加強質量自檢和專檢工作，及時監(jiān)測焊后產品的損耗情況，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋調整。對芯子的分選測量，將性能不良品剔除，降低后道工序的加工成本。
[0048]第七步，對芯子I用封裝層2進行外包封，封裝層可以起到絕緣、防潮、和機械防護等作用，對電容器的質量和電性能有重要影響。封裝層為環(huán)氧樹脂封裝層。替換的本項目中自行研制另一種封裝層，該封裝層的封料采用了硼、鋅、鋁復合而成，該封裝層在遇火時，產品自身吸熱慢，反應慢，達到一定高溫后即膨脹、隔氧，燃燒過程中，提高了產品成碳率，生成碳后保護了下層高聚物，同時生成水，水蒸氣與可稀釋可燃氣體，從而達到阻燃效果，且不含鹵素。
[0049]封裝層加工的固化過程中消耗大量的能源，增加了生產的成本，而且固化時間長，導致生產周期加長，因此本方案在封裝層的原料中加入光引發(fā)劑、光敏感劑以及紫外線吸收劑，經紫外光照射后，能夠迅速達到固化效果，只用紫光燈照射3分鐘即能產生固化反映，固化時間大幅縮短、能源消耗少、生產效率高。
[0050]封裝層的原料中加入流平助劑可降低流平溫度，從整體上改善流平效果，保證達到最佳流平狀態(tài)，并產生更好的外觀。
[0051]并且還在封裝層中加入一種無鉛的光顯色劑，該物質在激光照射時產生色變，從而使電容器表面獲得了清晰、穩(wěn)定、牢固的激光打印效果，改變了傳統(tǒng)的油墨打標，減少了環(huán)境污染，提高了顯色效果。
[0052]通過上述實施例，本發(fā)明的目的已經被完全有效的達到了。熟悉該項技術的人士應該明白本發(fā)明包括但不限于附圖和上面【具體實施方式】中描述的內容。任何不偏離本發(fā)明的功能和結構原理的修改都將包括在權利要求書的范圍中。
【權利要求】
1.一種濾波電容器，包括芯子、連接在芯子上的引腳和包履在芯子外的封裝層，所述芯子包括至少兩層交替的第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜，其特征在于:所述第一金屬化薄膜包括聚丙烯介質層，所述第二金屬化薄膜包括聚脂介質層，所述聚丙烯介質層和聚脂介質層上設有金屬電極層。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種濾波電容器，其特征在于:所述第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜的一端設有邊上留邊，所述第一金屬化薄膜和第二金屬化薄膜另一端的金屬電極層上設有邊緣加厚部。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種濾波電容器，其特征在于:所述邊緣加厚部上設有噴金層。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種濾波電容器，其特征在于:所述金屬電極層為鋅鋁電極層。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種濾波電容器，其特征在于:所述聚丙烯介質層和金屬電極層之間以及所述聚脂介質層和金屬電極層之間設有粘連層。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種濾波電容器，其特征在于:所述粘連層為鎳金屬層或是鈦金屬層。
7.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種濾波電容器，其特征在于:所述封裝層為環(huán)氧樹脂封裝層。
8.一種濾波電容器的制造方法，其特征在于包括以下步驟: a、制作聚丙烯介質層和聚脂介質層； b、在聚丙烯介質層和聚脂介質層上蒸鍍沉積形成金屬電極層，控制沉積過程的溫度接近電容器工作時能達到的內部溫度； C、通過卷繞設備將層疊的聚丙烯介質層和聚脂介質層卷繞成芯子，同時采用無觸點的磁感應電位器反饋檢測張力來保持張力恒定，卷繞過程的轉速采用分段速度控制，成型的芯子外端接口處通過熱封處理進行去金屬化； d、利用噴金機將鋅、銻、錫、銅熔化，并用高壓氣流在芯子的端部噴涂噴金層； e、對芯子進行熱處理； f、在芯子的噴金層上焊接引腳； g、對芯子用封裝層進行外包封。
9.根據(jù)權利要求8所述一種濾波電容器的制造方法，其特征在于:b步驟前，先在聚丙烯介質層和聚脂介質層上蒸鍍粘連層。
10.根據(jù)權利要求8或9所述一種濾波電容器的制造方法，其特征在于:所述封裝層的粉末原料中加入流平助劑、光引發(fā)劑、光敏感劑以及紫外線吸收劑。
【文檔編號】H01G4/14GK104078237SQ201410282933
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權日:2014年6月23日
【發(fā)明者】劉志勇, 周水萍, 張慧根 申請人:浙江七星電容器有限公司