一种多层串联的双面金属化薄膜电容器的制作方法

本实用新型涉及薄膜电容器的制造，特别是涉及一种用于变频线路中的多层串联的双面金属化薄膜电容器。

背景技术：

薄膜电容器是电容器产品中的一种，它是一种性能优越的电容器，其具有如下特性：无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异（频率响应宽广），而且介质系数很小。薄膜电容器由于体积小容量大，因此有广泛的用途，可以做不同系列的产品，如高储能电容器，抗电磁干扰电容器，安全膜电容器，交流启动电容器，高频高压电容器，电力电容器等等。

薄膜电容器的结构形式主要有两种，一种是以金属箔为电极，薄膜做介质卷绕在一起而制成的薄膜电容器，另一种是在薄膜表面使用真空蒸镀技术将金属材料附着在上面而制成的电容器。蒸镀在薄膜表面的金属层相当于电极，比箔式结构的电容器体积更小，容量更大，现在使用薄膜电容器都是依据金属化结构而生产的。

现在电容器由于使用的条件越来越严酷，环保节能降耗的需求对电容器的电性能也提出了更高的要求。目前国内主流设计的耐高电流、高电压、高频的薄膜电容器采用的是两串单面金属化和滤波结构，其具体结构示意图参见图1所示，图1为常用的CBB28金属化聚丙烯膜串联结构（C1和C2）的薄膜电容器，它采用一条单面镀铝的金属化中留边1和一条单面镀铝的金属化双留边2卷绕而成，虽然能够提高产品的耐电压和耐电流，但是无法使用在高频线路中承受更高电流的能力。

技术实现要素：

基于上述背景技术，本实用新型提出一种适用于变频线路中的多层串联的双面金属化薄膜电容器，采用双面金属化薄膜多串联结构增加了有效金属镀层面积，进而增强其过流能力，从而解决现有技术之不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种多层串联的双面金属化薄膜电容器，包括从上而下依次层叠的为第一电极板、第一介质膜、第二电极板和第二介质膜，第一电极板由第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜和第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜实现，所述第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜和第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜是由聚丙烯膜上单面蒸镀含铝的金属制作而成，第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的金属面和第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的金属面相对叠设置而形成第一电极板；所述第二电极板是双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜，双面金属化中留边聚丙烯膜是由聚丙烯膜上双面蒸镀含铝的金属制作而成，双面金属化中留边聚脂薄膜是由聚脂薄膜上双面蒸镀含铝的金属制作而成。本实用新型采用第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的金属面和第二金属化单面镀铝中留边聚丙烯膜的金属面相对叠形成电容器C1与电容器C2之间的金属层截面积，使得金属层截面积在原来的基础上增加2倍（在相同材料的厚度与宽度的情况下）。

对于两层串联的双面金属化薄膜电容器，记a1和a2分别是第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的两侧的留边宽度，a11和a12分别是第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的两侧的留边宽度；a6是第二电极板（双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜）的上侧的中留边宽度，a16是第二电极板（双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜）的下侧的中留边宽度。为了避免高压带来的脉冲拉弧效应，防止由于留边值的偏小而产生金属镀层自愈不良，留边宽度值满足a6=a16，且a6的范围值优选为5.5-7.5mm。对于第一单面金属化双留边聚丙烯薄膜和第二单面金属化双留边聚丙烯薄膜，其双留边的宽度值还满足如下要求：a1=a11，a2=a12，0.8*a2≤a1≤1.1*a2，且a2的范围值优选为2.8-3.5mm。

对于四层串联的双面金属化薄膜电容器，记a3、a4和a5分别是第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的左侧留边宽度、中侧留边宽度和右侧留边宽度；a13、a14和a15分别是第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的左侧留边宽度、中侧留边宽度和右侧留边宽度；a7和a8分别是第二电极板（双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜）的上侧的中留边宽度，a17和a18分别是第二电极板（双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜）的下侧的中留边宽度。为了避免高压带来的脉冲拉弧效应，防止由于留边值的偏小而产生金属镀层自愈不良，留边宽度值满足：a7=a17，a8=a18，0.8*a8≤a7≤1.1*a8，且a8的范围值优选为5.8-6.5mm；a3=a13，a4=a14，a5=a15，0.8*a4≤a3≤1.1*a4，0.8*a5≤a4≤1.1*a5，且a5的范围值优选为2.8-3.5mm。更多层的串联结构的参数依次类推，也同上设置。

优选的，第一介质膜和/或第二介质膜是由聚丙烯光膜实现。

以上结构的多层双面金属化薄膜电容器从设计结构上可以成倍的提高电容器的过超高电压的能力，而且可以延伸至更多的多串联结构，满足不同需求的使用条件。

本实用新型采用双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜结构，形成电容器的过高电流的镀层面积，在相同材料长度的情况下，此实用新型是利用双面金属化的增大的有效金属镀层面积来提高其过流能力。现有技术中，采用一条金属化聚丙烯单面镀铝薄膜的载流面积S=S1，过流能力为I=I1，而本实用新型在此基础上增加到2层金属化中留边聚丙烯单面镀铝薄膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜的载流面积S2结构而成，形成增加过流面积S1+S2=2S的过流面积，在薄膜宽度相同，方阻同等的情况下，金属镀层的面积增加，那么也就增加了电容器本身的过流能力，I=I1+I2。其能够提高耐高电流冲击的目的，从而改善之前设计的过流面积不足之处。

由于聚丙烯膜OPP电容器的容量会随着温度的升高而下降叫负温度系数特性，而聚酯膜PET电容器的容量会随着温度的升高而升高叫正温度系数特性。本实用新型利用原材料的温度特性进行了不同的设计，由原来的全部是金属化聚丙烯膜结构的电容器，其聚丙烯材料本身就是负温度系数的特有属性，而目前使用环境条件的不断严苛，使得该全部聚丙烯膜结构的电容器不能使用在环境温度较低的寒冷条件下，就出现了此不足之处，为了能够全方位的使用在不同环境条件下的使用需求，本实用新型利用聚酯膜和聚丙烯膜的固有材料属性进行有效结合而成的（利用材料温度中和特性，使得电容器的容量更稳定，不易漂移）。

现有设计采用一条金属化聚丙烯单面镀铝薄膜当作电容器C1与电容器C2之间的连接引线的面积，而本实用新型采用两条金属化双留边聚丙烯单面镀铝薄膜金属镀层相对叠结构而成，形成增加电容器C1与电容器C2两个电容器连接的金属层截面积，金属层截面积增加原来金属层截面积的一倍，其能够提高耐高电流冲击的目的，从而改善之前设计的金属层截面积不足之处。本实用新型的方案可广泛应用于高压高频脉冲电路中，电视机中的S校正和行逆程波形和显示器中，电子整流器和节能灯中，吸收和SCR整流电路中，特别适用于高频率，高电流和高电压变频场合中，尤其是变频空调，变频微波炉，其他变频线路中。

附图说明

图1为现有技术中的薄膜电容器的示意图；

图2为本实用新型的实施例1的薄膜电容器的示意图；

图3为本实用新型的实施例2的薄膜电容器的示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

现有的高压高频脉冲电路、电视机中的S校正和行逆程波形和显示器、电子整流器和节能灯、吸收和SCR整流电路等高频率、高电流和高电压变频场合中，由于这些线路汇中使用的薄膜电容器需要承受超高的电压，超高的频率，超高的电流等参数冲击，对此提高耐高电流参数，抗高频参数，提高耐电压参数等是现有技术的关键技术难点。本实用新型正是为了解决上述问题而提出。

实施例1

图2为电容器C1和电容器C2的串联示意图，图示中，标号1是第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜，标号2是第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜，标号3是第一介质膜，标号4是双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜，标号5是第二介质膜。a1和a2分别是第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的两侧的留边宽度，a11和a12分别是第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的两侧的留边宽度。a6是双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜的上侧的中留边宽度，a16是双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜的下侧的中留边宽度。

作为一个具体的实施例，参见图2，本实用新型的一种多层串联的双面金属化薄膜电容器，包括从上而下依次层叠的第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜1、第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜2、第一介质膜3、双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜4、以及第二介质膜5。

其中，第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜1和第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜2是由聚丙烯膜上单面蒸镀含铝的金属制作而成，第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜1的金属面和第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜2的金属面相对叠设置而形成。

本实施例中，第一介质膜3和/或第二介质膜5是由聚丙烯光膜实现。

第二电极板4采用双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜实现，双面金属化中留边聚丙烯膜是由聚丙烯膜上双面蒸镀金属铝制作而成，双面金属化中留边聚脂薄膜是由聚脂薄膜上双面蒸镀金属铝制作而成。

其中，用于常温条件下（温度0℃～105℃）的电容器，第二电极板4优选采用双面金属化中留边聚丙烯膜，也即本实用新型的一种多层串联的双面金属化薄膜电容器是全部采用聚丙烯膜结构的电容器产品。

用于寒冷条件下（温度≤-0℃以下）的电容器，第二电极板4优选采用双面金属化中留边聚脂薄膜实现，也即本实用新型的一种多层薄膜双面金属化薄膜电容器的其中一层将采用聚脂薄膜作为介质，而其他层将全部采用聚丙烯膜结构。

在制作串联结构的电容器时，为了达到最高的性能要求以及方便制作，本实施例中，对于双面金属化中留边聚丙烯薄膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜，其中留边宽度值还满足如下要求：a6=a16，且设定值均为6mm。对于第一单面金属化双留边聚丙烯薄膜和第二单面金属化双留边聚丙烯薄膜，其双留边的宽度值还满足如下要求：a1=a11，a2=a12，a1=a2，且a1和a2设定值均为3mm。这样的留边设计主要是满足在过高电流的情况下，其避免高压带来的脉冲拉弧效应，防止由于留边值的偏小而产生金属镀层自愈不良。

本实用新型是采用第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜和第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜金属面相对叠形成电容器C1与C2之间的引线面积，并且引线面积在原来的基础上增加2倍（在相同材料的厚度与宽度的情况下）。本实用新型采用双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜与单面金属化镀铝双留边串联结构形成电容器的过高电流的镀层面积，在相同材料长度的情况下，此实用新型是利用双面金属化中留边薄膜与单面金属化双留边薄膜串联增大2倍的有效金属镀层面积，利用来提高其过流能力。

实施例2

实施例1的多层串联双面金属化薄膜电容器从设计结构上可以成倍的提高电容器的过超高电压的能力，而且可以延伸至更多的多串联结构，满足不同需求的使用条件。参见图3，本实施例的薄膜电容器由电容器C1、电容器C2、电容器C3和电容器C4的四串联结构实现。图3中，标号1为第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜，标号2为第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜标号3为作为第一介质膜的聚丙烯光膜，标号4为双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜，标号5为作为第二介质膜的聚丙烯光膜。a3、a4和a5分别是第一金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的左侧留边宽度、中侧留边宽度和右侧留边宽度。a13、a14和a15分别是第二金属化单面镀铝双留边聚丙烯膜的左侧留边宽度、中侧留边宽度和右侧留边宽度。a7和a8分别是双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜的上侧的中留边宽度，a17和a18分别是双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜的下侧的中留边宽度。

在制作串联结构的电容器时，为了达到最高的性能要求，本实施例中，对于双面金属化中留边聚丙烯薄膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜，其中留边宽度值还满足如下要求：a7=a17，a8=a18，a7=a8，且设定值均为6mm。对于第一单面金属化双留边聚丙烯薄膜和第二单面金属化双留边聚丙烯薄膜，其双留边的宽度值还满足如下要求：a3=a13，a4=a14，a5=a15，a3=a4=a5，且设定值均为3mm。这样的留边设计主要是满足在过高电流的情况下，其避免高压带来的脉冲拉弧效应，防止由于留边值的偏小而产生金属镀层自愈不良。

本实用新型采用双面金属化中留边聚丙烯膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜与单面金属化双留边聚丙烯薄膜串联结构而成，形成电容器的过高电流的镀层面积，在相同材料长度的情况下，此实用新型是利用双面金属化串联的增大2倍的有效金属镀层面积来提高其过流能力。现有技术中，采用一条金属化聚丙烯单面镀铝薄膜的载流面积S1，过流能力为I=I1，而本实用新型在此基础上增加到2层金属化聚丙烯单面镀铝中留边薄膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜与单面金属化双留边聚丙烯薄膜串联的载流面积S2结构而成，形成增加过流面积S1+S2=2S的过流面积，在薄膜宽度相同，方阻同等的情况下，金属镀层的面积增加，那么也就增加了电容器本身的过流能力，I=I1+I2。其能够提高耐高电流冲击的目的，从而改善之前设计的过流面积不足之处。

由于聚丙烯膜OPP电容器的容量会随着温度的升高而下降叫负温度系数特性，而聚酯膜PET电容器的容量会随着温度的升高而升高叫正温度系数特性。本实用新型利用原材料的温度特性进行了不同的设计，由原来的全部是金属化聚丙烯膜结构的电容器，其聚丙烯材料本身就是负温度系数的特有属性，而目前使用环境条件的不断严苛，使得该全部聚丙烯膜结构的电容器不能使用在环境温度较低的寒冷条件下，就出现了此不足之处，为了能够全方位的使用在不同环境条件下的使用需求，本实用新型利用聚酯膜和聚丙烯膜的固有材料属性进行有效结合而成的（利用材料温度中和特性，使得电容器的容量更稳定，不易漂移）。

本实用新型使用的上述聚丙烯薄膜均采用最新的高温薄膜，其温度可以达到120℃，该实用新型的电容器使用的环境温度可以达到120℃以上。由于本实用新型使用的聚丙烯薄膜耐温可以达到120℃，在制作过程中，采用120℃高温的聚合条件下，可以将电容器内部的湿气给予排出的更加彻底，这样就可以提高该电容器的绝缘强度，从而提高使用寿命。

由于本实用新型使用的聚丙烯薄膜或者聚脂薄膜全部采用蒸镀金属铝作为金属载体，其镀层铝的方块电阻要求为1.0Ω/□以下，由于镀层越厚，其方块电阻值越小，承受的过电流越高，金属镀层的串联电阻越小，其电容器的内部串联电阻ESR值也越小，降低电容器的损耗角（即DF值越小），电容器的表面温升越小，从而提高电容器的使用寿命。

由于本实用新型利用双面金属化中留边聚丙烯薄膜或者双面金属化中留边聚脂薄膜与单面的金属化聚丙烯薄膜串联结构而成，串联结构可以增大金属镀层的有效面积，从而增加了过流面积，使得该实用新型能够承受更高的过电流能力，由于串联结构在电容器中起到平均分压的功能，从而也提高了该实用新型的耐电压能力。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。