一种铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜及其制备方法与流程

本发明涉及电容器的技术领域，尤其是涉及一种铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜及其制备方法。

背景技术：

随着电子工业的迅速发展，电容器作为一种应用及其广泛的电子元器件，其产品的需求量非常大。近年电容器的体系和重量减少了3-4倍，同时改进了金属化薄膜的镀膜技术及分割技术，从而极大的帮助了薄膜电容的发展。在薄膜电容器中，金属化薄膜作为芯子卷绕的材料是电容器的核心部件，生产出更好的金属化薄膜是制成性能良好电容器的基础。因此提高金属化薄膜的生产工艺以提升金属化薄膜的质量很有必要。

授权公告号为cn203456293u的中国专利公开了一种单面单留边铝锌金属化薄膜，该薄膜由绝缘基膜和其上一体镀覆的铝锌复合金属膜构成，且绝缘基膜在宽度方向上的一端设有留边，该铝锌复合金属膜在异于留边的另一端可以设有加厚层。另外，授权公告号为cn203456294u的中国专利公开了一种单面单留边铝金属化锌边缘加厚薄膜，作为电容器的内芯膜材。该薄膜采用铝作为金属一体化的膜层材料，并在留边另侧采用镀锌加厚。

由上可知，目前市场中已经存在单面单留边铝金属化薄膜、单面单留边铝金属化锌边缘加厚薄膜以及单面单留边铝锌金属化边缘加厚薄膜。由于铝的附着性能较强，并且生产过程易于处理，因此单面单留边铝金属化薄膜以及单面单留边铝锌金属化边缘加厚薄膜的市场占有率较高。

但是，上述单面单留边金属化薄膜也存在着几点不足：

1.在生产过程中，往往需要增大金属化膜的方阻以提升电容器的耐压水平，因此该金属化薄膜的金属化层的厚度较小；将单面单留边铝金属化薄膜卷绕制成电容器芯子进行喷金时，铝金属化层与喷金面的接触面积则大大减小，从而造成喷金层与端面接触不良，此情况会常常造成电容器开路或者容量大幅度下降，直接影响了电容器的可靠性，有待改进；

2.单面单留边铝锌金属化边缘加厚薄膜虽然解决了上述接触不良的问题，但是当金属化层中的锌容易被氧化成氧化锌，且氧化锌是一种疏松的半导体物质，会加快铝锌金属化层内部锌的氧化，最终会导致制备得到的电容器的导电性能下降，有待改进。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜，其解决了现有铝金属化薄膜接触不良的问题、以及现有铝锌金属化边缘加厚薄膜内部容易氧化的问题。

本发明的第二个目的在于提供一种铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜的制备方法，其用于制备铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：

一种铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜，包括绝缘基膜，所述绝缘基膜的表面沿宽度方向并排设置有铝金属化层和留边，且所述铝金属化层和留边的宽度与所述绝缘基膜的宽度相等；所述铝金属化层的表面均匀镀覆有铝加厚层。

本发明进一步设置为：所述绝缘基膜为绝缘基膜或聚脂薄膜。

本发明进一步设置为：所述铝加厚层布置于所述铝金属化层表面的中间位置或边缘位置。

本发明进一步设置为：所述单面单留边铝金属化薄膜的总厚度为5.5μm～6.1μm，其中所述铝金属化层的方阻为6ω/□～9ω/□，所述铝加厚层的方阻为1ω/□～3ω/□。

通过采用上述技术方案，通过在铝金属化层上增设一层铝加厚层，直接提高金属化薄膜与喷金面的接触面积，从而避免接触不良的问题；另外，由于铝金属化层与空气中的氧发生化学反应会生成一层致密的氧化铝层，从而阻止了内部的铝继续被氧化，因此，铝金属化膜存放相当长的时间也不会因内部氧化而大幅降低其电性能参数；因此，通过采用上述金属化薄膜制备电容器，在保证其接触导电性能的同时，具有较好的抗氧化，以适应高温高湿环境中的蒸发氧化的情况，有利于延长金属化薄膜的使用寿命。

为实现上述第二目的，本发明提供了如下技术方案：

一种铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜的制备方法：包括以下步骤，

s1将绝缘基膜卷绕，在真空度为0.8×10^-4mbar～1.2×10^-4mbar的环境中，真空蒸镀并冷却绝缘基膜，使得绝缘基膜的电晕面依次镀覆有铝金属化层和铝加厚层，得到薄膜半成品；

s2将所述薄膜半成品进行第一次时效处理，然后分切薄膜半成品，并进行第二次时效处理，得到铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜；

其中，所述铝金属化层和铝加厚层使用的蒸镀材料均为工业纯铝。

本发明进一步设置为：所述真空蒸镀的具体实施方式为，先在绝缘基膜表面涂覆用于形成留边的第一屏蔽油，然后第一次电极蒸镀得到铝金属化层；接着在铝金属化层表面涂覆第二屏蔽油，然后第二次电极蒸镀得到铝加厚层。

本发明进一步设置为：所述第一屏蔽油为硅油、氟油、石蜡油中的一种或几种；所述第二屏蔽油由甘油和硅油组成。

本发明进一步设置为：所述电极蒸镀的处理条件为，控制工业纯铝的蒸发温度为1250℃～1350℃。

本发明进一步设置为：所述s1中，冷却绝缘基膜的具体实施方式为，采用超级压偏装置使绝缘基膜紧贴制冷主辊，所述制冷主辊内采用循环的冷冻液降温，并控制所述制冷主辊的温度为-120℃～-100℃。

本发明进一步设置为：所述真空蒸镀过程中，采用蒸镀监测装置分别监测所述铝金属化层和铝加厚层的蒸镀速率。

通过采用上述技术方案，由于工业纯铝的蒸发温度较高，因此在蒸镀过程中同步冷却绝缘基膜，从而迅速降低绝缘基膜的温度，以此控制绝缘基膜的横向热收缩，从而保证金属化薄膜的生产质量；另外，制备过程采用两步法蒸镀分切，在兼顾高效的同时，能控制铝金属化层和铝加厚层的尺寸，最终得到铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.由于本发明采用铝材质的铝加厚层和铝金属化层，避免内部的金属铝氧化，并辅以铝加厚层增大接触面积，以此保证其电性能参数，有利于延长金属化薄膜的使用寿命；

2.本发明中优选采用5.5μm～6.1μm的金属化薄膜，与传统的金属化薄膜相比降低了厚度，缩小了电容器的体积，具有更强的耐高压性能；

3.本发明的方法，通过同步蒸镀冷却绝缘基膜，以此控制绝缘基膜的横向热收缩，并采用两步法蒸镀分切，操作简易快捷，最终得到铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜；

4.本发明的方法中优选采用制冷主辊冷却绝缘基膜，采用蒸镀监测装置实时监控蒸镀速率，从而机械控制金属化膜的制备过程，有利于提高铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜的成品率。

附图说明

图1是本发明实施例1的铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜的结构示意图。

图2是本发明实施例2的铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜的结构示意图。

图3是本发明实施例3的铝边缘加厚的单面单留边铝金属化薄膜的结构示意图。

图4是本发明实施例4提供的方法的流程图。

图中，1、绝缘基膜；2、留边；3、铝金属化层；4、铝加厚层。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：参照图1，为本发明公开的一种铝边缘加厚的单面单留边2铝金属化薄膜，包括绝缘基膜1。绝缘基膜1的上表面沿宽度方向并排设置有铝金属化层3和留边2，且铝金属化层3和留边2的宽度铝金属化层3宽度与绝缘基膜1的宽度相等。另外，铝金属化层3的表面均匀镀覆有铝加厚层4，铝加厚层4布置于铝金属化层3的上表面的远离留边2一侧的边缘位置。

通过在铝金属化层3上增设一层铝加厚层4，直接提高金属化薄膜与喷金面的接触面积，从而避免接触不良的问题；另外，由于铝金属化层3与空气中的氧发生化学反应会生成一层致密的氧化铝层，从而阻止了内部的铝继续被氧化，因此，铝金属化膜存放相当长的时间也不会因内部氧化而大幅降低其电性能参数。通过采用上述金属化薄膜制备电容器，在保证其接触导电性能的同时，具有较好的抗氧化，以适应高温高湿环境中的蒸发氧化的情况，有利于延长金属化薄膜的使用寿命。

其中，绝缘基膜1为绝缘基膜1或聚酯薄膜。本发明在具体实施过程中在选择绝缘基膜1的时候可以选择电容器用聚酯薄膜作为基膜，也可以选择电容器用绝缘基膜1作为基膜。不同的基膜蒸镀出来的铝金属化铝边缘加厚的薄膜在制成电容器时性能也不一样，可以满足不同使用环境及不同的工作条件下的电容器满足使用要求。

为提高单面单留边2铝金属化薄膜的电性能参数，单留边2铝金属化薄膜的总厚度为5.5μm～6.1μm，其中铝金属化层3的方阻为6ω/□～9ω/□，铝加厚层4的方阻为1ω/□～3ω/□。单面单留边2铝金属化薄膜的总宽度为13.6mm～14.2mm，其中留边2的宽度为0.8mm～1.2mm，铝金属化层3的宽度为12.8mm～13.2mm。

实施例2：参照图2，与实施例1的不同之处在于，铝加厚层4布置于铝金属化层3的上表面的靠近留边2一侧的边缘位置。

实施例3：参照图3，与实施例1的不同之处在于，铝加厚层4布置于铝金属化层3的上表面的中间位置。

实施例4：参照图4，一种铝边缘加厚的单面单留边2铝金属化薄膜的制备方法，用于制备实施例1的单面单留边2铝金属化薄膜，包括以下步骤：基膜安装、真空抽取、基膜冷却、掩膜屏蔽、电极蒸镀、镀层测控、分切复卷、时效处理、品质检验、真空包装。

（1）基膜安装和真空抽取

通过吊机将绝缘基膜1送入真空卷绕室，并安装于机台放卷辊上，使得绝缘基膜1的电晕面露出。然后压紧辊压紧绝缘基膜1的四个边沿，并合闭真空卷绕室。最后真空泵工作并对真空卷绕室内部抽真空，真空卷绕室内部的真空度达到0.8×10-4mbar～1.2×10-4mbar。

（2）基膜冷却

在真空卷绕室抽真空的同时，打开制冷装置，向制冷主辊内循环通入冷冻液降温，使得制冷主辊温度达到-120℃～-100℃，同时通过超级压偏装置使得聚乙烯基膜紧贴制冷主辊。然后在真空状态下，使绝缘基膜1通过机台放卷辊不断地放卷和收卷，这样既可以减少蒸镀过程中蒸发的铝对绝缘基膜1的烫伤又可以很好的控制住绝缘基膜1的热收缩量。

（3）掩膜屏蔽和电极蒸镀

加热装有第一屏蔽油的油壶及油挡板、装有第二屏蔽油的油壶及油挡板，使得油壶温度达到170℃，油挡板温度达到175℃。同时预热两个装有工业纯铝的铝炉，铝炉的铝槽温度达到1250℃～1350℃，并采用水循环管道持续冷却铝炉的铝槽挡板。本发明中的工业纯铝均为纯度为98.8%～99.7%的铝。然后油壶和铝炉工作，绝缘基膜1在卷绕室内卷放、并依次经过第一次掩膜屏蔽和电极蒸镀、以及第二次掩膜屏蔽和电极蒸镀等处理，具体过程如下。

油壶内的第一屏蔽油通过油挡板间隔地喷涂在绝缘基膜1的电晕面的表面。其中，第一屏蔽油的涂覆宽度为0.8mm～1.2mm。然后绝缘基膜1经过铝炉，铝炉内的铝丝蒸发并附着在绝缘基膜1的电晕面上。这些铝附着在绝缘基膜1的电晕面未喷涂有第一屏蔽油的区域，并在高真空环境下均匀沉积，从而形成一层均匀的铝金属化层3，而喷涂有第一屏蔽油的条状间隔则形成留边2。其中，第一屏蔽油为硅油、石蜡油。

接着油壶内的第二屏蔽油通过油挡板间隔地喷涂在铝金属化层3的表面。其中，第二屏蔽油的涂覆宽度占金属化层总宽度的三分之二到四分之三。然后绝缘基膜1经过铝炉，铝炉内的铝丝蒸发并附着在铝金属化层3上。这些铝附着在铝金属化层3未喷涂有第二屏蔽油的区域，并在高真空环境下均匀沉积，从而形成二层均匀的铝加厚层4，而喷涂有第二屏蔽油的条状间隔则形成留边2。其中，第二屏蔽油由甘油和硅油组成。

（4）镀层测控

在电极蒸镀过程中，采用如cn106978598a所述的镀层监测装置实时监控蒸镀速率，以此控制铝金属化层3的方阻为6ω/□～9ω/□，铝加厚层4的方阻为1ω/□～3ω/□。蒸镀完成后，关闭真空泵，解除真空，使真空卷绕室的压强等于大气压强，得到铝边缘加厚的单面铝金属化绝缘基膜1半成品。

（5）分切复卷和时效处理

将收卷后的单面单留边2铝金属化薄膜半成品在无尘等级为1万级或1万级以下、湿度为30%～50%的环境中进行第一次时效处理，时间为72h。然后将第一次时效处理后的薄膜分切成如实施例1所述的薄膜。将分切后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、温度为30℃～40℃湿度为30%～50%的环境中进行第一次时效处理，时间为72h。然后将第一次时效处理后的薄膜分切成如实施例1所述的薄膜。将分切后的薄膜在无尘等级为1万级或1万级以下、湿度为50%～60%的环境中进行第二次时效处理，时间为24h，得到单面单留边2铝金属化薄膜成品。

（6）品质检验和真空包装

检测单面单留边2铝金属化薄膜成品的规格，要求成品规格为成品总厚度为4.8μm，总宽度为22mm；留边2的宽度铝金属化层3宽度均为9.5mm，方阻为1ω/□～2ω/□。其中要求厚度误差小于±5%，宽度误差小于±0.2㎜。成品检测合格后，真空包装。

（7）性能检测试验

在5个不同批次的产品中选取样品，测量样品的总厚度和总宽度、铝金属化层3宽度和方阻、铝加厚层4的方阻。其中，每批次均选取5个样品，并作为一组。每个样品测量3次，取平均值填入表1。其中，铝金属化层3和铝加厚层4的方阻的三次测量点分别为对应层的中间区域和边缘区域。各个样品的检测结果参照表1。

表1

从表1可以看出，检测的样品中，样品的总厚度和总宽度、留边2的宽度、铝金属化层3宽度和方阻，铝加厚层4的宽度等数据的总平均值与品质检验步骤中的要求一致。另外，各样品、以及各组别的单个数值与平均值之间的差值较小，说明同一批次的产品的一致性较好。因此，采用上述方法，能制备得到铝边缘加厚的单面单留边2铝金属化薄膜。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。