多阶梯式方阻薄膜电容器素子和电容器的制作方法

1.本实用新型涉及薄膜电容器技术领域，特别涉及一种多阶梯式方阻薄膜电容器素子和应用该多阶梯式方阻薄膜电容器素子的电容器。


背景技术：

2.薄膜电容器是电子整机和电器、电力设备必不可少的基础原件，广泛应用于电子设备、计算机设备、通讯设备、节能光源、家用电器及军工产品等高科技领域。薄膜电容器包括外壳和设于外壳内部的电容器素子，电容器素子在工作时会产生热量。
3.电容器温升是影响电容器可靠性的重要指标，当电容器温升增加时，则电容器可靠性降低。电容器素子由两层金属化薄膜错边相叠且卷绕而成，目前金属化薄膜的活动区通常设计为恒定方阻，即活动区的金属镀层厚度是不变的，如图5所示，为了保证电容器的耐压水平，则活动区的方阻往往设计得比较高，但这种结构也带来等效串联电阻(esr)较高的缺点，导致电容器素子在工作状态下发热量大且温升高，容易击穿失效。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种多阶梯式方阻薄膜电容器素子，旨在提供一种降低电容器的esr、降低电容器温升且提高电容器可靠性的多阶梯式方阻薄膜电容器素子。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的多阶梯式方阻薄膜电容器素子，所述多阶梯式方阻薄膜电容器素子由两层多阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠且卷绕而成，所述多阶梯式方阻金属化薄膜包括：
6.介质薄膜，所述介质薄膜的相对两侧分别为第一侧面和第二侧面，所述介质薄膜的宽度为w；
7.金属镀层，所述金属镀层设于所述介质薄膜之上，且沿着所述第一侧面至所述第二侧面的方向，所述金属镀层的厚度呈阶梯状逐渐降低；
8.所述金属镀层包括：
9.喷金区，所述喷金区的一侧与所述第一侧面平齐，所述喷金区为第一阶梯；
10.活动区，所述活动区形成第二阶梯、第三阶梯
……
第n阶梯，所述活动区远离所述喷金区的一侧与所述第二侧面之间形成空白留边，所述第n阶梯的宽度为z，所述空白留边的宽度为j；
11.两层所述多阶梯式方阻金属化薄膜的错边宽度为x，位于上方的所述第n阶梯与位于下方的所述第n阶梯具有交叠区，所述交叠区的宽度为k，k满足k＝2*(j+z)+x-w，k的范围为0～5mm。
12.可选地，所述活动区至少形成三个阶梯。
13.可选地，所述活动区形成第二阶梯、第三阶梯和第四阶梯，k＝1mm。
14.可选地，所述活动区形成第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯和第五阶梯，k＝2mm。
15.可选地，所述活动区形成第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯、第五阶梯和第六阶梯，k
＝3mm。
16.可选地，所述金属镀层为铝镀层或者锌铝合金镀层。
17.可选地，相邻阶梯之间通过斜面实现过渡。
18.可选地，所述空白留边通过屏蔽油蒸镀所形成。
19.本实用新型还提出一种电容器，所述电容器包括：
20.外壳；
21.如上述所述的多阶梯式方阻薄膜电容器素子，所述多阶梯式方阻薄膜电容器素子设于所述外壳内部。
22.可选地，所述多阶梯式方阻薄膜电容器素子的两端设有喷金层。
23.本实用新型提出的多阶梯式方阻薄膜电容器素子由两层多阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠且卷绕而成，多阶梯式方阻金属化薄膜包括介质薄膜以及金属镀层，介质薄膜的宽度为w，金属镀层的厚度呈阶梯状逐渐降低，分别形成第一阶梯、第二阶梯
……
第n阶梯，第一阶梯与介质薄膜的一侧平齐，第n阶梯与介质薄膜的另一侧之间形成空白留边，第n阶梯的宽度为z，空白留边的宽度为j，两层多阶梯式方阻金属化薄膜的错边宽度为x，位于上方的第n阶梯与位于下方的第n阶梯具有交叠区，交叠区的宽度为k，k＝2*(j+z)+x-w，k的范围为0～5mm，由于采用了两层多阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠且上下两层多阶梯式方阻金属化薄膜的第n阶梯具有交叠区的技术手段，所以，有效解决了现有技术中金属化薄膜的活动区为恒定方阻带来的esr高、电容器素子在工作状态下发热量大、温升高且容易击穿失效的技术问题，进而实现了降低电容器的esr、降低电容器温升且提高电容器可靠性的技术效果。
附图说明
24.图1为本实用新型多阶梯式方阻金属化薄膜一实施例的结构示意图；
25.图2为本实用新型两层四阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠的结构示意图；
26.图3为本实用新型两层五阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠的结构示意图；
27.图4为本实用新型两层六阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠的结构示意图；
28.图5为现有技术中电容器素子的两层金属化薄膜错边相叠的结构示意图；
29.附图标号说明：
30.多阶梯式方阻金属化薄膜10；介质薄膜11；第一侧面111；第二侧面112；金属镀层12；喷金区121；活动区122；空白留边13。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
35.本实用新型提出一种多阶梯式方阻薄膜电容器素子，该多阶梯式方阻薄膜电容器素子是电容器的重要组成部分之一。
36.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
37.在本实用新型的实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，该多阶梯式方阻薄膜电容器素子由两层多阶梯式方阻金属化薄膜10错边相叠且卷绕而成，多阶梯式方阻金属化薄膜10包括介质薄膜11和金属镀层12，其中，介质薄膜11的相对两侧分别为第一侧面111和第二侧面112，介质薄膜11的宽度为w；金属镀层12设于介质薄膜11之上，且沿着第一侧面111至第二侧面112的方向，金属镀层12的厚度呈阶梯状逐渐降低；金属镀层12包括喷金区121和活动区122，喷金区121的一侧与第一侧面111平齐，喷金区121为第一阶梯；活动区122形成第二阶梯、第三阶梯
……
第n阶梯，活动区122远离喷金区121的一侧与第二侧面112之间形成空白留边13，第n阶梯的宽度为z，空白留边13的宽度为j；两层多阶梯式方阻金属化薄膜10的错边宽度为x，位于上方的第n阶梯与位于下方的第n阶梯具有交叠区，交叠区的宽度为k，k满足k＝2*(j+z)+x-w，k的范围为0～5mm。
38.可以理解地，介质薄膜11的宽度w也是第一侧面111与第二侧面112之间的距离，镀层方阻与镀层厚度呈反比关系，金属镀层12的厚度呈阶梯状逐渐降低，则镀层方阻从第一阶梯至第n阶梯逐渐增加，即第一阶梯的厚度最厚且方阻最低，第n阶梯的厚度最薄且方阻最高，本实用新型的金属镀层12通过阶梯式加厚，从而降低金属化薄膜的整体方阻，使得电容器的esr降低，从而减少薄膜电容器在工作状态下的发热量，提高电容器的可靠性；上下两层多阶梯式方阻金属化薄膜10在第n阶梯的位置具有交叠区，该交叠区的宽度k即第n阶梯重叠的宽度，k满足k＝2*(j+z)+x-w，k的数值与阶梯的数量无关，交叠区宽度k的范围为0～5mm，即不同阶梯数量的金属化薄膜，其交叠区的宽度k可以是0～5mm之间任意数值。
39.本实用新型提出的多阶梯式方阻薄膜电容器素子由两层多阶梯式方阻金属化薄膜10错边相叠且卷绕而成，多阶梯式方阻金属化薄膜10包括介质薄膜11以及金属镀层12，介质薄膜11的宽度为w，金属镀层12的厚度呈阶梯状逐渐降低，分别形成第一阶梯、第二阶梯
……
第n阶梯，第一阶梯与介质薄膜11的一侧平齐，第n阶梯与介质薄膜11的另一侧之间形成空白留边13，第n阶梯的宽度为z，空白留边13的宽度为j，两层多阶梯式方阻金属化薄膜10的错边宽度为x，位于上方的第n阶梯与位于下方的第n阶梯具有交叠区，交叠区的宽度
为k，k＝2*(j+z)+x-w，k的范围为0～5mm，由于采用了两层多阶梯式方阻金属化薄膜10错边相叠且上下两层多阶梯式方阻金属化薄膜10的第n阶梯具有交叠区的技术手段，所以，有效解决了现有技术中金属化薄膜的活动区122为恒定方阻带来的esr高、电容器素子在工作状态下发热量大、温升高且容易击穿失效的技术问题，进而实现了降低电容器的esr、降低电容器温升且提高电容器可靠性的技术效果。
40.在本实用新型的实施例中，如图2、图3和图4所示，活动区122至少形成三个阶梯。
41.为了更好地理解本实用新型，现提出三个不同的实施例以进一步解释，如图2所示，第一实施例为由两层四阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠，如图3所示，第二实施例为由两层五阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠，如图4所示，第三实施例为由两层六阶梯式方阻金属化薄膜错边相叠，上述三个实施例在相叠之后通过卷绕形成多阶梯式方阻薄膜电容器素子。
42.在本实用新型的第一实施例中，如图2所示，活动区122形成第二阶梯、第三阶梯和第四阶梯，k＝1mm。喷金区121为第一阶梯，第一阶梯、第二阶梯、第三阶梯和第四阶梯的宽度分别为a1、b1、c1和z，上下两层四阶梯式方阻金属化薄膜的第四阶梯的交叠区宽度为k，介质薄膜11的宽度w与两层多阶梯式方阻金属化薄膜10的错边宽度x相加满足w+x＝(z+j+x)*2-k，经过移项即可得出k＝2*(j+z)+x-w，在该四阶梯式方阻金属化薄膜中，第四阶梯的交叠区宽度k为1mm。
43.在本实用新型的第二实施例中，如图3所示，活动区122形成第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯和第五阶梯，k＝2mm。喷金区121为第一阶梯，第一阶梯、第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯和第五阶梯的宽度分别为a2、b2、c2、d2和z，上下两层五阶梯式方阻金属化薄膜的第五阶梯的交叠区宽度为k，介质薄膜11的宽度w与两层五阶梯式方阻金属化薄膜的错边宽度x相加满足w+x＝(z+j+x)*2-k，经过移项即可得出k＝2*(j+z)+x-w，在该五阶梯式方阻金属化薄膜中，第五阶梯的交叠区宽度k为2mm。
44.在本实用新型的第三实施例中，如图4所示，活动区122形成第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯、第五阶梯和第六阶梯，k＝3mm。喷金区121为第一阶梯，第一阶梯、第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯、第五阶梯和第六阶梯的宽度分别为a3、b3、c3、d3、e3和z，上下两层六阶梯式方阻金属化薄膜的第六阶梯的交叠区宽度为k，介质薄膜11的宽度w与两层六阶梯式方阻金属化薄膜的错边宽度x相加满足w+x＝(z+j+x)*2-k，经过移项即可得出k＝2*(j+z)+x-w，在该六阶梯式方阻金属化薄膜中，第六阶梯的交叠区宽度k为3mm。
45.在本实用新型的实施例中，金属镀层12为铝镀层或者锌铝合金镀层。金属镀层12通过真空蒸镀所形成。
46.在本实用新型的实施例中，如图1、图2、图3和图4所示，相邻阶梯之间通过斜面实现过渡。
47.在本实用新型的实施例中，空白留边13通过屏蔽油蒸镀所形成。在进行多阶梯式方阻金属化薄膜10生产时，先进行屏蔽油蒸镀，屏蔽油在介质薄膜11的边缘位置进行蒸镀，屏蔽油所在的位置金属无法附着，因此在金属蒸镀之后形成空白留边13。
48.本实用新型还提出一种电容器(图中未示出)，该电容器包括外壳和多阶梯式方阻薄膜电容器素子，多阶梯式方阻薄膜电容器素子设于外壳内部，该多阶梯式方阻薄膜电容器素子的具体结构参照上述实施例，由于本电容器采用了上述所有实施例的全部技术方
案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
49.在本实用新型的实施例中，多阶梯式方阻薄膜电容器素子的两端设有喷金层。喷金层具体设于多阶梯式方阻薄膜电容器素子两端的喷金区121位置，喷金层可以减少接触电阻。
50.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。