一種電容器用金屬化薄膜及其制造工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電容器用金屬化薄膜及其制造工藝，所述金屬化薄膜包括基膜和鍍制在基膜上的多個(gè)鍍層單元，所述鍍層單元由若干層金屬鍍層依次疊置覆蓋構(gòu)成，其特征在于，所述鍍層單元沿橫向在基膜上依次排列，鍍層單元之間設(shè)有留邊區(qū)；所述鍍層單元的縱向截面左右鏡像對(duì)稱(chēng)，鍍層單元兩側(cè)為漸變方阻區(qū),中間為加厚方阻區(qū),所述加厚方阻區(qū)包含的金屬鍍層厚于漸變方阻區(qū)中的對(duì)應(yīng)的金屬鍍層,使加厚方阻區(qū)呈向上拱起的圓弧形，所述漸變方阻區(qū)呈弧線形。本發(fā)明制造工藝通過(guò)真空蒸鍍將銀、鋁、鋅等材料鍍制在基膜上，之后覆蓋抗氧化材料構(gòu)成的保護(hù)層，形成吸附附著力好、耐壓性能、耐電流性能及自愈性能強(qiáng)的電容器用金屬化薄膜產(chǎn)品。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電容器用金屬化薄膜及其制造工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種真空蒸發(fā)鍍膜產(chǎn)品及其制造工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬化薄膜電容器是利用聚酯薄膜或聚丙烯薄膜等材料作為介質(zhì)，鋅鋁合金通過(guò)真空蒸鍍方式將其附著在薄膜表面，形成電極。而電容器用的金屬化薄膜的質(zhì)量對(duì)電容器的壽命有著很大的影響。金屬化薄膜在蒸鍍過(guò)程中，如能控制合適的加厚區(qū)寬度及方阻值、非加厚區(qū)漸變型方阻值，選擇合適的鍍層厚度和工藝，使產(chǎn)品的耐電壓與耐電流性達(dá)到最佳，可顯著提高電容器的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種耐高壓、耐電流沖擊的電容器用金屬化薄膜及其制造工藝。
[0004]本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)方案為:
[0005]一種電容器用金屬化薄膜，包括基膜和鍍制在基膜上的多個(gè)鍍層單元，所述鍍層單元由若干層金屬鍍層依次疊置覆蓋構(gòu)成，其特征在于，所述鍍層單元沿橫向在基膜上依次排列，鍍層單元之間設(shè)有留邊區(qū)；所述鍍層單元的縱向截面左右鏡像對(duì)稱(chēng)，鍍層單元兩側(cè)為漸變方阻區(qū)，中間為加厚方阻區(qū)，所述加厚方阻區(qū)包含的金屬鍍層厚于漸變方阻區(qū)中的對(duì)應(yīng)金屬鍍層，使加厚方阻區(qū)呈向上拱起的圓弧形，所述漸變方阻區(qū)呈弧線形。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案還包括:
[0007]所述鍍層單元包括自基膜表面向上分別蒸鍍的銀層、鋁層和鋅層，按質(zhì)量百分比，所述鍍層單元中含有I?3%的銀元素、3?7%的鋁元素、90?92%鋅元素，余量為雜質(zhì)，所述雜質(zhì)的質(zhì)量含量為> 0%。
[0008]在蒸鍍過(guò)程中，各蒸鍍?cè)床牧?，尤其是相鄰膜層之間不可避免的會(huì)發(fā)生物質(zhì)的物理或化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生除蒸鍍?cè)床牧蠁钨|(zhì)之外的合金物質(zhì)或氧化物等化合物，同時(shí)蒸鍍?cè)床牧媳旧硪矔?huì)因純度問(wèn)題存在不可避免的雜質(zhì)。
[0009]所述鍍層單元自外側(cè)邊向中心線依次分為Rl區(qū)、R2區(qū)、R3區(qū)及R4區(qū)，所述Rl區(qū)、R2區(qū)、R3區(qū)為漸變方阻區(qū)的部分，所述R4區(qū)為加厚方阻區(qū)的部分，所述Rl區(qū)包括2?4Ω/ □的方阻值漸變范圍區(qū)間、R2區(qū)包括6?12Ω/ □的方阻值漸變范圍區(qū)間、R3區(qū)包括15?20 Ω / 口的方阻值漸變范圍區(qū)間，所述R4區(qū)包括25?40 Ω / 口的方阻值漸變范圍區(qū)間。
[0010]所述漸變方阻區(qū)的縱向截面自R3區(qū)至Rl區(qū)呈漸屈線型。
[0011]優(yōu)選的，所述Rl區(qū)的縱向?qū)挾葹?±lmm，所述R2區(qū)的縱向?qū)挾葹?8.5±lmm，所述R3區(qū)的縱向?qū)挾葹?5 ± Imm,所述R4區(qū)的縱向?qū)挾葹? ± Imm,所述留邊區(qū)的縱向?qū)挾葹?±0.5mm。在實(shí)際加工中，以上參數(shù)無(wú)法避免絕對(duì)誤差。
[0012]一種電容器用金屬化薄膜的制造工藝，在真空環(huán)境中進(jìn)行，其特征在于，包括以下步驟:
[0013]將基膜料卷安裝在合適的卷軸上，并將膜料繞過(guò)相應(yīng)的限位導(dǎo)輥，將位于各蒸發(fā)器上方的一段膜料展平，使膜料移動(dòng)過(guò)程中依次經(jīng)過(guò)屏蔽油蒸發(fā)器、銀蒸發(fā)器、鋁蒸發(fā)器、鋅蒸發(fā)器、保護(hù)油蒸發(fā)器的上方，蒸鍍后在基膜一面形成了沿其延伸方向依次排布的若干鍍層單元；
[0014]所述蒸發(fā)器之間保持一定間距，蒸發(fā)源材料的蒸發(fā)面積與預(yù)設(shè)鍍層單元的覆蓋區(qū)域同寬同長(zhǎng)，蒸鍍前，根據(jù)預(yù)設(shè)的留邊區(qū)和鍍層單元的形狀、尺寸，膜層下方對(duì)應(yīng)各蒸發(fā)器的位置設(shè)置相應(yīng)的擋板結(jié)構(gòu)，屏蔽油蒸鍍?cè)诨ど项A(yù)設(shè)留邊區(qū)的位置；鍍膜過(guò)程中，真空環(huán)境的真空度為3?5(10E-4)Pa，膜料移動(dòng)速度為18?20m/s ；
[0015]銀蒸發(fā)器中銀材料的加熱溫度為980?1030°C，在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為0.4?0.6m/s ；
[0016]招蒸發(fā)器蒸發(fā)舟的加熱電流為70?90A,送招速度為500?700mm/min,在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為0.4?0.6m/s，鋁絲直徑為2mm ；
[0017]鋅蒸發(fā)器中鋅材料的加熱溫度為650?700°C，在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為6?7m/s。
[0018]進(jìn)一步的技術(shù)方案還包括:
[0019]經(jīng)保護(hù)油蒸發(fā)器蒸鍍后的膜料從冷卻輥的下方繞過(guò)，蒸鍍時(shí)，所述冷卻輥的制冷溫度設(shè)置為_(kāi)20°C至-25°C。
[0020]所述屏蔽油和保護(hù)油為全氟聚醚材料，所述屏蔽油蒸發(fā)器、保護(hù)油蒸發(fā)器的加熱溫度設(shè)為240?280°C，在蒸汽源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為0.4?0.6m/s。
[0021]施加在所述冷卻輥和膜料之間的偏壓值為?οον/μ m，所述μ m為基膜的厚度。
[0022]鍍膜結(jié)束后，關(guān)閉真空系統(tǒng)，所述冷卻輥加熱到40?45°C后，破真空，取出膜料。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
[0024]本發(fā)明金屬化薄膜附著力好、抗氧化性強(qiáng)，具有顯著提高的耐壓性能、耐電流性能以及自愈性能。本發(fā)明制造工藝科學(xué)合理，有效保障了產(chǎn)品鍍膜的質(zhì)量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為設(shè)有四個(gè)鍍層單元的一段膜料的俯視圖；
[0026]圖2為鍍層單元的縱向剖視圖；
[0027]圖3為真空蒸鍍?cè)O(shè)備的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；
[0028]圖4為本發(fā)明金屬化薄膜制造電容器與普通產(chǎn)品的壽命投切試驗(yàn)對(duì)比圖；
[0029]圖5為本發(fā)明金屬化薄膜制造電容器與普通產(chǎn)品的加速老化試驗(yàn)對(duì)比圖；
[0030]上圖中，1-基膜，2-放料軸，3-卷收軸，4-展平棍，5-張力棍，6_冷卻輥，7_測(cè)量輥，8-真空室，9-留邊區(qū)。

【具體實(shí)施方式】
[0031]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)目的和技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0032]如圖1、圖2所示的一種電容器用金屬化薄膜，包括聚丙烯薄膜基膜和鍍制在基膜一面的若干鍍層單元，所述鍍層單元由銀、鋁、鋅等若干層金屬鍍層依次疊置覆蓋構(gòu)成，所述鍍層單元沿橫向在基膜上依次排列，鍍層單元之間設(shè)有留邊區(qū)9。所述鍍層單元的縱向截面左右鏡像對(duì)稱(chēng)，鍍層單元兩側(cè)為漸變方阻區(qū)，中間為加厚方阻區(qū)。
[0033]所述鍍層單元包括自基膜表面向上分別蒸鍍的銀層、鋁層和鋅層，按質(zhì)量百分比，所述鍍層單元中含有I?3%的銀元素、3?7%的鋁元素、90?92%鋅元素，余量為雜質(zhì)，所述雜質(zhì)的質(zhì)量含量為>0%。，所述加厚方阻區(qū)包含的銀、鋁、鋅鍍層均厚于漸變方阻區(qū)中的對(duì)應(yīng)金屬鍍層，使加厚方阻區(qū)呈向上拱起的圓弧形，所述漸變方阻區(qū)則呈弧線形
[0034]所述鍍層單元自外側(cè)邊向中心線依次分為Rl區(qū)、R2區(qū)、R3區(qū)及R4區(qū)，所述Rl區(qū)、R2區(qū)、R3區(qū)為漸變方阻區(qū)的部分，所述R4區(qū)為加厚方阻區(qū)的部分。以采用常規(guī)四探針電阻率測(cè)量法為例(位于同一直線上的四根探針之間等距間隔約為1mm)，在上述各區(qū)不同厚度位置進(jìn)行若干次測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果的變化，所述Rl區(qū)的包括2?4 Ω / 口的一段方阻值漸變范圍區(qū)間、R2區(qū)包括6?12 Ω / 口的方阻值漸變范圍區(qū)間、R3區(qū)包括15?20 Ω / □的方阻值漸變范圍區(qū)間，所述R4區(qū)包括25?40 Ω / 口的方阻值漸變范圍區(qū)間，如圖2所示。所述漸變方阻區(qū)的縱向截面自R3區(qū)至Rl區(qū)呈漸屈線(漸曲線)型。
[0035]作為優(yōu)選實(shí)施例，所述Rl區(qū)的縱向?qū)挾葹?mm，所述R2區(qū)的縱向?qū)挾葹?8.5mm,所述R3區(qū)的縱向?qū)挾葹?5mm，所述R4區(qū)的縱向?qū)挾葹?mm，實(shí)際生產(chǎn)中，四區(qū)加起來(lái)后寬度約為145 ±0.5mm,所述留邊區(qū)為5±0.2mm左右。
[0036]所述電容器用金屬化薄膜可采用如下制造工藝在真空蒸發(fā)鍍膜設(shè)備上進(jìn)行，包括以下步驟:
[0037]將基膜料卷安裝在合適的卷軸上，并將膜料繞過(guò)相應(yīng)的限位導(dǎo)輥，包括放料輥2、展平輥4、冷卻輥6、張力輥5、測(cè)量輥7、卷收輥3和其它導(dǎo)輥等，將位于各蒸發(fā)器上方的一段膜料展平，各種準(zhǔn)備工作完成后，將真空室8真空環(huán)境的真空度調(diào)節(jié)為4(10E-4)Pa(即0.0004Pa)。
[0038]隨著放料輥2和卷收輥3的動(dòng)作，膜料移動(dòng)過(guò)程中依次經(jīng)過(guò)屏蔽油蒸發(fā)器、銀蒸發(fā)器、鋁蒸發(fā)器、鋅蒸發(fā)器、保護(hù)油蒸發(fā)器的上方，各蒸發(fā)器之間保持一定間距。蒸發(fā)源材料的蒸發(fā)面積與預(yù)設(shè)鍍層單元的覆蓋區(qū)域同寬同長(zhǎng)，蒸鍍前，根據(jù)預(yù)設(shè)的留邊區(qū)和鍍層單元的形狀、尺寸，膜層下方對(duì)應(yīng)各蒸發(fā)器的位置設(shè)置了相應(yīng)的擋板結(jié)構(gòu)，所述屏蔽油蒸鍍?cè)诨ど项A(yù)設(shè)留邊區(qū)的位置，防止蒸發(fā)源材料附著，而保護(hù)油用于防止鍍層氧化。
[0039]鍍膜過(guò)程中，膜料移動(dòng)速度為20m/s，并設(shè)置各蒸發(fā)器參數(shù)如下:
[0040]所述屏蔽油蒸發(fā)器的加熱溫度為260°C，其在蒸汽源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度約為0.5m/s。
[0041]銀蒸發(fā)器中銀材料的加熱溫度為980?1030°C，其在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度約為0.5m/s ；
[0042]招蒸發(fā)器蒸發(fā)舟的加熱電流為70?90A,送招速度為500?700mm/min,在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為0.4?0.6m/s，送入的鋁絲直徑為2mm ；
[0043]鋅蒸發(fā)器中鋅源的加熱溫度為650?700°C，其在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度約為6.3m/s ；
[0044]所述保護(hù)油蒸發(fā)器的加熱溫度為260°C，其在蒸汽源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為0.5m/s。
[0045]上述各蒸發(fā)源材料，如鋁絲、鋅條等，其材料純度應(yīng)選擇純度在99.99%以上的材料。
[0046]經(jīng)保護(hù)油蒸發(fā)器蒸鍍后的膜料從冷卻輥6的下方繞過(guò)，蒸鍍時(shí)，所述冷卻輥的制冷溫度設(shè)置為-20°C至_25°C。用于吸附冷卻輥和膜料的偏壓系統(tǒng)(靜電吸附)施加在所述冷卻輥6和膜料之間的偏壓值為100V/μ m，所述μ m為基膜的厚度，即隨著基膜的增厚，偏壓值增加。
[0047]鍍膜結(jié)束后，關(guān)閉真空系統(tǒng)，所述冷卻輥6加熱到40?45°C之后，破真空，取出膜料，防止冷卻輥6在低溫下凝結(jié)水汽，影響鍍膜質(zhì)量。
[0048]鍍膜完成后得到的金屬化薄膜(MPP)材料，經(jīng)分切、卷繞、噴金、焊接、浸潰、灌裝等工序，可制成低壓電力電容器。如圖4本發(fā)明金屬化薄膜制造電容器與普通產(chǎn)品的壽命投切試驗(yàn)對(duì)比圖、圖5本發(fā)明金屬化薄膜制造電容器與普通產(chǎn)品的加速老化試驗(yàn)對(duì)比圖可見(jiàn)，本發(fā)明金屬化薄膜制成的電容器與普通產(chǎn)品對(duì)比，具有顯著的性能提高。
[0049]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)、說(shuō)明書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種電容器用金屬化薄膜，包括基膜和鍍制在基膜上的多個(gè)鍍層單元，所述鍍層單元由若干層金屬鍍層依次疊置覆蓋構(gòu)成，其特征在于，所述鍍層單元沿橫向在基膜上依次排列，鍍層單元之間設(shè)有留邊區(qū)；所述鍍層單元的縱向截面左右鏡像對(duì)稱(chēng)，鍍層單元兩側(cè)為漸變方阻區(qū)，中間為加厚方阻區(qū)，所述加厚方阻區(qū)包含的金屬鍍層厚于漸變方阻區(qū)中的對(duì)應(yīng)金屬鍍層，使加厚方阻區(qū)呈向上拱起的圓弧形，所述漸變方阻區(qū)呈弧線形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容器用金屬化薄膜，其特征在于，所述鍍層單元包括自基膜表面向上分別蒸鍍的銀層、鋁層和鋅層，按質(zhì)量百分比，所述鍍層單元中含有I?3%的銀元素、3?7%的招元素、90?92%鋅元素，余量為雜質(zhì)，所述雜質(zhì)的質(zhì)量含量為^ 0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電容器用金屬化薄膜，其特征在于，所述鍍層單元自外側(cè)邊向中心線依次分為Rl區(qū)、R2區(qū)、R3區(qū)及R4區(qū)，所述Rl區(qū)、R2區(qū)、R3區(qū)為漸變方阻區(qū)的部分，所述R4區(qū)為加厚方阻區(qū)的部分，所述Rl區(qū)包括2?4Ω/□的方阻值漸變范圍區(qū)間、R2區(qū)包括6?12 Ω / □的方阻值漸變范圍區(qū)間、R3區(qū)包括15?20 Ω / □的方阻值漸變范圍區(qū)間，所述R4區(qū)包括25?40 Ω/ □的方阻值漸變范圍區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電容器用金屬化薄膜，其特征在于，所述漸變方阻區(qū)的縱向截面自R3區(qū)至Rl區(qū)呈漸屈線型。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電容器用金屬化薄膜，其特征在于，所述Rl區(qū)的縱向?qū)挾葹?±1_1，所述1?2區(qū)的縱向?qū)挾葹?8.5±1_1，所述1?3區(qū)的縱向?qū)挾葹?5 ± 1mm，所述R4區(qū)的縱向?qū)挾葹? ± Imm,所述留邊區(qū)的縱向?qū)挾葹?±0.5mm。
6.一種電容器用金屬化薄膜的制造工藝，在真空環(huán)境中進(jìn)行，其特征在于，包括以下步驟: 將基膜料卷安裝在合適的卷軸上，并將膜料繞過(guò)相應(yīng)的限位導(dǎo)輥，將位于各蒸發(fā)器上方的一段膜料展平，使膜料移動(dòng)過(guò)程中依次經(jīng)過(guò)屏蔽油蒸發(fā)器、銀蒸發(fā)器、鋁蒸發(fā)器、鋅蒸發(fā)器、保護(hù)油蒸發(fā)器的上方，蒸鍍后在基膜一面形成沿其延伸方向依次排布的若干鍍層單元; 所述蒸發(fā)器之間保持一定間距，蒸發(fā)源材料的蒸發(fā)面積與預(yù)設(shè)鍍層單元的覆蓋區(qū)域同寬同長(zhǎng)；蒸鍍前，根據(jù)預(yù)設(shè)的留邊區(qū)和鍍層單元的形狀、尺寸，膜層下方對(duì)應(yīng)各蒸發(fā)器的位置設(shè)置相應(yīng)的擋板結(jié)構(gòu)，屏蔽油蒸鍍?cè)诨ど项A(yù)設(shè)留邊區(qū)的位置；鍍膜過(guò)程中，真空環(huán)境的真空度為3?5(10E-4)Pa，膜料移動(dòng)速度為18?20m/s ； 銀蒸發(fā)器中銀材料的加熱溫度為980?1030°C，在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為0.4?0.6m/s ； 鋁蒸發(fā)器蒸發(fā)舟的加熱電流為70?90A，送鋁速度為500?700mm/min，在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為0.4?0.6m/s，鋁絲直徑為2mm ； 鋅蒸發(fā)器中鋅材料的加熱溫度為650?700°C，在蒸發(fā)源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為6?7m/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電容器用金屬化薄膜的制造工藝，其特征在于，經(jīng)保護(hù)油蒸發(fā)器蒸鍍后的膜料從冷卻輥的下方繞過(guò)，蒸鍍時(shí)，所述冷卻輥的制冷溫度設(shè)置為_(kāi)20°C至-25 0C ο
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電容器用金屬化薄膜的制造工藝，其特征在于，所述屏蔽油和保護(hù)油為全氟聚醚材料，所述屏蔽油蒸發(fā)器、保護(hù)油蒸發(fā)器的加熱溫度設(shè)為240?280°C，在蒸汽源至膜料的垂直方向上的蒸氣流速度為0.4?0.6m/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電容器用金屬化薄膜的制造工藝，其特征在于，施加在所述冷卻輥和膜料之間的偏壓值為lOOV/μπι，所述ym為基膜的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一權(quán)項(xiàng)所述的一種電容器用金屬化薄膜的制造工藝，其特征在于，鍍膜結(jié)束后，關(guān)閉真空系統(tǒng)，所述主鼓加熱到40?45°C后，破真空，取出膜料。
【文檔編號(hào)】H01G4/008GK104319095SQ201410655329
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】王春華, 顧曹新, 劉紅干, 宋玉鋒 申請(qǐng)人:江蘇現(xiàn)代電力科技股份有限公司