一种高压薄膜电容器的制作方法

本实用新型涉及电容器领域，具体涉及一种高压薄膜电容器。

背景技术：

随着技术水平的发展，电子、家电、通讯等多个行业更新换代周期越来越短，而薄膜电容器凭借其良好的电工性能和高可靠性，成为推动上述行业更新换代不可或缺的电子元件。

薄膜电容器作为诸多电路的关键元器件，性能要求非常高，同时要求尺寸控制能尽可能小，目前的薄膜电容器在尺寸大小、耐高压性能上仍有待改善。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高压薄膜电容器，其通过在金属薄膜层上进行双面蒸镀金属镀层，同时采用多串分压的结构，达到尺寸小、耐高压的性能，提高产品的可靠性和使用寿命。

本实用新型通过以下的技术方案来实现：

一种高压薄膜电容器，包括：薄膜电容芯子、喷金层、电极引出线、环氧树脂灌料层以及外壳；所述薄膜电容芯子包括依次层叠卷绕的金属薄膜层和光膜层，所述金属薄膜层包括一基膜、蒸镀在所述基膜正面的正面金属镀层、蒸镀在所述基膜反面的反面金属镀层；所述正面金属镀层包括若干个间隔设置的金属镀块，所述金属镀块两两之间形成间隙，所述基膜正面上未覆盖所述正面金属镀层的区域形成第一留边部；所述反面金属镀层包括若干个间隔设置的金属镀块，所述金属镀块两两之间形成间隙，所述基膜反面上未覆盖所述反面金属镀层的区域形成第二留边部；所述正面金属镀层和所述反面金属镀层在基膜宽度方向上交错设置，以使两者之间形成正对区域以实现通路；所述喷金层附着在所述薄膜电容芯子的端面；所述电极引出线的一端熔接于所述喷金层内，另一端依次穿过所述环氧树脂灌料层和所述外壳；所述环氧树脂灌料层包覆所述薄膜电容芯子；所述外壳包覆所述环氧树脂灌料层。

进一步地，所述正面金属镀层为二留边三镀层结构，包括间隔设置的三个金属镀块，两侧的金属镀块分别与所述基膜的两端在水平方向上齐平；所述反面金属镀层为三留边二镀层结构，包括间隔设置的两个金属镀块，分别与所述基膜的两端形成留边；所述正面金属镀层和所述反面金属镀层之间形成四个正对区域，以组成四串分压结构。

进一步地，所述基膜为高温聚丙烯基膜。

进一步地，所述环氧树脂灌料层为高温酸酐型环氧树脂。

进一步地，所述外壳为高密试阻燃pbt外壳。

进一步地，所述光膜层为高温型聚丙烯光膜。

进一步地，所述引出线为纯铜镀锡线。

进一步地，所述外壳的形状包括圆柱形、边缘平滑过渡的长方体和正方体。

相比于现有技术，本实用新型能达到的有益效果为：

(1)本实用新型中的电容芯子采用了一条双面蒸镀金属层的金属薄膜，配合一条光膜(即不含金属镀层的基膜)层叠卷绕而成。现有技术中采用两条单面镀层的金属薄膜进行层叠卷绕，金属镀层之间难免会存在着接触间隙，因此电容极板间距离较大；而本实用新型由于采用双面蒸镀，两金属镀层紧密附着在同一条基膜上，有效减少了电容极板间的距离，根据容量公式c＝ks/d(c为容量，k为介电系数，s为极板正对面积、d为极板间的距离)，从公式计算可得，极板间距离减小，同样薄膜厚情况下，可增加容量值，提高了产品的容积比，有效可以缩小了电容器尺寸。

(2)金属薄膜的正面镀层和反面镀层形成了多个极板正对区域，每个极板正对区域为一个子电容，芯子相当于有多个串联子电容进行分压。根据串联分压原理，每个极板正对区域所承受的电压降低，从而降低了端面起始电晕电压，避免了在使用过程中端面放电造成产品失效，大幅提高了安全性。

(3)现有技术中采用两条单面镀层的金属薄膜进行层叠卷绕，由于两条金属薄膜之间不存在着紧密的固定，因此在卷绕过程中膜之间容易产生相对位移，使正对极板面积产生变化。根据容量公式c＝ks/d，产品容量与正对极板面积有关，如果在卷绕过程中正对极板面积经常变化，会导致容量的无规律变更，即表现为容量分散，容量精度下降；本实用新型通过双面串联镀层，针对每条膜而言，极板正对宽度在金属层蒸镀时已固定，所以在卷绕过程中，受卷绕摆膜、端面不平等情况下造成容量分散的因素降低，有效提高产品容量精度及稳定性，容量精度+/-2％内合格率评估可达到95％以上，有效提升产品收成率。

(4)芯子结构组成由一层双面镀金属膜及一层光膜组成，改变常规设计由两层金属化薄膜组成，由于光膜成本比金属薄膜低，本实用新型能降低薄膜成本20％。

附图说明

图1所示为高压薄膜电容器的剖视图；

图2所示为薄膜电容芯子展开的截面图；

图3所示为薄膜电容芯子的展开图。

图中：10、薄膜电容芯子；11、金属薄膜层；111、基膜；112、正面金属镀层；113、反面金属镀层；114、第一留边部；115、第二留边部；12、光膜层；20、喷金层；30、电极引出线；40、环氧树脂灌料层；50、外壳。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参阅图1，本实用新型公开了一种高压薄膜电容器，包括薄膜电容芯子10、喷金层20、电极引出线30、环氧树脂灌料层40以及外壳50。

其中，参阅图2和图3，薄膜电容芯子10包括依次层叠卷绕的金属薄膜层11和光膜层12，即展开状态下的金属薄膜层11和光膜层12按照一定的次序或位置叠放起来，然后两者依照一定的规则卷绕起来，比如从卷绕的起始位置设定卷绕第一圈的直径或宽度等。

参阅图2，金属薄膜层11包括一条基膜111、蒸镀在基膜111正面的正面金属镀层112、蒸镀在基膜111反面的反面金属镀层113。正面金属镀层112包括若干个间隔设置的金属镀块，金属镀块两两之间形成间隙，基膜111正面上未覆盖正面金属镀层112的区域(即无镀层区)形成第一留边部114；反面金属镀层113包括若干个间隔设置的金属镀块，金属镀块两两之间形成间隙，基膜111反面上未覆盖反面金属镀层113的区域(无镀层区)形成第二留边部115。正面金属镀层112和反面金属镀层113在基膜111的宽度方向上交错设置，使两者之间形成正对区域以实现通路，正对区域也就是电容的极板正对面积s，每一个极板可以视作一个子电容，相当于整个芯子结构上有多个串联的子电容，根据串联分压原理，每个极板所承受的电压降低，从而降低了端面起始电晕电压。

光膜层12指的即是没有蒸镀金属镀层的基膜结构。

为了更清晰的说明金属薄膜层11的结构和原理，下面结合一个具体的实施例来进行阐述。参阅图2，正面金属镀层112为二留边三镀层的结构，包括三个间隔设置的金属镀块，两侧的金属镀块分别和基膜111的端面在水平方向上齐平，三镀层之间共形成两个留边；同时，反面金属镀层113为三留边两镀层的结构，包括两个间隔设置的金属镀块，两金属镀块分别与基膜111的两端形成两个留边，加上两金属镀块之间的留边，共三个留边。从图中可以看出，正面金属镀层112和反面金属镀层113之间共形成了四个正对区域(即在水平方向上两者正对的部分)，每一个极板相当于一个子电容，四个串联的子电容组成了四串分压结构，相当于每个极板只承受总电压的四分之一。

当然，四串分压结构只是一种示例，也可以根据电路实际情况来设计更多的串联数量，例如，将正面做成三留边四镀层、反面做成四留边三镀层，就可以做成五串分压，四串分压仅是一种较优的实施方式。

优选地，基膜111采用高温聚丙烯基膜，作为替代的实施方式，基膜111可以采用其他的塑胶薄膜替代，例如，聚乙酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜等。优选地，光膜采用高温聚丙烯光膜，作为替代的实施方式，也可以采用其他的塑胶薄膜替代，例如，聚乙酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜等。

优选地，金属镀层可以选用铝镀层，作为替代的实施方式，也可以采用银、锌、铜、铝合金或其他复合金属镀层。

参阅图1，喷金层20附着在薄膜电容芯子10的端面。采用电弧或火焰等热源，将需要喷涂的各类焊料丝材融化并在高压空气的作用下雾化，粉碎后的金属粒子以高速喷涂在对热能具有极高灵敏度的薄膜电容芯子10的端面薄膜层间隙中，使薄膜电容芯子10从内绕层至外绕层形成一个等电位的金属电极面，为电极引出提供一个桥接平台。

电极引出线30熔接于喷金层20内，电极引出线30的一端熔接在喷金层20，并且另一端依次穿过环氧树脂灌料层40和外壳50。优选地，电极引出线30为纯铜镀锡线，用于作为电极引出线。在一些替代的实施例中，引出线可以利用金属箔作为电极引出线，引出线还可以利用任意的导电金属丝线作为电极引出线30，例如，银、锡、铜等或在上述的金属表面加上用于防止生锈和利于焊接的其他金属镀层，即引出线可以为片状或者线状。

环氧树脂灌料层40包覆薄膜电容芯子10，优选地，采用高温酸酐型环氧树脂。酸酐类高温型高纯度环氧树脂可以保证高压薄膜电容器可以在特殊的环境(例如高温、高湿)下使用，有效地增加高压薄膜电容器的产品使用寿命。在一些替代的实施例中，环氧树脂灌料层40还可以采用其他一些具有耐高温特性、良好渗透性、优良密闭性的材料作为高压薄膜电容器的填充材料。

外壳50包覆环氧树脂灌料层40，优选地，采用高密试阻燃pbt外壳。外壳50可以为密封及阻燃等级较高的环氧粉末，例如，ul94/v-0级的pbt材料，也可以为金属材料的外壳。优选地，外壳50的形状可以包括圆柱形、边缘平滑过渡的长方体或正方体。

通过对上述实施例的阐述，本实用新型能达到以下技术效果：

(1)本实用新型中的电容芯子采用了一条双面蒸镀金属层的金属薄膜，配合一条光膜(即不含金属镀层的基膜,)层叠卷绕而成。现有技术中采用两条单面镀层的金属薄膜进行层叠卷绕，金属镀层之间难免会存在着接触间隙，因此电容极板间距离较大；而本实用新型由于采用双面蒸镀，两金属镀层紧密附着在同一条基膜111上，有效减少了电容极板间的距离，根据容量公式c＝ks/d(c为容量，k为介电系数，s为极板正对面积、d为极板间的距离)，从公式计算可得，极板间距离减小，同样薄膜厚情况下，可增加容量值，提高了产品的容积比，有效可以缩小了电容器尺寸。

(2)金属薄膜的正面镀层和反面镀层形成了多个极板正对区域，每个极板正对区域为一个子电容，芯子相当于有多个串联子电容进行分压。根据串联分压原理，每个极板正对区域所承受的电压降低，从而降低了端面起始电晕电压，避免了在使用过程中端面放电造成产品失效，大幅提高了安全性；四串分压后提高了产品的使用电压，额定电压可达到4000v以上。

(3)现有技术中采用两条单面镀层的金属薄膜进行层叠卷绕，由于两条金属薄膜之间不存在着紧密的固定，因此在卷绕过程中膜之间容易产生相对位移，使正对极板面积产生变化。根据容量公式c＝ks/d，产品容量与正对极板面积有关，如果在卷绕过程中正对极板面积经常变化，会导致容量的无规律变更，即表现为容量分散，容量精度下降；本实用新型通过双面串联镀层，针对每条膜而言，极板正对宽度在金属层蒸镀时已固定，所以在卷绕过程中，受卷绕摆膜、端面不平等情况下造成容量分散的因素降低，有效提高产品容量精度及稳定性，容量精度+/-2％内合格率评估可达到95％以上，有效提升产品收成率。

(4)芯子结构组成由一层双面镀金属膜及一层光膜组成，改变常规设计由两层金属化薄膜组成，由于光膜成本比金属薄膜低，本实用新型能降低薄膜成本20％。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。