抗氧化、耐高压多层金属化电容器用薄膜制造技术

本实用新型专利技术公开了抗氧化、耐高压多层金属化电容器用薄膜，包括经基膜相连接的基膜单元，基膜单元具有基膜层和在该基膜层上顺序镀有的第一铝镀层和锌镀层，基膜单元还具有镀在锌镀层外层面上的第二铝镀层，基膜单元第一铝镀层和第二铝镀层均为采用磁控溅射技术溅射镀膜。其在镀膜过程中，采用磁控溅射技术替代了电阻加热蒸发技术，从而使金属化薄膜耐高压性能大幅提高，同时，将原有的锌铝复合化薄膜同时再镀上一层金属，此金属层在接触大气后生成一层致密的氧化层，从而将里边的两层金属层与大气隔绝，从而保证了电容器用金属化薄膜的高品质。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金属化电容器用薄膜的镀层结构，特别涉及抗氧化，耐高压多层金属化电容器用薄膜。
技术介绍
现有的金属化电容器用薄膜，是在作为介质材料的基膜(如聚脂薄膜、聚丙稀薄膜等绝缘材料)上用镀膜机在高真空条件下采用金属加热蒸发技术镀上金属极板，极板可分单铝镀层和锌铝镀两层，因其具有独特的自愈特性，广泛用于制造各类电力补偿用或马达启动用交流电容器和直流滤波电容器。金属化薄膜独特的自愈性能，可能明显改善和提高金属化薄膜电容器的耐电压能力和使用寿命。由于锌的熔点比铝低，更易在电容器热击穿时发挥，自愈性更加优良，因此铝锌复合金属化薄膜较铝金属化膜具有更好的耐压特性。但由于锌镀层在薄膜表面的复着力极差，因此必须先蒸镀铝然后在蒸镀锌，而锌在空气中极易氧化，氧化后的锌铝薄膜的将导致电容器失效，因此对镀好的锌铝金属化薄膜的贮存环境有严格的温度要求。同时，为了保证锌铝镀层中镀铝层的均匀和致密，镀铝量必须达到一定的量，而镀铝量的增加将降低金属化薄膜的自愈性能，同样影响薄膜的耐压特性，最终影响电容器质量和使用寿命。如申请日2004年1月20日的中国技术专利ZL200420024421.0《阶梯方阻电容器用薄膜》所描述的比上述电容器用薄膜的品质有所改善，在绝缘薄膜材料上真空镀有金属导电层，金属导电层呈阶梯方阻变化或方阻逐渐变化。但存在的问题尚未根本解决。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述缺陷，而提供采用磁控溅射技术溅射镀膜，并具有致密的氧化层的抗氧化、耐高压多层金属化电容器用薄膜。其通过采用磁控溅射镀膜，在原有的锌铝复合薄膜的锌层表面在蒸镀一层铝镀层，利用铝易在空气中氧化形成致密的氧化铝的特性，在锌镀层表面形成保护层，与大气隔绝，避免锌被空气氧化，提高金属化薄膜的抗氧能力。采用磁控溅射技术可使镀铝层的均匀性大幅提高，大大减少金属层中的镀铝量，可明显提高薄膜的自愈性能。同时，磁控溅射镀膜与电阻加热蒸发技术相比，大大降低了金属原子对薄膜的热辐射，避免薄膜产生热形变甚至烫伤，降低薄膜品质。经比较，采用磁控溅射镀膜技术对金属化薄膜的耐电压性能影响≤30VCD/μm而传统的真空镀膜技术对金属化薄膜的耐电压性能影响≥50VCD/μm。磁控溅射镀膜与电阻加热蒸发技术相比，金属化薄膜的耐压性和抗氧性能明显提高，保证了电容器用金属化薄膜的高品质。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为抗氧化、耐高压多层金属化电容器用薄膜，包括经基膜相连接的基膜单元，基膜单元具有基膜层和在该基膜层上顺序镀有的第一铝镀层和锌镀层，采取技术措施基膜单元还具有镀在锌镀层外层面上的第二铝镀层，基膜单元第一铝镀层和第二铝镀层均为采用磁控溅射技术溅射而成镀膜层。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括为防止加工产品时的滑脱，增加牢固性，并提高产品的品级，锌镀层具有下凸形加厚区，相应第二铝镀层也具有上凸形加厚区。较好的基膜层的厚度为3-15μm。相应的基膜单元相连接的基膜间距为3-5mm；基膜单元的宽度为9mm-620mm，锌镀层凸形加厚区为10-20mm。基膜单元为1-60个。为提高等离子体密度和溅射镀膜速率，磁控溅射技术溅射镀膜为采用气体放电产生等离子体，经电场加速的等离子体中的离子轰击基膜单元，在基膜层上顺序沉积而成；磁控溅射是在基膜单元面加上跑道磁场以控制电子的运动，延长其在基膜单元面的行程，加快溅射镀膜的沉积。溅射镀膜具体为阳极上放置工件，与直流电源的正极连接。通常是将镀膜室接地，并与阳极连结，阴极上装置靶材，与直流电源的负极连接。等离子体中的离子被阴极暗区的电场加速后，飞向阴极轰击靶材。离子轰击靶材时，发生两种与溅射镀膜有关的物理现象。首先是离子将原子击出靶面，产生溅射原子。溅射镀膜就是由这些溅射原子在基膜上沉积实现的。其次是，离子将原子击出靶面，产生二次电子。二次电子被阴极暗区的电场加速，成为载能的快电子，快电子与氩气碰撞产生电离，并渐渐损失能量变成热电子。溅射镀膜所依赖的等离子体，就是由快电子，尤其是热电子与氩气的碰撞电离来维持的。第二铝镀层放在大气中和氧接触，产生一层致密的氧化层，隔绝里边的锌铝镀层与大气接触，提高金属化膜的抗氧化性能。保证了电容器用金属化薄膜的高品质，降低金属化薄膜由于耐压不足和表面氧化从而造成电容器废品的问题。与现有技术相比，本技术采用的基膜不需要进行表面电晕处理，在基膜上同时镀上三层金属，最外面的金属层为氧化层，对镀好的薄膜没有严格的温度，湿度要求，所放置的地方只要净化即可。表面未经电晕处理的基膜，其耐高压性能和清洁度大幅提高，同时在蒸镀过程中，采用磁控溅射技术替代了原来的电阻加热蒸发技术，在镀膜过程中大幅度降低对基膜的热辐射，从而使镀好的薄膜耐压大大提高，同时，将原有的锌铝复合化薄膜进行重大创新，即在原有基础上同时再镀上一层金属，此金属层在接触大气后生成一层致密的氧化层，从而将里边的两层金属层与大气隔绝，从而保证了电容器用金属化薄膜的高品质，彻底改变了原来的金属化薄膜由于耐压不足和表面氧化从而造成电容器废品的问题。附图说明图1是本技术基膜单元剖视结构示意图；图2是本技术相连接的基膜单元剖视结构示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。本技术的结构见附图1至图2所示。抗氧化、耐高压多层金属化电容器用薄膜，包括经基膜相连接的基膜单元，基膜单元具有基膜层1和在该基膜层1上顺序镀有的第一铝镀层2和锌镀层3，基膜单元还具有镀在锌镀层3外层面上的第二铝镀层4，基膜单元第一铝镀层2和第二铝镀层4均为采用磁控溅射技术溅射而成的镀膜层。为防止加工产品时的滑脱，增加牢固性，并提高产品的品级，锌镀层3具有下凸形加厚区3a，相应第二铝镀层4也具有上凸形加厚区4a。较好的基膜层1的厚度为3-15μm。相应的基膜单元相连接的基膜间距为3-5mm；基膜单元的宽度为9mm-620mm，锌镀层3凸形加厚区3a为10-20mm。基膜单元为1-60个。为提高等离子体密度和溅射镀膜速率，磁控溅射技术溅射镀膜为采用气体放电产生等离子体，经电场加速的等离子体中的离子轰击基膜单元，在基膜层1上顺序沉积而成；磁控溅射是在基膜单元面加上跑道磁场以控制电子的运动，延长其在基膜单元面的行程，加快溅射镀膜的沉积。溅射镀膜具体为阳极上放置工件，与直流电源的正极连接。通常是将镀膜室接地，并与阳极连结，阴极上装置靶材，与直流电源的负极连接。等离子体中的离子被阴极暗区的电场加速后，飞向阴极轰击靶材。离子轰击靶材时，发生两种与溅射镀膜有关的物理现象。首先是离子将原子击出靶面，产生溅射原子。溅射镀膜就是由这些溅射原子在基膜上沉积实现的。其次是，离子将原子击出靶面，产生二次电子。二次电子被阴极暗区的电场加速，成为载能的快电子，快电子与氩气碰撞产生电离，并渐渐损失能量变成热电子。溅射镀膜所依赖的等离子体，就是由快电子，尤其是热电子与氩气的碰撞电离来维持的。第二铝镀层4与大气中的氧接触，产生一层致密的氧化层，隔绝里边的锌铝镀层与大气接触，提高金属化膜的抗氧化性能。保证了电容器用金属化薄膜的高品质，降低金属化薄膜由于耐压不足和表面氧化从而造成电容器废品的问题。在制造加工时本技术采用的基膜不需要进行表面电晕处理，在基膜上同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
抗氧化、耐高压多层金属化电容器用薄膜，包括经基膜相连接的基膜单元，所述的基膜单元具有基膜层（１）和在该基膜层（１）上顺序镀有的第一铝镀层（２）和锌镀层（３），其特征是：所述的基膜单元还具有镀在锌镀层（３）外层面上的第二铝镀层（４），所述的基膜单元第一铝镀层（２）和第二铝镀层（４）均为采用磁控溅射技术溅射而成的镀膜层。

【技术特征摘要】
1.抗氧化、耐高压多层金属化电容器用薄膜，包括经基膜相连接的基膜单元，所述的基膜单元具有基膜层(1)和在该基膜层(1)上顺序镀有的第一铝镀层(2)和锌镀层(3)，其特征是所述的基膜单元还具有镀在锌镀层(3)外层面上的第二铝镀层(4)，所述的基膜单元第一铝镀层(2)和第二铝镀层(4)均为采用磁控溅射技术溅射而成的镀膜层。2.根据权利要求1所述的抗氧化、耐高压多层金属化电容器用薄膜，其特征是所述的锌镀层(3)具有下凸形加厚区(3a)，相应所述的第二铝镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘旭祥，林正亮，
申请(专利权)人：潘旭祥，
类型：实用新型
国别省市：97[中国|宁波]