低电感电容器及其制造方法技术

一种薄膜电容器（９０），包括被分段、图案化并被构造为仅在被卷起或叠层的薄膜电容器的一个表面提供连接（１００），（１０２）的金属化部分（９３），（９６）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及电容器，更具体地涉及一种低电感电容器结构及其制造方法。
技术介绍
薄膜电容器一般采用在该电容器外壳/结构相对侧面上 的电极端子。该结构表现出高电感性和电阻性，其可能降低电容性的 效果，特别是当其用于电力电子电路中，在该电路中不期望的电感性 能够产生电压过冲和电噪声。对具有更高的半导体开关频率的新电力 电子设计的需求要求对母线和/或电容器的非常紧密的连接。新的需 求还要求电容器在更高的紋波电流频率上运行并负载更大的电流。上述挑战转化为对相比传统的电容器改进了的电子性能 的需求，以提供更低的等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)。高 ESR可能增加该电容器的自热并且降低其工作寿命预期。高ESL可 能降低该电容器的自谐振频率并产生与快速电流变化相关的振铃振 荡。尽管已经进行了很多工作以改善电容器的电介质，外壳 的设计已经滞后了 ，其中通过其它手段改进电容器的ESR和ESL能 够比在电容器的电介质和导线上进行改进产生更为显著的效果。在很多端子在外壳同 一侧的现有圆柱形电容器中连接通 过在相对侧端子上焊接母线并使导体母线围绕该电容器外壳以形成 在电容器同一侧的连接来实现。这种技术使得电容器显得具有在同一 侧的端子，但是从电子方面看，使之围绕外壳的该连接形成了一个连 接的回3各，对系统的连接增加了整个电容器的电感。进一步地，在现4有电容器中，每个电极的金属化部分是连续的；因此由于通过电容器的高频内部电流产生的磁通量，涡电流可能产生于电容器内，造成自热效应并增加了总体的ESR。近来，位于靠近电容器的位置上并产生磁场的外部回路已经被建议并具有某些成功之处。然而，这种概念受到局限，因为在该外部回路和电容器ESL之间的连接是受限的，因而限制了它的效果。考虑到上面的内容，因此需要以下电容器结构相比公知的电容器结构，该电容器结构具有在电容器相同一侧的连接，同时达到非常低的互连电感，较低的自热，更宽的频率响应和更低的ESR。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面， 一种薄膜电容器，包括被分段、图案化并构造为只在被巻起或叠层的薄膜电容器的一个边缘提供互连的金属化部分。根据另一方面， 一种制造薄膜电容器的方法，包括图案化第 一金属化薄膜电极组和第二金属化薄膜电极组以形成^^共电介质结构；且巻起该公共电介质结构以便使该第一金属化薄膜电极组和该第二金属化薄膜电极组一起形成一被分段并图案化的金属化薄膜电容器，该电容器只在电容器的圓形末端的一面具有互连。根据另一方面， 一种制造薄膜电容器的方法，包括图案化第 一金属化薄膜电极组和第二金属化薄膜电极组以形成公共电介质结构；巻起该公共电介质结构以便使该第 一金属化薄膜电极组和该第二金属化薄膜电极组一起形成一巻被分段并图案化的金属化薄膜；从该巻被分段并图案化的金属化薄膜中切割期望的数量的部分；以及层叠该期望数量的部分以形成叠层的金属化薄膜电容器，其仅在该叠层的一个边缘具有互连。根据另一方面， 一种制作薄膜电容器的方法，包括图案化至少一个第一金属化薄膜电极；图案化至少一个第二金属化薄膜电极；以及层叠该至少 一个第 一金属化薄膜电极和该至少 一 个第二金属化薄膜电极以便使该至少一个第一金属化薄膜电极和该至少一个第二金属化薄膜电极一起形成叠层的金属化薄膜电容器，其仅在该叠层的一个边缘具有互连。附图说明当参照附图阅读下面的具体描述时，本专利技术的这些和其它特征，方面和改进将更加易于理解，在这些附图中类似的符号代表类似的部件，其中图1图解说明第一电极组的顶端的俯视图和第二电极组的底端的俯视图，共同形成适合巻在下起以形成根据本专利技术的一个方面的圆柱形电容器的复合结构；图2是图解说明使用图1中所示的第一和第二电极组的圓柱形电容器结构的示意图；图3是图解说明具有金属端子片的图2所示的圆柱形电容器的示意性-现图；图4是图解说明具有线状正或负端子栓的图2所示的圓柱形电容器的示意图；图5图解说明与具有公知的互连技术的圓柱形电容器相关的宽回路电流路径；图6是图5所示的圓柱形电容器的侧视图，图解说明在用于该圆柱形电容器的电容器极板中的电流路径；图7图解说明根据本专利技术的一个方面，与具有被分段并被图案化的互连技术的圆柱形电容器相关的低回路电流路径；图8是图7中所示的圆柱形电容器的侧视图，图解说明在用于该圆柱形电容器的电容器极板中的电流路径；图9图解说明现有技术中公知的圓柱形电容器；图IO是表示图9所示的圆柱形电容器的一部分的横截面视图；图11是图解说明根据本专利技术的另一方面的圆柱形电容器结构的示意图；图12是表示图11所示的圆柱形电容器的一部分的横截面视图；图13是表示图11所示的圓柱形电容器的另一部分的横截面视图；图14表示适于形成叠层金属化薄膜电容器的一对曲奇式切口电极组；图15表示采用图14所示的若干曲奇式切口电极组的叠层电容器结构；图16表示图15所示的叠层电容器结构，连接有栓以形成完整的叠层电容器；图17表示图16所示的完整的叠层电容器，其以薄片互连结构连接到DC总线杆；图18是图16-17所示的完整的叠层电容器的侧视图，图解说明在该完整的叠层电容器的极板中的生成;兹通消除效应的电流路径；以及图19图解说明根据本专利技术的一个方面的若干高温，高性能圓柱形电容器，其构造为在高功率密度，高功率逆变中使用，适于高端电力转换应用，例如但不限于航空电子。尽管上面标出的附图阐述了可选的实施例，如在讨论中所注明的，本专利技术的其它实施例也可预期。在所有情况下，本公开以表示而非限定的方式表示本专利技术的图解实施例。各种其它修正和实施例能够被本领域技术人员所设计，其落入本专利技术原理的范围和实质。附图标记(IO)第一电极组(12)第二电极组(14)连接部件(16)图案化金属沉积(18傳膜(20)子区(30)圆柱形电容器结构(32)圆柱高度(34)圆柱直径(40)完整电容器(42)安装孔(46)完整电容器(48)端子栓(50) 圓柱形电容器互连结构(51) 电极端子(53) 电极端子(54) 传导带(56)互连回路(60)圆柱形电容器分段且图案化的互连结构(62)互连回路(80)巻绕薄膜电容器(82)电端子(84)电端子(86)巻在一起的电容器圆柱〔87)电容器极板〔88)电容器极板〔90)巻绕薄膜电容器结构:92)第一电极组:93)第一极板:94)第一电介质薄膜层:95)第二电极组:96)第二极板:97)第二电介质薄膜层:ioo)电端子:102)电端子:io4)凹陷区域:io6)凹陷区域108)隔离区域110)曲奇式切口电极112)曲奇式切口电极114)第一电容器极板116)第二电容器极板120)叠层电容器结构122)连接栓124)连接栓126)金属化连接128)金属化连接130)完整的叠层电容器132)互连结构134)互连结构136)互连回^各140)高密度高功率逆变器(142)超低电感互连(15)流体冷却功率模块具体实施例方式真实电容器的电学参数由于组成该电容器的结构和材料而与理想状态发生偏差，并且这增加了能够逆向地影响其性能的寄生元件。下面介绍了改善传统薄膜电容器的外壳以便降低该寄生元件的电学数值并从而改善该电容器的性能的方法。下面参考的图1-4和7-8集中于本专利技术的以下方面通过以如下方式分段并图案化电容器金属化部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜电容器，其包括被分段、图案化并构造为在被卷起或叠层的薄膜电容器的仅仅一个轴向侧／边缘提供互连的金属化部分。

【技术特征摘要】
US 2007-12-17 12/0026161. 一种薄膜电容器，其包括被分段、图案化并构造为在被卷起或叠层的薄膜电容器的仅仅一个轴向侧/边缘提供互连的金属化部分。2. 根据权利要求1所述的薄膜电容器，其特征在于，每个金属化区段都被构造为用于消减由电容器内的电流产生的磁场。3. 根据权利要求1所述的薄膜电容器，其特征在于，每个 金属化区段被构造成带基于相应金属化区段尺寸的多个子段。4. 根据权利要求1所述的薄膜电容器，其特征在于，所述 金属化部分包括第 一 电极组和第二电极组，它们被一起构造以便 当所述薄膜被叠层或巻起时，所产生的金属图案形成两个不同的 互连， 一个用于所述电容器的在所述电容器指定于该连接的一半 上的各电极。5. 根据权利要求1所述的薄膜电容器，其特征在于，所述 被分段并图案化的金属化部分被构造为用于使低于常用薄膜电 容器可达到的电容器电流密度和等效串联电阻基本上最小化。6. 根据权利要求1所述的薄膜电容器，其特征在于，所述 被分段并图案化的金属化部分被构造为用于保证在每个电极上消减效果。7. 根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：EC德加多，MA德鲁伊，PC欧文，Y曹，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]