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DE2418221A1 - Elektrischer kondensator mit metallisiertem dielektrikum - Google Patents

Elektrischer kondensator mit metallisiertem dielektrikum

Info

Publication number
DE2418221A1
DE2418221A1 DE19742418221 DE2418221A DE2418221A1 DE 2418221 A1 DE2418221 A1 DE 2418221A1 DE 19742418221 DE19742418221 DE 19742418221 DE 2418221 A DE2418221 A DE 2418221A DE 2418221 A1 DE2418221 A1 DE 2418221A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metallization
dielectric
edge
edge zone
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19742418221
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Perigord
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2418221A1 publication Critical patent/DE2418221A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/20Arrangements for preventing discharge from edges of electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/38Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • H01G4/385Single unit multiple capacitors, e.g. dual capacitor in one coil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

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Akte: PHlf 7086
Anme:dung vorn: 11.4.74
Elektrischer Kondensator mit metallisiertem Dielektrikum
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kondensator mit metallisiertem Dielektrikum, insbesondere einen Kondensator mit metallisierten Kunststoffolien, wobei die Metallisierung des Dielektrikums eine nicht metallisierte Oberfläche entlang wenigstens einem Rand des Dielektrikums freiläßt und wobei eine Randzone der Metallisierung mit größerer Dicke ausgeführt ist.
In bekannten Kondensatoren dieser Art erstreckt sich die Metallisierung bis zu einem Rand des Dielektrikums - das aus Glimmer, Papier, geeigneten Kunststoffen, wie z.B. Polykarbonat, Polystyrol und anderen Polymeren oder aus dünnen Keramikplättchen bestehen kann - und läßt am gegenüberliegenden Rand eine entlang diesem Rand laufende Zone des Dielektrikums frei. Die. unbedeckte Zone des Dielektri-
PHN 7086 - 2 -
Jü - '
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kums bildet den Kriechweg, der für die notwendige elektrische Isolierung zwischen gegenpoligen Metallisierungen im Kondensator sorgt.
Für Kontakt!erungszwecke ist es üblich, die Metallisierung entlang dem erstgenannten Rand des Dielektrikums verdickt auszuführen.
Derartige Kondensatoren werden meistens mit einem flüssigen Imprägniermittel, insbesondere vom Typ der Polychlorbiphenylen (PCBs) imprägniert und werden dann in größerer Menge bei Fluoreszenzleuchten verwendet.
Es hat sich gezeigt, daß insbesondere PCBs umgebungsgefährlich sind und deshalb möglichst vermieden werden sollten. Die Anmelderin hat gefunden, daß sich zwar in der ersten Betriebszeit gut eignende Kondensatoren auch ohne Imprägnierung herstellen lassen, daß jedoch bei längerem Gebrauch, insbesondere wenn derartige Kondensatoren in Wechselstromschaltungen (wie z.B. in Verbindung mit Fluoreszenzleuchten) verwendet werden, der Kapazitätswert langsam, und zwar bis bedeutend unter den Kennwert absinkt.
Es ist weiter gefunden worden, daß dieser andauernde Rückgang des Kapazitätswer.tes des Kondensators auf eine ständig fortschreitende Beschädigung der Metallisierung entlang dem Kriechweg zurückzuführen ist. Diese Beschädigung ist die Folge der entlang dem betreffenden Rand der Metallisierung auftretenden sehr hohen elektrischen Feldstärke. Auch imprägnierte Kondensatoren zeigen den erwähnten Kapazitätsrückgang, jedoch in nicht so stark ausgeprägtem Maße wie nicht imprägnierte Kondensatoren.
Die Erfindung beabsichtigt, eine Maßnahme zu treffen, mit
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der der erwähnte Eapazitätsrückgang auf einfache V/eise wenigstens zum größten Teil vermieden werden kann.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Randzone der Metallisierung entlang der unbedeckten Oberfläche des Dielektrikums verdickt ausgeführt ist.
Vorzugsweise ist die Dicke der Metallisierung entlang der metallfreien Zone (Eriechweg) des Dielektrikums wenigstens zweimal die Dicke der weiter von dieser Zone entfernten Teile der Metallisierung. Es ist vorteilhaft, die Metalldicke entlang dem Eriechweg gemäß dem η-Fachen der Metalldicke der vom Rand der Metallisierung entfernten Teile auszuführen, wobei η eine ganze Zahl zwischen eins und zehn darstellt. Eine derartige Ausführung der Metallisierung kann mit einem Verfahren erhalten werden, das-durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
a) Gleichmäßiges Metallisieren der Oberfläche dielektrischer Folien oder Plättchen unter Freilassung einer Zone entlang wenigstens einem Rand der Folien bzw. Plättchen,
b) Maskieren des Hauptteiles der angebrachten Metallisierung unter ausschließlichem Freilassen einer sich entlang der metallfreien Oberfläche der Folien bzw. Plättchen erstreckenden Randzone der im vorangehenden Schritt angebrachten Metallisierung,
c) wenigstens einmal das Metallisierungsverfahren wiederholen und
d) die so erhaltenen Folien bzw. Plättchen in geeigneter Weise zum Erhalt eines Kondensators vom gewiekelten bzw. gestapelten Typ wickeln oder stapeln.
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Seitens der Anmelderin wird angenommen, daß der von der Erfindung angestrebte Effekt zum Vermeiden des Rückgangs im Kapazitätswert mit der Zeit mittels einer Verdickung der Metallisierungsränder erreicht wird, die einer sehr hohen Feldstärke ausgesetzt sind. Mittels einer Verdickung der dieser Feldstärke ausgesetzten Ränder der Metallisierung wird vorgebeugt, daß die Feldstärke derart hohe Vierte annimmt, daß an diesen Stellen Beschädigung der Metallisierung mit entsprechendem Rückgang des Kapazitätswertes stattfinde t.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung nä.her erläutert. Es zeigen
Fig. 1 bis 4 einen schematischen Durchschnitt durch jeweils eine andere Ausführungsform metallisierter dielektrischer Folie für einen erfxndungsgemäßen Kondensator und
Fig. 5 einen schematischen Durchschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kondensators.
Es betrifft fünf Durchschnitte nach einer Ebene, die senkrecht auf der metallisierten Oberfläche und auf dem Kriechweg steht. Die dielektrische'Folie 1, die zum Herstellen eines Kondensators benutzt wird und in der Fig. 1 dargestellt ist, wird teilweise mit einer Metallschicht 2 bedeckt, z.B. durch Aufdampfen von Zink oder Aluminium im Vakuum.
Ein Randteil 3 der Folie bleibt jedoch unmetallisiert.. Dieser Randteil 3 bildet den Kriechweg. Erfindungsgemäß wird der Rand des metallisierten Teiles bei 4 verstärkt, das ist neben dem Kriechweg 3> an v/elcher Stelle die Dicke der Metallisierung z.B. gleich dem Zweifachen der Dicke bei 2 ist. Die erwähnte Folie 1 ist z.B. ein langer Streifen, dessen Querschnitt dargestellt wird.
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Auf gleiche ¥eise ist gleichfalls die dielektrische Folie 11, die in Fig. 2 wiedergegeben wird, teilweise mit einer Metallschicht 12 versehen, jedoch unter Freilassung des Kriechweges 13. Erfindungsgemäß ist der Rand des metallisierten Teiles bei 14 auf der vollen Länge des Kriechweges 13 verstärkt. Außerdem ist an der gegenüberliegenden Seite der sich dort bis zum Rand der Folie erstreckenden Metallisierung 12 gleichfalls verstärkt (siehe 15). An sich ist die Möglichkeit bekannt, bei 16, d.h. beim Schnitt der Kondensatorwicklung oder der Kondensatorstapelung mehrerer Schichten identischer Folien, durch Schoopieren eine Metallschicht 17 anzubringen, um auf diese ¥eise einen guten Kontakt zwischen der Metallisierung und den Anschlußmitteln des Kondensators zu gewährleisten.
Die in Fig. 3 dargestellte Folie wird durch eine Folie 21 aus dielektrischem Material gebildet, dessen beide Oberflächen mit Metallisierungen 22 und 27 versehen sind. Die erwähnten Metallisierungen zeigen unbedeckte Kriechwege 23 und 30 an beiden Seiten des Dielektrikums, jedoch an gegenüberliegenden Rändern. Erfindungsgemäß zeigen an der Seite der Kriechwege die Ränder 24 und 29 der Metallisierungen 22 ■ und 27 eine Dicke, die größer ist als die des Restes dieser Metallisierungen. Die Ränder der Metallisierungen, die an der von den Kriechwegen abgewandten Seite liegen, können auch eine größere Dicke aufweisen (20 und 25) > um auf diese V/eise nach dem Wickeln oder Stapeln mehrerer Folien 21, gegebenenfalls unter Zwischenfügung einer nicht metallisierten Folien, die Güte des Kontaktes mit Metallschichten zu verbessern, die auf den Schnittflächen 26 und 28 schoopiert werden.
Die in Fig. 4 wiedergegebene Folie wird durch eine Folie 41 aus dielektrischem Material gebildet, das an beiden Oberflächen metallisiert ist, welche Folie an der einen. Seite
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mit der Metallisierung 42 und an der anderen Seite mit den Metallisierungen 47 und 48 versehen ist. Die erwähnten Metallisierungen lassen an der einen Seite Kriechwege 43 und 45 und an der anderen Seite Kriechweg 51 frei, der zwischen den "beiden Metallisierungen 47 und 48 liegt. Erfindungsgemäß ist die Metalldicke, der Metallisierungen 42, 47 und 48 längs den Kriechwegen 43, 45 und 51 größer als die des Mittelteiles dieser Metallisierungen. Die Ränder 52 und 53 der Metallisierungen 47 und 48 können im Zusammenhang mit der Kontaktierung des Kondensators gleichfalls dicker ausgeführt sein. Die auf die angegebene Weise metallisierte dielektrische Folie 41 "bildet ein Ganzes aus zwei in Reihe geschalteten Kapazitäten. Bei einem mit dieser Folie zusammen mit unmetallisierter !Folie gewickelten Wickelkondensator wird die aufgedruckte Spannung über zwei in Reihe geschaltete Kapazitäten mit einer gemeinsamen Elektrode 42 verteilt.
Fig. 5 zeigt einen Kondensator, der durch das Überlagern mehrerer Folien vom in Fig. 2 dargestellten Typ gebildet wird. Dieser Kondensator kann zum Beispiel durch das Aufrollen zweier derart aufeinander gelegter Folien 31 erhalten werden, daß die Kriechwege an verschiedenen Seiten liegen. Die Metallisierung 31 jeder der Folien ist sowohl entlang dem Kriechweg als auch an der Stirnfläche 36 des Kondensators verstärkt (34 und 35). Die Stirnflächen der auf diese Weise gewonnenen Wicklung ist zur Kontaktierung mit einer schoopierten Metallschicht 36 versehen.
Als Material für die dielektrischen Folien kommt an erster Stelle ein plastisches Material, z.B. Polystyren, Polykarbonat und Polyterephthalat, Polypropylen, Polyester und Polyäthylen in Betracht. Die Metallisierungen können z.B. durch Aufdampfen oder Zerstäuben von Aluminium oder Zink erzielt
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werden. Die Dicke der dielektrischen Folien "beträgt in der Regel ungefähr 6 Mikron, während für die Dicke der Metallisierungen ungefähr 100 Ängstrom genommen wird. Die verdickten Randteile der Metallisierungen können eine Dicke von 300 fcis 500 Ingstrom auf\*;eisen.
Patentansprüche:
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Claims (6)

  1. Patentansprüche:
    1 λ Elektrischer Kondensator mit metallisiertem Dielektrikum, insbesondere ein Kondensator mit metallisierten Kunststofffolien, wobei die Metallisierung des Dielektrikums eine nicht metallisierte Oberfläche entlang wenigstens einem Rand des Dielektrikums freiläßt und wobei eine Randzone der Metallisierung mit größerer Dicke ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Randzone der Metallisierung entlang der unbedeckten Oberfläche des Dielektrikums verdickt ausgeführt ist.
  2. 2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldicke der Randzone der Metallisierung wenigstens zweimal die Dicke der von der Randzone entfernten Teile der Metallisierung ist.
  3. 3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldicke der Randzone der Metallisierung die n-fache Dicke der von der Randzone entfernten Teile der Metallisierung ist, wobei η eine ganze Zahl zwischen eins und zehn ist.
  4. 4. Elektrischer Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum des Kondensators aus einem polymeren Kunststoff der Gruppe Polystyren, Polyäthylen, Polykarbonat, Polyterephthalat und Polypropylen besteht.
  5. 5. Elektrischer Kondensator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung aus im Vakuum aufgedampftem Aluminium oder Zink besteht.
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  6. 6. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) gleichmäßiges Metallisieren der Oberfläche dielektrischer Folien oder Plättchen unter Freilassung einer Zone entlang wenigstens einem Rand der Folien bzw. Plättchen,
    b) Maskieren des Hauptteiles der angebrachten Metallisierung unter ausschließlichem Freilassen einer sich entlang der metallfreien Oberfläche der Folien bzw. Plättchen erstreckenden Randzone der im vorangehenden Schritt an-
    ■ gebrachten Metallisierung,
    c) wenigstens einmal das Metallisierungsverfahren wiederholen und
    d) die so erhaltenen Folien bzw. Plättchen in geeigneter Weise zum Erhalt eines Kondensators vom gewickelten bzw. gestapelten Typ wickeln oder stapeln.
    Leerseite
DE19742418221 1973-04-13 1974-04-13 Elektrischer kondensator mit metallisiertem dielektrikum Pending DE2418221A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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FR7313403A FR2225821A1 (en) 1973-04-13 1973-04-13 Electric capacitors with metallised dielectric foil - longer life obtd. by thickening metal along border or leakage path

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Publication Number Publication Date
DE2418221A1 true DE2418221A1 (de) 1974-10-31

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DE19742418221 Pending DE2418221A1 (de) 1973-04-13 1974-04-13 Elektrischer kondensator mit metallisiertem dielektrikum

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DE (1) DE2418221A1 (de)
ES (1) ES425280A1 (de)
FR (1) FR2225821A1 (de)
IT (1) IT1009823B (de)

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ES425280A1 (es) 1976-05-16
IT1009823B (it) 1976-12-20
JPS508050A (de) 1975-01-28
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FR2225821B1 (de) 1977-02-04

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