本發(fā)明涉及薄膜電容器技術(shù)，具體為一種耐高溫高濕應(yīng)用的薄膜電容器及其加工方法。

背景技術(shù)：

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種電力變換、交流傳動(dòng)、儲(chǔ)能電源等對(duì)大容量電容器的需求不斷增加，同時(shí)這些場(chǎng)合對(duì)高可靠性的要求使金屬化薄膜電容替代鋁電解電容的趨勢(shì)越來越明顯,尤其是在節(jié)能和新能源領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅猛。但同時(shí)由于應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，應(yīng)用條件的不斷變化，對(duì)薄膜電容器產(chǎn)品的要求也不斷提升，其中，如何提升產(chǎn)品的耐高溫高濕應(yīng)用能力，是提升電容器產(chǎn)品穩(wěn)定性及可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。

例如在中小功率光伏逆變器中用DC-Link電容器，由于光伏逆變工作頻率較高，產(chǎn)生很大的紋波及諧波電流，電容發(fā)熱嚴(yán)重，同時(shí)光伏設(shè)備使用環(huán)境條件惡劣，長期在高溫高濕情況下工作，對(duì)電容器的要求更加苛刻。又例如使用在新能源汽車應(yīng)用的DC-Link電容器，由于車內(nèi)空間有限，散熱條件不佳，長期工作溫度較高，同時(shí)對(duì)可靠性的要求極其嚴(yán)格。在這些使用條件下，都要求長期使用85℃的工作溫度，在93%RH濕度使用不受影響。

以前人們大多的一種選擇方案是采用電解電容，因?yàn)殡娊怆娙萦袉蝹€(gè)電容容量大，體積小的優(yōu)點(diǎn)。但相對(duì)電解電容的優(yōu)點(diǎn)，它的缺點(diǎn)也是同樣明顯的，那就是耐壓低，性能不穩(wěn)定和壽命短。從現(xiàn)在的使用經(jīng)驗(yàn)看，電解電容其實(shí)不是很好的選擇，所以更加優(yōu)的方案是選擇薄膜電容，但普通常規(guī)的薄膜電容也不能完全滿足此嚴(yán)酷的應(yīng)用要求。

薄膜電容采用金屬化薄膜卷繞而成，它耐壓高，溫度特性穩(wěn)定，損耗角小，自感量小，抗浪涌能力強(qiáng)，無酸污染，壽命長(一般符合應(yīng)用條件的薄膜電容在70℃時(shí)壽命為10萬小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電解電容的壽命)。但對(duì)于光伏，車用等新能源場(chǎng)合用的薄膜電容，需要承受比一般場(chǎng)合大得多的高頻諧波電流，一般薄膜電容也無法滿足在高溫（85~105℃）高濕（93%RH）條件下長期使用，在持續(xù)發(fā)熱情況下，電容容量和損耗變化也會(huì)受影響，壽命及可靠性也得不到保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種耐高溫高濕應(yīng)用的薄膜電容器及其加工方法，其能夠使得薄膜電容器能夠在高溫高濕下使用仍能滿足長壽命和可靠性，安全穩(wěn)定性高。

其技術(shù)方案是這樣的：一種耐高溫高濕應(yīng)用的薄膜電容器加工方法，其包括以下步驟蒸鍍工藝、熱定型工藝和灌封工藝，其特征在于，所述蒸鍍工藝中，薄膜材料正反兩面均采用等離子處理技術(shù)改變表面參數(shù)；所述熱定型工藝中，定型過程時(shí)抽真空，定型溫度為100℃~120℃，持續(xù)時(shí)間4~8小時(shí)，在升溫及解除真空狀態(tài)時(shí)充入惰性氣體隔離空氣；所述灌封工藝中，灌封前加熱至至少70℃進(jìn)行1~2小時(shí)預(yù)處理，灌封時(shí)在真空環(huán)境下進(jìn)行。

其進(jìn)一步特征在于，所述灌封工藝中，使用酸酐環(huán)氧高溫固化材料作為灌封料；

所述灌封工藝中外殼采用PPS或PBT+PC材質(zhì)。

一種耐高溫高濕應(yīng)用的薄膜電容器，其包括電容器芯子、灌封料和殼體，其特征在于，所述電容器芯子由正反兩面經(jīng)過等離子處理技術(shù)加工后的金屬化聚丙烯薄膜繞卷而成。

其進(jìn)一步特征在于，所述灌封料為酸酐環(huán)氧高溫固化材料；

所述殼體為PPS或PBT+PC材質(zhì)的塑料外殼；

所述電容器芯子包括上層芯子組和下層芯子組，所述上層芯子組和所述下層芯子組分別通過銅板焊接并聯(lián)至疊層銅排上，所述疊層銅排上設(shè)置電極；

所述殼體為方形殼體或圓柱形殼體。

采用本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)后，蒸鍍工藝中等離子處理技術(shù)可以使得金屬化膜在芯子定型后膜層貼合更緊密，防止水汽殘留導(dǎo)致薄膜氧化，使其抗氧化性能大大提升，熱定型工藝可以使得使薄膜充分收縮，灌封在真空環(huán)境下進(jìn)行，使芯子有效隔絕空氣中水汽影響，提高其高溫高濕情況下的抗氧化，最后加工完成的薄膜電容器在高溫高濕下使用仍滿足了長壽命和可靠性，安全穩(wěn)定性得到了提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1電容器芯子排布示意圖；

圖3為圖1內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明圓形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種耐高溫高濕應(yīng)用的薄膜電容器加工方法，其包括以下步驟蒸鍍工藝、熱定型工藝和灌封工藝，蒸鍍工藝中，薄膜材料正反兩面均采用等離子處理技術(shù)改變表面參數(shù)，使金屬化膜在芯子定型后膜層貼合更緊密，防止水汽殘留導(dǎo)致薄膜氧化，使其抗氧化性能大大提升；熱定型工藝中，定型過程時(shí)抽真空，定型溫度為100℃~120℃，持續(xù)時(shí)間4~8小時(shí)，使薄膜充分收縮，在升溫及解除真空狀態(tài)時(shí)充入惰性氣體（如氮?dú)猓└綦x空氣；灌封工藝中，灌封前加熱至至少70℃進(jìn)行1~2小時(shí)預(yù)處理，灌封時(shí)在真空環(huán)境下進(jìn)行，使芯子有效隔絕空氣中水汽影響，提高其高溫高濕情況下的抗氧化性。封工藝中，使用酸酐環(huán)氧高溫固化材料作為灌封料，使其與外殼密封性更好，具有極其優(yōu)良的耐高低溫沖擊能力，同時(shí)具有低吸水率高導(dǎo)熱性的特點(diǎn)。

下表為為改善效果驗(yàn)證，可見采用本發(fā)明的方法改善后電容產(chǎn)品對(duì)高溫高濕的工作條件具有更高的穩(wěn)定性：

灌封工藝中外殼采用PPS或PBT+PC材質(zhì)，除了具有很好的機(jī)械性能外，將使外殼同環(huán)氧樹脂密著性及阻隔水蒸汽性能并存得以實(shí)現(xiàn)。

一種耐高溫高濕應(yīng)用的薄膜電容器，其包括電容器芯子、灌封料和殼體，電容器芯子由正反兩面經(jīng)過等離子處理技術(shù)加工后的金屬化聚丙烯薄膜繞卷而成。灌封料為酸酐環(huán)氧高溫固化材料；殼體為PPS或PBT+PC材質(zhì)的塑料外殼；電容器芯子包括上層芯子組和下層芯子組，上層芯子組和下層芯子組分別通過銅板焊接并聯(lián)至疊層銅排上，疊層銅排上設(shè)置電極；由于殼體可以是方形殼體或圓柱形殼體中的一種，因此下面分別列舉說明：

見圖1，圖2，圖3所示，方形結(jié)構(gòu)，包括殼體1，灌封料2，芯子組3，疊層復(fù)合銅排4，銅板5；銅板5焊接在疊層復(fù)合銅排4上，并且連接電容器芯子3，具體包括上層芯子組31和下層芯子組32；其中殼體1為塑料外殼，采用特殊耐高溫PPS或PBT+PC材質(zhì)；灌封料2為高TG點(diǎn)酸酐環(huán)氧高溫固化材料；兩極引出采用疊層復(fù)合銅排形式，該銅排鋪蓋在整個(gè)產(chǎn)品上端，然后銅排上焊紫銅板連接到芯子端面上；電容器芯子為兩芯子組；電容器芯子由特殊處理的耐高溫金屬化聚丙烯薄膜卷繞而成，包括電容器極板和聚丙烯薄膜介質(zhì)，電容器極板是聚丙烯薄膜介質(zhì)蒸鍍的鍍層。

見圖4，圖5所示，圓形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)與方形結(jié)構(gòu)類似，主要區(qū)別在于上層芯子組與下層芯子組的排布、外殼的形狀上還有疊層銅排的設(shè)置上有區(qū)別。