Iskra Kondenzatorji d.d., Semič
Tanke kovinske plasti na
polimernih folijah
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Izdelava metaliziranih folij za kondenzatorje:
• PP (polipropilenska) folija – kondenzatorji za odpravo
radiofrekvenčnih motenj, motorski, impulzni kondenzatorji
• PE (poliestrska) folija – kondenzatorji za enosmerne aplikacije
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
PP folija:
• dielektričnost εr =2,2 (25°C/1kHz ASTM D 150)
• izgubni kot tgδ=5 10-4 (25°C/1kHz ASTM D 150)
• dielektrična trdnost E=300kV/mm do 380kV/mm
(25°C/1kHz ASTM D 149)
• temperaturni koeficient -100≤TKC≤-300 10-6/°C
• maksimalna temperatura obratovanja +100°C
• absorpcija vlage max. 0,05%/24h (ASTM D 220)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
PE folija:
• dielektričnost εr =3,25 (25°C/1kHz ASTM D 150-65T)
• izgubni kot tgδ=20 10-4(25°C/60Hz ASTM D 150-65T)
• dielektrična trdnost E=295kV/mm ( 25°C/60Hz
ASTM D 149-64
ASTM D 2305-67)
• temperaturni koeficient TKC=500 10 -6 /°C
• maksimalna temperatura obratovanja +125°C
• absorpcija vlage max 0,8%/24h (ASTM D 570-63)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Debeline folij (dielektrika)
• PP od 3,5µm do 20µm
(v redni proizvodnji od 6µm do 15µm)
• PE od 2µm do 20µm
(v redni proizvodnji do 15µm)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Folijo metaliziramo na
več metalizacijskih strojih
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
MULTIMET 650
1 - predčrpalka
2 - vakumski ventil
(komorna zapora)
3 - pred-delovalna postaja
4 - odvijalec
5 - navijalec
6 - navijalna komora
7 - LMS-merilna naprava
8 - glavni valj
9 - Al izparilec
10 - izparilna komora
11 - Zn izparilec
12 - izparilno okno
13 - Al kolut
14 - ˝capton˝ trak
15 - oljna difuzijska črpalka
16 - visoko vakumski ventil
17 - hlajenje
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Postopek metalizacije folije:
PP in PE koronska obdelava na površini nanosa kovine:
- od 10kV
- boljša oprijemljivost metalizirane plasti
- večja površinska napetost
- zmanjša zračne vrzeli po površini
- korona s časom izzveni
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Postopek metalizacije folije:
Naparevanje kovin Zn, Al in Ag:
- napareva se v visoko vakumski komori (10-4 mbar)
- debelina nanosa nekaj 10nm, glede na kovino in aplikacijo uporabe
- hitrost metalizacije od 10m/s do 18m/s (glede na upornost nanešene plasti)
- temperatura izparevanja 680°C do 720°C (izparevanje Zn)
- temperatura glavnega (hladilnega) valja od –14°C do –17°C
- temperatura izparevanja 1500°C (izparevanje Al)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Struktura nanosa metalizirane plasti:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Ločimo več vrst metalizacij –
odvisno od sestave (legure) kovin
Sestava
Količina Ag
(µg/200cm2)
Količina Al
(µg/200cm2)
Ag - Zn - Al
5 - 15
100 – 220
/
5% - 11%
Ag - Zn
5 - 15
/
/
/
Ag - Zn - Al
5 - 15
Al - Zn
/
240 – 400
/
12% - 20%
Al - Zn
/
10 – 30
/
0,5% - 1,5%
Al - Zn
/
100 – 220
/
5% - 11%
Al - Zn
/
30 – 100
/
1,5% - 5%
• Poleg naštetih metaliziramo na PE samo Al
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Količina Mg
Razmerje Al / Zn
(µg/200cm2)
Problemi metaliziranih plasti:
• Oprijemljivost
• Oksidacija (korozija) kovina na PP dielektriku (pri visoki upornosti in
majhni koncentraciji Al)
• V primeru večjega odstotka Al na PP dielektriku (od 1%), kondenzator
pod napetostjo izgublja kapacitivnost (elektrokemična korozija)
• Ionizacija (razdiralni proces, zaradi močnega električnega polja v
zračnih vrzelih - v samem dielektrikom in med dielektrikom in kovino)
Nastajajo elektroni in pozitivni ioni- plazovita ionizacija- izbijanje atomov
iz kovine - uničenje kovinske plasti
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Prednost metaliziranih folij:
Samoozdravljivost
• Pri slabih točkah dielektrika pride do demetalizacije tanke plasti
• Zaradi izolacijskih točk je padec kapacitivnosti zanemarljiv
• Višja je plastna upornost, manj energije je potrebno za samoozdravitev
• Večje število samoozdravljivih prebojev lahko povzroči uničenja navitja
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Analize in meritve
• Debelino metalizirane lahko določimo z neposrednim
izračunom glede na maso kovin
• Maso kovin določimo s pomočjo atomskega absorbcijskega
spektrometra
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Analize in meritve
Merjenje upornosti (plastna upornost Ω/□)
• ob znanem toku merimo napetost
• iz enačbe R=U/I dobimo upornost
• debelina merjene plasti d mora biti mnogo manjša od merjene površine
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Poleg PP in PE lahko metaliziramo še na:
• PC (polikarbonat)
• Vlaknovino
• Dekorativne PE od 20µm do 70µm
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com