Brevet FR2548440A1 — publié le 19850104

FILM METALLISE POUR LA REALISATION DE CONDENSATEURS ET PROCEDE DE FABRICATION DESDITS CONDENSATEURS La présente invention concerne un film métallisé pour la réalisation de condensateurs ainsi qu'un procédé pour la réalisation de condensateurs à partir de ce film. Les condensateurs à base de film souple diélectrique métallisé 5 sont généralement réalisés par bobinage de condensateurs individuels ou par empilement desdits films métallisés de manière à réaliser un condensateurmère puis à découper lesdits condensateurs-mères en condensateurs individuels Différentes techniques connues de réalisation de ces condensateurs sont décrites par 10 exemple dans les brevets français 879 280, 1 051 464, 1 051 465, 903 040 et 2 011 553 Le bobinage ou l'empilement de film de matière plastique métallisé s'effectue généralement par superposition de deux films diélectriques métallisés possédant l'un une marge non métallisée sur l'une de ses bordures et l'autre une marge 15 non métallisée sur l'autre bordure De cette manière, on peut ensuite par schoopage des flancs latéraux desdits condensateurs relier sur l'un des flancs les couches métallisées ou électrodes de rang pair et sur l'autre flanc les couches métallisées ou électrodes de rang impair. Bien que cette technique soit avantageuse, on constate un certain nombre d'inconvénients liés à la présence d'air entre les couches ainsi empilées Dans le cas de condensateurs bobinés, les couches d'air présentes dans le condensateur modifie la capacité de celui-ci d'une manière difficilement contrôlable et nécessite la 25 diminution de vitesses de bobinage pour obtenir une valeur précise de capacité Dans le cas de condensateurs du type empilé obtenu par découpage à partir d'un condensateur-mère, on constate une absence d'homogénéité desdits condensateurs-mères, ceux situés sous l'empilement étant plus compactes que ceux situés au sommet de l'empi- lement, ce qui entraîne également une variation de capacité par éléments de volume. Le film métallisé selon l'invention permet de diminuer les inconvénients rencontrés dans la réalisation de condensateurs Dans 5 ce but, il est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support souple comportant des bandes parallèles métallisées partiellement recouvertes de bandes de laque parallèles aux précédentes, de bandes métallisées successives étant recouvertes partiellement par une couche de laque, tandis que deux bandes de laque successives 10 recouvrent partiellement une même bande métallisée De préférence, les bandes de laque seront disposées symétriquement par rapport au plan médian des bandes métallisées. La présence de laque, en effet, permet au cours du traitement thermique qui suit la réalisation du condensateur de provoquer une 15 adhésion de la couche de laque sur la couche diélectrique immédiatement supérieure ce qui permet d'éliminer de manière améliorée l'air présent dans lesdits condensateurs. De préférence, le film métallisé selon l'invention comportera des couches métallisées recouvertes de couches de laque sur les 20 deux faces du film diélectrique souple Les bandes métallisées sur l'une des faces du film seront latéralement décalées par rapport à celles de l'autre face du film et de préférence disposées symétriquement par rapport au plan médian perpendiculaire à chaque bande métallisée de l'autre face du film La solution préférentielle du film 25 selon l'invention est réalisée lorsque les bandes de laque sur l'une des faces du film sont disposées symétriquement par rapport au plan médian perpendiculaire à chaque bande de laque de l'autre face du film tandis que le plan médian d'une couche de laque sur l'une des faces du film est le même que celui d'une couche métallisée 30 disposée sur l'autre face. Dans ce dernier cas, on obtient un film métallisé laqué sur les deux faces qui peut être directement utilisé par empilement sur luimême Cet empilement peut s'effectuer de différentes manières connues telles que citées dans les brevets français mentionnés ci- dessus Suivant le type d'empilement choisi, le découpage en condensateurs individuels le long des plans médians mentionnés plus haut peut s'effectuer avant ou après empilement. Comme laque diélectrique, on utilisera tout polymère suscep5 tible d'être mis en solution dans un solvant ou sous forme d'émulsion aqueuse, ayant de bonnes propriétés diélectriques pour la réalisation de condensateurs On peut citer à titre d'exemple les solutions de polymères tels que le polycarbonate, le polysulfone, le polystyrène ou ses copolymères et d'une manière générale les polyoléfines Tous 10 ces polymères ont des caractéristiques diélectriques stables en température L'épaisseur de laque déposée doit être au moins de l'ordre de 0,7 microns de manière à éviter les absences de laque par endroit Une épaisseur de l'ordre du micron donne de bons résultats. On utilisera les procédés d'enduction bien connus pour déposer cette 15 laque sur le film diélectrique support Dans certains cas, on pourra, pour améliorer l'accrochage de la laque sur le support diélectrique, faire subir, par exemple, un traitement "d'ancrage" à celui-ci. L'invention concerne également un procédé de fabrication de condensateurs à partir d'un film revêtu d'une couche métallique de 20 bandes métallisées et de bandes de laque sur une seule de ces faces telles que définies ci-dessus, procédé dans lequel on découpe ledit film selon les plans médians perpendiculaires aux bandes métallisées ainsi que selon les plans médians perpendiculaires aux bandes de laque de manière à obtenir une pluralité de films élémentaires 25 constitués d'une portion de film recouverte partiellement d'une bande métallisée ne s'étendant que jusqu'à l'un des bords de la portion de film, celle-ci étant partiellement recouverte d'une bande de laque ne s'étendant que jusqu'à l'autre bord de la portion de film, en ce que l'on réalise un empilement de deux films élémentaires 30 successifs découpés dans le film, puis en ce que l'on relie électriquement entre elles respectivement les bandes métallisées de rang pair et celles de rang impair par projection de métal sur les faces latérales correspondantes de l'empilement. Selon une variante dans laquelle on utilise le film métallisé et laqué sur les deux faces telles que définies ci-dessus, ledit procédé selon l'invention consiste à découper ce film le long des plans médians perpendiculaires aux bandes métallisées ainsi que le long 5 des plans médians perpendiculaires aux bandes de laque, puis à superposer ces films de manière à former un empilement desdits films présentant alternativement une couche métallisée affleurant sur l'une des faces latérales de l'empilement et une couche métallisée affleurant sur l'autre face latérale dudit empilement, puis à 10 schooper l'empilement ainsi réalisé. Dans les deux cas, le procédé selon l'invention comporte également une étape de traitement thermique permettant en outre aux couches de laque d'adhérer aux couches de film, ladite étape étant située après l'étape de schoopage de l'empilement. Lorsque cet empilement conduit à la réalisation d'un condensateur-mère, celui-ci est ensuite découpé en condensateurs élémentaires perpendiculairement aux schoopages latéraux. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants, donnés à titre non limitatif, conjointement avec 20 les figures qui représentent: la figure 1, une vue en perspective d'un film métallisé sur une seule face selon l'invention, la figure 2, une vue en coupe d'un condensateur réalisé à partir d'un film de la figure 1, la figure 3, une vue en coupe d'un film métallisé selon l'invention comportant des bandes métallisées et des bandes de laque sur ces deux faces, la figure 4, une vue en coupe d'un condensateur réalisé à partir d'un film de la figure 3. Sur la figure 1, est représentée une vue en perspective d'un film métallisé et laqué sur une seule face selon l'invention A partir d'un film souple support diélectrique I tel que, par exemple un film de polyester, polycarbonate, polystyrène, etc, on a déposé des bandes métallisées 2, 3 et 4 s'étendant parallèlement les unes aux autres et distantes respectivement d'une valeur d 2 Ce dépôt de bandes métallisées s'effectue de manière connue en soi par métallisation par exemple dans un appareil sous vide, les bandes sans métallisation étant obtenues par masquage (cache, huile, etc) Sur 5 le film métallisé ainsi obtenu, on dépose ensuite par tous moyens adaptés (enduction, héliogravure, etc) des couches de laque diélectriques 13, 14, 15 et 16 Cette laque doit avoir d'une part de bonnes propriétés diélectriques (mais ce n'est pas sa qualité essentielle lorsque le film est laqué sur une seule face ainsi qu'on le verra par la 10 suite) et posséder également la propriété d'adhérer au film support 1 Cette adhérence peut être soit du type par fusion, soit du type par pression Les bandes de laque ainsi déposées sont disposées parallèlement aux bandes métallisées décalées par rapport à elles et distantes respectivement de d 1 De préférence, les bandes de laque 15 telles que 13 et 14 seront disposées symétriquement par rapport au plan médian de la bande métallisée 2 et inversement, les bandes métallisées 2 et 3 seront disposées symétriquement par rapport au plan médian de la bande de laque 14. Sur la figure 2, est représenté un condensateur obtenu à partir 20 d'un film tel que décrit sur la figure 1 Le film de la figure 1 est découpé selon les plans médians XX' de la bande métallisée 2, YY' de la bande de laque 14, ZZ' de la bande métallisée 3, etc Deux films adjacents sont ensuite superposés de manière à obtenir, ainsi que représenté sur la figure 2, successivement une portion du film 25 diélectrique 1, une portion de bande métallisée 2, décalée sur la gauche, une portion de la couche de laque 14 décalée sur la droite, une portion du film métallisé 1, une portion de la bande métallisée 2 décalée vers la droite, une portion de la bande de laque 13 décalée vers la gauche, etc Les schoopages latéraux 31 et 32 réalisés par 30 projection de métal sur les flancs de l'empilement connectent ainsi les armatures de même parité, 31 reliant entre elles les armatures décalées vers la gauche tandis que 32 reliant entre elles les armatures décalées vers la droite. Sur la figure 3, est représentée une variante préférentielle du film selon l'invention Sur cette figure, les mêmes éléments que ceux des figures précédentes portent les mêmes références Outre les couches métallisées et les couches de laque disposées sur la face 5 supérieure du film diélectrique I (voir figure 1), celui-ci comporte sur sa partie inférieure une pluralité de bandes métallisées 7, 8, 9, 10, 11, 12 séparées les unes des autres par une distance d 2 également, bandes métallisées elles-même recouvertes partiellement par des bandes de laque 19, 20, 21, 22 et 23 La répartition 10 des couches métallisées et des couches de laque est la même que sur l'autre face Toutefois, les couches métallisées de la face inférieure du film I sont décalées par rapport à celles de la face supérieure de même que les bandes de laque, de telle sorte que les plans médians AA', CC', etc des bandes métallisées 2, 3, etc situées sur la face 15 supérieure du film, soient également les plans médians des couches de laque 19, 20, etc situées sur la face inférieure du film. Inversement, les plans médians BB', DD', etc des couches de laque 14, 15, etc situées sur la face supérieure du film I sont les mêmes que ceux des couches métallisées 8 et 9 situées sur la face 20 inférieure du film 1 De cette manière, et après découpage selon les plans médians AA', BB', CC', DD', etc du film tel que représenté sur la figure 3, on obtient par simple empilement de ces films sur eux-mêmes un condensateur tel que représenté sur la figure 4 Un tel condensateur est donc particulièrement simple à réaliser puisque 25 par superposition du film sur lui-même, on obtient directement sous forme bobinée et/ou empilée, un condensateur qui peut être schoopé de manière à réunir entre elles les armatures de même parité puis éventuellement découpé en condensateurs élémentaires, à partir d'un condensateur-mère. On supprime ainsi le problème de repérage des marges non métallisées (ou le décalage relatif) qui se pose lors de la fabrication par enroulement de deux films de matière plastique métallisée. REVENDICATIONS 1 Film métallisé pour la réalisation de condensateurs, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un support diélectrique souple ( 1) comportant sur l'une au moins de ses faces des bandes parallèles métallisées ( 2, 3, 6) partiellement recouvertes par des bandes de laque ( 13, 14, 18) parallèles aux précédentes, deux bandes métallisées successives ( 3, 4) étant recouvertes partiellement par une couche de laque ( 15), tandis que deux bandes de laque successives ( 14, 15) recouvrent partiellement une même bande métallisée ( 3). 2 Film métallisé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes de laque ( 13, 14, 18) sont disposées symétriquement par rapport aux plans médians (AA', BB',) des bandes métallisées ( 2, 3, 6). 3 Film métallisé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des couches métallisées ( 2, 3, 12) recouvertes de couches de laque ( 13, 14, 23) sur les deux faces du film diélectrique souple ( 1). 4 Film métallisé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bandes métallisées ( 2, 3, 6) sur l'une des faces du film ( 1) sont latéralement décalées par rapport à celles ( 8, 9, 11) de l'autre face du film ( 1). Film métallisé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bandes métallisées ( 2, 3, 6) sur l'une des faces du film ( 1) sont disposées symétriquement par rapport aux plans médians (BB', 25 DD',) perpendiculaires à chaque bande métallisée ( 8, 9, 11) de l'autre face du film ( 1). 6 Film métallisé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bandes de laque ( 14, 15, 17) sur l'une des faces du film ( 1) sont disposées symétriquement par rapport au plan médian (AA', 30 CC,) perpendiculaire à chaque bande de laque ( 19, 20, 23) de l'autre face du film ( 1). 7 Film métallisé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le plan médian (BB') d'une couche de laque ( 14) sur l'une des faces du film ( 1) est le même que celui d'une couche métallisée ( 8) disposée sur l'autre face. 8 Procédé de fabrication de condensateurs à partir d'un film selon l'une des revendications I à 7, caractérisé en ce que l'on découpe ledit film ( 1) selon les plans médians (AA', CC',) perpendiculaires aux bandes métallisées ( 2, 3,) ainsi que selon les plans médians (BB', DD',) perpendiculaires aux bandes de laque ( 14, 15,) de manière à obtenir une pluralité de films élémentaires constitués d'une d'une portion de film ( 1) recouverte partiellement d'une bande métallisée ( 2) ne s'étendant que jusqu'à l'un des bords de la portion de film ( 1), celle-ci étant partiellement recouverte d'une bande de laque ( 14) ne s'étendant que jusqu'à l'autre bord de la 15 portion de film, en ce que l'on réalise un empilement de deux films élémentaires successifs découpés dans le film ( 1), puis en ce que l'on relie électriquement entre elles respectivement les bandes métallisées de rang pair et celles de rang impair par projection de métal ( 31, 32) sur les faces latérales correspondantes de l'empilement. 9 Procédé de fabrication selon la revendication 8, dans lequel on n'utilise qu'une seule portion de film bobinée sur elle-même, ladite portion de film étant conforme à l'une des revendications 3 à 7. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 8 ou 25 9, caractérisé en ce qu'il comporte également une étape de traitement thermique permettant en outre aux couches de laque ( 14, 15,.) d'adhérer aux couches de film ( 1), ladite étape étant située après celle de schoopage de l'empilement. 11 Procédé de fabrication selon la revendication 10, caracté30 risé en ce que l'empilement ainsi réalisé est ensuite découpé en condensateurs élémentaires perpendiculairement aux schoopages latéraux.