Brevet FR2663149A1 — publié le 19911213

i CONDENSATEUR FEUILLETE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL CONDENSATEUR. La présente invention concerne un condensateur feuilleté du type comportant un bloc réalisé par empilement de bandes formant condensateur, par exemple de films plastiques métallisés, les bandes étant convenablement reliées mécaniquement et électriquement par deux armatures de sortie constituées par une double couche métallique déposée sur les flancs opposés du bloc. La fabrication de condensateurs empilés à partir de films plastiques métallisés est connue On utilise généralement des films plastiques comportant une zone métallisée et une marge latérale non métallisée On superpose deux films, leurs marges latérales non métallisées étant sur des côtés opposés afin d'obtenir une paire de films constituée d'un film de rang pair et d'un film de rang impair On enroule, sur une roue de grand diamètre, au moins une paire de films métallisés suivant un nombre de tours déterminé. On obtient ainsi un ruban capacitif comportant des couches de rang pair et impair alternées, appelé condensateur- mère On recouvre ensuite avec un métal (ou alliage) chacun des flancs du ruban capacitif afin de réaliser des armatures de sortie Chaque armature de sortie permet de relier mécaniquement et électriquement entre elles les métallisations des couches de même rang Cette opération, réalisée par projection de métal en fusion, est connue sous la dénomination de schoopage. Pour améliorer les résultats de cette opération, le décalage des films pairs par rapport au film impair est recommandé et permet de loger les grains de schoopage afin d'avoir un accrochage des films du même rang optimum Ce décalage s'appelle débord et est contrôlé pendant l'opération bobinage des films sur la roue de grand diamètre Un découpage du ruban capacitif en blocs permet d'obtenir des condensateurs distincts, généralement de forme parallélépipédique Ils sont feuilletés et constitués d'un empilement de feuilles de rang pair et impair alternées, maintenues entre deux armatures de sortie situées sur les flancs opposés du bloc Des éléments de connexion sont ensuite fixés sur les armatures de sortie de chaque condensateur. Il est également connu de réaliser les armatures de sortie sous la forme d'une double couche métallique présentant une couche interne adjacente aux films métallisés et une couche externe, les couches étant de compositions métalliques différentes En effet, il s'avère souvent nécessaire de déposer une couche externe dont la composition métallique est choisie pour ses bonnes propriétés de soudage, sur la couche interne dont la composition métallique est choisie pour ses bonnes propriétés d'adhérence, de tenue physique et thermique et de conduction électrique. Toutefois, la différence des compositions métalliques utilisées pour les deux couches des armatures fragilise la liaison d'interface entre ces deux couches, notamment en cas de variations rapides de température En effet, les couches présentent des coefficients de dilatation linéaire différents, d'o l'apparition de fissures entraînant une dégradation (par augmentation) de la résistance série du condensateur (E S R). L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient et de proposer un condensateur de meilleure résistance, notamment aux effets thermiques, sans pour autant augmenter son coût de fabrication. L'invention propose donc un condensateur feuilleté du type comportant un bloc réalisé par empilement de bandes formant condensateur, lesdites bandes étant convenablement reliées mécaniquement et électriquement par des armatures de sortie constituées d'une double-couche métallique déposée sur les flancs du bloc, ladite double-couche comportant une couche interne adjacente auxdites bandes et une couche externe, lesdites couches étant de compositions différentes en composants métalliques, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'interface entre les deux couches, une zone de transition réalisée par mélange des composants des deux couches. La présence de la zone de transition selon l'invention permet également d'améliorer la solidité mécanique à l'arrachement des brins de connexion car les deux couches de l'armature de sortie sont intimement liées Elle permet aussi l'utilisation pour les deux couches de l'armature de sortie de compositions métalliques adhérant difficilement entre elles en l'absence de la zone de transition. Avantageusement, la zone de transition est obtenue par interpénétration des deux couches interne et externe de l'armature de sortie. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un condensateur selon l'invention, dans lequel la double-couche est déposée par projection de métal en fusion, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes: projection du métal ou alliage constitutif de la couche interne, projection simultanée des métaux ou alliages constitutifs des deux couches interne ou externe, ou projection de leur mélange précomposé, pour constituer la zone de transition, projection du métal ou alliage constitutif de la couche externe. Il est à noter que le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre sans agencement particulier additionnel et permet même de réduire les coûts de fabrication par suite de la réduction du temps total de dépôt des deux couches de l'armature, le dépôt de la zone de transition étant réalisé en temps masqué. Avantageusement, la cohésion des deux couches de l'armature est accrue par augmentation de la densité du métal ou d'alliage projeté pendant la phase de constitution de la zone de transition, en particulier pendant la phase de projection simultanée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et qui se réfère aux dessins ciannexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe partielle d'une partie d'un condensateur réalisé selon une technique antérieure à l'invention, et la figure 2 est une vue en coupe partielle d'une partie d'un condensateur selon l'invention. Selon la figure 1, les deux plaques ou faces actives 11 et 12 du condensateur sont constituées d'un film plastique 13 et 14 en polyester métallisé ou en toute autre matière susceptible d'être travaillée en bande mince (d'environ quelques microns) et d'être métallisée Il est avantageux que les métallisations 15 ne recouvrent pas entièrement toute la face des films 13 et 14 pour laisser subsister des marges latérales 16 Pour un même film, les marges 16 sont situées d'un même côté L'assemblage du condensateur est effectué sous forme d'un bloc empilé 10 de façon telle que les films impairs aient leurs marges situées d'un même côté de l'empilement et que les films pairs aient leurs marges situées du côté opposé Par le procédé du schoopage, un métal (ou alliage) est projeté en fusion sur les flancs opposés du bloc 10 ainsi réalisé, notamment sur les parties débordantes des films pairs et des films impairs, en petits grains qui viennent faire contact électrique sur la partie métallisée reliant ainsi toutes les feuilles paires (et toutes les feuilles) impaires ensemble par une couche interne 17 Le métal de la couche interne 17 est généralement de même nature que celui de la partie métallisée des films Afin de permettre la soudure du brin de connexion 19, il est procédé à la projection d'un autre métal ou alliage, par exemple en étain- plomb ou toute autre matière soudable pour réaliser la couche externe 18 sur laquelle sera soudé le brin 19. Les deux couches de métal 17 et 18 forment ainsi une armature de sortie 24 pour le condensateur Il est à noter que seule une partie de l'armature gauche du condensateur est montrée sur la figure 1 Bien entendu, une armature identique est déposée sur la face opposée (la face droite) du bloc 10. Le condensateur selon l'invention représenté en coupe partielle à la figure 2 diffère de celui illustré à la figure 1 par l'existence d'une zone de transition 22 entre les deux couches 17 et 18 de l'armature 24 et réalisée par mélange des composants métalliques des compositions des deux couches Pour ce faire, selon le procédé de l'invention, on effectue successivement les étapes de projection par fusion suivantes: projection par un pistolet (ou buse) 20 du métal (ou alliage) constitutif de la couche interne 17; projection simultanée par des pistolets (ou buses) 20, 21 des métaux (ou alliages) constitutifs des deux couches 17 et 18; projection par le pistolet (ou buse) 21 du métal (ou alliage) constitutif de la couche externe 18. Il se forme ainsi, pendant la projection simultanée, une zone de transition o les grains projetés par les deux buses sont mélangés entre eux, imbriqués et accrochés ensemble Dans le cas présent, la zone de transition 22 est obtenue par interpénétration des deux couches de l'armature de sortie D'une façon pratique, les blocs 10 défilent à l'état de ruban capacitif (avant découpe) devant les buses 20 et 21 pour réaliser un balayage appelé "passe" A titre d'exemple non limitatif, on effectue sept "passes" pour réaliser la couche interne 17, puis cinq "passes" de projection simultanée pour réaliser la zone 22, enfin sept "passes" pour réaliser la couche externe 18, la double couche ainsi réalisée présentant un épaisseur d'environ 0,4 millimètre Avantageusement, il est possible de ralentir la vitesse de défilement du ruban capacitif pendant la phase de projection simultanée pour accroître la densité des grains dans la zone de transition 22 et améliorer la cohésion de celle-ci. Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, le mélange constitutif de la zone de transition peut être pré-préparé à partir des compositions métalliques retenues pour les couches interne et externe, puis projeté par une buse spécifique entre les phases de projection des couches interne et externe. L'invention est utilisable avec tout type de film métallisé ou non, en particulier et de façon non limitative, le polyester (polytéréphtalate d'étylène glycol), le polycarbonate, le polypropylène, le polysulfone, etc Pour la couche interne 17, le choix de la composition en composants métalliques se porte parmi les métaux et alliages présentant de bonnes propriétés de conduction électrique et d'adhérence par rapport au film plastique utilisé, en particulier et de façon non limitative, le zinc, l'aluminium et leurs alliages Pour la couche externe 18, le choix de la composition en composants métalliques se porte parmi les métaux et alliages présentant de bonnes propriétés de conduction et de soudage avec les brins de connexion extérieure, en particulier, et de façon non limitative, des compositions monométalliques (étain), des alliages binaires (zinc/plomb, zinc/étain, étain/plomb) ou des alliages ternaires (étain/antimoine/cuivre). REVENDICATIONS 1 Condensateur feuilleté du type comportant un bloc ( 10) réalisé par empilement de bandes ( 13, 14) formant condensateur, lesdites bandes étant convenablement reliées mécaniquement et électriquement par des armatures de sortie ( 24) constituées d'une double-couche métallique déposée sur les flancs du bloc, ladite double-couche comportant une couche interne ( 17) adjacente auxdites bandes ( 13, 14) et une couche externe ( 18) de compositions différentes en composants métalliques, caractérisé en ce qu'il comporte, à l'interface entre les deux couches ( 17, 18), une zone de transition ( 22) réalisée par mélange des composants des deux couches. 2 Condensateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de transition ( 22) est obtenue par interpénétration des couches interne ( 17) et externe ( 18) de l'armature. 3 Condensateur feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les bandes formant condensateur sont du type film plastique métallisé, caractérisé en ce que les composants métalliques de la couche interne ( 17) sont choisis parmi les métaux et alliages présentant de bonnes propriétés de conduction électrique et d'adhérence par rapport audit film plastique métallisé, notamment parmi le zinc, l'aluminium et leurs alliages. 4 Condensateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants métalliques de la couche externe ( 18) sont choisis parmi les métaux et alliages présentant de bonnes propriétés de conduction et de soudage avec les brins de connexion extérieure ( 19), notamment parmi l'étain et les alliages binaires ou ternaires tels que zinc/plomb, zinc/étain, étain/plomb, étain/antimoine/cuivre. Procédé de fabrication d'un condensateur selon l'une des revendications précédentes dans lequel la double- couche ( 24) est déposée par projection de métal en fusion, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes: projection du métal ou alliage constitutif de la couche interne ( 17), projection simultanée des métaux ou alliages constitutif des deux couches interne ou externe, ou projection de leur mélange précomposé, pour constituer la zone de transition ( 22), projection du métal ou alliage constitutif de la couche externe ( 18). 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on augmente la densité de métal ou d'alliage projeté pendant la phase de constitution de la zone de transition ( 22).