Maskierung / Segmentmetallisierung
Kondensatorfolie, bei der die metallisierte Fläche durch definierte Linien und Strukturen unterteilt ist, wird allgemein als Segment- oder gelegentlich auch als Sicherheits-Film bezeichnet. Erreicht wird diese Strukturierung durch eine Öl-Maskierung während des Metallisierungs-Prozesses.
Grundsätzlich lassen sich die Segment-Strukturen frei nach Kundenwunsch und den technischen Erfordernissen des Kondensators gestalten. In der Praxis können drei Basisdesigns unterschieden werden: T-Segment, Karo-Segment und Querabtrennung. Varianten und Kombinationen aus diesen Designs sind u.a bekannt als Y, Hexagon und Ziegelstein. Erwähnenswert sind auch die sogenannten „Halb-Segmente“, bei denen eine bestimmte Breite des Films von der Kontaktkante aus gesehen vollflächig metallisiert wird, während die Segmentierung sich nur von der Mitte bis zum Freirand erstreckt.
Wirkung und Vorteile des segmentiertem Kondensator-Films
A) Querabtrennung:
Die isolierenden Linien quer zur Laufrichtung (TD-Lines) bewirken eine Führung des Stroms von der Kontaktseite zum Freirand. Dies verhindert die Ausbildung von zirkulären Strömen und reduziert so die parasitäre Induktivität.
Im dramatischen Fehlerfall sorgt ein lokaler Kontaktverlust in der Schoopierung zur Deaktivierung der fehlerhaften Bereiche.
B) Querabtrennung mit Unterbrechung:
Die Unterbrechung der Querlinien durch leitende Brücken verhindert, dass sich einzelne metallisierte Segment-Flächen statisch aufladen. Bei einer vollständigen Querabtrennung äußern sich diese Ladungen gelegentlich in Form von Funken auf der Wickelmaschine.
Eine Unterbrechung im Bereich der Randverstärkung kann zudem den Schoopierkontakt verbessern.
C) T-Segment:
Wesentlicher Bestandteil des T-Segments ist die isolierende Linie in Laufrichtung (MD-Line). Die Stromtore in dieser Linie, auch Sicherungen genannt, bilden die elektrische Verbindung der einzelnen Segment-Flächen zur Kontaktseite. Der Strom durch die Sicherungen wird bestimmt durch die Grösse bzw. Kapazität der dahinterliegenden Segment-Fläche. Ein erhöhter Strom über die Sicherungen führt zur Erhitzung und Schrumpfung des Dielektrikums, in dessen Folge die Metall-Schicht reisst. Im Falle eines dramatischen Kurzschlusses wird die dazugehörige Segment-Fläche isoliert und somit eine lawinenartige Ausbreitung des Schadens unterbunden.
D) Karo- (Diamond-) Segment:
Charakteristisch ist die relativ engmaschige Linienstruktur mit einer Vielzahl von Sicherungen. Durch die räumliche Nähe zu einer möglichen Fehlstelle reagiert das Karo-Segment schnell und die deaktivierte Kondensator-Fläche passt sich der Stärke des Ereignisses an. Karo-Segmente können nicht nur die finale Sicherheit des Kondensators erhöhen, sondern bei richtiger Abstimmung lässt sich auch der Selbstheilmechanismus des Dielektrikums unterstützen.
E) Spezial Segmente:
Die vielfältigen Zielsetzungen die mit einer Segmentierung verfolgt werden, erfordern immer neue auch komplexe Strukturen. Parameter wie Stromfluss, Spannungsfestigkeit, Kapazitätsverlust, Absicherung gegen dramatische Fehler, Reduzierung der induktiven Anteile müssen in Einklang gebracht werden. Auch Segment-Designs zu Verbesserung der C-Varianz in der Kondensator-Produktion stehen zur Verfügung.
Wir erstellen Segment-Werkzeuge sowohl nach Ihren Vorgaben, oder aber wir erarbeiten zusammen mit Ihnen Designs, die Ihren Kondensator in der gewünschten Weise optimieren.