CN102034608A - 金属化薄膜电容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属化薄膜电容器。其目的在于，消除在容纳于盒内的金属化薄膜电容器的外部端子部分产生的缺陷，在较宽的温度范围的使用条件下使耐湿性及耐振动性等长期稳定。本发明的特征是，外部端子设置有：贯通封口件的外表面至内表面间的躯体部；设置在与封口件的内表面接触的躯体部上的凸缘部；与封口件的外表面接触的挡圈；用于固定挡圈的设置在躯体部上的槽部；上述封口件设置有贯通外表面至内表面间的贯通孔，绝缘树脂从该贯通孔向盒内部注入，并且使绝缘树脂从贯通孔向外表面溢出。

Description

金属化薄膜电容器

技术领域

本发明涉及将使用了金属化薄膜的单个或多个电容器元件容纳在具有开口部的盒中并以封口件密封了的金属化薄膜电容器。

背景技术

近年来，虽然考虑到对环境的影响，采用了节能化、高效率化的变频器电路，但由于使用电压较高，出现了在电容器中也采用薄膜电容器的趋势。特别是在用于车载等移动体等的用途中，对在较宽的温度范围内长期保持耐湿性及耐振动性等的使用条件有所要求。

在以往，如图4所示，将使用了金属化薄膜的电容器元件容纳在具有开口部的盒1中并填充了绝缘树脂9的金属化薄膜电容器，将两片金属化薄膜重叠卷绕或层叠，在将为了引出电极而进行卷绕或层叠的端面上喷镀锌等金属，从而制成金属喷镀电极3之后，根据需要实施被称为热处理的温度处理，从而制得电容器元件2。接下来，将单个或多个上述电容器元件2的两端的电极与板状的外部引出式端子板16连接，并容纳在树脂盒1中之后填充了绝缘树脂9。

作为提高使用了这种外部引出式端子板的金属化薄膜电容器的耐久性及耐气候性的技术，专利文献1公开有将填充到盒中的绝缘树脂做成层状的环氧绝缘树脂，并添加无机填充剂等而使导出外部引出式端子板的最上层的层的线膨胀系数变为最小的技术。该技术公开有使环氧绝缘树脂的最上层的层的线膨胀系数更接近金属的外部引出式端子板的线膨胀系数，从而防止在上层的层的绝缘树脂产生裂纹的技术。

此外，专利文献2公开有用已成形树脂板来取代上述的上层的层的绝缘树脂，并将其设置在以绝缘树脂填充的盒中的技术。其公开有即使被填充的绝缘树脂在固化的过程中在绝缘树脂内产生针孔，也可以因已成形的树脂板的存在来阻断外部气体，从而提高耐湿性的技术。

专利文献1：日本特开2006-147687号公报

专利文献2：日本特开2001-332444号公报

但是，添加上述这样的无机填充剂等从而改变树脂组合物的线膨胀系数的技术容易使树脂组合物变脆。此外，将已成形的树脂板设置在填充有绝缘树脂的盒中的技术并非是将已成形的树脂板直接固定在盒或外部端子上。因此，由于外部应力在耐久性及耐气候性的方面容易产生问题。

发明内容

本发明的目的在于，消除在容纳于盒内的金属化薄膜电容器的外部端子部分产生的缺陷，在较宽的温度范围的使用条件下使耐湿性及耐振动性等长期稳定。

为解决上述问题，本发明提供下述的金属化薄膜电容器。

(1)其是金属化薄膜电容器，其具有：使用金属化薄膜，在两端设置有金属喷镀电极的单个或多个电容器元件；容纳该电容器元件，并在上端面具有开口部的有底筒状的盒；密封该盒的开口部，具有外表面和内表面的封口件；贯通该封口件的外表面至内表面间地设置的一对外部端子；以及分别连接该外部端子与上述金属喷镀电极之间的引出连接片；其特征是，上述外部端子设置有：贯通上述封口件的外表面至内表面间的躯体部；与上述封口件的内表面接触的、设置在上述躯体部上的凸缘部；与上述封口件的外表面接触的挡圈；上述封口件设置有贯通外表面至内表面间的贯通孔，将绝缘树脂从该贯通孔注入盒内部，并且使绝缘树脂从贯通孔向外表面溢出。

(2)在上述(1)的金属化薄膜电容器中，在躯体部上设置有用于固定挡圈的槽部。

(3)在上述(2)的金属化薄膜电容器中，挡圈为E形环。

(4)在上述(1)至(3)的金属化薄膜电容器中，凸缘部的外周形状是多边形或非圆形。

(5)在上述(1)至(4)的金属化薄膜电容器中，在封口件内表面的与凸缘部接触的部分设置具有防止外部端子的旋转的止转功能的凹部或凸部。

(6)在上述(1)至(5)的金属化薄膜电容器中，在封口件的外表面上设置阻挡从贯通孔向外表面溢出的树脂的坝形的环绕件。

本发明的效果是，根据本发明，能够提供消除在带盒金属化薄膜电容器的外部端子部产生的缺陷，在较宽的温度范围的使用条件下提高耐热冲击性以及耐振动性的金属化薄膜电容器。

附图说明

图1是表示本发明的金属化薄膜电容器的横剖面概略图和俯视概略图。

图2是表示本发明的金属化薄膜电容器的外部端子周边的封口件部分。

图3是表示本发明的金属化薄膜电容器的挡圈。

图4是表示以往的金属化薄膜电容器的横剖面概略图。

其中：

1-盒，2-电容器元件，3-金属喷镀电极，4-封口件，4a-外表面，4b-内表面，5-突出部，6-外部端子，6a-躯体部，6b-凸缘部，6c-槽部，6d-螺纹，7-贯通孔，8-挡圈，9-绝缘树脂，10-坝形环绕件，11-引出连接片，12-止转的凹陷部，13-止转的凸部，14-凹部，15-狭缝部，16-外部引出式端子板。

具体实施方式

本发明的电容器元件是将在聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯等的薄膜表面上蒸镀了铝、铜、锌等金属的金属化薄膜或上述金属的箔进行重叠后卷绕或层叠，并在两端面上设置有喷镀锌、铜、铝等金属而得的金属喷镀电极的一般的电容器元件。剖面形状在卷绕的情况下为圆形，在将其压扁的情况下为扁平形，在层叠的情况下为四边形，但在扁平形或四边形的情况下其侧面为平面，从而提高容纳效率、散热性。

本发明的金属喷镀电极能够使用一般的薄膜电容器所使用的电极，其由铜、锌、铝、锡、焊锡等金属或合金构成，是通过喷镀而形成的电极。根据情况的不同也可以在电极的表面上进行电镀。

本发明的盒是在上端面上具有开口部的有底筒状的一般的薄膜电容器能够使用的容器，能够由塑料或金属形成。若使用塑料，例如，能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯系、聚对苯二甲酸丁二醇酯系、聚碳酸酯系、以及聚亚苯基硫醚系等树脂。若使用金属，例如，能够使用铝、镁、铁、不锈钢、铜以及这些金属的合金等。

本发明的封口件具有外表面、内表面及侧面，其密封盒的开口部，并粘合、固定或熔合于盒的开口部。优选其与盒的开口端面以及开口侧面内表面的存在该直角关系的两个面这两者接触。特别是优选增大与盒的开口侧面内表面的接触面积。因此，为了增加封口件的外周端面的面积，优选在封口件的内表面的周边部设置突出部。此外，虽然优选在该连接部分使用粘接剂等使制造较为容易，但至少要达到使在这之后注入盒内的绝缘树脂不会从该连接部分流失的程度。

本发明的外部端子是与外部连接用的端子，其设置有：贯通封口件的外表面至内表面间的躯体部；设置在与封口件的内表面接触的躯体部上的凸缘部；与封口件的躯体部和封口件的外表面接触的挡圈。通过以上结构，外部端子主体以凸缘部和挡圈夹住并固定封口件。此外，优选在具有挡圈的外部端子的躯体部的位置设置有槽部，从而使挡圈易于固定。槽部的槽孔方向设置为使挡圈的板面能够与封口件的外表面实现面接触。此外，为能够以螺钉等与外部连接，对与外部端子的上述躯体部的上述凸缘部相反一侧通过螺纹加工部等进行加工。

作为外部端子主体的材质，例如，由铜、铝、铁、镍、不锈钢、磷青铜等金属或合金构成，也有在表面上电镀锡、焊锡等的情况。躯体部的直径为1mm至30mm左右的圆锥形，其大小由流过的电量决定。凸缘部的外周形状为多边形或非圆形。为使外部端子不会在轴向上旋转，通过最终注入的绝缘树脂填充凸缘部的外周，从而阻止其旋转。一般为六边形或四边形，也可以是椭圆形、波浪状的圆形。

挡圈具有使外部端子不能从封口件拔出的限位器的功能，也被称为挡环，能够通过一般途径得到。作为其材质，例如，由铁、镍、不锈钢、磷青铜等金属或合金构成，也有在表面上电镀锡、焊锡的情况。

E形环是形状为E形的环状的弹簧材料的挡圈，是由JIS G3311规定的能够通过一般途径得到的零件。其除了具有使外部端子不能从封口件拔出的限位器的功能以外，E形环的形状是在字母E的字体中还做成粗体字的平板状。由于该平板状的一面与封口件的外表面稳定地面接触，因而还具有抑制外部端子的倾斜的功能。作为E形环的材质，例如，由铁、镍、不锈钢、磷青铜等金属或合金构成，也有在表面上电镀锡、焊锡等的情况。

本发明的绝缘树脂是电容器的绝缘填充材料，能够使用用于一般的薄膜电容器的填充用材料，其为在环氧树脂、聚氨酯树脂等树脂中混入填充剂等而得。作为填充剂能够使用硅、钛、铝、钙、锆、镁等的氢氧化物、氧化物、碳化物、氮化物、以及这些化合物的复合物等。如有必要，也可以添加阻燃剂、防氧化剂。

该绝缘树脂设置成，通过设置在封口件上的贯通孔注入盒内，并且从贯通孔向外表面溢出，埋住设置在外部端子上的挡圈。已溢出的树脂通过设置在封口件的外表面的坝形的环绕件或是阻挡槽来阻挡。虽然优选为与封口件一体化，但也可以是单独的零件。例如，在将粘性胶带预先环绕成坝形，在将热收缩管设置在盒侧面外周上的情况下，或者在使数脂向外部端子侧溢出时，也可以阻挡已溢出的树脂。

本发明的引出连接片电连接外部端子与金属喷镀电极之间。可以使用能够变形的金属的箔、薄板或线等并能够进行软钎焊连接，焊接，加压连接的材料且没有特别限定。特别优选作为良导电体的铜或铜合金。此外有时也以绝缘物覆盖连接部分以外的部分。

本发明的坝形的环绕体设置在封口件的外表面上，用于阻止从贯通孔向外表面溢出的树脂。虽然优选与封口件一体化，但也可以是单独的零件。

下面，根据附图所示的实施方式对本发明进行说明。

图1表示本发明的金属化薄膜电容器的横剖面概略图1(a)和省略了绝缘树脂的俯视概略图1(b)。图1表示金属化薄膜电容器的例子，该金属化薄膜电容器在具有上端面敞开的开口部的盒1内容纳有电容器元件2，通过封口件密封盒1的开口部。在封口件上设置有贯通外表面4a与内表面4b的一对带螺纹的外部端子，为使外部端子不能从封口件拔出而设置有E形环。

附图标记1为盒，其为在上方设置有开口部的圆柱状容器，由金属或塑料构成。

附图标记2是电容器元件，将两片金属化薄膜，即在单面上蒸镀铝等而形成了金属电极的薄的带状的绝缘膜(通常为聚酯膜)两片重叠并按照规定的次数卷绕，从而形成圆形的柱状体化的部件，在其两端面处设置有由金属或合金的喷镀而形成的金属喷镀电极3。

附图标记4为封口件，其具有外表面4a和内表面4b，其密封盒1的开口部，粘合或固定在盒1的开口部。为增大其与盒1的接触面积，在内表面4b的周边部设置有突出部5。

此外，在该封口件4中设置有贯通该封口件4的外表面4a与内表面4b的一对外部端子6和贯通外表面与内表面的贯通孔7。

外部端子6设置有：贯通封口件4的外表面4a至内表面4b间的圆柱形的躯体部6a；设置在与封口件4的内表面4b接触的躯体部6a的凸缘部6b；与封口件4的外表面4a接触的E形环8；用于固定E形环8的设置在躯体部上的槽部6c。为使E形环8的板面能够与封口件4的外表面4a面接触，槽部6c的槽孔方向设置在与躯体部6a的长度方向垂直的方向上。此外，在与躯体部6a的凸缘部6b相反的一侧切出螺纹6d，从而使其与外部通过螺钉等固定连接。

此外，从贯通孔7向盒1内部注入绝缘树脂9，并且以包围外部端子6的外侧的方式在外表面4a上设置阻挡从贯通孔7向外表面4a溢出的绝缘树脂9的坝形环绕件10。还设置为，已溢出的绝缘树脂9不仅填埋了贯通孔7，还埋入了E形环8。通过以上结构，绝缘树脂9填埋了外部端子6与封口件的间隙，从而还提高了外部端子6与封口件4之间的气密性。此外，绝缘树脂9的量只要在环绕件10的高度范围即可，也可以具有某种程度的高低不均。

附图标记11是引出连接片，其一端与金属喷镀电极3连接，另一端与外部端子6连接。

图2表示本发明的金属化薄膜电容器的外部端子周边的封口件部分。

图2(a)表示外部端子与其周边的封口件部分，图2(b)表示其它的外部端子周边的封口件部分。附图标记6表示外部端子，附图标记4表示在封口件中插入有外部端子的周边部分。在图2(a)中，外部端子6的凸缘部6b的外周形状为四边形，在封口件4侧还设有嵌入与其具有相同形状的外周形状为四边形的凸缘部6b的、用于止转的凹陷部12，以防止外部端子6的轴向的旋转。在图2(b)中，为防止该旋转，在封口件4一侧设置有与凸缘部6b的外周面接触的止转的凸部13。

此外，分别在止转的凹陷部12的周边部设置凹部14，而在止转的凸部13间设置狭缝部15一处以上，从而能够使填充的绝缘树脂易于填充到外部端子6与所插入的封口件4的间隙部分。

图3表示本发明的金属化薄膜电容器的挡圈。作为形状的具体例子，图3(a)是E形，图3(b)是月牙形，图3(c)是K形，图3(d)是U形，图3(e)是C形，图3(f)是把手形，图3(g)是CA形。

图3(a)的E形是形状与字母E相似的挡圈。图3(b)的月牙形与E形相比外径较小，用于与外形侧的间隙、余量被限定的位置。图3(c)的K形是形状与字母K相似的挡圈。图3(d)的U形是形状与字母U相似的挡圈。图3(e)的C形是偏心形的挡环，其为形状与字母C相似的挡圈。图3(f)的把手形利用向内径侧的弹力。图3(g)的CA形通过从轴向插入，其内径侧的爪抓住轴的外径并将其固定在规定位置。

E形、月牙形、K形或U形开口部较大，在不需要设置用夹具这一点较好。把手形及CA形也可以不必在轴上进行槽加工。

Claims (6)

1.一种金属化薄膜电容器，其具有：

使用金属化薄膜，在两端设置有金属喷镀电极的单个或多个电容器元件；

容纳该电容器元件，并在上端面具有开口部的有底筒状的盒；

密封该盒的开口部，具有外表面和内表面的封口件；

贯通该封口件的外表面至内表面间地设置的一对外部端子；以及

分别连接该外部端子与上述金属喷镀电极之间的引出连接片；其特征是，

上述外部端子设置有：贯通上述封口件的外表面至内表面间的躯体部；

与上述封口件的内表面接触的、设置在上述躯体部上的凸缘部；

与上述封口件的外表面接触的挡圈；

上述封口件设置有贯通外表面至内表面间的贯通孔，将绝缘树脂从该贯通孔注入盒内部，并且使绝缘树脂从贯通孔向外表面溢出。

2.如权利要求1所述的金属化薄膜电容器，其特征是，

在躯体部上设置有用于固定挡圈的槽部。

3.如权利要求2所述的金属化薄膜电容器，其特征是，

挡圈是E形环。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的金属化薄膜电容器，其特征是，

凸缘部的外周形状是多边形或非圆形。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的金属化薄膜电容器，其特征是，

在封口件内表面的与凸缘部接触的部分设置防止外部端子的旋转的止转功能的凹部或凸部。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的金属化薄膜电容器，其特征是，

将阻挡从贯通孔溢出了外表面的树脂的坝形环绕件设置在封口件的外表面上。

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