CN106463260A - 薄膜电容器 - Google Patents
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Abstract
薄膜电容器具备：2个相邻的电容器元件，电介质薄膜与金属层被交替配置，在2个端面分别具有端面电极，在侧面具有绝缘薄膜；和母线，用于将相邻的电容器元件的一个端面电极相互连接，相邻的电容器元件的侧面被配置为相互对置，母线具有舌片，舌片被配置于所述相邻的电容器元件的侧面之间。通过该构成，能够释放在充放电时产生的热量，能够提供实现了散热性能的提高的薄膜电容器。
Description
技术领域
本发明涉及在电容器元件连接有母线的薄膜电容器。
背景技术
近年来，安装于电气设备、电子设备、工业设备、汽车等的薄膜电容器需要通过将充放电时产生的热量释放，来提高薄膜电容器的可靠性。
图7是现有的薄膜电容器的立体图。如图7所示，现有的薄膜电容器具备：多个电容器元件91、收容电容器元件91的外壳93、和电连接于电容器元件91的外部引出端子部96。并且，在外壳93的对置的壁面的任意一个壁面开口，狭缝部93A被设置于外壳93使得将各个电容器元件91分离。此外，在外壳93内形成绝缘树脂层94，电容器元件91被密封。通过设置狭缝部93A，能够在多个电容器元件91之间设置空气层，能够将电容器元件91中产生的热量直接通过狭缝部93A来散热到外部。
具有这样的狭缝部的薄膜电容器例如在专利文献1中被公开。
但是，虽然根据专利文献1中公开的技术，确实能够将电容器元件91中产生的热量散热到外部，但谋求薄膜电容器的进一步散热性能的提高。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-326131号公报
发明内容
本发明能够提供一种薄膜电容器，具备：2个相邻的电容器元件，电介质薄膜与金属层被交替配置，在2个端面分别具有端面电极，在侧面具有绝缘薄膜；和母线，用于将相邻的电容器元件的一个端面电极相互连接。相邻的电容器元件的侧面被配置为相互对置，母线具有舌片，舌片被配置于相邻的电容器元件的侧面之间。通过该构成，能够提供一种通过提高散热性能来提高可靠性的薄膜电容器。
附图说明
图1是本发明的实施方式的薄膜电容器中的主要部位的立体图。
图2是本发明的实施方式的薄膜电容器中的主要部位的剖视图。
图3是本发明的实施方式的薄膜电容器中的主要部位的另一剖视图。
图4是本发明的实施方式的薄膜电容器中的母线的立体图。
图5是本发明的实施方式的薄膜电容器中的电容器元件的立体图以及剖视图。
图6是对本发明的实施方式的薄膜电容器中的母线的第2部分的形成进行说明的局部立体图。
图7是现有的薄膜电容器的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的实施方式中的薄膜电容器的构成及其制造方法进行说明。
图1是构成基于本实施方式的薄膜电容器的、母线2所连接的电容器元件1的立体图。图2是图1所示的切断线I-I处的剖视图，图3是图1所示的切断线II-II处的剖视图。图4是母线2的立体图。图5(a)是电容器元件1的立体图，图5(b)是图5(a)所示的切断线III-III处的剖视图，图5(c)是图5(a)所示的切断线IV-IV处的剖视图。
本实施方式的薄膜电容器具备：2个相邻的电容器元件1、和连接于电容器元件1的母线2。各电容器元件1的电介质薄膜与金属层被交替配置，在2个端面14分别具有金属喷镀电极(端面电极)11，在侧面12具有绝缘薄膜。并且，各电容器元件1被配置为相邻的电容器元件1的侧面12相互对置。母线2将相邻的电容器元件1的一个金属喷镀电极(端面电极)11相互连接。此外，母线2具有第2部分(舌片)2B，第2部分(舌片)2B被配置于相邻的电容器元件1的侧面12之间。
以下对具体的构成进行说明。如图1所示，本实施方式的薄膜电容器具备16个电容器元件1。在各电容器元件1的两端部形成金属喷镀电极11。另外，在该图中，针对正极以及负极，没有进行区别，而是付与相同的符号来进行说明。这里，关于电容器元件1的构成，基于其形成方法来详述。首先，在由聚丙烯(以下，称为“PP”)等构成的电介质薄膜的至少单面蒸镀铝来设为一对形成有金属层(蒸镀电极)的金属化薄膜，这些一对金属化薄膜被重叠并卷绕。进一步地，通过将保护用的绝缘薄膜(PP薄膜)13卷绕大约10周来形成卷绕体。接下来，该卷绕体被挤压并被加工为扁平形状(具有2个平面和2个曲面的形状)，形成成形体1A。然后，通过对成形体1A的相互对置的2个端面喷涂锌，形成金属喷镀电极11，来完成电容器元件1。这样，电容器元件1成为将隔着电介质薄膜而对置的蒸镀金属层经由金属喷镀电极11来取出到外部的构成。
如图5(a)所示，如上述那样形成的电容器元件1具有相互对置的2个端面14和侧面12，侧面12具有：相互对置的2个平面12A和相互对置的2个曲面12B。如图5(b)所示，在电容器元件1的2个端面14形成金属喷镀电极11，在电容器元件1的侧面12、即平面12A以及曲面12B具有绝缘薄膜。在本实施方式中，形成有金属喷镀电极11的2个端面由侧面、即平面以及曲面连结。另外，在本实施方式中，第2部分2B被配置于相邻的电容器元件1的平面12A之间。
母线2例如由铜等金属材料构成，由正极母线和负极母线这2个构成。在本实施方式中，正极母线与负极母线具有相同形状，能够将一个极性的母线兼用作另一个极性的母线。
如图4所示，母线2是第1部分2A、舌片状的第2部分2B、第3部分2C连结而构成的。第1部分2A与形成有金属喷镀电极11的端面14对置而配置，包含连接金属喷镀电极11的部分。第2部分2B与相邻的电容器元件1的各侧面12对置而配置，是相对于第1部分2A被折弯90度的部分。同样地，第3部分2C是相对于第1部分2A被折弯90度的部分。
在第1部分2A，在对应于金属喷镀电极11的位置各设置2个金属喷镀电极连接部2A1。此外，第1部分2A具有6个孔部2A2和6个切口部2A3。孔部2A2和切口部2A3是在后述的母线形成工序中通过用于形成第2部分2B的冲压加工而形成的。
各第2部分2B在角部具有倒角部2B1，并且具备2个形成第1部分2A的金属喷镀电极连接部2A1而导致设置的孔部2B2。如本实施方式这样，通过设置倒角部2B1，能够缓和来自角部的施加到保护用PP薄膜或电介质薄膜的应力，因此能够抑制漏电电流。
第3部分2C具备2个外部端子部2C1，此外，具备3个用于在后述的密封工序中高效地填充绝缘树脂液的孔部2C2。
使用图2以及图3来对针对电容器元件1的正极母线2AP以及负极母线2AN的配置进一步详细进行说明。另外，在该图中，对正极以及负极付与了区别的符号来进行说明。如图2所示，正极金属喷镀电极连接部2A1P通过钎焊或者电阻焊接等来连接于正极金属喷镀电极侧的电容器元件1的端面14P。同样地，负极金属喷镀电极连接部2A1N通过钎焊或者电阻焊接来连接于负极金属喷镀电极侧的电容器元件的端面14N。
在本实施方式中，母线2具有第2部分2B，第2部分2B被配置于相邻的电容器元件1的侧面12之间。在电容器元件中反复进行基于高频电流或大电流的充放电的情况下，由于电容器元件发热，因此邻接的电容器元件之间会特别滞留热量。但是，通过本实施方式的构成，在电容器元件1产生的热量从舌片2B传至第1部分2A以及第3部分3C，能够向薄膜电容器的外部释放热量，散热性能提高，能够提高薄膜电容器的可靠性。
进一步地，如图2以及图3所示，本实施方式是在相邻的2个电容器元件1的侧面12之间配置正极母线的正极第2部分2BP和负极母线的负极第2部分2BN，与电容器元件1的侧面12抵接。因此，本实施方式能够进一步高效地将电容器元件中产生的热量散热到外部，能够更加提高薄膜电容器的可靠性。
此外，优选在相邻的2个电容器元件1的侧面12之间配置的正极母线的正极第2部分2BP的端部以及负极母线的负极第2部分2BN的端部在侧面12被配置到金属喷镀电极排列方向上的中央部附近。由此，能够进一步提高薄膜电容器的散热性能。
如图1以及图5所示，电容器元件1在端面视下具有扁平形状，电容器元件1的侧面具有：相互对置的2个曲面12B、和位于2个曲面12B之间并相互对置的2个平面12A。另外，曲面12B也可以在一部分包含平坦的面。并且，在相邻的电容器元件1的平面12A之间配置第2部分2B。通过该构成，由于第2部分2B与平面12A接触或者接近地配置，因此能够将电容器元件1中产生的热量更加高效地传导至舌片。进一步地，由于通过曲面12B，在相邻的电容器元件之间产生缝隙，因此能够抑制向相邻的电容器元件1的热量的扩散。
此外，由于第2部分是厚度为0.5～2mm左右的薄板，因此与现有技术的狭缝部93A相比，体积较小，不会阻碍薄膜电容器的小型化。
在电机驱动用的逆变器电路(特别是电车、车载用途)中设置薄膜电容器的情况下，由于通过大电流来对薄膜电容器进行充放电，因此更容易产生热量。因此，通过将本发明用于这样的用途，能够提供可靠性高的薄膜电容器。
(制造方法)
以下，对本实施方式的薄膜电容器的制造方法进行说明。
(电容器元件形成工序)
通过电容器元件形成工序来制作图5所示的电容器元件1。首先，在由PP构成的电介质薄膜的单面蒸镀铝，形成形成有金属层(蒸镀电极)的金属化薄膜。另外，在本实施方式中，这样使用铝来作为蒸镀金属，但除此以外也可以使用锌、镁、或者将这些金属混合而成的材料。
接下来，将正极用的金属化薄膜和负极用的金属化薄膜在将宽度方向的端部稍微错开的状态下重叠卷绕。进一步地，通过将保护用的PP薄膜卷绕大约10周来制作圆柱状的卷绕体。然后，从卷绕体的径向的两侧挤压该卷绕体的曲面状的外周面来加工为扁平形状(竞技跑道形状)，制作形成体1A。进一步地，通过对加工为扁平形状的形成体1A的相互对置的2个端面喷涂锌来形成金属喷镀电极11。由此，完成将隔着电介质薄膜而对置的金属层分别连接于金属喷镀电极的薄膜电容器元件1。
(母线形成工序)
接下来，通过母线形成工序来形成图4所示的母线2。首先，准备厚度为1mm的例如铜制的薄板状母材。对该母材实施冲压加工，进行第1部分2A、第2部分2B以及第3部分2C的形成来形成母线2。以下，参照图6来主要对第1部分2A以及第2部分2B的形成进行说明。该图(a)表示第2部分2B的形成中途的状态，该图(b)表示第2部分2B的形成后的状态，为了说明的简单化，仅描述母线2的一部分。
首先，如图6(a)所示，对母材实施冲压加工来形成断开槽2CL，形成成为第1部分2A的第1部分区域2AM、和形成第2部分2B的第2部分区域2BM。第1部分区域2AM和第2部分区域2BM在连结的状态下被加工，在第2部分区域2BM，在成为第2部分2B的角部的部分形成倒角部2B1。此外，同时在第2部分区域2BM形成孔部2B2M，从而形成第1部分区域2AM的一部分即金属喷镀电极连接部2A1。
接下来，沿着相当于折弯部2AB的位置相对于第1部分区域2AM大致垂直地将第2部分区域2BM折弯(弯曲加工)，从而形成第1部分2A以及第2部分2B。此外，通过该弯曲加工而产生的孔以及切口成为第1部分2A的孔部2A2以及切口部2A3。另外，在图6中，仅记载孔部2A2。
以往，相当于第2部分2B的部分(挖空部)通过冲压加工而挖空并完全从母线切去。并且，挖空部没有用途而被废弃。本实施方式将本来不要而被废弃的挖空部有效活用为散热用的部件，能够实现低成本并且散热性能的提高。
此外，在本实施方式中，第1部分2A和第2部分2B不是单独的部件而是一体物，不需要用于将第2部分2B安装于第1部分2A的安装机构。因此，也具有能够促进低成本化以及小型化的效果。
(连接工序)
在连接工序中，将电容器元件1与母线2连接。如上所述，母线2能够用于正极用和负极用的双方。配置电容器元件1和母线2使得在电容器元件1的金属喷镀电极11的规定的位置配置母线2的金属喷镀电极连接部2A1，通过电阻焊接或者钎焊来将金属喷镀电极11与金属喷镀电极连接部2A1连接。
如图2以及图3所示，在相邻的电容器元件1的侧面12之间的缝隙，正极第2部分2BP与负极第2部分2BN隔着规定的距离而被配置并与电容器元件1的侧面12抵接。由于一个极性的第2部分(舌片)2B在相邻的电容器元件1的侧面12之间从折弯部2AB向另一个金属喷镀电极延伸，因此能够将滞留于电容器元件1的侧面之间的缝隙的热量高效地向薄膜电容器的外部散热，能够提高薄膜电容器的可靠性。
(密封工序)
在密封工序中，密封电容器元件1并完成薄膜电容器。首先，准备具有凹部的上方开口型的树脂制外壳(未图示)。接下来，将连接有母线2的电容器元件1收容于外壳的凹部。另外，母线2的外部端子部2C1从外壳的凹部向外部突出。接下来，从外壳的凹部的开口部注入高温的绝缘树脂液。由于在第3部分2C形成3个孔部2C2，因此能够向形成于电容器元件1的侧面12与母线2的表面的空间高效地填充绝缘树脂液。然后，通过冷却绝缘树脂液来形成绝缘树脂层，完成本实施方式的薄膜电容器。
在实施方式中，使用了在相邻的电容器元件1的侧面12之间具有通过折弯部2AB而连结的第2部分(舌片)2B的母线，但并不限定于此。例如，也可以准备设为相当于第2部分的形状的单独的部件，通过将该部件与相当于母线的折弯部的部分焊接来接合，从而构成母线具有舌片的构成。但是，如前所述，由于需要准备单独的部件、需要焊接工序等理由，通过设为将第2部分(舌片)和第1部分通过折弯部2AB来连结的构成、即舌片是将母线的一部分折弯的部分的构成，能够实现低成本化、工序的简单化，因此优选。
产业上的可利用性
能够提供一种实现了散热性能提高的薄膜电容器。
-符号说明-
1 电容器元件
11 金属喷镀电极
12 侧面
12A 平面
12B 曲面
13 绝缘薄膜
14 端面
1A 成形体
2 母线
2A 第1部分
2A1 金属喷镀电极连接部
2A2 孔部
2A3 切口部
2AB 折弯部
2B 第2部分
2B1 倒角部
2B2 孔部
2BN 负极第2部分
2BP 正极第2部分
2C 第3部分
2C1 外部端子部
2C2 孔部
Claims (5)
1.一种薄膜电容器，具备：
2个相邻的电容器元件，电介质薄膜与金属层被交替配置，在2个端面分别具有端面电极，在侧面具有绝缘薄膜；和
母线，用于将所述相邻的电容器元件的一个端面电极相互连接，
所述相邻的电容器元件的侧面被配置为相互对置，
所述母线具有舌片，
所述舌片被配置于所述相邻的电容器元件的侧面之间。
2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中，
所述舌片是将所述母线的一部分折弯的部分。
3.根据权利要求1或者2所述的薄膜电容器，其中，
在所述2个端面之中的一个端面形成正极金属喷镀电极，并且在另一个端面形成负极金属喷镀电极，
在所述正极金属喷镀电极连接正极母线，并且在所述负极金属喷镀电极连接负极母线，
在所述相邻的电容器元件的所述侧面之间，配置所述正极母线的舌片和所述负极母线的舌片。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的薄膜电容器，其中，
所述电容器元件的侧面具有：相互对置的2个曲面、和位于所述2个曲面之间并相互对置的2个平面，在相邻的所述电容器元件的所述平面之间配置所述舌片。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的薄膜电容器，其中，
在所述舌片的角部实施倒角。
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Application publication date: 20170222 Assignee: PANASONIC ELECTRONIC DEVICES (JIANGMEN) CO.,LTD. Assignor: Panasonic electromechanical Co.,Ltd. Contract record no.: X2022990000977 Denomination of invention: Film capacitor Granted publication date: 20190503 License type: Common License Record date: 20230103 |
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