CN106796843A - 具有能够导热的连接元件的电容的器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有构造为陶瓷的电容器的电容的器件。所述电容器具有两个电接头，其中所述电接头分别构造为能够导电的层，其中所述接头彼此隔开并且将所述电容器包围在彼此之间。所述电容器具有至少一个带有固定脚的连接元件，其中至少一个接头与所述连接元件能够导电地并且材料锁合地连接。根据本发明，所述器件具有构造为无接头的表面区域。所述连接元件、尤其连接板具有至少一个区段，所述区段平行于所述电容器的构造为无接头的表面区域延伸，并且所述区段与所述表面区域能够导热地连接，并且构造用于将热量从所述表面区域排出并且传导给所述固定脚，在所述区段与所述表面区域之间延伸的缝隙至少部分地或者完全地用电绝缘的导热介质来填充。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有尤其构造为陶瓷的电容器的电容的器件。所述电容器具有两个电接头，其中所述电接头分别构造为能够导电的层，其中所述接头——尤其平行地——彼此隔开并且将所述电容器包围在彼此之间。所述电容器具有至少一个连接元件，其中至少一个接头与所述连接元件、尤其连接板能够导电地并且材料锁合地连接。所述连接元件优选具有形成固定脚、尤其支承脚的区段。
背景技术
在具有电容器的功率开关电路中，在所述电容器中也产生损耗热量。所述损耗热量通常能够辐射给包围所述电容器的环境空气或者通过对流来排出。
发明内容
根据本发明，开头所提到的类型的器件具有构造为无接头的表面区域。所述连接元件、尤其所述连接板具有至少一个区段，所述区段平行于所述电容器的构造为无接头的表面区域延伸，并且所述区段与所述表面区域能够导热地连接并且构造用于将热量从所述表面区域排出并且传导给所述固定脚。所述电容器优选具有在所述区段与所述表面区域之间延伸的缝隙，所述缝隙至少部分地或者完全地用电绝缘的导热介质来填充。因此，能够有利地将损耗热量额外地或者独立于前面提到的对流而排放给所述固定脚并且从那里排放给电路板，所述损耗热量在运行时能够由所述电容器产生。所述固定脚比如优选借助于焊剂与电路板相连接。
在一种优选的实施方式中，所述电容器的连接元件与接头之间的材料锁合的连接由钎焊连接、熔焊连接和粘合连接形成。由此能够有利地通过所述接头与连接元件的能够导电的连接而将由所述电容器产生的损耗热量通过钎焊连接或者熔焊连接来排出，并且额外地将损耗热量从构造为无接头的表面区域通过导热介质来排出给所述连接元件的、尤其构造为接片的区段。也就是说，根据威德曼-弗朗兹定律（Wiedermann-Franz-Gesetz），能够导电的连接元件也有利地构造成能够导热的。
优选的是，所述连接元件的导热性构造得比所述电接头的导热性更大。因此，能够有利地将损耗热量从没有被所述接头遮盖的表面区域排出。所述连接元件优选由金属板、尤其铜板、铝板、银板、镍板、比如合金42——所述合金包括42个重量百分点的镍和作为主要成分的铁——构成。另外的成分能够是高达0.05个重量百分点的碳、高达0.8个重量百分点的锰、高达0.025个重量百分点的磷、高达0.025个重量百分点的硫、高达0.03个重量百分点的硅、高达0.25个重量百分点的铬或者高达0.1个百分点的铝、或者由这些成分构成的组合。
优选的是，所述连接板的合金是根据标准UNS K49100的含镍的合金。
在一种优选的实施方式中，所述电容器构造为方形，其中所述表面区域具有面法向量的、背向支承面的延伸方向或者平行于所述支承面伸展的延伸方向。所述面法向量垂直地背向所述表面区域、尤其所述表面区域的小面（Facette）。所述支承面比如由电路载体、尤其纤维加强的电路板或者陶瓷的电路载体形成。优选的是所述表面区域。
优选的是，所述器件的指向支承面的表面区域构造为没有所述连接元件。由此所述连接元件能够费用低廉地通过弯曲板材来形成。
因此，能够有利地形成所述电容的器件的较小的结构高度。进一步有利的是，所述区段因此能够有利地与电路板的印制导线隔开并且因此不会连同所述电路板的印制导线一起构成干扰性的电容。
在一种优选的实施方式中，所述区段平行于所述电容器的至少一个电极延伸。因此能够有利地由所述区段来形成额外的电容。
在一种优选的实施方式中，所述电容器针对每个接头具有连接元件，其中所述连接元件的区段共同在所述表面区域的范围内延伸。因此能够有利地针对每个接头来使用连接元件，所述连接元件拥有相同的形状，从而所述连接元件以及因此所述电容的器件能够费用低廉地来提供。
在一种优选的实施方式中，所述区段由弯曲的接片、尤其板接片形成。所述接片、尤其板接片优选成形到所述连接元件、尤其连接板处。因此，所述区段能够有利地通过弯曲板条来产生。优选的是，所述固定脚、尤其支承脚构造为弯曲的板接片，所述板接片成形到所述连接元件处。
在一种优选的实施方式中，所述连接元件、尤其连接板具有至少两个区段，所述区段在所述电容器的表面区域的彼此不同的小面的范围内延伸。因此，比如由接片形成的区段能够平行于所述电容器的至少一个电极来延伸，其中比如由弯曲的板接片形成的另外的区段横向于所述区段延伸。就这样所述电容器的表面区域能够有利地几乎完全被所述连接元件的板接片遮盖。优选的是，除了指向支承面或者电路载体的表面区域之外，所述电容器的构造为无接头的表面区域被所述板接片遮盖到至少80%、进一步优选90%。
优选的是，所述连接元件具有两个平行于彼此延伸的区段，所述区段将所述电容器的一部分包围并且环绕在彼此之间。由此能够将自由的表面区域、尤其没有被电路载体或者支承面遮盖的表面区域用于导热。
进一步优选的是，所述连接元件具有三个区段，所述区段环绕着所述表面区域，其中一个区段正交于两个彼此平行地延伸的另外的区段来延伸。因此，所述电容器能够几乎完全被所述连接元件围绕。由此能够最优地将损耗热量排出。
在所述器件的一种优选的实施方式中，所述导热介质由灌注材料（Vergussmasse）形成。因此，所述导热介质能够有利地费用低廉地加入到在所述区段与所述表面区域之间形成的缝隙中。
在一种优选的实施方式中，所述灌注材料具有颗粒。所述颗粒优选是陶瓷颗粒。示范性的陶瓷颗粒比如是由氧化铝、二氧化钛、氮化硅或者氮化硼构成的颗粒。
在一种优选的实施方式中，所述导热介质具有硅胶。进一步优选的是，所述导热介质由硅胶、尤其颗粒填充的硅胶形成。所述导热介质因此能够有利地具有良好的电绝缘性。在一种优选的实施方式中，所述导热介质具有环氧树脂或者由环氧树脂、尤其颗粒填充的环氧树脂形成。所述颗粒比如是陶瓷颗粒。
所述连接元件优选由连接板形成。在另一种实施方式中，所述连接元件由借助于金属铸造、尤其压铸所制造的连接元件形成。
本发明也涉及一种用于将损耗热量从构造为陶瓷的电容器排出的方法。在所述方法中，将所述损耗热量从所述电容器的构造为无接头的表面区域通过导热介质传导给能够导电的连接元件。所述连接元件与所述电容器的接头能够导电地并且材料锁合地连接、尤其借助于能够导电的粘合剂来粘合连接或者借助于焊剂来钎焊连接。
附图说明
现在，下面借助于附图和另外的实施例对本发明进行描述。另外的有利的实施变型方案从在附图中和在从属权利要求中所描述的特征产生。
图1示出了一种用于构造为电容的器件的实施例，所述器件具有电容器，其中所述电容器的接头分别与Z形的连接元件钎焊在一起；并且
图2示出了一种用于构造为电容的器件的实施例，所述器件具有电容器，其中所述电容器的接头分别与连接元件钎焊在一起，板接片成形到所述连接元件处，所述板接片遮盖着所述电容器的构造为无接头的表面区域。
具体实施方式
图1示出了一种用于构造为电容的器件1的实施例。所述器件1具有构造为陶瓷的电容器2。该电容器2具有两个彼此平行地延伸的电接头、也就是接头3和接头4。所述接头3和4分别由能够导电的层、尤其含镍的层或者含铜的层形成。所述接头3在这种实施例中与多个能够导电的电极相连接，所述电极分别延伸到所述电容器2的内部，从这些电极中示范性地标出一个电极6。所述接头4在这种实施例中与多个电极相连接，所述电极分别延伸到所述电容器2的内部并且平行于与所述接头3相连接的电极、比如电极6来延伸。从所述与接头4相连接的电极中示范性地标出一个电极5。所述电极比如分别由金属层、尤其含镍的层或者含铜的层形成。
所述器件1也具有能够导电的连接元件7。所述连接元件7由连接板形成，并且借助于用于进行材料锁合地连接的连接介质33、尤其能够导电的粘合剂或者焊剂与所述接头4能够导电地并且材料锁合地连接。所述能够导电的粘合剂比如具有作为基体材料的环氧树脂和能够导电的颗粒、比如银颗粒和/或镍颗粒。
所述器件1也具有构造为能够导电的连接元件8，该连接元件在这种实施例中由连接板形成。所述连接元件8借助于用于进行材料锁合地连接的连接介质34与所述接头3能够导电地并且材料锁合地连接。
所述连接元件7具有成形到该连接元件7处并且弯曲的区段12，该区段平行于所述电容器2的表面区域16延伸。所连接元件8具有成形到该连接元件8处并且弯曲的区段11，该区段平行于所述表面区域16延伸。所述区段11和12分别朝向彼此并且将缝隙17包围在彼此之间。所述区段11和12因此相对于彼此电绝缘。
在所述连接元件8的区段11与所述表面区域16之间以及在所述连接元件7的区段12与所述表面区域16之间构造了缝隙32。该缝隙32在这种实施例中用导热介质来填充。所述导热介质18在这种实施例中由灌注材料、也就是颗粒填充的灌注材料形成。所述灌注材料具有作为基体材料的环氧树脂。所述颗粒在这种实施例中是陶瓷颗粒、比如氧化铝颗粒或者氮化物颗粒、尤其氮化硅颗粒或者氮化硼颗粒。
图1也示出了面法向量19，该面法向量垂直地背向所述表面区域16、尤其所述电容器2的小面。所述电容器2在这种实施例中构造为方形。图1以剖面图示出了所述器件1和所述电容器2。
所述连接元件7在这种实施例中具有构造为支承脚的固定脚10。所述连接元件8具有构造为支承脚的固定脚9。所述器件1因此能够以所述支承脚9和10来安放到电路载体15、尤其电路板上，并且与所述电路载体15——比如在回流钎焊炉中借助于波钎焊（Wellenlöten）或者选择性地——钎焊在一起。横向于接头4延伸的固定脚10与所述电路板15的能够导电的层14钎焊在一起。与所述电路板15相连接的能够导电的层13与所述支承脚9钎焊在一起。所述支承脚9横向于所述接头3、尤其所述接头3的平面的延伸部（Erstreckung）延伸。
在这种实施例中，所述固定脚9和10背向彼此。在另一种图1中未示出的实施方式中，所述固定脚9和10能够朝向彼此。
所述导热介质18、在这种实施例中是灌注材料比如能够具有颜料、尤其红色的颜料或者黄色的颜料。因此能够有利地在用于制造所述电容的器件1的制造过程中，在质量控制期间检查：所述缝隙17是否用所述导热介质18来填充，或者所述导热介质18是否能够穿过所述缝隙17看得见或者是否比如能够借助于光学的检测装置来检测。
图2示出了一种用于构造为电容的器件20的实施例。该器件20具有构造为陶瓷的电容器21。所述电容器21在这种实施例中构造为方形。所述电容器21的接头分别与由连接板形成的连接元件借助于焊剂钎焊连接或者借助于能够导电的粘合剂能够导电地粘合，所述接头分别平行于彼此延伸，所述接头在图2中所示出的、所述器件20的俯视图中不可见。所述器件20针对所述电容器21的第一接头具有连接元件22，并且针对所述电容器21的另外的接头具有连接元件23。区段27和区段28成形到所述连接元件22处，所述区段分别构造为从所述连接元件22弯曲的接片。所述连接元件22在这种实施例中由板件形成，从而所述接片27和28分别由板接片形成。所述区段27和28分别在两个彼此垂直地布置的空间的平面中延伸。固定脚24成形到所述连接元件22处，该固定脚在这种实施例中背向所述电容器31。
所述连接元件23像所述连接元件22一样构造并且具有两个区段26和29，所述区段分别构造为接片、尤其板接片。所述区段26和29分别在两个彼此垂直地布置的平面中延伸。所述区段29和28分别在同一个平面中延伸并且朝向彼此。所述区段26和27分别在同一个平面中延伸并且朝向彼此。固定脚25成形到所述连接元件23处，该固定脚在这种实施例中背向所述电容器31。
所述器件20能够附加于所述区段27、28、26和29还具有另外的区段，其中所述连接元件22比如能够具有平行于所述区段28延伸的另外的区段，从而所述另外的区段和所述区段28将所述电容器21的一部分包围并且环绕在彼此之间。
所述器件20因此能够有利地被所述连接元件22和23围绕。指向所述器件的电路板或者支承面的、构造为无接头的表面区域在这种实施例中没有被由接片、比如所述区段27和28形成的区段围绕。由此有利的是，能够在有待与所述器件20相连接的电路板的印制导线与所述连接元件22和23的下述区段之间没有形成寄生电容，所述区段围绕着所述电容器21的表面区域16。
所述电容器21的表面区域16在这种实施例中包括小面30和小面31，所述小面分别彼此垂直地定向。所述小面31几乎完全被分别构造为接片的区段28和29遮盖，并且所述小面30几乎完全被分别构造为接片的区段26和27遮盖。
Claims (10)
1.具有构造为陶瓷的电容器（2、21）的电容的器件（1、20），其中所述电容器（2、21）具有两个电接头（3、4），其中所述电接头（3、4）分别构造为能够导电的层，其中所述接头（3、4）彼此隔开并且将所述电容器（2、21）包围在彼此之间，其中所述接头（3、4）中的至少一个接头与连接元件（7、8）能够导电地并且材料锁合地连接，其中所述连接元件（7、8）具有形成固定脚（9、10、24、25）的区段，
其特征在于，
所述电容器（2、21）具有构造为无接头的表面区域（16、30、31），并且所述连接元件（7、8、22、23）具有至少一个区段（11、12、26、27、28、29），所述区段平行于所述电容器（2、21）的所述构造为无接头的表面区域（16、30、31）延伸，并且所述区段与所述表面区域（16、30、31）能够导热地连接并且构造用于将热量从所述表面区域（16、30、31）排出并且传导给所述固定脚（9、10、24、25），其中在所述区段（11、12、26、27、28、29）与所述表面区域（16、30、31）之间延伸的缝隙（32）至少部分地或者完全地用电绝缘的导热介质（18）来填充。
2.按权利要求1所述的器件（1、20），
其特征在于，
所述电容器（2、21）构造为方形，并且所述表面区域（16、30、31）具有面法向量（19）的、背向支承面的延伸方向或者平行于所述支承面伸展的延伸方向。
3.按权利要求1或2所述的器件（1、20），
其特征在于，
所述电容器针对每个接头（3、4）具有连接元件（7、8、22、23），其中所述区段（11、12、26、27、28、29）共同在所述表面区域（16、30、31）的范围内延伸。
4.按前述权利要求中任一项所述的器件（1、20），
其特征在于，
所述区段（11、12、26、27、28、29）由弯曲的接片形成，所述接片成形到所述连接元件（7、8、22、23）处。
5.按前述权利要求中任一项所述的器件（1、20），
其特征在于，
所述连接元件（7、8、22、23）具有至少两个区段（11、12、26、27、28、29），所述区段在所述电容器（2、21）的表面区域（16、30、31）的彼此不同的小面的范围内延伸。
6.按前述权利要求中任一项所述的器件（1、20），
其特征在于，
所述导热介质（18）由灌注材料形成。
7.按权利要求6所述的器件（1、20），
其特征在于，
所述灌注材料具有颗粒、尤其陶瓷颗粒。
8.按权利要求6或7所述的器件（1、20），
其特征在于，
所述导热介质具有硅胶。
9.按权利要求6或7所述的器件（1、20），
其特征在于，
所述导热介质（18）具有环氧树脂。
10.用于将损耗热量从构造为陶瓷的电容器（2、21）排出的方法，在所述方法中，所述损耗热量从所述电容器（2、21）的构造为无接头的表面区域（16、30、31）通过导热介质（18）传导给能够导电的连接元件（7、8、22、23），其中所述连接元件（7、8、22、23）以区段与所述电容器（2、21）的接头（3、4）能够导电地并且材料锁合地连接。
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