CN108885939A - 电容器以及电容器的制造方法 - Google Patents

Abstract

薄膜电容器(1)具备：电容器元件(41)；金属制的壳体(20)，收容电容器元件(41)；和热固化性的填充树脂(30)，被填充于壳体(20)内。这里，壳体(20)包含底面(21)和包围该底面(21)的四周的侧面(22)，在侧面(22)，形成从与底面(21)相反的一侧的端向底面(21)侧延伸的多个狭缝部(27)。例如，狭缝部(27)被形成于在侧面(22)所构成的4个角部。

Description

电容器以及电容器的制造方法

技术领域

本发明涉及电容器以及电容器的制造方法。

背景技术

以往，已知将电容器元件收容于金属制的壳体并且向该壳体内填充树脂的壳体模具型的电容器(例如，参照专利文献1)。该电容器的壳体是金属制，因此散热性优良。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2012-069840号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

在上述电容器中，作为填充到壳体的树脂，使用作为热塑性树脂的环氧树脂。通过对填充有液体状的环氧树脂的壳体进行加热，从而壳体内的环氧树脂固化。

环氧树脂以及壳体通过加热而热膨胀，然后，通过冷却而热收缩。壳体是金属制，其热膨胀系数(热膨胀率)通常比环氧树脂的热膨胀系数小。因此，由于这些热膨胀系数之差，环氧树脂中容易在膨胀时产生压缩应力，容易在收缩时产生拉伸应力。

因此，在上述电容器中，由于这些压缩应力、拉伸应力，在固化的环氧树脂与壳体的界面可能产生剥离，在环氧树脂可能产生裂缝(裂纹)。

鉴于该课题，本发明的目的在于，提供一种难以产生填充于金属制的壳体内的树脂的剥离、裂缝的电容器。

-解决课题的手段-

本发明的第1方式所涉及的电容器具备：电容器元件；金属制的壳体，收容所述电容器元件；和热固化性的树脂，填充于所述壳体内。这里，所述壳体包含底面和包围该底面的四周的侧面，在所述侧面，形成从与所述底面相反的一侧的端向所述底面侧延伸的多个狭缝部。

本发明的第2方式所涉及的电容器的制造方法中，在金属制的壳体中收容电容器元件，所述壳体包含底面和包围该底面的四周的侧面，在所述侧面，形成从与所述底面相反的一侧的端向所述底面侧延伸的多个狭缝部，向收容所述电容器元件并且所述狭缝部被覆盖部覆盖的所述壳体，注入液体状的热固化性的树脂，通过对填充有所述树脂的所述壳体进行加热，从而使所述树脂固化。

-发明效果-

根据本发明，能够提供一种难以产生填充于金属制的壳体内的树脂的剥离、裂缝的电容器。

本发明的效果乃至意义通过以下所示的实施方式的说明更加明了。但是，以下所示的实施方式仅仅是将本发明实施化时的一个示例，本发明并不限制于以下的实施方式中所述的方式。

附图说明

图1是实施方式所涉及的薄膜电容器的前方立体图。

图2的(a)是实施方式所涉及的电容器单元的前方立体图，图2的(b)是实施方式所涉及的电容器单元的分解立体图。

图3的(a)是实施方式所涉及的壳体的前方立体图，图3的(b)是实施方式所涉及的壳体的展开图。

图4是表示实施方式所涉及的薄膜电容器的组装顺序的图。

图5的(a)至(c)分别是表示加热前、加热时以及冷却时的填充树脂与壳体的状态的薄膜电容器的主要部分的图。

图6的(a)是变更例1所涉及的壳体的前方立体图，图6的(b)以及(c)是用于对变更例2所涉及的由覆盖部件覆盖壳体的狭缝部的结构进行说明的图。

图7的(a)是变更例3所涉及的在外部设备的设置部设置的状态的薄膜电容器的立体图。图7的(b)是从壳体取下覆盖部件的状态的壳体的角部与覆盖部件的立体图。

其中，附图仅仅用于说明，并不限定本发明的范围。

具体实施方式

以下，参照附图来对本发明的电容器的一实施方式即薄膜电容器1进行说明。为了方便，各附图中，适当地附上了前后、左右以及上下的方向。另外，图示的方向仅仅表示薄膜电容器1的相对方向，并不表示绝对方向。

在本实施方式中，薄膜电容器1对应于权利要求书中所述的“电容器”。此外，外罩带28对应于权利要求书中所述的“覆盖部”。进一步地，填充树脂30对应于权利要求书中所述的“树脂”。进一步地，前表面23、后表面24、左表面25以及右表面26对应于权利要求书中所述的“4个面”。

但是，上述记载的目的在于仅仅将权利要求书的结构与实施方式的结构建立对应，并不通过上述对应来将权利要求书中所述的发明限定于实施方式的结构。

图1是本实施方式所涉及的薄膜电容器1的前方立体图。图2的(a)是本实施方式所涉及的电容器单元10的前方立体图，图2的(b)是本实施方式所涉及的电容器单元10的分解立体图。图3的(a)是本实施方式所涉及的壳体20的前方立体图，图3的(b)是本实施方式所涉及的壳体20的展开图。另外，在图1中，为了方便，填充树脂30的一部分由斜线描绘，剩余部分被描绘为透明。

如图1所示，薄膜电容器1具备：电容器单元10、收容有电容器单元10的壳体20、填充于壳体20内的填充树脂30。

如图2的(a)以及(b)所示，电容器单元10包含：电容器群40、上汇流条50和下汇流条60。

电容器群40包含在左右方向排列的多个电容器元件41。在本实施方式中，电容器群40包含在左右方向排列的6个电容器元件41。各电容器元件41通过在电介质薄膜上重叠蒸镀铝而得到的2片金属化薄膜，将重叠的金属化薄膜卷绕或者层叠，按压为扁平状而形成。各电容器元件41被排列为两端面朝向上下方向。在各电容器元件41，在上侧的端面，通过锌等金属的喷射而形成上侧端面电极41a，在下侧的端面，同样通过锌等金属的喷射而形成下侧端面电极41b。另外，虽然本实施方式的电容器元件41是通过在电介质薄膜上使铝蒸镀的金属化薄膜而形成，但除此以外，也可以通过使锌、镁等其他金属蒸镀的金属化薄膜而形成。或者，电容器元件41也可以通过使这些金属之中的多个金属蒸镀的金属化薄膜而形成，也可以通过使这些金属彼此的合金蒸镀的金属化薄膜而形成。

上汇流条50由导电性材料、例如铜板形成，包含第1电极连接部51和3个第1连接端子部52。上汇流条50例如通过将一片铜板适当地切割并折弯而形成，这些第1电极连接部51和3个第1连接端子部52成为一体。

第1电极连接部51具有左右较长的板状，覆盖各电容器元件41的上侧端面电极41a，通过焊接等的连接方法而与上侧端面电极41a电连接。第1连接端子部52形成于第1电极连接部51的前端部的中央部和左右的端部。第1连接端子部52从第1电极连接部51的前端部向上方延伸后折弯为几乎直角并向前方延伸。第1连接端子部52的前端部向壳体20的前方伸出(参照图1)。在第1连接端子部52的前端部形成安装孔52a，通过使用了该安装孔52a的螺纹固定，从而来自外部设备的端子(未图示)与第1连接端子部52电连接。

下汇流条60由导电性材料、例如铜板形成，包含第2电极连接部61和3个第2连接端子部62。下汇流条60例如通过将一片铜板适当地切割并折弯而形成，这些第2电极连接部61和3个第2连接端子部62成为一体。

第2电极连接部61形成为左右较长的L字的板状，覆盖各电容器元件41的下侧端面电极41b和各电容器元件41的周面的前侧，通过焊接等的连接方法而与下侧端面电极41b电连接。第2连接端子部62形成于第2电极连接部61的上端部的中央部和左右的端部。第2连接端子部62从第2电极连接部61的上端部向上方延伸后折弯为几乎直角并向前方延伸。第2连接端子部62的前端部向壳体20的前方伸出，以使得与上汇流条50的第1连接端子部52相邻(参照图1)。在第2连接端子部62的前端部形成安装孔62a，通过使用了该安装孔62a的螺纹固定，从而来自外部设备的端子(未图示)与第2连接端子部62电连接。

如图3的(a)以及(b)所示，壳体20由金属材料、例如铝形成。壳体20具有上表面开口的左右较长的几乎长方体的箱状。壳体20也可以由铝以外的金属材料、例如铁、不锈钢形成。

壳体20包含：具有长方形状的底面21、和包围该底面21的四周的侧面22。侧面22包含从底面21的前后左右的各边立起的前表面23、后表面24、左表面25以及右表面26。在形成于侧面22的4个角部，形成从侧面22的上端向底面21侧延伸的狭缝部27。各狭缝部27延伸到与底面21几乎相同的位置。如图3的(a)那样，若将铝板切割为壳体20的展开图的形状，将前表面23、后表面24、左表面25以及右表面26从各个与底面21的边界部分23a、24a、25a、26a向内侧折弯并垂直地立起，则如图3的(a)那样，制出在处于4个角部、即底面21的4个顶点的位置形成有狭缝部27的壳体20。另外，狭缝部27可以不具有缝隙(宽度)，也可以稍微具有缝隙。

填充树脂30是热固化性的树脂，例如是环氧树脂。填充树脂30也可以是聚氨酯树脂。如图1所示，填充树脂30覆盖除了上汇流条50的第2连接端子部62以及下汇流条60的第2连接端子部62以外的电容器单元10的主要部分，保护这些部分不受湿气、冲击的影响。

图4是表示本实施方式所涉及的薄膜电容器1的组装顺序的图。

在组装薄膜电容器1时，首先，如工序图1那样，在壳体20的4个角部，从外侧贴附耐热性的外罩带28、例如聚酰亚胺薄膜制带，覆盖狭缝部27。接下来，如工序图2那样，将通过将上下的汇流条50、60与电容器群40结合而组装的电容器单元10收容于壳体20内。

接下来，如工序图3那样，向收容电容器单元10并且狭缝部27被外罩带28覆盖的壳体20，注入液体状的填充树脂30，将壳体20内充满填充树脂30。在本实施方式中，填充树脂30在其温度为60℃时，其粘度被设为1500mPa·s以上。

狭缝部27被外罩带28覆盖，液体状的填充树脂30不从狭缝部27泄漏，这样，通过将填充树脂30设为粘度较高，更加不必担心填充树脂30从被外罩带28覆盖的狭缝部27的泄漏。

接下来，如工序图4那样，通过对填充有填充树脂30的壳体20进行加热，来使液体状的填充树脂30固化并固定。此时，固化的填充树脂30成为贴附于壳体20的底面21、侧面22的内侧的状态。

这样，完成壳体模具型的薄膜电容器1。在壳体20内的填充树脂30冷却后，外罩带28被从壳体20取下。另外，外罩带28也可以保持安装于完成的薄膜电容器1。

图5的(a)至(c)分别是表示加热前、加热时以及冷却时的填充树脂30和壳体20的状态的薄膜电容器1的主要部分的图。另外，在图5的(a)至(c)中，表示壳体20的侧面22之中的后表面24和右表面26。

如图5的(a)那样，在液体状的填充树脂30被填充于壳体20内之后，若壳体20被加热，则如图5的(b)那样，壳体20内的填充树脂30固化并且热膨胀。此时，由于壳体20是铝制，即金属制，其热膨胀率比填充树脂30的热膨胀率小，因此相比于填充树脂30未热膨胀。但是，由于在壳体20，在其角部形成狭缝部27，因此如图5的(b)那样，其侧面22(图5的(b)中为后表面24和右表面26)容易被热膨胀的填充树脂30挤压并向外侧扩展。通过被该壳体20的扩展吸收，在填充树脂30的内部难以产生压缩应力。

然后，若停止对壳体20的加热，则固化的填充树脂30冷却。随着该冷却，填充树脂30热收缩。此时，如图5的(c)那样，扩展的壳体20的侧面22在贴附于填充树脂30的状态下，容易与填充树脂30的收缩一起向内侧收缩。通过被该壳体20的收缩吸收，从而在填充树脂30的内部难以产生拉伸应力。

另外，在图5的(a)至(b)中，省略了外罩带28的图示，但由于外罩带28比金属制的壳体20容易变形(伸缩)，因此即使如图5的(b)那样壳体20扩展，也与其一起延伸地变形。由此，在壳体20扩展收缩时，不必担心外罩带28从壳体20剥离。此外，也不必担心壳体20的扩展收缩被外罩带28阻碍。

<实施方式的效果>

以上，根据本实施方式，起到以下的效果。

由于在壳体20的侧面22形成狭缝部27，因此壳体20的侧面22容易与填充树脂30的热膨胀以及热收缩一起扩展或者收缩。由此，由于填充树脂30难以产生压缩应力、拉伸应力，因此在填充树脂30与壳体20的界面难以产生剥离，此外，在填充树脂30难以产生裂缝。

另外，填充树脂30不仅在薄膜电容器1的制造时，还能够通过向薄膜电容器1的通电所引起的电容器元件41的发热而被加热。在本实施方式中，即使由于该加热，导致在填充树脂30产生热膨胀、热收缩，也与制造时同样地，难以产生填充树脂30中的剥离、裂缝。

此外，狭缝部27由于形成于壳体20的侧面22的角部，因此特别是在应力(压缩应力、拉伸应力)容易集中的填充树脂30的角部，能够良好地吸收应力，能够有效地防止填充树脂30中的剥离、裂缝。

作为填充树脂30，使用温度为60℃时粘度为1500mPa·s以上的热塑性树脂，因此能够在不担心填充树脂30从被外罩带28覆盖的狭缝部27泄漏的情况下，将填充树脂30填充到壳体20内。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，此外，本发明的应用例除了上述实施方式，也能够进行各种变更。

<变更例1>

图6的(a)是变更例1所涉及的壳体20A的前方立体图。

在本变更例的壳体20A中，狭缝部27未形成于侧面22的4个角部，而形成于前表面23、后表面24、左表面25以及右表面26的几乎中央部。

在本变更例中，壳体20的侧面22也容易与填充树脂30的热膨胀、热收缩一起扩展收缩。因此，与上述实施方式同样地，能够抑制填充树脂30中的剥离、裂缝。

<变更例2>

图6的(b)以及(c)是用于对变更例2所涉及的由覆盖部件70覆盖壳体20的狭缝部27的结构进行说明的图。图6的(b)表示在狭缝部27安装覆盖部件70之前的状态，图6的(c)表示在狭缝部27安装了覆盖部件70的状态。另外，在本变形例中，该覆盖部件70对应于权利要求书中所述的“覆盖部”。此外，插入槽71对应于权利要求书中所述的“槽部”。

在上述实施方式中，壳体20的角部的狭缝部27被外罩带28覆盖。与此相对地，在本变更例中，狭缝部27被覆盖部件70覆盖。

覆盖部件70由热塑性树脂、例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成，上下为长条，俯视下，具有几乎L字形。覆盖部件70除了PBT，也可以由聚苯硫醚(PPS)、尼龙形成。在覆盖部件70，在两侧形成上下延伸的插入槽71。

在狭缝部27，形成规定的缝隙，覆盖部件70被从上方安装于该缝隙。此时，形成壳体20的侧面22的角部的2个面、例如前表面23和左表面25的端部被嵌入到覆盖部件70的两侧的插入槽71。

覆盖部件70可以在填充树脂30冷却后从壳体20取下，也可以保持安装于壳体20。在设为将覆盖部件70从壳体20取下的结构的情况下，最好在覆盖部件70的与填充树脂30接触的面预先涂敷分型剂，以使得填充树脂30容易从覆盖部件70剥离。

在本变更例中，也能够通过由覆盖部件70覆盖狭缝部27，从而液体状的填充树脂30不从狭缝部27泄漏。

另外，覆盖部件70是树脂制，容易与壳体20的扩展收缩一起变形，难以阻碍壳体20的扩展收缩。

<变更例3>

图7的(a)是变更例3所涉及的设置于外部设备160的设置部161的状态的薄膜电容器2的立体图。图7的(b)是从壳体130取下覆盖部件140的状态的壳体130的角部与覆盖部件140的立体图。另外，图7的(a)中，为了方便，填充树脂150的一部分由斜线描绘，剩余部分被描绘为透明。

本变更例的薄膜电容器2具备：电容器元件110、一对汇流条120、壳体130、4个覆盖部件140和填充树脂150。

电容器元件110的结构与上述实施方式的电容器元件41相同。电容器元件110被收容于壳体130内以使得两端的端面电极朝向前后方向。

一对汇流条120分别一端与电容器元件110的端面电极电连接，另一端作为向外部端子的连接端子部而向壳体130的上方突出。

壳体130与上述实施方式的壳体20同样地，通过金属材料、例如铝，形成为横长的长方体的箱状。在壳体130的4个角部，形成在上下方向延伸的狭缝部131。

在收容有电容器元件110以及一对汇流条120的壳体130内，与上述实施方式同样地，填充热固化性的填充树脂150。

覆盖部件140由热塑性树脂、例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)形成，在上下方向为长条，从横向观察具有几乎L字形。覆盖部件140除了PBT，也可以由聚苯硫醚(PPS)、尼龙形成。

在覆盖部件140，在两侧，形成上下延伸的插入槽141。此外，在覆盖部件140，在下端部，在水平方向突出地形成安装部142。在安装部142，设置上下贯通的固定孔143。另外，插入槽141对应于权利要求书中所述的“槽部”。

在狭缝部131，形成规定的缝隙，覆盖部件140被从上方插入到该缝隙。此时，壳体130中的狭缝部131的两侧的端部130a被嵌入到覆盖部件140的两侧的插入槽141。这样，4个覆盖部件140分别被固定于壳体130的角部，以使得堵塞对应的狭缝部131。

薄膜电容器2被设置于外部设备160(也存在壳体160的情况)的设置部161。在将薄膜电容器2固定于设置部161时，利用覆盖部件140。即，覆盖部件140的安装部142通过穿过固定孔143的未图示的螺母、螺栓而被紧固于设置部161，由此，薄膜电容器2被固定于设置部161。

根据本变更例，与上述实施方式同样地，由于壳体130的侧面容易与填充树脂150的热膨胀、热收缩一起扩展收缩，因此能够抑制填充树脂150中的剥离、裂缝。

此外，根据本变更例，通过由覆盖部件140覆盖狭缝部131，从而液体状的填充树脂150能够不从狭缝部131泄漏。

此外，在壳体130由金属材料形成的情况下，在壳体130，难以设置用于将薄膜电容器2固定于设置部161的安装部。根据本变更例，通过利用覆盖壳体130的狭缝部131的覆盖部件140，能够容易在壳体130设置安装部142。由此，能够将薄膜电容器2可靠地固定于设置部161。

进一步地，根据本变更例，被设为在覆盖部件140形成2个插入槽141、向2个插入槽141插入壳体130中的狭缝部131的两侧的端部130a的结构，因此仅将覆盖部件140从上方插入到狭缝部131就能够容易地固定于壳体130。

进一步地，根据本变更例，由于覆盖部件140由树脂材料形成，因此容易与壳体130的扩展收缩一起变形，难以阻碍壳体130的扩展收缩。此外，由于树脂材料是轻型的，因此能够使覆盖部件140轻型，能够使包含覆盖部件140的壳体130整体轻型化。进一步地，由于树脂材料的加工性良好，因此能够廉价地形成覆盖部件140。

<其他变更例>

在上述实施方式中，狭缝部27形成于侧面22的4个角部。但是，也可以设为狭缝部27仅形成于4个角部之中相互为对角位置的2个角部的结构。在该情况下，虽然不如狭缝部27设置于4个角部的情况那样，但由于壳体20容易扩展收缩，因此难以产生填充树脂30中的剥离、裂缝。同样地，在变更例1中，也可以设为狭缝部27仅形成于前后左右的面23、24、25、26之中对置的2个面的结构。

此外，在上述实施方式中，狭缝部27延伸到几乎底面21的位置，但狭缝部27也可以未延伸到几乎底面21的位置。在该情况下，狭缝部27最好至少延伸到比侧面22的上下方向的中央更靠底面21侧的位置。

进一步地，构成电容器群40的电容器元件41的个数并不局限于上述实施方式，能够根据需要的电气容量来适当地变更。即，虽然在上述实施方式中配置了6个电容器元件41，但并不局限于此，也包含仅配置1个电容器元件41的情况，也可以配置其他个数的电容器元件41。

进一步地，电容器元件41是通过在电介质薄膜上重叠使铝蒸镀的2片金属化薄膜、将重叠的金属化薄膜卷绕或者层叠而形成的，但除此以外，也可以在电介质薄膜的两面重叠使铝蒸镀的金属化薄膜和绝缘薄膜，通过将其卷绕或者层叠来形成电容器元件41。

进一步地，在上述实施方式中，作为本发明的电容器的一个例子，举例了薄膜电容器1。但是，本发明也能够应用于薄膜电容器1以外的电容器。

另外，在上述实施方式中，在狭缝部27被外罩带28覆盖的状态下，向壳体20内注入了填充树脂30。但是，也可能在狭缝部27几乎没有缝隙、填充树脂30的粘度非常高等的根据狭缝部27的缝隙、填充树脂30的粘度的状态而不担心树脂从壳体20内泄漏的情况下，不使用外罩带28。

进一步地，上述变更例2或者3的结构也可以应用于上述变更例1的结构。

其他地，本发明的实施方式在权利要求书所示的技术的思想的范围内，能够适当地进行各种变更。

另外，在上述实施方式的说明中，表示“上方”“下方”等的方向的用语表示仅取决于结构部件的相对位置关系的相对方向，并不表示铅垂方向、水平方向等的绝对方向。

产业上的可利用性

本发明在用于各种电子设备、电气设备、工业设备、车辆的电装等的电容器中有用。

-符号说明-

1 薄膜电容器(电容器)

2 薄膜电容器(电容器)

20 壳体

21 底面

22 侧面

23 前表面(4个面)

24 后表面(4个面)

25 左表面(4个面)

26 右表面(4个面)

27 狭缝部

28 外罩带(覆盖部)

70 覆盖部件(覆盖部)

30 填充树脂(树脂)

41 电容器元件

110 电容器元件

130 壳体

140 覆盖部件

141 插入槽(槽部)

142 安装部

150 填充树脂

161 设置部

Claims (9)

1.一种电容器，具备：

电容器元件；

金属制的壳体，收容所述电容器元件；和

热固化性的树脂，被填充于所述壳体内，

所述壳体包含底面和包围该底面的四周的侧面，

在所述侧面，形成从与所述底面相反的一侧的端向所述底面侧延伸的多个狭缝部。

2.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述底面具有方形状，

所述侧面包含从所述底面的各边立起的4个面，

所述狭缝部分别被形成于在所述侧面所构成的4个角部。

3.根据权利要求1所述的电容器，其中，

所述底面具有方形状，

所述侧面包含从所述底面的各边立起的4个面，

所述狭缝部分别被形成于所述4个面。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的电容器，其中，

所述电容器还具备堵塞所述狭缝部的覆盖部件。

5.根据权利要求4所述的电容器，其中，

所述覆盖部件具有安装部，所述安装部被固定于设置所述电容器的设置部。

6.根据权利要求4或者5所述的电容器，其中，

所述覆盖部件具有槽部，

所述槽部通过被嵌入到所述壳体中的所述狭缝部的两侧的端部，从而所述覆盖部件被插入到所述狭缝部并固定于所述壳体。

7.根据权利要求4至6的任意一项所述的电容器，其中，

所述覆盖部件由树脂材料形成。

8.一种电容器的制造方法，其中，

在金属制的壳体中收容电容器元件，

所述壳体包含底面和包围该底面的四周的侧面，在所述侧面，形成从与所述底面相反的一侧的端向所述底面侧延伸的多个狭缝，

向收容所述电容器元件并且所述狭缝部被覆盖部覆盖的所述壳体，注入液体状的热固化性的树脂，

通过对填充有所述树脂的所述壳体进行加热，来使所述树脂固化。

9.根据权利要求8所述的电容器的制造方法，其中，

所述树脂在60℃下具有1500mPa·s以上的粘度。