CN110337702B

CN110337702B - 电容器的制造方法

Info

Publication number: CN110337702B
Application number: CN201880013374.3A
Authority: CN
Inventors: 今村武志; 三浦寿久
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: WO2018159230A1; JPWO2018159230A1; US11201017B2; CN110337702A; US20190348227A1; JP7108824B2

Abstract

一种电容器的制造方法，包含：制造壳体的工序，该壳体一体形成有第一连接销端子和第二连接销端子；以及使与第一连接销端子和第二连接销端子电连接的电容器元件收纳到壳体内的工序，在壳体的制造工序中，将在内部具有形成为壳体的形状的模具部的模具，加热到作为壳体的材料的聚苯硫醚树脂的玻璃化转变温度以下的温度，在被加热到玻璃化转变温度以下的温度并且在模具部内嵌入了第一连接销端子和第二连接销端子的模具中，在模具部内注入熔融状态的聚苯硫醚树脂来形成壳体。

Description

电容器的制造方法

技术领域

本发明涉及电容器的制造方法。

背景技术

专利文献1中记载了如下这样的结构：在设为将电容器元件和一对汇流条的一部分以进行了树脂模制的状态收纳于壳体内的壳体模制型电容器中，在壳体的侧面的一部分形成切口部，在切口部结合密封板使得将其密封，使一对汇流条的外部连接用的端子部贯通密封板从而引出到壳体的外侧。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-116445号公报

发明内容

发明要解决的课题

在将外部连接用的端子部在壳体的侧面位置处引出到外侧的情况下，不采用上述专利文献1那样的结构，而能够采用通过注塑成型来形成壳体，此时通过嵌入成型将端子部与壳体一体形成这样的结构。这种情况下，在将元件与汇流条收纳于壳体之后，汇流条与端子部电连接。在设为这样的结构的情况下，可以不用担心如上述专利文献1那样的模制树脂从密封板与壳体的切口部之间的泄露。

但是，在成型时，模具被加热到130℃至150℃的温度，在被加热的模具内注入熔融的树脂来形成壳体。这种情况下，在成型后的壳体中，在模具的接合面(分离面)的位置等处会发生溢料。因此，需要对成型后的壳体实施溢料处理。作为自动进行溢料处理的方法，通常，进行喷射玻璃珠、碎屑等微细的研磨材料使溢料掉落的喷砂研磨。

然而，在上述那样的在壳体中嵌入成型了端子部的情况下，在喷砂研磨中，容易对端子部喷射研磨材料，因而，端子部的表面被磨得粗糙，当连接了端子部和外部端子时在端子表面间的电阻增大，电流恐怕会变得难以向外部端子流动。此外，在端子部的强度比较小的情况下，会因研磨材料的喷射力而产生端子部的变形，端子部的位置精度变差，恐怕无法进行与外部端子的顺畅连接。

鉴于上述课题，本发明的目的在于，提供一种通过抑制向基于成型的壳体的溢料的发生从而能够消除溢料处理作业的电容器的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的主要的方式涉及一种电容器的制造方法，包含：形成一体化了连接外部端子的端子部的壳体的工序；以及使与所述端子部电连接的电容器元件收纳到所述壳体内的工序。在本方式的电容器的制造方法中，在形成所述壳体的工序中，将在内部具有形成为所述壳体的形状的模具部的模具，加热到作为所述壳体的材料的热塑性树脂的玻璃化转变温度以下的温度，在所述模型被加热到所述玻璃化转变温度以下的温度并且在所述模具部内嵌入了所述端子部之后，在所述模具的所述模具部内注入熔融状态的所述热塑性树脂来形成所述壳体。

发明效果

根据本发明，能够提供一种通过抑制向基于成型的壳体的溢料的发生从而能够消除溢料处理作业的电容器的制造方法。

本发明的效果乃至意义，通过以下所示的实施方式的说明而变得更加明确。但是，以下所示的实施方式仅仅是实施本发明时的一个示例，本发明并不受以下实施方式中记载的内容的任何限制。

附图说明

图1中的(a)是实施方式的薄膜电容器的立体图，图1中的(b)是实施方式的省略了填充树脂的薄膜电容器的立体图。

图2中的(a)是实施方式的电容器单元的立体图，图2中的(b)是实施方式的上下颠倒的状态的电容器单元的立体图。

图3中的(a)是实施方式的壳体的立体图，图3中的(b)是实施方式的上下颠倒的状态的壳体的立体图。

图4中的(a)是实施方式的在壳体的注塑成型中使用的模具的立体图，图4中的(b)是实施方式的在直浇道和流道的位置处切断的模具的平面剖视图。

图5中的(a)是实施方式的在左右方向的中央位置处切断的模具的侧剖视图，图5中的(b)是实施方式的在第二连接销端子的位置处切断的模具的侧剖视图。

图6是表示实施方式的基于注塑成型的壳体的制造工序的流程的图。

图7中的(a)是将实施方式的成型时的模具温度与壳体中发生的溢料的长度之间的关系图表化而得的图，图7中的(b)是将实施方式的成型时的模具温度与壳体的破坏强度之间的关系图表化而得的图。图7中的(c)是用于说明实施方式的壳体的溢料的长度的测定方法的图，图7中的(d)是用于说明实施方式的壳体的破坏强度的测定方法的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。为了方便，在各图中适当标注了前后、左右和上下的方向。此外，图示的方向表示薄膜电容器1等的相对的方向，并不表示绝对的方向。

在本实施方式中，安装片420对应于权利要求书中记载的“安装部”。此外，第一连接销端子440和第二连接销端子450对应于权利要求书中记载的“端子部”。

但是，上述记载的目的仅在于将权利要求书的结构与实施方式的结构相关联，并不通过上述关联而将权利要求书中记载的发明限定于实施方式的结构。

<薄膜电容器的结构>

首先，说明本实施方式的薄膜电容器1。薄膜电容器1通过后述的本实施方式的电容器的制造方法而制造。

图1中的(a)是本实施方式的薄膜电容器1的立体图，图1中的(b)是本实施方式的省略了填充树脂30的薄膜电容器1的立体图。图2中的(a)是本实施方式的电容器单元10的立体图，图2中的(b)是本实施方式的上下颠倒的状态的电容器单元10的立体图。图3中的(a)是本实施方式的壳体20的立体图，图3中的(b)是本实施方式的上下颠倒的状态的壳体20的立体图。

薄膜电容器1具备：电容器单元10、壳体20、以及填充树脂30。电容器单元10包括两个电容器元件100、第一汇流条200、以及第二汇流条300。

将在电介质薄膜上蒸镀铝而得的两个金属化薄膜进行重叠，将重叠后的金属化薄膜进行卷绕或层叠，并按压成扁平状，由此来形成电容器元件100。对于电容器元件100，在上侧的端面通过进行锌等金属的喷射而形成第一端面电极101，在下侧的端面同样通过进行锌等金属的喷射而形成第二端面电极102。两个电容器元件100以其两个端面朝向上下方向的状态，在左右方向上并排地收纳在壳体20内。

此外，本实施方式的电容器元件100通过在电介质薄膜上蒸镀铝而得的金属化薄膜来形成，但是，除此之外，也可以通过蒸镀锌、镁等其他金属而得的金属化薄膜来形成。或者，电容器元件100也可以通过蒸镀这些金属中的多种金属而得的金属化薄膜来形成，也可以通过蒸镀这些金属彼此的合金而得的金属化薄膜来形成。

第一汇流条200通过将导电性材料例如铜板进行适当切除、弯曲来形成，并包含两个第一电极端子201、第一连接端子202、以及第一中继端子203。两个第一电极端子201通过焊接等连接方法，与分别对应的电容器元件100的第一端面电极101电连接。第一连接端子202在左侧电容器元件100的上部位置处向前方伸出。在第一连接端子202形成有圆形的安装孔202a，通过使用了该安装孔202a的螺合，将外部端子(未图示)与该第一连接端子202连接。第一中继端子203在右侧电容器元件100的下部位置处向前方伸出。

第二汇流条300通过将导电性材料例如铜板进行适当切除、弯曲来形成，并包含两个第二电极端子301、第二连接端子302、以及第二中继端子303。两个第二电极端子301通过焊接等连接方法，与分别对应的电容器元件100的第二端面电极102电连接。第二连接端子302在左侧电容器元件100的下部位置处向前方伸出，使得与第一连接端子202相对。在第二连接端子302形成有圆形的安装孔302a，通过使用了该安装孔302a的螺合，将外部端子(未图示)与该第二连接端子302连接。第二中继端子303在右侧电容器元件100的下部位置处向前方伸出，使得与第一中继端子203相邻。

壳体20由作为热塑性树脂且结晶性树脂的聚苯硫醚(PPS)树脂形成，并包含壳体本体410、以及三个安装片420。壳体本体410具有大致长方体的箱状，且前表面开口。在壳体本体410的左侧面、右侧面以及后表面各形成有安装片420。在安装片420形成有在上下方向上贯通的圆形的安装孔421。在安装孔421的内侧通过嵌入成型而埋入了由金属材料构成的圆筒状的套环(collar)430。在壳体本体410的下表面，在比中央靠右侧的位置处形成了横向细长的长方体形状的端子台411。

在壳体20，通过嵌入成型而一体地形成了第一连接销端子440和第二连接销端子450。第一连接销端子440和第二连接销端子450具有弯曲成L字的销形状，并在由镍构成的基底的表面实施了镀金。

对于第一连接销端子440，其一个端部作为与外部端子(未图示)的连接端部441而从端子台411向下方突出，其另一个端部作为中继端部442而从壳体本体410的前表面的开口边缘向前方突出。同样地，对于第二连接销端子450，其一个端部作为与外部端子的连接端部451而从端子台411向下方突出，其另一个端部作为中继端部452而从壳体本体410的前表面的开口边缘向前方突出。对于第一连接销端子440，中继端部442通过焊接等连接方法与第一汇流条200的第一中继端子203电连接，对于第二连接销端子450，中继端部452通过焊接等连接方法与第二汇流条300的第二中继端子303电连接。

填充树脂30由环氧树脂等热固化性树脂构成，在熔融状态下被注入到壳体20内，通过对壳体20进行加热而固化。填充树脂30覆盖电容器单元10中的电容器元件100和第一汇流条200及第二汇流条300的一部分，保护它们免受湿气、冲击的影响。

<薄膜电容器的制造方法>

接下来，说明薄膜电容器1的制造方法。

图4中的(a)是本实施方式的在壳体20的注塑成型中使用的模具500的立体图，图4中的(b)是本实施方式的在直浇道(sprue)521和流道(runner)522的位置处切断的模具500的平面剖视图。图5中的(a)是本实施方式的在左右方向的中央位置处切断的模具500的侧剖视图，图5中的(b)是本实施方式的在第二连接销端子450的位置处切断的模具500的侧剖视图。

在薄膜电容器1的制造工序所包含的壳体制造工序中，通过注塑成型来形成壳体20。用于形成壳体20的模具500由钢材形成，并通过将前侧的第一部件501、后上侧的第二部件502、后下侧的第三部件503、在第一部件501与第二部件502之间从上方插入的第四部件504进行结合而构成。

在模具500的内部，形成了被形成为壳体20的形状的模具部510，并且形成了供被注入到模具部510内的熔融状态的PPS树脂流动的直浇道521和两个流道522。向模具部510内的注入口即浇口523形成在与三个安装片420对应的模具部510的各部位511处(参照图4中的(b))。上侧的第二部件502与下侧的第三部件503在直浇道521和流道522的位置处结合。在模具部510内的预定位置，在各部件501、502、503、504结合之前，嵌入三个套环430和第一连接销端子440以及第二连接销端子450(参照图5中的(a)、(b))。

图6是表示本实施方式的基于注塑成型的壳体制造工序的流程的图。

当在模具500内进行壳体20的成型时，首先，进行模具加热工序(S1)。即，将模具500通过未图示的加热器加热到预定温度并维持在大致预定温度。这里，预定温度可以被设定为60℃以上且90℃以下的范围的温度，例如80℃。

接下来，在模具500的温度被维持在大致预定温度的状态下，进行树脂注入工序(S2)。即，熔融状态的PPS树脂经过直浇道521和流道522从浇口523被注入到模具部510内，并在模具部510内进行填充。可以将熔融状态的PPS树脂的温度设为例如320℃。

此时，PPS树脂从与三个安装片420对应的模具部510的各部位511处被注入，并朝向与壳体本体410对应的模具部510的部位512流动。由此，与PPS树脂从壳体本体410所对应的部位512向安装片420所对应的部位511流动的结构不同，在安装片420的前端部分不会发生PPS树脂的合流，防止了在该部分产生焊缝(weld)。

若PPS树脂遍布模具部510内，并形成壳体20，则进行冷却工序(S3)。即，在停止了PPS树脂向模具部510内的注入之后，在将模具500维持在大致预定温度的状态下，放置预定时间即大约数十秒的时间，由此，所形成的壳体20被自然冷却。

接下来，进行取出工序(S4)，将模具500分离而从中取出壳体20。对所取出的壳体20进行浇口切除处理，切除与直浇道521和流道522对应的树脂部分。

这样，嵌入了第一连接销端子440和第二连接销端子450的PPS树脂制的壳体20完成。

这样，在壳体制造工序中制造壳体20后，在之后的工序中，在制造出的壳体20内收纳电容器单元10即两个电容器元件100和第一汇流条200及第二汇流条300，两个电容器元件100经由第一汇流条200和第二汇流条300与第一连接销端子440和第二连接销端子450电连接。在之后的进一步的工序中，填充树脂30被填充到壳体20内并固化，从而完成了薄膜电容器1。

图7中的(a)是将本实施方式的成型时的模具温度与壳体中发生的溢料的长度之间的关系图表化而得的图，图7中的(b)是将本实施方式的成型时的模具温度与壳体的破坏强度之间的关系图表化而得的图。图7中的(c)是用于说明本实施方式的壳体的溢料的长度的测定方法的图，图7中的(d)是用于说明本实施方式的壳体的破坏强度的测定方法的图。

图7中的(a)的图表示出了，从40℃到170℃每10℃地改变成型时的模具温度，在各个模具温度下通过PPS树脂来成型壳体，并测定在各个壳体中产生的溢料的长度而得的结果。将成型时的模具500的接合面(分离面)的余隙(间隙)设定为在通常的注塑成型中能够容许的20μm以下。如图7中的(c)那样，在壳体，在与模具500的接合面相当的位置处，会产生从接合面延伸的薄板状的溢料。使用放大镜等来测定所产生的溢料中的从接合面延伸的方向的尺寸，将其最大长度作为溢料长度，表示在图7中的(a)的图表中。

根据图7中的(a)的图表，通过将成型时的模具温度设为90℃以下的温度，从而抑制了向壳体的溢料的产生。即，在壳体基本上不再产生溢料。

90℃相当于PPS树脂的玻璃化转变温度。在使模具温度为玻璃化转变温度以下的情况下，溢料基本上不再发生，其理由被认为是，要进入接合面的间隙的微量PPS树脂与接合面部分的模具表面接触，其温度立即下降到玻璃化转变温度以下而较大地失去流动性，从而不再进入接合面的间隙。

接下来，图7中的(b)的图表示出了，从20℃到170℃每10℃地改变成型时的模具温度，在各个模具温度下通过PPS树脂来成型壳体，并测定各个壳体的破坏强度而得的结果。破坏强度的测定，基于利用阿姆斯莱公司(Amsler)的万能试验机的拉伸试验。如图7中的(d)那样，将夹具固定于在壳体的左右侧面形成的安装片，并利用这些夹具朝向相反的方向进行拉伸，对此时的壳体的破坏强度进行测定。将各个模具温度下形成的壳体的破坏强度相对于模具温度150℃下形成的壳体的破坏强度的比率(百分率)作为破坏强度，表示在图7的(b)的图表中。

根据图7中的(b)的图表，通过将成型时的模具温度设为60℃以上的温度，从而能够确保与在高于90℃的以往的注塑成型时的模具温度下的破坏强度同等的破坏强度。此外，当模具温度为50℃以下时不再保持破坏强度，考虑其原因是，在50℃以下PPS树脂的结晶化在维持破坏强度方面是不足的。

<实施方式的效果>

如以上那样，在本实施方式的电容器的制造方法中，使通过热塑性树脂即PPS树脂成型壳体20时的模具温度成为PPS树脂的玻璃化转变温度即90℃以下的温度，因此，能够抑制在成型后的壳体20产生溢料。由此，可以不再为了除去溢料而进行基于喷砂研磨的溢料处理，因而能够防止如下情况：在壳体20中嵌入成型的第一连接销端子440、第二连接销端子450的表面被研磨材料磨得粗糙，与外部端子的连接部分处的接触面积减小而电阻增大，电流变得难以流动。此外，还能够防止如下情况：第一连接销端子440、第二连接销端子450因研磨材料的喷射力而变形，其位置精度变差，无法进行与外部端子的顺畅的连接。

特别地，如实施方式的壳体20那样，在第一连接销端子440、第二连接销端子450的嵌入部分的附近是模具500的接合面的情况下，在第一连接销端子440、第二连接销端子450的附近容易产生溢料，若要除去这样的溢料，则容易对第一连接销端子440、第二连接销端子450喷射研磨材料。因此，在这样的结构的情况下，若应用本实施方式的电容器的制造方法，则是极其有用的。

此外，在对第一连接销端子440、第二连接销端子450实施了镀金的情况下，研磨材料的喷射可能会导致镀金被剥离，这种情况下，与外部端子的连接部分处的电阻可能会进一步增大，电流进一步变得难以流动。在本实施方式中，不需要基于喷砂研磨的溢料处理，因此能够防止因镀金被剥离而导致的第一连接销端子440和第二连接销端子450与外部端子之间的导通不良。

此外，在本实施方式的电容器的制造方法中，使成型时的模具温度为60℃以上的温度，因此能够抑制壳体20的破坏强度的降低，能够确保适当的破坏强度。由此，即使因使用环境下的急剧的温度变化导致壳体20发生膨胀或收缩，也能够防止在壳体20中对安装片420等产生损坏等。

此外，在模具500中，在壳体20的三个安装片420所对应的模具部510的部位511的位置处设置了浇口523，由此，设为PPS树脂从安装片420所对应的模具部510的部位511向壳体本体410所对应的模具部510的部位512而流动，因此，在安装片420的前端部分不会发生PPS树脂的合流，防止了在该部分产生焊缝。由此，防止了安装片420的强度降低。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式，此外，本发明的应用例除了上述实施方式之外还可以进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，由PPS树脂形成了壳体20。但是，壳体20也可以由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂等PPS树脂以外的热塑性树脂形成。这种情况下，也能够使用上述实施方式的电容器的制造方法。此时，模具500可以被加热到作为材料的树脂的玻璃化转变温度以下的温度，且是确保与利用被加热到高于该玻璃化转变温度的温度的模具500成型的壳体的破坏强度同等的破坏强度的温度以上的温度。此外，在作为壳体20的材料的热塑性树脂中，还可以包含填料、其他各种添加剂。

此外，在上述实施方式中，在壳体20的制造工序中，在模具500被组合之后，对模具500进行加热，但是也可以在模具500被组合之前对各个部件501～504进行加热。

此外，在壳体20嵌入成型的连接端子也可以不是如上述实施方式的第一连接销端子440和第二连接销端子450那样为销形状，例如，可以是平板状。此外，也可以不对连接端子的表面实施镀金。

此外，在上述实施方式中，在壳体20的安装片420中，在安装孔421的内侧通过嵌入成型埋入了套环430。但是，也可以采用在成型壳体20之后在安装孔421中插入套环430这样的结构。

此外，薄膜电容器1中包含的电容器元件100的个数不局限于上述实施方式，能够根据所需要的电容而进行适当变更。即，上述实施方式中在壳体20内配置了两个电容器元件100，但是不限于此，也可以在壳体20内配置其他个数的电容器元件100。

此外，在上述实施方式中，将在电介质薄膜上蒸镀铝而得的两个金属化薄膜重叠，并将重叠的金属化薄膜进行卷绕或层叠，由此形成了电容器元件100，但是，除此之外，还可以将在电介质薄膜的两个表面上蒸镀铝而得的金属化薄膜与绝缘薄膜进行重叠，并将其卷绕或层叠，由此来形成电容器元件100。

此外，在上述实施方式中，在收纳了电容器单元10的壳体20中填充了填充树脂30，但是也可以设为，将壳体20的开口堵塞使壳体20内密封，由此，不在壳体20内填充填充树脂30。

此外，根据本发明的电容器的制造方法制造的电容器并不限于上述实施方式的薄膜电容器1，也可以是薄膜电容器1以外的电容器。

此外，本发明的实施方式在权利要求书所表示的技术构思的范围内能够适当进行各种变更。

此外，在上述实施方式的说明中，表示“上方”、“下方”等方向的用语，表示仅依赖于构成部件的相对位置关系的相对的方向，并不表示铅直方向、水平方向等绝对的方向。

产业上的可利用性

本发明对于在各种电子设备、电气设备、工业设备、车辆的电装等中使用的电容器的制造是有用的。

符号说明

1 薄膜电容器；

10 电容器单元；

20 壳体；

100 电容器元件；

420 安装片(安装部)；

421 安装孔；

440 第一连接销端子(端子部)；

450 第二连接销端子(端子部)；

500 模具；

523 浇口。

Claims

1.一种电容器的制造方法，包含：形成壳体的工序，该壳体由聚苯硫醚树脂形成，并且一体化了连接外部端子的端子部；以及使与所述端子部电连接的电容器元件收纳到所述壳体内的工序，

在形成所述壳体的工序中，

将在内部具有形成为所述壳体的形状的模具部的模具，加热到60℃以上且90℃以下的范围的预定温度，并且

在所述模具部内嵌入了所述端子部之后，在将所述模具维持为所述预定温度的状态下，在所述模具的所述模具部内注入熔融状态的所述聚苯硫醚树脂来形成所述壳体。

2.根据权利要求1所述的电容器的制造方法，其特征在于，

所述壳体具备安装部，所述安装部具有安装孔并且用于所述壳体的安装，

在所述模具中，在与所述安装部对应的所述模具部的部位设置浇口，熔融状态的所述聚苯硫醚树脂从所述浇口注入到所述模具部内。

3.根据权利要求1或2所述的电容器的制造方法，其特征在于，

在嵌入所述模具的所述模具部内的所述端子部的表面实施镀金。