CN110993335A - 一种DC-Link薄膜电容器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种DC‑Link薄膜电容器及制作方法，该电容器包括底座、电容器芯子、母排组、铝箔壳体、灌封胶和电极端子；底座具有一凹槽；电容器芯子和母排组连接构成内部构件，内部构件的底部安装在凹槽内；铝箔壳体的内表面设有绝缘层，铝箔壳体包覆所述内部构件中除底面以外的外表面；灌封胶灌注在凹槽内并使铝箔壳体插入凹槽的部分埋设在灌封胶内以将内部构件封装在铝箔壳体和凹槽共同限定出的腔体内；电极端子连接母排组并从灌封胶穿出以连接外部电路。本发明既可满足高防潮的要求，又可满足小体积和轻量化的要求性。

Description

一种DC-Link薄膜电容器及其制作方法

技术领域

本发明涉及电容器技术领域，特别涉及一种DC-Link薄膜电容器及其制作方法。

背景技术

薄膜电容器作为新能源汽车电控中的关键元器件，其主要应用于电机驱动模块的滤波电路，起储能、滤波、交流耦合作用。该电容器具有自愈、ESR小、ESL小、可靠性高、寿命长、耐电流能力强等关键特性。

在电动车和混合动力车等新能源汽车上用的DC-Link薄膜电容器需具有高防潮、小体积和轻量化的要求。为保证高防潮的需求，电容器的壳体内常灌装有环氧材料；但是环氧材料的密度较大，使得电容器的重量也增大；当减少环氧材料的用量以降低电容器重量时，电容器的防潮性能又难于保证。因此，相关技术中的薄膜电容器存在改进的需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种DC-Link薄膜电容器，既可满足高防潮的要求，又可满足小体积和轻量化的要求。

本发明的第二个目的在于提出一种DC-Link薄膜电容器的制作方法，其制作方法简单，成本低，可制作出具有高防潮、小体积和轻量化要求的电容器。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种DC-Link薄膜电容器，包括底座、电容器芯子、母排组、铝箔壳体、灌封胶和电极端子；

所述底座具有一凹槽；

所述电容器芯子和所述母排组连接构成内部构件，所述内部构件的底部安装在所述凹槽内；

所述铝箔壳体的内表面设有绝缘层，所述铝箔壳体包覆所述内部构件中除底面以外的外表面；

所述灌封胶灌注在所述凹槽内并使所述铝箔壳体插入所述凹槽的部分埋设在灌封胶内以将所述内部构件封装在所述铝箔壳体和所述凹槽共同限定出的腔体内；

所述电极端子连接所述母排组并从所述灌封胶穿出以连接外部电路。

根据本发明实施例的一种DC-Link薄膜电容器，利用铝箔壳体的可塑性和重量轻，使得铝箔壳体可将电容器芯子和母排组构成的内部构件除底座以外的外表面进行包覆密封；铝箔是具有良好的防潮特性，因金属材料是原子级结构，无法透过水分子，具有高分子材料无法比拟的防潮效果；从而可避免使用厚重的塑料外壳和壳体内的灌封材料；并且，铝箔具有可塑性，可包覆内部构件，减小整个薄膜电容器的体积，使得该薄膜电容器在达到高防潮要求的前提下，减少了灌封材料和外壳材料的用量，达到电容器轻量化和小体积的目的。

另外，根据本发明上述实施例提出的一种DC-Link薄膜电容器，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述铝箔壳体的内表面紧贴所述内部构件中除底面以外的外表面。

根据本发明的实施例，所述灌封胶的顶面位于所述凹槽的顶面和所述铝箔壳体的底面之间。

根据本发明的实施例，所述灌封胶为环氧树脂密封胶。

根据本发明的实施例，所述母排组包括第一母排、第二母排、与所述第一母排相连的第一连接片、与所述第二母排相连的第二连接片，所述第一母排叠置在所述第二母排上且所述第一母排和所述第二母排之间设有绝缘层，所述第一连接片和所述第二连接片均与所述电容器芯子连接。

根据本发明的实施例，所述第一母排设置在所述电容器芯子的下表面上且二者之间设有绝缘层。

根据本发明的实施例，所述第一连接片和所述第二连接片均为镂空结构，所述镂空结构中具有与所述电容器芯子的端面连接的连接端子。

根据本发明的实施例，所述电容器芯子为多个，所述多个电容器芯子排列成多列和多层，所述第一母排放置在最下面一层电容器芯子的下表面。

根据本发明的实施例，所述电极端子包括适于连接外部电路的正极或负极的第一电极端子和适于连接外部电路的负极或正极的第二电极端子，所述第一电极端子与所述第一母排一体形成，所述第二电极端子与所述第二母排一体形成。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种DC-Link薄膜电容器的制作方法，包括以下步骤：

将电容器芯子与母排组连接形成内部构件；

将所述内部构件放置于底座的凹槽内；

将铝箔壳体覆盖在所述内部构件上并使铝箔壳体的底部位于所述凹槽内；

向所述凹槽内灌注灌封胶至所述铝箔壳体的底部埋设于所述灌封胶内，抽真空以去除所述灌封胶内的气泡和使所述铝箔壳体包覆并紧贴所述内部构件的外表面；

固化所述灌封胶。

根据本发明实施例的一种DC-Link薄膜电容器的制作方法，该方法简单，成本低，可制作出具有高防潮、小体积和轻量化要求的电容器。

附图说明

图1为根据本发明实施例的DC-Link薄膜电容器的分解图；

图2为根据本发明实施例的DC-Link薄膜电容器的剖视图；

图3为根据本发明实施例的DC-Link薄膜电容器的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的母排组的结构示意图。

标号说明：DC-Link薄膜电容器1、底座100、凹槽101、电容器芯子200、母排组300、电极端子301、第一电极端子3011、第二电极端子3012、第一母排302、第二母排303、第一连接片304、第二连接片305、连接端子3041、3051、铝箔壳体400、灌封胶500、腔体600、绝缘层700。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的DC-Link薄膜电容器1。

如图1至图4所示，本发明实施例的DC-Link薄膜电容器1包括底座100、电容器芯子200、母排组300、铝箔壳体400、灌封胶500和电极端子301。

具体而言，如图1和图2所示，底座100具有一凹槽101；电容器芯子200和母排组300连接构成内部构件，内部构件的底部安装在凹槽101内；铝箔壳体400的内表面设有绝缘层401，铝箔壳体400包覆内部构件中除底面以外的外表面；灌封胶500灌注在凹槽101内并使铝箔壳体400插入凹槽101的部分埋设在灌封胶500内以将内部构件封装在铝箔壳体400和凹槽101共同限定出的腔体600内；电极端子301连接母排组300并从灌封胶500穿出以连接外部电路。

换言之，电极端子301与母排组300连接，母排组300和电容器芯子200连接在一起并放置于凹槽101上，使得电极端子301伸出于凹槽101，再用铝箔壳体400包覆在电容器芯子200和母排组300上，并使铝箔壳体400的底部位于凹槽101内，再通过向凹槽101内灌注灌封胶500，可使铝箔壳体400固定在底座100上，使得铝箔壳体400与灌封胶500、凹槽101形成密封腔体600。

由此，根据本发明的DC-Link薄膜电容器1，利用铝箔壳体400将电容器芯子200和母排组300构成的内部构件除底座100以外的外表面进行包覆密封，铝箔壳体400内部有绝缘层700，可保证绝缘性能；铝箔是具有良好的防潮特性，因金属材料是原子级结构，无法透过水分子，具有高分子材料无法比拟的防潮效果；从而相较现有的薄膜电容器，该DC-Link薄膜电容器1可避免使用厚重的塑料外壳和壳体内的灌封材料，灌封材料仅在凹槽101灌注，以减轻电容器的重量；并且，因铝箔的可塑性和重量轻，在包覆内部构件后，可减小整个薄膜电容器的体积，使得该薄膜电容器在达到高防潮要求的前提下，减少了灌封材料和外壳材料的用量，达到电容器轻量化和小体积的目的。

其中，为保证铝箔壳体400的安装牢固性和增加防潮能力，铝箔壳体400位于凹槽101内的部分可做翻边处理。如图2所示，铝箔壳体100的底边在凹槽101朝外向上翻卷，再用灌封胶500灌注，可增强铝箔壳体400与灌封胶500之间的结合强度，并增加密封面积，提高防潮能力，保证腔体600的密封性。

在本发明的一些具体实施方式中，铝箔壳体400的内表面紧贴内部构件中除底面以外的外表面。也就是说，因铝箔的可塑性，在灌封胶500灌注在凹槽101时，可通过抽真空，使得铝箔壳体400在负压的作用下发生形变而紧贴在内部构件的外表面，可进一步地减小电容器的体积。

根据本发明的一个实施例，灌封胶500的顶面位于凹槽101的顶面和铝箔壳体400的底面之间。如图1和图2所示，灌封胶500灌封到凹槽101的特定高度时，就可以保证灌封胶500与母排的结合强度和铝箔的密封效果；该特定高度满足将铝箔壳体400的底部埋住又不超出凹槽101的顶面即可。当然，灌封胶500的顶面与凹槽101的顶面齐平也可，但会使重量略微增加。

其中，灌封胶500为环氧树脂密封胶。可选地，灌封胶500为高温固化的环氧树脂密封胶。具体而言，灌封胶300是以液体形态灌注在凹槽101内，然后通过抽真空并加热使灌封胶500干燥固化，从而使得灌封胶500将母排组固定在凹槽101上，使得灌封胶500与铝箔壳体400密封；而高温固化的环氧树脂密封胶可在固化后具有良好的耐热性、导热性、防潮性能。

在本发明的一些实施例中，结合图4，母排组300包括第一母排302、第二母排303、与第一母排302相连的第一连接片304、与第二母排303相连的第二连接片305，第一母排302叠置在第二母排303上且第一母排302和第二母排303之间设有绝缘层700，第一连接片304和第二连接片305均与电容器芯子200连接。

其中，第一母排302设置在电容器芯子200的下表面上且二者之间设有绝缘层700。

其中，第一连接片304和第二连接片305均为镂空结构，镂空结构中具有与电容器芯子200的端面连接的连接端子3041、3051。具体而言，连接端子3041、3051与电容器端子200的端面通过锡焊相连接。由此，将连接片设计成镂空结构，镂空结构中的连接端子较为柔软，具有一定的可塑性，不易积累应力，连接片与电容器芯子200焊接时，焊接点就在于连接端子上，可解决传统母排与芯子直接焊接时应力较大的问题。

可选地，第一连接片304与第一母排302焊接且通过弯折贴合到电容器端子200的端面。第二连接片305与第二母排303一体形成且通过弯折贴合到电容器芯子200的端面。

如图4所示，第一连接片304形成为第一母排302的一部分，该部分垂直于第一母排的前边沿向上延伸并将期连接端子3041贴合到电容器芯子200的前端面；第二连接片305形成为第二母排303的一部分，该部分垂直于第二母排303的后边沿向上延伸并将其连接端子3051贴合到电容器芯子500的后端面上。由此，该电容器的结构得到进一步简化，制备和装配方便，降低了制备成本。

其中，电容器芯子200为多个，多个电容器芯子200排列成多列和多层，第一母排302放置在最下面一层电容器芯子200的下表面。

其中，电极端子301包括适于连接外部电路的正极或负极的第一电极端子3011和适于连接外部电路的负极或正极的第二电极端子3012，第一电极端子3011与第一母排302一体形成，第二电极端子3012与第二母排303一体形成。

换言之，第一母排302和第二母排303相层叠且在层叠处设有绝缘层700以将两者绝缘，电容器芯子200沿第一母排302和第二母排303的长度方向设有多个。第一连接片304可以与第一母排302的前边沿后后边沿垂直相连，第二连接片305可以与第二母排303的前边沿后后边沿垂直相连，第一连接片304和第二连接片305分别设在电容器芯子200的两端。第一电极端子3011和第一连接片304设置在第一母排302的同一侧，第二电极端子3012和第二连接片305分设在第二母排303的两侧；第一母排302通过第一电极端子3011连接外部电路的正极或负极，第二母排303通过第二电极端子3012连接外部电路的负极或正极，电容器芯子200设在第一连接片304和第二连接片305之间。由此，第一连接片304和第二连接片305可以直接与电容器芯子200通过焊接工艺连接，方便焊接自动化；第一母排302和第二母排303设计简单，叠层处可以不做压合，不会造成正负极连接，节约制造成本。

另外，通过上述母排组300和电极端子301的设置，电容器使用时，第一电极端子3011和第二电极端子3012的电流一进一出，方向相反，所以，第一母排302的电流方向与第二母排303的电流方向相反，第二母排303的电流方向与电容器芯子200电流方向相反，根据平行导体电流方向相反时电感可比没有考虑自感抵消的电极引出的结构电感降低，提高电容器吸收尖峰电压的能力。

在本发明的一些实施例中，第一母排302和第二母排303可以是紫铜或导电率较高的金属材质制作而成。电容器芯子2可以是由金属化薄膜卷绕而成。

结合图1-图4，根据本发明的实施例，本发明提出了一种DC-Link薄膜电容器的制作方法，包括以下步骤：

将电容器芯子200与母排组300连接形成内部构件；

将所述内部构件放置于底座100的凹槽101内；

将铝箔壳体400覆盖在所述内部构件上并使铝箔壳体400的底部位于凹槽100内；

向凹槽101内灌注灌封胶500至铝箔壳体400的底部埋设于灌封胶500内，抽真空以去除灌封胶500内的气泡和使铝箔壳体400包覆并紧贴所述内部构件的外表面；

固化灌封胶500。

其中，将电容器芯子200与母排组300连接时，是先将第一母排302叠置在第二母排303上并且在二者之间铺设绝缘层700，再将电容器芯子200组装到母排组300上，使连接端子3041、3051正好位于电容器芯子200喷金端面上，也可使连接端子3041、3051往芯子端面方向弯曲，使其贴紧芯子端面。固定好电容器芯子200的位置后，将连接端子3041、3051通过锡焊或者大电流焊接熔接在一起，即形成内部构件。组装焊接完成后，将内部构件放置于凹槽101内，再将铝箔壳体400盖在内部构件上。往凹槽101内灌注液体形态的环氧密封胶至环氧密封胶将铝箔壳体400的底部埋设，然后抽真空，以减少环氧密封胶的气泡并使铝箔壳体400发生形变贴紧内部构件，达到密封和减小体积的效果；最后，加热干燥固化环氧密封胶，使内部构件与环氧密封胶，铝箔壳体400与环氧密封胶固定。

由此，通过上述简单，成本低的方法，可制作出具有高防潮、小体积和轻量化要求的电容器。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种DC-Link薄膜电容器，其特征在于，包括底座、电容器芯子、母排组、铝箔壳体、灌封胶和电极端子；

所述底座具有一凹槽；

所述电容器芯子和所述母排组连接构成内部构件，所述内部构件的底部安装在所述凹槽内；

所述铝箔壳体的内表面设有绝缘层，所述铝箔壳体包覆所述内部构件中除底面以外的外表面；

所述灌封胶灌注在所述凹槽内并使所述铝箔壳体插入所述凹槽的部分埋设在灌封胶内以将所述内部构件封装在所述铝箔壳体和所述凹槽共同限定出的腔体内；

所述电极端子连接所述母排组并从所述灌封胶穿出以连接外部电路。

2.如权利要求1所述的DC-Link薄膜电容器，其特征在于，所述铝箔壳体的内表面紧贴所述内部构件中除底面以外的外表面。

3.如权利要求1所述的DC-Link薄膜电容器，其特征在于，所述灌封胶的顶面位于所述凹槽的顶面和所述铝箔壳体的底面之间。

4.如权利要求1或2所述的DC-Link薄膜电容器，其特征在于，所述灌封胶为环氧树脂密封胶。

5.如权利要求1所述的DC-Link薄膜电容器，其特征在于，所述母排组包括第一母排、第二母排、与所述第一母排相连的第一连接片、与所述第二母排相连的第二连接片，所述第一母排叠置在所述第二母排上且所述第一母排和所述第二母排之间设有绝缘层，所述第一连接片和所述第二连接片均与所述电容器芯子连接。

6.如权利要求5所述的DC-Link薄膜电容器，其特征在于，所述第一母排设置在所述电容器芯子的下表面上且二者之间设有绝缘层。

7.如权利要求5所述的DC-Link薄膜电容器，其特征在于，所述第一连接片和所述第二连接片均为镂空结构，所述镂空结构中具有与所述电容器芯子的端面连接的连接端子。

8.如权利要求5所述的DC-Link薄膜电容器，其特征在于，所述电容器芯子为多个，所述多个电容器芯子排列成多列和多层，所述第一母排放置在最下面一层电容器芯子的下表面。

9.如权利要求5所述的DC-Link薄膜电容器，其特征在于，所述电极端子包括适于连接外部电路的正极或负极的第一电极端子和适于连接外部电路的负极或正极的第二电极端子，所述第一电极端子与所述第一母排一体形成，所述第二电极端子与所述第二母排一体形成。

10.如权利要求1-9中任一项所述的DC-Link薄膜电容器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

将电容器芯子与母排组连接形成内部构件；

将所述内部构件放置于底座的凹槽内；

将铝箔壳体覆盖在所述内部构件上并使铝箔壳体的底部位于所述凹槽内；

向所述凹槽内灌注灌封胶至所述铝箔壳体的底部埋设于所述灌封胶内，抽真空以去除所述灌封胶内的气泡和使所述铝箔壳体包覆并紧贴所述内部构件的外表面；

固化所述灌封胶。

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