CN111183578B

CN111183578B - 通过树脂浸渍的绝缘多层连接器

Info

Publication number: CN111183578B
Application number: CN201880064727.2A
Authority: CN
Inventors: D·罗杰; J-F·瓦克斯蒂恩; S·迪榭纳; G·沃卢
Original assignee: Altuva, University of; ALTO
Current assignee: Altuva, University of; ALTO
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2038-10-04
Also published as: WO2019068968A1; CN111183578A; FR3072217A1; EP3692625B1; EP3692625A1; FR3072217B1

Abstract

本发明旨在一种多层连接器设备的制造方法，其能够实现电能静态转换器内部或之间的连接(功率电路模块，电容器，滤波器，连接器，……)，所述设备包括至少两个扁平导体和至少一个放置在上述两个导体之间的绝缘材料，所述方法特征在于将可能制备好的扁平导体放置在容器内几何位置以使导体保持平行且间隔开至少等于所期望的电绝缘的厚度的值，所述导体具有优选的朝向，将制备好的所述扁平导体用导入到容器中的至少一种浸渍树脂来浸渍，所述浸渍树脂具有理化特性使其能够以涂层的形式保持在所述制备的扁平导体的所有可及面上，从所述容器中提取出设备并进行所述树脂的交联。

Description

通过树脂浸渍的绝缘多层连接器

技术领域

本发明涉及电气设施，导体和配电技术领域，并且涉及用于制造这种设备的设备和方法领域。

更具体地说，本发明一方面特别涉及一种通过树脂浸渍来电绝缘层压的也被称为“母线”的多层连接器，并且另一方面涉及所述“母线”的制造方法。

背景技术

通常用术语“层压母线”意指一种电互连设备，其功能是电连接一个电能静态转换器的组成元件，而且还确保提供在所述转换器外部的连接技术。

此连接例如在几种情况下发生：

·在功率模块之间，例如：绝缘栅双极晶体管(IGBT:Insulated-gate bipolartransistor)、集成门极换流晶闸管(IGCT:Integrated gate-commutated thyristor)、二极管和如电容器或滤波器的无源元件；在这种静态电能转换器内部，特别是在从50kW(千瓦)到8MW(兆瓦)的典型功率范围内实现，

·当多层连接器被直接封装在功率模块内部时：在半导体电路之间，和/或在半导体电路和外部连接(连接端子)之间，特别是在从50kW(千瓦)到200kW(千瓦)的典型功率范围内。

层压的多层连接器同样还具有机械支撑所涉及的各种元件的功能。

层压的多层连接器，通常由扁平导体和绝缘材料的复合体组成。但是，术语“母线”也可以用来表示单个扁平导体。

扁平导体是指这样一种导体，其尺寸之一(最好是其厚度)比其他尺寸小得多。这样的导体可以是平面的或弯曲的。

与传统的连接母线或电缆相比，这种具有不同电相位的扁平导体堆叠证明了需要轧制连接器的主要原因：即低电感。

举例来说，层压的连接器可以是几个导电板的组合，每个导电板对应一个电相位。板上的孔允许将设置在一侧的组件与位于下方的另一些板连接。组件最常见是通过螺钉固定安装。还存在允许与转换器外部连接的连接凸耳。

最常见的是，不同导电板之间的电绝缘是通过聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚酰亚胺(PI)……之类的电绝缘膜来实现的。

通常，所述绝缘膜被堆叠在扁平导体上(穿插在导体之间，我们说的是堆叠层压或堆栈的“母线”)或被粘合在扁平导体上(粘合层压的“母线”)。

这些技术具有以下缺点。

在“堆栈”或堆叠的“母线”的情况下，应当提供这些元件的几何夹持设备，至少直到将其安装在转换器中。该设备通常以由电绝缘材料制成的附加固定部件的形式呈现。此外，空气中的绝缘距离限制了基于这种多层连接器制成的转换器的工作电压水平(约1000伏)。

在粘合的情况下，片材最通常是被热粘合，这例如需要使用热压机，成形工具和压力分布柔性膜。这样的设备消耗大量能量，这代表了主要的技术缺点。实际上，消耗能量的仅约1％用来固定扁平导体和薄膜，其余的能量则浪费在压力机和工具的金属框架上。

由于系统的热惯性和由柔性膜形成的热屏障，生产时间也很长(大约为1到2个小时)，因此每小时生产率很低，而对静态转换器的未来需求在增加(可再生能源，电动汽车，智能电网……)。

在绝缘膜粘合时遇到的另一个技术问题涉及设备的绝缘质量，更具体地说，是其边缘(导体四周，导体中所设置的孔边缘……)的绝缘质量。实际上，理想地，带热粘合膜的层压的连接器被制成平坦的，然后在需要时被折叠。后期折叠存在多种风险：膜破裂，(例如：镀镍)表面涂层破裂。此外，铺膜时，必须注意不要在边缘处形成气穴(膜和导体之间的充气腔)或空隙(膜粘合不良或膜开胶)，因为这样的缺陷会产生寄生性和高破坏性现象，例如局部放电现象(当电介质场高时尤为严重)，这造成在较长或较短的时间内刺穿过绝缘膜，并由此出现短路现象。因此，非常需要设计具有高的局部放电阈值的多层连接器。

此外，在电路级对速度的日益增长的需求要求实施适当且越来越高效的，例如基于碳化硅或氮化镓的电子组件。这些对多层连接器带来了严格的限制，例如：

·所需的电感值甚至低于当前达到的电感值；

·能够承受大于当前遇到的电压的工作电压的性能，

·能够承受大于当前遇到的开关电流的开关电流的性能，

·能够承受高于当前达到的温度的工作温度的性能。

因此，为了满足上述限制，人们目前正在使用性能越来越好的材料制成的膜，例如聚醚醚酮(PEEK)或聚酰亚胺(PI)薄膜，但价格昂贵得多。同时，温度升高也带来了寻找耐高温的膜和粘合剂的问题。

同样地，这些设备的主要技术优势，即：(与传统布线相比)低电感，是其扁平形状的结果。因此，显然，当前的技术发展基于缩小比例的原则：已知通过减小导体和绝缘膜的厚度来实现越来越低的电感值。然而该解决方案具有一个明显的局限性，由于较薄的膜也更易碎，难以处理和/或粘附。

此外已知弱电感可以限制在电流切换期间电子开关中的过电压，并且局部放电出现的阈值被要求越来越高，更加明显的是，通过选择易于移除且不昂贵的高性能材料来改善多层连接器的性能，是该行业的一项重大技术挑战。

我们知道US2012/242442由扁平元件组成的绕组其间必须保留空气流通的空间，每个扁平元件都由粉末状的树脂分别绝缘，然后通过螺钉或螺栓组装。

我们还知道US3995103中涂覆有绝缘材料的导电元件，并在通过螺栓组装的导电元件之间使用绝缘片。

我们知道FR2407588的设备，其中将带状导体粘贴在中间绝缘带上并根据流化工艺将获得的棒条浸入树脂浴中然后将涂层棒放入压力机中。

发明内容

如上所述，确实需要提供一种解决方案以解决以下技术问题：在保持合理的制造成本并提高生产率的同时改善构成层压的连接器的扁平导体的绝缘性(尤其是在边缘处)以及所选绝缘材料的应用。

在本申请中描述的本发明满足了这一需求，通过提出一种经济上有吸引力的解决方案并提高根据规定方法生产的连接器的性能，全部或部分地摆脱对膜的使用。

为此，本发明首先涉及连接器设备的一种制造方法，除了其它方面，能够在静态电能转换器(功率模块电路，电容器，滤波器，连接器……)之间或内部建立连接，所述设备包括至少两个扁平导体和至少一个设置在上述两个导体之间的绝缘材料，所述方法的特征在于：

·将可能制备好的扁平导体以几何位置放置在容器中，以使导体保持平行并间隔开至少等于所需绝缘厚度的值，所述导体具有优选的朝向，

·利用被引入容器中的至少一种浸渍树脂来浸渍所述制备好的扁平导体，所述浸渍树脂具有物理化学特性，允许从容器中提取后以涂层的形式保持在所述扁平导体的所有可及面上，

·从所述容器中提取设备，

·进行所述浸渍树脂的交联。

有利地，将导体放置在定位设备中，该定位设备在引入树脂之前不会对所述设备的外部尺寸产生空间限制。

术语“定位设备不对所述设备的外部尺寸产生空间限制”，是指在该设备的制造过程中和/或在最终设备上，定位设备对所述设备的外部尺寸没有影响。

作为非限制性示例，并且与本发明设计的定位设备相反，模具(例如：用于浇铸或喷射)在借助模具设计的连接器设备的外部尺寸上产生空间限制。

实际上，所制造的连接器设备特有的外部构造与所用模具的外部构造互补。模具在空间上(空间上，体积上)限制(保留)浇铸或喷射入其中的材料。根据本发明，导体之间的间隔与液态树脂特性的结合使得在提取过程中无需模具即可将液态树脂维持到位。

根据本发明，制备步骤有利地包括至少一个放置至少一个备用件(épargne)的步骤。这些备用件例如优先从包括以下的组中选择：(例如：耐热和/或防水和/或被机械固定的弹性材料，和/或非粘性材料)塞子，粘合剂(例如：可剥离的粘合剂)。备用件可以是相同性质的或者混合的。它们可以被重复使用或一次性使用。然而，本领域技术人员知道根据要制造的设备的需求来选择备用件的性质及其数量。备用件被指定用于防护固定有部件的导体表面，这些表面不应被绝缘覆盖。

而且，该方法包括以下步骤：将所述制备好的扁平导体放置在所述定位设备中的初始几何位置中。

优选地，所述初始几何位置对应一个制造位置，并且若定位设备可驱动则更优选地对应于间隔位置E_x。如果定位设备不可驱动，则初始位置对应于最终的紧固位置S。此外，根据发明，该方法包括安装给定厚度的垫块以保持导体之间的选定间距。

更优选地，组装是由树脂“通过”定位设备进行的，也就是说，不可能为所述定位设备区分定义的入口和/或出口(不同于例如模具，模具包括至少一个用于模制材料的入口)。

根据所选方法的不同情况，连接器设备的收集步骤可能还需要：

·脱离定位设备(以及因此脱离底架和/或构成它的任何其他元件，如果所述定位设备具有它们的话)，和/或

·脱离备用件(如果存在)。

本发明还涉及通过实施上述方法可能获得的任何连接器设备。所述连接器设备此外还能够实现电能静态转换器之间或内部的连接，也就是说它适合并且能够用于建立以下连接：

·转换器内部，也就是说例如，

o属于同一转换器的至少两个功率模块(如上定义)之间，或

o功率模块内部，例如：至少两个半导体芯片之间，或一个半导体芯片和一个外部连接之间，或

·转换器之间，也就是说例如至少两个转换器之间。

因此，本发明特别涉及一个通过建议的制造方法获得的连接器设备，所述设备的显著之处在于其包括至少两个扁平导体和至少一种绝缘材料，例如用作绝缘体的树脂和/或组装装置。

如上所述，多层连接器设备通常由扁平导体和绝缘材料的复合物组成。

根据本发明，扁平导体优选地由铜或铝制成。有利地(但不是必须地)导体通过表面处理，例如镀锡，镀镍，镀银来得到保护。优选地，导体的厚度在1-4毫米之间。

导体的制造方法(例如：冲压，折弯，喷射，铸造)并不重要，并且本领域技术人员知道选择最适合预期应用的方法。

最后，本发明可以用于各种目的(电能静态转换器的层压母线，功率半导体模块的内部层压母线...)，并且申请人特别要求使用通过实施所述方法获得的任何建议的连接器设备，作为电能静态转换器之间或内部的连接器。

附图说明

借助于下面的附图描述(通过非限制性示例)，将清楚地理解本发明，所述附图示出了互连设备和相关的制造方法，其中：

图1示出了一个用于带有扁平导体的连接器设备的制造定位设备，该扁平导体其在初始制造位置和任何中间位置上与其相关联。

图2示出了处于最终制造位置的带有连接器设备的相同的定位设备。不同的漆或树脂层和导体的细节被示出。

图3至图5示出了放置在浸渍容器中的连接器设备的制造周期的不同阶段。

具体实施方式

根据图1至图3，根据本发明的方法允许制造连接器设备1。图1和图2所示的该设备1(及其制造步骤/原理)在其几何定位设备40中因此包括至少两个扁平导体2和至少一个绝缘材料30。

优选地，所述设备1表示为多层形式，也就是说，可以区分构成它的所有各种材料层。

有利地，绝缘材料30是树脂31、间隔物32中的一种元素。

当绝缘材料30是间隔物32时，后者优选至少部分地与导体2接触。然而，在设备的复杂变型中，例如可以组合树脂和间隔物的位置；例如可以将间隔物放置在涂有搪瓷树脂的导体2之间，以确保预定的间隔，随后将用至少一种浸渍树脂填充该间隔。

术语“间隔物”32是指分隔至少两个连续导体2的元件。可选地，当设备1的布置需要时，几个间隔物(32)也可以被置为彼此接触。有利地，所述间隔物32由至少一种不可压缩的材料或仅可轻微压缩的材料组成。优选地，所述间隔物32由至少一种电绝缘材料30构成。非常优选地，所述间隔物32的外表面由绝缘材料30构成。

所述间隔物32可以是实心的。然而，在本发明的优选变型中，所述间隔物32是多孔的。在本发明的改进变型中，设备1包括以下两者：实心间隔物33、多孔间隔物34。本领域技术人员知道根据预期应用的特定需要为间隔物32选择最合适的特性。有利地，当间隔物32是实心时，所述间隔物32是绝缘材料膜。优选地，所述间隔物32是刚性膜，例如云母膜。

优选地，在所述间隔物32是多孔的变型中，其例如是毡块。多孔性允许通过毛细作用保留树脂。

将扁平导体2与绝缘体组装在一起的操作的目的还在于，在整个制造周期中将部件几何稳定在一起并简化连接器设备1在定位设备40中的布置。

当绝缘材料30是树脂31时，后者至少部分地覆盖导体2。在本发明的某些优选变型中，当绝缘材料30是树脂31时，后者完全涂覆导体2，也就是说导体2仅与所述树脂31接触。

优选地，在组装导体2之前每个导体2分别涂覆有至少一层搪瓷漆35。

术语“搪瓷漆”35，是指一种树脂，其表现出对导电的导体2的粘附性、电阻、热稳定性以及相对于其他可能的绝缘体，例如浸渍树脂的粘附性的特殊性能。

非常优选地，搪瓷漆35包括至少一种尺寸优选小于150μm的无机颗粒形式的填料，如：二氧化硅(SiO₂)，氧化铝(Al₂O₃)，氧化镁(MgO)。得益于这种无机填料，该树脂在局部放电限制下其电特性的劣化较小。

术语“浸渍树脂36”，是指一种最初呈液体形式的树脂，它具有机械、化学稳定性、电阻性，以及可选地在摇溶效应下良好的保持性。非常优选地，浸渍树脂(36)包括至少一种尺寸优选小于150μm的无机颗粒形式的填料，如：二氧化硅(SiO₂)，氧化铝(Al₂O₃)，氧化镁(MgO)。

有利地，浸渍树脂(36)选自大于(或等于)180℃的热等级树脂，例如：树脂ElmothermAquanel VF/>

具有或不具有无机颗粒形式的填料的树脂35、36的任何组合都是可能的，并且本领域技术人员知道如何选择最适合于预期应用的组合。

有利地，搪瓷漆35的特征参数选自：

-动态粘度：100至4000mPa.s，和/或

-温度等级：120℃至240℃(120/140/155：180/200/220/240℃)，符合IEC 60085:2007标准，和/或

-介电强度大于或等于30kV/mm，和/或

-更优选地，化学性质选自：聚氨酯(PUR)，热塑性弹性体(TPE)。

举例来说，搪瓷树脂(35)可以从系列(杜邦)中选择。

搪瓷树脂(漆)可以通过热作用或通过紫外线作用而交联。对于后者，可以选择Green Isolight International公司的树脂作为示例：

-GII 206，其等级为280℃，基于聚酯丙烯酸酯；

-GII 200，其等级为120℃，是多元醇改性的丙烯酸酯。

有利地，浸渍树脂36的特征参数选自：

-动态粘度：100至1000mPa.s，和/或

-介电强度大于或等于30kV/mm

-触变性，

-更优选地，化学性质选自：环氧树脂，聚酯，聚酯酰亚胺。

例如，浸渍树脂36可以从以下范围中选择：(杜邦)，(VonRoll)。

如上所述的设备1是使用根据本发明提供的方法制造的，它实施所述导体2的至少一个定位设备40，所述定位设备40此外优选地包括定位底架50。

在制造过程中，导体2的制备步骤包括至少一个步骤，即在导体2的必须保持没有绝缘的任何区域中放置备用件60的步骤。

在高级变型中，定位设备40还包括导体的机械夹紧装置70，最好与底架50相连。

有利地，将所述制备好的扁平导体(2)放置在所述定位设备40中的步骤包括定位至少一个间隔物32的步骤，所述间隔物32将至少两个扁平导体2彼此连接。

最优选地，设备1包括至少一个多孔间隔物34。这样的特性确保：

-在通过树脂31浸渍进行设备1组装的方法变型中，通过毛细作用良好地浸渍树脂31，

-通过设置与间隔物32的厚度相对应的间隔距离，可以确保两个相邻导体2之间不存在电接触的安全性。

-在导体2间间隔较大的情况下树脂31的保留效应。优选地，当间隔包含在1至5毫米之间时，认为在导体2之间存在相当大的间隔。

优选地，为了确保设备1的组成元件如导体2和间隔物32(在制造过程中)的最佳保持，所述底架50包括至少一个突起部分75，在其端部定位有一个止动件(例如：机械止动件)76。

有利地，所述止动件76用作扁平导体2、间隔物32中的至少一个元件的空间中的几何参考区域。

有利地，所述突起75数量足以确保：

·在专门变型中的每个扁平导体2和/或间隔物32相对所述底架50的几何定位，和/或，

·在专门变型中不移动地维持导体2和/或间隔物32：

o在它们之间(导体2/导体2，和/或导体2/间隔物32，和/或实心间隔物33/多孔间隔物34，和/或

o与所述底架50相维持。

在拔出连接器并除去止动件76之后，树脂流动从而覆盖了止动件76的支承区域。止动件76也可以支撑在备用件上。

关于机械夹紧，它例如可以包括穿过导体2中的孔的有头螺钉77和支撑垫圈78，所有都螺钉固定在与底架50几何上一体的杆79上。

有利地，根据本发明定位设备的一个改进方案，该定位设备还能够通过将扁平导体2彼此接近而在所述连接器设备1的内部尺寸中产生空间限制。优选通过使用可驱动的定位设备40来实现这种接近。

优选地，所述定位设备能够采用多个位置，也就是说，所述定位设备能够将母线的扁平导体保持在具有有利的取向的至少一个制造位置中：

·一个或多个间隔的位置Ε_X(包括初始位置)

·一个紧固位置S(对应最终位置)

这个(或这些)“间隔”的位置Ε_X对应于这样一种布置，其中不同的导体在制造期间彼此更加远离(与它们在最终产品中的期望位置相比)。导体之间间隔最大的位置，有利地对应于制造初始位置I。

“紧固”位置S对应于成品中所需的导体布置。

在定位设备不可移动的情况下，该(或这些)分离位置和紧固位置合在一起(特别是初始位置和最终位置相同)。

因此，有利地，根据该方法，定位设备40可在以下之间移动：被称为“间隔位置”Ε_X的至少一个制造位置，和被称为“紧固位置”S的一个制造位置。另一方面，该方法的显着之处在于其包括至少一个位移步骤D，该步骤在于使所述定位设备从所述分离位置移动到所述紧固位置。

因此，在定位设备40的优选变型中，该设备此外包括至少一个移动装置80，其允许驱动所述定位设备40，例如：电动机，机械铰接装置，气压千斤顶。

当该方法使用可致动的定位设备40时，该方法可以包括至少一个紧固步骤R，其对应于从分离位置Ex(可以提供多个分离位置)到紧固位置S的转换。

优选地，根据该方法，仅一个紧固位置被提供，其对应于设备1元件的最终位置。

本领域技术人员知道，根据待制造设备1和预期应用的特征，在紧固步骤之间以及相对于其他制造步骤选择紧固步骤的配置数量和顺序。

同样地，该方法此外有利地包括如下步骤：如图3所示，至少将扁平导体2(必要时已制备好)放置在能够容纳至少一种浸渍树脂36的容器90中(放置在容器中的步骤，不同于在定位设备中的放置步骤)。此外，所述设备1的组装步骤此外还包括浸渍步骤，其在于用至少一种浸渍树脂36至少浸渍所述扁平导体2。该方法还有利地包括从所述容器90中提出设备1的步骤X。从所述容器90中提出(提取步骤X)所述扁平导体2之后(在设备的所有组成元件和/或它们之间的优选地如定位设备40的制造装置被取出之后)，所述浸渍树脂36呈现出使其能够以涂层形式保持在所述扁平导体2的所有可及面上的理化特性。

有利地，在该方法的高级变型中，提取步骤X在容器90的排放步骤V之后，所述排放优选朝着排放缓冲容器进行(必要时与将树脂带入浸渍容器90的树脂储备缓冲容器91相同，这例如便于材料的回收利用)。

优选地，通过浸渍树脂36来组装设备1，所述浸渍树脂36被引入到容器90中(例如从底部(低处)或侧向地被引向设备1，例如自树脂缓冲储备容器91被引入)，如图3至图5相继所示，其中人们看到了容器90中的浸渍树脂36的水平逐渐上升，以便使浸渍不是通过喷淋(“从上到下”覆盖设备1)进行而是浸渍树脂36的上升来进行，也就是说通过在设备1的构成元件(导体2，间隔物32等……)之间和/或在该方法中使用的制造装置，此外例如：定位设备40，夹紧装置70，等……之间上升。

更优选地，浸渍是通过与所述扁平导体2至少部分地接触而进行。甚至更优选地，通过围绕所述扁平导体2上升而进行浸渍(例如在没有备用件的情况下进行完全涂覆)。

有利地，浸渍速度通过调节容器90内部的压力来控制。

优选地，容器90是封闭容器(完全封闭或能够被封闭)。

根据该方法的变型，浸渍树脂36的上升在环境压力下通过毛细作用发生。在这些变型中，容器90可以封闭或不封闭。

该方法的其他变型使用封闭容器90。在这种情况下，根据下面详细介绍的所选步骤组合，子变型被提供。因此，除了将连接器设备1放置在容器中和将其移除，打开和关闭容器90的操作之外，利用封闭容器90的方法此外包括以下步骤中的至少一个步骤：

·将容器90置于负压的步骤，优选地其值小于或等于1巴：该负压此外用于通过来自缓冲罐的压力差来引入树脂，

·置于部分真空的步骤(在制造过程中至少进行一次)，最好将容器90置于0.1至0.3巴之间的压力和/或最好在1-3分钟之间执行。该步骤使得有可能抽出滞留在连接器设备1中的气泡，

·对所述容器90加压的步骤(在制造过程中至少进行一次)，优选使容器90达到2至3巴之间的压力，和/或最好在2到5分钟之间的时间间隔内执行(该超压可能以明显的方式实施，必要时在减压步骤之后，并且在所有情况下在将树脂36引入容器90之后，这样就可以在设备1的所有腔体中输送树脂)。

本领域技术人员知道如何选择设备1的制造过程中，最适合于容器90内压力的减压和调节、部分抽真空、加压各步骤顺序，存在或缺省，重复的性质和次数。

有利地，在使用容器90(打开或关闭)的方法的某些高级变型中，其中定位设备(40)可被致动，该方法的显着之处在于：

·定位设备40被放置在容器90中(置入容器步骤)，在分离位置E_x处，如图3和图4所示，以及

·位移步骤D，其包括紧固定位设备40以便使导体2彼此接近直至图5中可见的最终紧固位置S，一旦浸渍树脂36完全浸渍了设备1(容器90中的树脂36水平使得可以完全覆盖设备1)，如果存在排放步骤V，则在它之前，否则在提取步骤X之前，被执行。

有利地，在使用容器90(打开或关闭)的方法的某些高级变型中，其中设备1通过用树脂36浸渍来组装，该制造过程此外还包括浸渍树脂36的交联步骤F，在提取阶段X之后执行。浸渍树脂36的交联可以例如在环境温度下、烘箱中或在UV辐射的作用下自发进行。

有利地，在使用容器90(打开或关闭)的方法的某些高级变型中，将定位设备40、扁平导体2、间隔物32中的至少一个元件置入容器的步骤，在于将所述元件放置在所述容器90中，以使所有导体倾斜，也就是说，对应于扁平导体2最大面积的平面的法线相对于垂线倾斜45至85度之间的典型角度。

或者，有利地，在使用容器90(打开或关闭)的方法的其他某些高级变型中，将定位设备40、扁平导体2、间隔物32中的至少一个元件置入容器的步骤，在于将所述元件以优选的取向放置在所述容器90中，以使得与设备(母线)最大表面(就成品而言)相对应的平面的法线相对于垂线倾斜45至85度之间的典型角度。该倾斜使得可以在浸渍树脂的上升过程中限制气泡在水平面表面下和/或在隐蔽处的捕获。

有利地，将导体2以间隔位置(Ex)放置，使得间隔值大于所需树脂的厚度，以便随后在排放步骤(如果存在的话)之前或否则在从容器90提取的步骤之前将导体2们相互靠近。导体2的相互靠近此外使得可以驱除可能的气泡。在浸渍过程中使用间隔位置Ex避免了一旦导体2处于紧固位置S时可能在导体2之间捕获气泡。

有利地，根据本发明的方法的显著之处在于在扁平导体2制备步骤的高级变型中，其此外包括以下步骤周期的至少一次迭代：

·首先沉积一层厚度为A的搪瓷漆35，最好先浸泡然后沥干(尽管如此，根据所选的树脂，任何其他合适的方法可被采用，例如由喷射或带有气雾剂形式的漆或还有由离心涂层构成的沉积)，

·然后交联搪瓷漆35。

本领域技术人员知道如何选择前面介绍的步骤周期的迭代次数，以便获得涂覆所述扁平导体2(可以单独对每个导体进行涂覆，也可以对所有导体进行一遍涂层)的搪瓷树脂35的最终期望厚度B。此外，迭代次数(以及最终厚度B)根据设备必须支持的张力被选择。

优选地，所述厚度B在30和200微米之间，以便使设备能够在300到1250伏之间的电压下运行。优选地，所述厚度A在3和15微米之间。

搪瓷树脂(漆)35沉积的这些不同步骤A的第一个优点是避免在绝缘层的厚度中造成微腔(任何可能成为局部放电场所的微腔，都会损害绝缘体的电气性能和/或绝缘体的持久性)。

第二个优点是减少了局部偶然缺少漆的风险，因为这些层相互独立地被沉积。

第三个优点将是利用每种漆特有的特性，例如第一层在导体表面上具有高粘附能力，随后的一层(不同的树脂)具有更高机械性能。

搪瓷漆35的交联可以例如在环境温度下或在烘箱中或在UV辐射的作用下自发进行。

有利地，根据本发明的方法的显著之处在于在扁平导体2制备步骤的高级变型中，该步骤还包括至少一个，例如从除油、除尘中选择的表面制备(处理)的步骤。

优选实施例的例子

下面简要介绍本发明的两个特别优选的实施方案。我们将为所提到的步骤细节有用地参考概述。然而，根据以上所示的概述提供的任何变型的实现当然是可以想象的。

1)借助通过容器浸渍组装的“粗制”导体实现的母线

这种母线的制造方法主要包括以下步骤：

·将制备好的(例如：除油的)导体2放置在定位设备40中，并使其处于初始间隔位置(位置I和位置Ex相同)，

·将由定位设备40和导体2组成的组合件安置在容器90中，以使得与(作为成品的)设备1的最大表面相对应的平面的法线，相对于垂直轴倾斜45°至85°之间的一个角度，

·执行容器90的减压步骤，

·通过以下方式组装设备1的组成元件：

o通过在设备1的组成元件和制造装置之间升起树脂进行浸渍36，以及

o实现位移步骤D，其在于紧固定位设备40以使导体2相互靠近直至最终紧固位置S上，以及

o对容器90实现部分真空的步骤，以及

o实现对容器90加压的步骤，

·实现容器90的排放步骤，

·实现从容器90中提取出设备1的步骤，

·实现浸渍树脂36的交联步骤，

·将设备1作为成品收集。

2)母线借助容器内浸渍组装的涂覆搪瓷导体实现

这种母线的制造方法主要包括以下步骤：

·通过沉积搪瓷漆35来制备扁平导体2(随后进行所述搪瓷漆35的交联步骤，并且必要时重复以获得多层漆35)，

·将制备好的导体2置入定位设备40中，

·将由定位设备40和导体2组成的组合件布置在容器90中，以使得与(作为成品的)设备1的最大表面相对应的平面法线，相对于垂直轴倾斜45°至85°之间的角度，

·执行容器90的减压步骤，

·通过以下方式组装设备1的组成元件：

o通过在设备1的构成元件与制造装置之间升起树脂而进行浸渍36，以及

o实现容器90的部分抽真空的步骤，以及

o实现对容器90的加压步骤，

·实现容器90的排放步骤，

·实现从容器90中提取出设备1的步骤，

·实现浸渍树脂36的交联步骤，

·将设备1作为成品收集。

工业实施的益处

先前公开的所有技术特征都清楚地证明了该设备及其所建议的制造方法的工业应用实用性和潜力。

因此此外申请人还提醒：

·去除温度特性有限的聚合物膜和/或粘合剂(胶水)，可以将其转移到更高的热等级：

o至少，最常见的树脂的热等级为180℃而当前的层压“母线”被设计为可在130℃以下的温度下工作，

o通过使用在市场上可获得并满足期望标准的更复杂的树脂，可以在高达240℃的更高温度下使用根据本发明的设备。

·使用更高性能(PEN，PEEK，POLY-EVIDE型)的膜不再是一种相关的方案，因为与相同温度等级的树脂相比这些膜非常昂贵，此外，如果这种膜的可获得性没有任何问题，适合层压“母线”膜的耐高温粘合剂的存在还不是一个显而易见的工业现实。

·考虑到高温膜的昂贵，根据本发明的多层连接器的预期经济收益可以达到10％到50％

·通过使用大容量的容器，其中不同“母线”的各种构型和大量“母线”可以被同时处理，该制造方法适合“母线”的批量生产。因此，申请人认为，对于类似数额的工业投资，通过使用建议的方法，“母线”的生产能力可能至少要乘以5倍。

该制造方法还有助于根据具有复杂几何形状(多次折叠，非平面形状等)的导体批量制造母线，

·树脂浸渍制造方法可避免使用热压机，从而实现巨大的能源节约(得益于建议的方法具有至少3的估算比例)。

·所提出的方法提出了使用带无机颗粒的漆的可能性，其在局部放电应力下降解较少。与要求不存在局部放电的当前技术不同，这种技术可能性使得在存在局部放电的情况下可以获得可控的寿命。

·通过提供在树脂中使用水性溶剂来代替有机溶剂的可能性，所建议的方法使得更容易设想一种全球生态方案。

Claims

1.一种能够实现电能静态转换器内部或之间的连接的多层连接器设备(1)的制造方法，所述设备(1)包括至少两个扁平导体(2)和布置在上述两个导体(2)之间的至少一个绝缘材料，所述方法的特征在于：

·将可能制备好的扁平导体(2)以几何位置放置在容器(90)中，以使导体(2)保持平行并间隔开至少等于所需电绝缘厚度的值，

·利用被引入容器(90)中的至少一种浸渍树脂(36)来浸渍所述制备好的扁平导体(2)，所述浸渍树脂(36)具有理化特性，允许从容器中提取后以涂层的形式保持在所述扁平导体(2)的所有可及面上，

·从所述容器(90)中提取设备(1)，

·进行所述浸渍树脂(36)的交联以便借助于所述浸渍树脂(36)组装所述扁平导体。

2.根据权利要求1所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于将导体(2)放置在定位设备(40)中，该定位设备在引入浸渍树脂(36)之前不会在所述设备(1)的外部尺寸上产生空间限制。

3.根据权利要求1或2所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于，施加备用件(60)以保护扁平导体(2)的导电表面不被树脂覆盖和/或放置间隔物(32)以保持扁平导体(2)间隔开。

4.根据权利要求1或2所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于通过在设备(1)的构成元件之间升高浸渍树脂(36)来实施浸渍。

5.根据权利要求1或2所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于使用封闭容器(90)，并且该方法包括以下步骤中的至少一个步骤：将容器(90)置于负压的步骤，将容器(90)置于部分真空的步骤，对容器(90)加压的步骤，每个步骤至少执行一次。

6.根据权利要求1或2所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于在提取出连接器设备(1)之前进行容器(90)的排放。

7.根据权利要求1或2所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于将导体(2)放置于间隔的位置(Ex)以使得间隔值大于所期望的浸渍树脂(36)的厚度，以便随后若存在排放步骤则在它之前或若不存在则在从容器(90)进行提取的步骤之前使导体(2)靠近。

8.根据权利要求1或2所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于所述扁平导体(2)以倾斜的方式布置在容器(90)中，与作为成品的设备(1)的最大表面相对应的平面的法线相对于垂线倾斜45至85度之间的角度。

9.根据权利要求1或2所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于为了制备扁平导体(2)，在所述导体(2)上沉积至少一层厚度为A的搪瓷树脂(35)，以便随后使所述搪瓷树脂(35)交联。

10.根据权利要求1或2所述的连接器设备(1)的制造方法，其特征在于通过至少一个表面处理步骤来制备扁平导体(2)。

11.一种通过根据权利要求1至10中任一项所述的制造方法获得的连接器设备(1)，其特征在于包括至少两个扁平导体(2)和至少一个包括所述浸渍树脂(36)并且具有组装所述扁平导体(2)的功能的绝缘材料(30)。

12.根据权利要求11所述的连接器设备(1)，其特征在于搪瓷树脂(35)和所述浸渍树脂(36)中的至少一种树脂包括至少一种无机颗粒形式的填料。

13.使用根据权利要求11至12中任一项所述的连接器设备(1)作为电能静态转换器之间或内部的连接器。

14.一种用于实施根据权利要求1至10中任一项所述的方法的装置，其特征在于该装置包括容器(90)和几何定位扁平导体(2)以使得导体保持平行并间隔开至少等于所期望的绝缘厚度的值的定位设备(40)，定位设备(40)对所述连接器设备(1)的外部体积不会产生空间限制并且导体(2)被定位以使得与作为成品的连接器设备(1)的最大表面相对应的平面的法线相对于垂直轴线倾斜包含在45°和85°之间的角度。