CN112201479B - 一种薄膜电容器用定位垫 - Google Patents
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Abstract
一种薄膜电容器用定位垫，属于电容封装技术领域。所述的薄膜电容器包括金属外壳，所述的金属外壳的中心处设有芯棒，芯棒上缠绕有容芯，所述的容芯的下端面与金属外壳之间设置有定位垫，所述的定位垫包括具有负热膨胀系数的垫体，该垫体构成为中心向上凸起的球冠面，其四周边沿向上延伸形成分隔环，所述的分隔环的外径与金属外壳的内壁之间形成有间隙，该垫体在上表面的中间设有定位柱，所述的定位柱插设在芯棒的内孔中与芯棒的内孔构成紧配合，所述容芯的下端面置于分隔环与定位柱之间且与垫体的上表面相贴触。电容器温度升高时定位垫的球冠面由于具有形变空间，高度下降，能够抵消封装材料的部分膨胀，缓解由膨胀引起的电容器整体密封性能下降的问题。
Description
技术领域
本发明属于电容封装技术领域，具体涉及一种薄膜电容器用定位垫。
背景技术
作为三大无源元件(电阻、电感和电容)之一，电容器有着重要而广泛的用途，在各式电子电气装置中因具有储能、吸收和滤波等作用而几乎无处不在。长期以来，铝电解电容因价格便宜而使用最为广泛，然而最近几年这种趋势却发生了显著变化。随着开关电源的频率提高，传统铝电解电容器已满足不了实际应用的需要，逐渐被薄膜电容器取代。由于有机介质的相对介电常数较小(2～5)，所以与铝电解电容器相比，薄膜电容器的体积要大很多，这就给薄膜电容器的封装带来不少问题。
薄膜电容器的常规结构如图1所示，包括金属外壳4，所述的金属外壳4的中心处设有芯棒2，所述的芯棒2上缠绕有容芯3，容芯3的下端面与金属外壳4之间设置有定位垫1，用于保证容芯3的下端面与金属外壳4之间处于绝缘状态，容芯3的外围填充设有封装材料层5，所述的封装材料层5与金属外壳4之间设有绝缘纸6，金属外壳4的上端面固定安装有顶盖7。电子元件封装起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用。对于固体封装的薄膜电容器而言，由于电容器体积较大，出于成本和工艺的考虑，通常选用如硅胶等有机材料作为封装材料层，但有机材料的热膨胀系数较大，如硅胶为5.9～7.9 ´ 10-4 / K，200 mm高的电容器在60 K(室温～最高工作温度)的温度变化过程中将会有3 mm线膨胀，进而导致硅胶表面出现龟裂或造成电容器发生顶盖7变形等情况，直接影响电容器的密封性，造成寿命下降等质量问题。为了改善由于有机材料的热膨胀所带来的诸多不利影响，上述薄膜电容器在设置定位垫1时与容芯3及芯棒2之间留有一定间隙，但该间隙的存在会使电容器绝缘性能下降。
鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄膜电容器用定位垫，能够改善由于封装材料层的热膨胀而引起的密封性能下降的问题。
本发明的目的是这样来达到的，一种薄膜电容器用定位垫，所述的薄膜电容器包括金属外壳，所述的金属外壳的中心处设有芯棒，所述的芯棒上缠绕有容芯，所述的容芯的下端面与金属外壳之间设置有定位垫，其特征在于：所述的定位垫包括具有负热膨胀系数的垫体，该垫体构成为中心向上凸起的球冠面，其四周边沿向上延伸形成分隔环，所述的分隔环的外径与金属外壳的内壁之间形成有间隙，该垫体在上表面的中间设有定位柱，所述的定位柱插设在芯棒的内孔中与芯棒的内孔构成紧配合，所述容芯的下端面置于分隔环与定位柱之间且与垫体的上表面相贴触。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的垫体为芳纶结构。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的分隔环及定位柱与垫体一体成型。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的垫体构成的球冠面，其高度h介于2.5～3.5mm之间。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的定位柱采用圆柱形，高度为10～11mm之间。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的分隔环的厚度介于1～2mm之间，高于介于14～16mm之间。
在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的垫体的负热膨胀系数为-5.0´10-6/K~-3.5´10-6/K。
本发明由于采用了上述结构，与现有技术相比，具有的有益效果是：电容器温度升高时定位垫的球冠面由于具有形变空间，高度下降，能够抵消封装材料的部分膨胀，同时还能减少一部分由于封装材料膨胀而对顶盖造成的压力，进而缓解由于膨胀而引起的电容器整体密封性能下降的问题。
附图说明
图1为现有薄膜电容器的结构示意图。
图2为本发明一实施例的整体结构示意图。
图3为图2实施例的剖视图。
图4为图2实施例的主视图。
图中：1.定位垫、11.垫体、12.分隔环、13.定位柱；2.芯棒；3.容芯；4.金属外壳；5.封装材料层；6.绝缘纸；7.顶盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。
请参阅图2并结合图3和图4，本发明涉及一种薄膜电容器用定位垫，所述的薄膜电容器包括金属外壳4，所述的金属外壳4的中心处设有芯棒2，所述的芯棒2上缠绕有容芯3。容芯3的外围填充设有封装材料层5，所述的封装材料层5与金属外壳4之间设有绝缘纸6，金属外壳4的上端面固定安装有顶盖7。所述的定位垫1包括具有负热膨胀系数的垫体11，所述的垫体11设置在容芯3的下端面与金属外壳4之间，构成为中心向上凸起的球冠面，球冠面具有形变空间，用于吸收一部分封装材料的膨胀体积。垫体11的四周边沿向上延伸形成分隔环12，所述的分隔环12的外径与金属外壳4的内壁之间形成有间隙，方便容芯3的安装，在本实施例中，所述的间隙设为0.5mm。垫体11在上表面的中间设有定位柱13，所述的定位柱13插设在芯棒2的内孔中，定位柱13的直径由芯棒2的尺寸而定，要求其外径与芯棒2的内孔紧配合。安装时，先将定位柱13插入芯棒2的内孔，并使其与球冠面接触，容芯3的下端面则置入垫体11内部且与垫体11的上表面相贴触，这样能充分保证定位垫1的绝缘作用。所述的垫体11、分隔环12及定位柱13为一体成型的芳纶结构，所述的垫体11的负热膨胀系数为-5.0´10-6/K ~-3.5´10-6/K，除芳纶以外，还可采用其它具有负热膨胀系数绝缘性能满足电气特性的材料。
以金属外壳4为f136 mm，芯棒2为f 9 mm的薄膜电容器为例，本发明应用时，定位柱13的直径d=6mm，高度H1=12mm，分隔环12的壁厚为L=1.5 mm，环体外径D=133 mm，环体高度H2=15mm，垫体11构成的球冠面的半径R=773.5mm，高度h=3mm。本发明利用芳纶的负温度膨胀（膨胀系数为-4.1´10-6/K）的特性，当温度升高时，垫体11的球冠面高度会发生下降，由此能够抵消封装材料层5的部分膨胀，同时还能减少一部分由于封装材料层5的膨胀而对电容器顶盖7造成的压力，进而缓解由于膨胀而引起的电容器整体密封性能下降的问题。对于不同直径圆柱型薄膜电容器(如：f 40 mm ~f 150 )只要调整“R”在250mm~800mm范围内均可实现其功能。
Claims (7)
1.一种薄膜电容器用定位垫，所述的薄膜电容器包括金属外壳(4)，所述的金属外壳(4)的中心处设有芯棒(2)，所述的芯棒(2)上缠绕有容芯(3)，所述的容芯(3)的下端面与金属外壳(4)之间设置有定位垫(1)，其特征在于：所述的定位垫(1)包括具有负热膨胀系数的垫体(11)，该垫体(11)构成为中心向上凸起的球冠面，其四周边沿向上延伸形成分隔环(12)，所述的分隔环(12)的外径与金属外壳(4)的内壁之间形成有间隙，该垫体(11)在上表面的中间设有定位柱(13)，所述的定位柱(13)插设在芯棒(2)的内孔中与芯棒(2)的内孔构成紧配合，所述容芯(3)的下端面置于分隔环(12)与定位柱(13)之间且与垫体(11)的上表面相贴触。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜电容器用定位垫，其特征在于所述的垫体(11)为芳纶结构。
3.根据权利要求2所述的一种薄膜电容器用定位垫，其特征在于所述的分隔环(12)及定位柱(13)与垫体(11)一体成型。
4.根据权利要求1所述的一种薄膜电容器用定位垫，其特征在于所述的垫体(11)构成的球冠面，其高度h介于2.5～3.5mm之间。
5.根据权利要求1所述的一种薄膜电容器用定位垫，其特征在于所述的定位柱(13)采用圆柱形，高度H1介于10～12mm之间。
6.根据权利要求1所述的一种薄膜电容器用定位垫，其特征在于所述的分隔环(12)的厚度L介于1～2mm之间，高度H2介于14～16mm之间。
7.根据权利要求1所述的一种薄膜电容器用定位垫，其特征在于所述的垫体(11)的负热膨胀系数为-5.0× 10-6/K ~-3.5× 10-6/K。
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