JP2009049149A - 樹脂モールド型コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動車用等に使用される樹脂モールドコンデンサに関し、小型で耐湿性に優れたものを提供することを目的とする。
【解決手段】バスバー２が接続されたコンデンサ素子１をノルボルネン系樹脂製の外装体３で被覆し、この外装体３にコンデンサ素子１の一部と外部とを連通する連通穴３ａを設け、この連通穴３ａを樹脂で埋設した構成により、樹脂ケースが不要になって小型化とコスト低減が図れると共に生産性向上を実現でき、更に、ノルボルネン系樹脂の硬化時に発生する熱によってコンデンサ素子１内部に吸湿された水分が蒸発するが、この水分を連通穴３ａを介して外部へ放出でき、しかも連通穴３ａは樹脂で埋設するようにしているために外部からの水分の浸入を抑制して高い耐湿性を確保することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器、電気機器、産業機器、自動車等に使用される金属化フィルムコンデンサを樹脂でモールドした、樹脂モールド型コンデンサ及びその製造方法に関するものである。

図４はこの種の従来の樹脂モールド型コンデンサの一例である、ケースモールド型コンデンサ構成を示した断面図であり、図４において、１１はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１１は誘電体フィルムの片面に金属蒸着電極を形成した２枚の金属化フィルムを巻回することによって構成されたものであり、一対のメタリコン電極１１ａが両端面に形成されている。

１２は上記コンデンサ素子１１のメタリコン電極１１ａに接続された一対のバスバーであり、このバスバー１２のメタリコン電極１１ａとの接続部とは異なる方向の一端には外部接続端子部１２ａが設けられている。

１３は上面開放の樹脂ケースであり、この樹脂ケース１３内に上記一対のバスバー１２が接続されたコンデンサ素子１１を収容し、このコンデンサ素子１１と樹脂ケース１３の内壁間の隙間にモールド樹脂１４を充填することにより、同図に示すように、上記一対のバスバー１２の一端に設けた外部接続端子部１２ａが外部に表出したケースモールド型コンデンサが構成されているものである。

なお、上記モールド樹脂１４は、製品としての耐湿性の向上等を目的としてコンデンサ素子１１を被覆するものであり、これによって周囲からの湿度（水分）の浸入を阻止することができるばかりでなく、強度や耐衝撃性が強い樹脂の特性を活かして強固な筐体を実現するという役割も兼ねるものである。

このように構成された従来のケースモールド型コンデンサは、樹脂ケース１３内にコンデンサ素子１１を収容し、隙間にモールド樹脂１４を充填して硬化させることにより、製品としての耐湿性向上と、機械的強度や耐衝撃性の向上が図れるというものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
特開２０００−５８３８０号公報 特開２０００−３２３３５２号公報

しかしながら上記従来のケースモールド型コンデンサでは、モールド樹脂１４としてエポキシ樹脂を主体として用いるのが一般的であり、このエポキシ樹脂で十分な耐湿性を確保しようとすると、それなりの厚みが必要になる。一方、上記エポキシ樹脂は硬化するのに時間が掛かるという問題があるため、上述のように耐湿性を確保するために必要な厚みでコンデンサ素子１１をエポキシ樹脂によって被覆しようとすれば、樹脂ケース１３を用いてエポキシ樹脂を硬化させることが必要になり、この樹脂ケース１３により部品点数が増加してコストアップになるばかりでなく、製品が大型化するという課題があった。

また、このような課題を解決する目的で、モールド樹脂として硬化時間が短い樹脂を用いることによって樹脂ケース１３を無くすということも考えられるが、このような硬化時間が短い樹脂は硬化時に熱を発生し、この熱によってコンデンサ素子１内部に閉じ込められたエアーが膨張するため、このエアーはモールド樹脂１４内部にボイドを形成して外部へ放出されたり、また、モールド樹脂１４の接着性が悪いことに起因してバスバー１２とモールド樹脂１４との界面を介して外部へ放出されるようになり、この結果、エアーが放出された後の通気痕がモールド樹脂成型品に残ってしまうため、この通気痕を介して大気中の水分がコンデンサ素子１１の内部まで浸入してしまうという新たな課題も発生するために導入が困難なものであった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、部品点数を削減して小型化とコスト低減を図り、しかも優れた耐湿性を発揮することが可能な樹脂モールド型コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、一端に外部接続用の端子部を設けた接続部材が接続されたコンデンサ素子をノルボルネン系樹脂製の外装体で被覆し、この外装体にコンデンサ素子の一部と外部とを連通する連通穴を設け、この連通穴を外装体を構成するノルボルネン系樹脂とは異なる組成の樹脂で埋設した構成にしたものである。

また、この樹脂モールド型コンデンサを製造する製造方法としては、一端に外部接続用の端子部を設けた接続部材を接続したコンデンサ素子を、コンデンサ素子の一部が外部と連通する連通穴を有するようにして金型内に配置した後、この金型内にノルボルネン系モノマーを注入して反応、硬化させる反応射出成型法によりコンデンサ素子を被覆する外装体を成型した後、この外装体に設けられた上記連通穴を外装体を構成するノルボルネン系樹脂とは異なる組成の樹脂で埋設するようにしたものである。

以上のように本発明による樹脂モールド型コンデンサは、従来必要であった樹脂ケースを用いることなく外装体を成型することができるため、部品点数を削減して小型化とコスト低減を図ることができると共に、ノルボルネン系樹脂は硬化に掛かる時間が短いために大幅な生産性の向上を実現できるという効果が得られるものである。

更に、ノルボルネン系樹脂は硬化時間が極めて短いために硬化時に熱を発生し、この熱によってコンデンサ素子内部に閉じ込められたエアーが膨張するという現象が発生するが、この膨張したエアーを外装体に設けたコンデンサ素子の一部と外部とを連通する連通穴を介して外部へ放出することができるようになるため、外装体にボイドが発生してエアーが外部へ放出したり、また、外装体と接続部材との界面からエアーが外部へ放出したりして通気痕ができることがなくなり、しかも上記外装体に設けた連通穴は外装体を成型した後にノルボルネン系樹脂以外の樹脂で埋設するようにしているために外部からの水分の浸入を抑制することができるようになるため、高い耐湿性を確保することが可能になるという効果が得られるものである。

（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。

図１は本発明の一実施の形態による樹脂モールド型コンデンサの構成を示した断面図、図２は同斜視図であり、図１と図２において、１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１はポリプロピレン等の誘電体フィルムの片面にアルミニウム等の金属蒸着電極を形成した２枚の金属化フィルムを上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回することによって構成されたものであり、両端面に亜鉛等を溶射することによって形成された一対のメタリコン電極１ａが設けられているものである。

２は上記コンデンサ素子１のメタリコン電極１ａに一端が半田付け等によって接続された一対の接続部材としての金属製のバスバーであり、このバスバー２のメタリコン電極１ａとの接続部とは異なる方向の他端側には外部接続端子部２ａが設けられているものである。

３は上記コンデンサ素子１に一端が接続されたバスバー２の外部接続端子部２ａを除いて、コンデンサ素子１とバスバー２を被覆するように成型したノルボルネン系樹脂からなる外装体であり、この外装体３は、反応射出成型法（ＲＩＭ成型法）によって成型されるものであり、具体例としては、「ペンタム」、あるいは「メトン」という商品名でＲＩＭＴＥＣ株式会社より市販されている２液硬化型のジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）を用いたものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ルテニウム触媒を用いる１液硬化型のＤＣＰＤ等、ノルボルネン系樹脂であれば良いものである。

３ａは上記外装体３の一部に設けられた、コンデンサ素子１の一部と外部とを連通する連通穴であり、本実施の形態においては、コンデンサ素子１の上面側と側面側、ならびにバスバー２、バスバー２の近傍に設けた例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。

４は上記外装体３に設けた連通穴３ａを塞ぐように埋設した樹脂であり、この樹脂４は外装体３を構成するノルボルネン系樹脂とは異なる組成の樹脂を用いるようにしたものであり、本実施の形態においては、エポキシ樹脂を用いたものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、シアノアクリレート系、シリコーン系、ニトリルゴム系等を用いても良い。

また、図３は上記外装体３の成型を行うための金型を示したものであり、図３において、５は上型５ａと下型５ｂからなる金型、６は上型５ａに設けられた樹脂注入口となるゲート、７は下型５ｂに設けられたエアー抜き孔、８は下型５ｂに設けられてコンデンサ素子１を位置決め、固定するための凹部である。

このように構成された金型５を用いて外装体３を成型する方法を説明すると、まずバスバー２を接続したコンデンサ素子１を金型５内に配置する。この際、バスバー２を下型５ｂの凹部８で固定することによってコンデンサ素子１を位置決め固定し、続いて上型５ａと下型５ｂを閉じて金型５を型締めする。

次に、型締めをした後、エアー抜き孔７から空気を抜くためにゲート６が下方となるように金型５を傾けながら、金型５内へゲート６を介してノルボルネン系モノマーを注入して硬化させる。金型５内の空気はエアー抜き孔７から外部へ放出される。この時の射出圧力は略大気圧になる。その後、金型５を開き、外装体３で被覆された製品を得るようにしたものである。

なお、上記外装体３に設けるコンデンサ素子１と外部とを連通する連通穴３ａは、図示はしないが金型５内にスライドピンを設けることによって形成するようにしたものであり、連通穴３ａの場所や大きさ、数等は、適宜検討の上、決定すれば良いものである。

そして、このように成型された外装体３に設けられたコンデンサ素子１と外部とを連通する連通穴３ａ内にエポキシ樹脂を充填することによって連通穴３ａを塞ぎ、これにより本発明の樹脂モールド型コンデンサを作製したものである。

このように構成された本実施の形態による樹脂モールド型コンデンサは、ノルボルネン系モノマーを反応射出成型して外装体３を成型することによってコンデンサ素子１を被覆した構成により、このノルボルネン系モノマーは１分程度で硬化するために従来必要であった樹脂ケースを用いることなく樹脂モールド型コンデンサを作製することが可能になるため、部品点数を削減して小型化とコスト低減を図ることができると共に、ノルボルネン系樹脂は硬化に掛かる時間が短いために大幅な生産性の向上を実現できるという格別の効果を奏するものである。

また、上記ノルボルネン系モノマーは硬化時間が極めて短いため、硬化時に熱が発生し、この熱によってコンデンサ素子１内部に閉じ込められたエアーが膨張するという現象が発生するが、この膨張したエアーは上記外装体３に設けたコンデンサ素子１の一部と外部とを連通する連通穴３ａを介して外部へ放出されるようになるため、外装体３にボイドが発生してエアーが外部へ放出したり、また、外装体３とバスバー２との界面からエアーが外部へ放出したりして通気痕ができるということを無くすことができる。しかも上記外装体３に設けた連通穴３ａは外装体３を成型した後にノルボルネン系樹脂以外の組成の樹脂で埋設するようにしているため、接着性の悪いノルボルネン系樹脂の欠点を補って高い気密性と耐湿性を発揮し、外部からの水分の浸入を抑制することができるようになるため、優れた耐湿性を確保することが可能になるという格別の効果も奏するものである。

本発明による樹脂モールド型コンデンサは、小型化、低コスト化、生産性の向上、耐湿性の向上を図ることができるという多くの効果を有し、特に小型化と高い信頼性が要求される自動車用の分野等として有用である。

本発明の実施の形態１による樹脂モールド型コンデンサの構成を示した断面図 同斜視図 同樹脂モールド型コンデンサの外装体を成型する金型を示した斜視図 従来のケースモールド型コンデンサの構成を示した断面図

符号の説明

１ コンデンサ素子
１ａ メタリコン電極
２ バスバー
２ａ 外部接続端子部
３ 外装体
３ａ 連通穴
４ 樹脂

Claims (4)

1. 外部接続用の端子部を一端に設けた一対の接続部材が接続されたコンデンサ素子と、上記接続部材の端子部を除いてコンデンサ素子ならびに接続部材を被覆したノルボルネン系樹脂製の外装体からなり、この外装体に上記コンデンサ素子の一部と外部とを連通する連通穴を設け、この連通穴を外装体を構成するノルボルネン系樹脂とは異なる組成の樹脂で埋設した樹脂モールド型コンデンサ。
2. 外装体に設けたコンデンサ素子の一部と外部とを連通する連通穴を、接続部材または接続部材の近傍と外部とを連通するように設けた請求項１に記載の樹脂モールド型コンデンサ。
3. コンデンサ素子として、誘電体フィルム上に金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを上記金属蒸着電極が誘電体フィルムを介して対向するように巻回された素子と、この素子の両端面に金属溶射によって形成された一対のメタリコン電極からなる金属化フィルムコンデンサ素子を用いた請求項１に記載の樹脂モールド型コンデンサ。
4. コンデンサ素子に形成された一対の電極に外部接続用の端子部を一端に設けた一対の接続部材を夫々接続し、これを上記コンデンサ素子の一部が外部と連通する連通穴を有するようにして金型内に配置した後、この金型内にノルボルネン系モノマーを注入して反応、硬化させる反応射出成型法により上記接続部材の端子部を除いてコンデンサ素子と接続部材を被覆する外装体を成型した後、この外装体に設けられた上記連通穴を外装体を構成するノルボルネン系樹脂とは異なる組成の樹脂で埋設するようにした樹脂モールド型コンデンサの製造方法。

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