JP7344099B2 - 樹脂封止電気部品 - Google Patents

Description

この発明は、電子部品を樹脂で封止した樹脂封止電気部品に関する。

特許文献１には、用途の異なるコンデンサ素子を同一ケース内に収容したコンデンサモジュールが記載されている。

特開２０１５－１４９８０５号公報

近年、小型化と高耐熱の両立を求められることがある。特許文献１では、コンデンサモジュールとは別に冷却装置（流路形成体）を設けてコンデンサモジュールの冷却を図っているが、より高温下での使用に耐え得るように放熱部材をコンデンサモジュールに組み込むことも考えられる。

ただ、既に複数のコンデンサ素子が収容されているケース内にさらに放熱部材を収容しようとすると絶縁が必要な個所が増え、必要な絶縁部材や工数も増加してしまう。

そこで本発明は、小型化と高耐熱を両立しつつ、簡単に絶縁を確保することができる樹脂封止電気部品の提供を目的とする。

本発明の樹脂封止電気部品は、第１電子部品２と、第１電子部品２に隣接する第２電子部品３とを備え、第１電子部品２の一方の電極２ａに第１バスバー４が接続され、第１電子部品２の他方の電極２ｂに第２バスバー５が接続されており、第１バスバー４が第１電子部品２の電極２ａから側面２ｃに延びており、第１電子部品２の側面２ｃと第１バスバー４との間には、側面２ｃから近い順に第１絶縁部材８、放熱部材７、第２絶縁部材９が位置しており、第２電子部品３には第３バスバー６が接続されており、第２絶縁部材９が、第１電子部品２の側面２ｃから第２電子部品３の方向へと延びており、第１電子部品２と第２電子部品３との間、及び第２電子部品３と第３バスバー６との間にそれぞれ介在する延出部９３を有していることを特徴としている。

上記樹脂封止電気部品では、第２電子部品３が複数であって、第２電子部品３間に延出部９３が介在していることが好ましい。

また、第１絶縁部材８と放熱部材７と第２絶縁部材９とが一体とされていることが好ましい。

さらに、第２バスバー５と第２絶縁部材９とが一体とされていることが好ましい。

本発明の樹脂封止電気部品は、第１電子部品と第２電子部品とを備えており、また、第１電子部品と第１バスバーとの間に放熱部材を備えていることから、小型化と高耐熱の両立を図ることができる。また、第２絶縁部材によって、第１バスバーと放熱部材、第１電子部品と第２電子部品、第２電子部品と第３バスバーの絶縁を確保することができるため、絶縁に必要な部品点数と工数の削減を図ることができる。

また、第２電子部品が複数であって、第２電子部品間に延出部が介在している場合、第２電子部品間の絶縁も簡単に確保することができる。

第１絶縁部材と放熱部材と第２絶縁部材とが一体とされている場合、組み立て作業が簡単になる。

第２バスバーと第２絶縁部材とが一体とされている場合も組み立て作業が簡単になる。

この発明の一実施形態に係る樹脂封止電気部品を示す分解斜視図である。 樹脂を省略した樹脂封止電気部品の斜視図である。 第２絶縁部材を背面且つ下から見上げた斜視図である。 樹脂封止電気部品の要部断面図である。

次に、この発明の樹脂封止電気部品の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の樹脂封止電気部品１は、図１及び図２に示すように、第１電子部品２と、第１電子部品２と用途が異なる第２電子部品３と、第１バスバー４と、第２バスバー５と、第３バスバー６と、放熱部材７と、第１絶縁部材８と、第２絶縁部材９と、これら部品を収容するケース１０と、これら部品を樹脂封止する樹脂１１（図４参照）とを備えている。以下、上記の各部品について説明していくが、説明における「上下」の概念は、製造時、より具体的には樹脂充填時におけるものであって、必ずしも使用時の上下を規定するものではない。

第１電子部品２は、絶縁性のフィルムの表面に金属を蒸着した金属化フィルムを巻回することでなるフィルムコンデンサであって、図１に示すように、軸方向両端面に金属を溶射してなる電極部２ａ、２ｂがそれぞれ形成されている。この第１電子部品２は、軸方向から見ると俵状、具体的には、４つのコーナー部にＲ（アール）が設けられており、電極部２ａ、２ｂ間（周囲面）に平坦部２ｃ１と曲面部２ｃ２とからなる側面２ｃを有している。そして、平坦部２ｃ１を互いに対向させるようにして複数（図においては５個）並設されている。

第２電子部品３は、第１電子部品２と同様に、絶縁性のフィルムの表面に金属を蒸着した金属化フィルムを巻回することでなるフィルムコンデンサであって、軸方向両端面に金属を溶射してなる電極部３ａ、３ｂがそれぞれ形成されている。この第２電子部品３も、軸方向から見ると俵状、具体的には、４つのコーナー部にＲ（アール）が設けられており、電極部３ａ、３ｂ間（軸方向外周）に平坦部３ｃ１と曲面部３ｃ２とからなる側面３ｃを有している。そして、曲面部３ｃ２同士を互いに対向させるようにして複数（図においては２個）並設されている。第２電子部品３の電極部３ａ、３ｂには各バスバーと接続するためのリード線３１がそれぞれ接続されている。なお、本実施形態では、第２電子部品３はＹコンデンサとして用いられている。

なお、第１電子部品２の並設方向と第２電子部品３の並設方向とは略直交している。具体的には、第１電子部品２の並設方向は左右方向であるのに対して、第２電子部品３の並設方向は前後方向である。そして、第１電子部品２の電極部２ａ、２ｂは前後方向に向き、第２電子部品３の電極部３ａ、３ｂは上下方向に向いている。

第１バスバー４は、並設された第１電子部品２の側面２ｃ（曲面部２ｃ２）に重なる本体部４１と、本体部４１の前側の端部から下方（第１電子部品２の一方（前側）の電極部２ａ）に延びる垂直部４２と、垂直部４２の下端から下方に延びて電極部２ａとの接続に供される第１接続部４３と、同じく垂直部４２の下端から右方に延びて、２つの第２電子部品３のうちの一方（前側）の第２電子部品３の一方（上側）の電極部３ａとリード線３１を介して接続される第２接続部４４と、本体部４１の後ろ側の端部から上方に延びて図示しない外部機器との接続に供される第１外部接続部４５と、本体部４１の右側の端部から右方に延びて図示しない外部機器との接続に供される第２外部接続部４６とを備えている。

第２バスバー５は、第１電子部品２の他方の電極部２ｂに重なる本体部５１と、本体部５１の上端から上方に延びて図示しない外部機器との接続に供される第１外部接続部５２と、本体部５１の右側の端部から右方に延びて図示しない外部機器との接続に供される第２外部接続部５３とを備えている。

第１電子部品２の他方の電極部２ｂとの接続に供される第１接続部５１ａは、本体部５１に設けられている。具体的には、本体部５１を略Ｕ字状に切り抜くことで舌状の第１接続部５１ａを形成している。また、２つの第２電子部品３のうちの他方（後ろ側）の第２電子部品３の一方（上側）の電極部３ａとリード線３１を介して接続される第２接続部５１ｂは、本体部５１の右側の端部に設けられている。具体的には、本体部５１の右側の端部の下方に、リード線３１を通すためのスリットが設けられている。

ところで、第１バスバー４の第１外部接続部４５と、第２バスバー５の第１外部接続部５２とは一部が互いに重なり合っている（図２参照）。具体的には、外部機器との直接の当接箇所となる、第１バスバー４の第１外部接続部４５の先端（上方）と、第２バスバー５の第１外部接続部５２の先端（上方）とは互いに左右方向にずれている。一方で、第１バスバー４の第１外部接続部４５の基端（下方）と第２バスバー５の第１外部接続部５２の基端（下方）とは、ともに先端に比べて幅広とされており、後述する第２絶縁部材９の立ち上がり部９２を介して互いに重なり合っている。

また、第１バスバー４の第２外部接続部４６と、第２バスバー５の第２外部接続部５３についても一部が互いに重なり合っている。具体的には、第１バスバー４の第２外部接続部４６がケース１０を跨ぐために一度上方に盛り上がった後に下方へ延びる略鉤状であって、また、第２バスバー５の第２外部接続部５３についても同様の理由から略鉤状であって、第１バスバー４の第２外部接続部４６が、第２バスバー５の第２外部接続部５３に被さるようにして互いに重なり合っている。なお、外部機器との当接箇所となる先端については、互いに上下方向にずれている。

第３バスバー６は、第２電子部品３の右側において平坦部３ｃ１と重なる本体部６１と、本体部６１の前後の端部からそれぞれ左方に延びて、第２電子部品３の他方（下側）の電極部３ｂとリード線３１を介して接続される第１接続部６２と、本体部６１の上端から右方に延びて図示しないグランド（ＧＮＤ）との接続に供される第１外部接続部６３とを備えている。この第１外部接続部６３についても、ケース１０を跨ぐために一度上方に盛り上がった後に下方へと延びる略鉤状とされている。

上記各バスバー４、５、６は、例えば銅やアルミニウム等の金属板を所定の形状に切り抜き、適宜折曲加工を施すことで形成されている。

放熱部材７は、第１電子部品２の曲面部２ｃ２と重なる本体部７１と、本体部７１の後ろ側の端部から上方に延びて図示しない外部機器との接続に供される外部接続部７２とを備えている。

本体部７１は、５個並設された第１電子部品２の全てに重なるように左右方向の長さが定められている。この放熱部材７も、例えば銅やアルミニウム等の金属板を所定の形状に切り抜き、適宜折曲加工を施すことで形成されており、導電性を有する。

第１絶縁部材８は、例えばセルロース系の電気絶縁材料からなる絶縁紙であって、放熱部材７の本体部７１より一回り大きな幅及び長さを有している。この第１絶縁部材８は、第１電子部品２の曲面部２ｃ２と対向している。換言すれば、第１絶縁部材８は、第１電子部品２の曲面部２ｃ２と放熱部材７の本体部７１との間に位置している。そして、第１電子部品２と放熱部材７との間の絶縁を確保している。

第２絶縁部材９は、第１電子部品２の曲面部２ｃ２と重なる本体部９１と、本体部９１の後ろ側の端部から上方に延びて、第１バスバー４の第１外部接続部４５の基端と第２バスバー５の第１外部接続部５２の基端との間に介在し双方の絶縁を確保する立ち上がり部９２と、本体部９１の右側の端部から第２電子部品３の方向に延びる延出部９３とを備えている。

本体部９１は、放熱部材７の本体部７１より一回り大きな幅及び長さを有している。従って、放熱部材７と第１バスバー４との絶縁は確保されている。

延出部９３は、図１及び３に示すように、本体部９１の右側の端部から下方に延びる第１垂下部９３ａと、第１垂下部９３ａの下端から左右方向にそれぞれ延びる張出部９３ｂと、張出部９３ｂの左側の端部から下方に延びる第２垂下部９３ｃと、張出部９３ｂの右側の端部から下方に延びる第３垂下部９３ｄと、張出部９３ｂと第２垂下部９３ｃと第３垂下部９３ｄとで囲まれた空間を前後方向で区切る仕切部９３ｅと、第３垂下部９３ｄの上端から上方に延びる隔壁部９３ｆとを備えている。

２つの第２電子部品３は、間に仕切部９３ｅを介在させた状態で、張出部９３ｂと第２垂下部９３ｃと第３垂下部９３ｄとで囲まれた空間に位置している。また、第２バスバー５の第２外部接続部５３は、その基端側の一部が第１垂下部９３ａと隔壁部９３ｆとの間に位置している。第３バスバー６の本体部６１は、第３垂下部９３ｄの右側に位置している。そして、第１電子部品２と第２電子部品３との間に第２垂下部９３ｃが介在して双方の絶縁を確保している。また、第２電子部品３と第３バスバー６との間に第３垂下部９３ｄが介在して双方の絶縁を確保している（図４参照）。

また、第２絶縁部材９は、図３に示すように、第２バスバー５と一体化するための第１固定手段を備えている。具体的には、立ち上がり部９２の後ろ側の面から突出する突起９２ａが設けられている。第２バスバー５は、その突起９２ａに対応する位置に孔５２ａを備えており、突起９２ａを孔５２ａに差し込むことで第２絶縁部材９と第２バスバー５とが一体とされている。なお、この状態は、樹脂封止電気部品１が、第２絶縁部材９を第２バスバー５に固定する第１固定手段を備えているともいえる。

さらに、第２絶縁部材９は、第１絶縁部材８や放熱部材７と一体化するための第２固定手段を備えている。具体的には、本体部９１の下面から突出する突起９１ａが設けられている。第１絶縁部材８と放熱部材７とは、その突起９１ａに対応する位置にそれぞれ孔７１ａ、８ａを備えており、突起９１ａをそれぞれの孔７１ａ、８ａに差し込むことで、第２絶縁部材９と第１絶縁部材８と放熱部材７とが一体とされている。なお、この状態は、樹脂封止電気部品１が、第１絶縁部材８と放熱部材７とを第２絶縁部材９に固定する第２固定手段を備えているともいえる。

上記構成の第２絶縁部材９は、例えば合成樹脂を成型することでなる。

ケース１０は、底部１０ａと、四方を囲む側壁部１０ｂと、後ろ側の側壁部１０ｂから左右方向にそれぞれ延出された取付脚１０ｃとを備えている。ケース１０の上端は開口しており、内部には、各部品を収容可能な空間が形成されている。

ケース１０内に充填される樹脂１１は例えばエポキシ樹脂である。ただこれに限らず、ウレタン樹脂等の公知の種々の樹脂を使用可能である。

次に、樹脂封止電気部品１の製造方法について説明する。

まず、第１電子部品２の後ろ側の電極部２ｂと、第２バスバー５の本体部５１とを重ね合わせるとともに、第１電子部品２の後ろ側の電極部２ｂと第２バスバー５の第１接続部５１ａとをはんだ付け等によって接続する。また、２つの第２電子部品３のうちの後ろ側の第２電子部品３の上側の電極部３ａと、第２バスバー５の第２接続部５１ｂとをリード線３１を介して接続する。さらに、第２バスバー５に固定された第２電子部品３の下側の電極部３ｂと、第３バスバー６の後ろ側の第１接続部６２とをリード線３１を介して接続する。

次に、第１絶縁部材８と放熱部材７と第２絶縁部材９とを第２固定手段によって一体化して簡易モジュール品とする。具体的には、第２絶縁部材９の本体部９１の下面の突起９１ａを第１絶縁部材８の孔８ａと放熱部材７の孔７１ａとにそれぞれ挿入する。

次に、簡易モジュール品を第１固定手段によって第２バスバー５と一体化する。具体的には、第１電子部品２の曲面部２ｃ２と第１絶縁部材８とを重ね合わせるとともに、第２絶縁部材９の立ち上がり部９２の後ろ側の面の突起９２ａを第２バスバー５の孔５２ａに挿入する。

次に、第２絶縁部材９の本体部９１と、第１バスバー４の本体部４１とを重ね合わせるとともに、第１電子部品２の前側の電極部２ａと第１バスバー４の第１接続部４３とをはんだ付け等で接続する。また、２つの第２電子部品３のうちの前側の第２電子部品３の上側の電極部３ａと、第１バスバー４の第２接続部４４とをリード線３１を介して接続する。さらに、第１バスバー４に固定された第２電子部品３の下側の電極部３ｂと、第３バスバー６の前側の第１接続部６２とをリード線３１を介して接続する。なお、この状態で、第１電子部品２の側面２ｃと第１バスバー４の本体部４１との間に、側面２ｃから近い順に第１絶縁部材８、放熱部材７、第２絶縁部材９が位置することになる。また、第１電子部品２と第２電子部品３との間に第２絶縁部材９の第２垂下部９３ｃが介在することになる。さらに、第２電子部品３と第３バスバー６との間に第３垂下部９３ｄが介在することになる。

次に、これら一体となった各部品をケース１０に収容する。この際、第１バスバー４の第１外部接続部４５と、第２バスバー５の第１外部接続部５２と、放熱部材７の外部接続部７２と、第２絶縁部材９の立ち上がり部９２とをケース１０の開口部１０ｄからケース１０外に突出させる。また、第１バスバー４の第２外部接続部４６と、第２バスバー５の第２外部接続部５３と、第３バスバー６の第１外部接続部６３とをケース１０右側の側壁部１０ｂを跨ぐようにしてケース１０外に延出させる。

そして、ケース１０内に樹脂１１を充填して第１電子部品２と第２電子部品３とを樹脂封止する。具体的には、第１電子部品２、第２電子部品３、第１絶縁部材８を樹脂面下に位置させ、第１バスバー４、第２バスバー５、第３バスバー６、放熱部材７、第２絶縁部材９については、各外部接続部や立ち上がり部９２を除いて樹脂面下に位置させる。そして樹脂１１が硬化することで樹脂封止電気部品１の製造を完了する。

上記構成の樹脂封止電気部品１は、ひとつの第２絶縁部材９を組み込むだけで、第１電子部品２と第２電子部品３との間、第２電子部品３と第３バスバー６との間、放熱部材７と第１バスバー４との間、第２電子部品３間の絶縁を確保することができるため、部品点数と工数の大幅な削減が可能となり、コスト削減に大きく寄与する。また、第１固定手段と第２固定手段によって放熱部材７を固定・保持できるため、第１電子部品２の直近に精度良く放熱部材７を配置することができ、放熱効率の向上を図ることもできる。

以上に、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施形態では、第２電子部品３を２個設けていたが、１個でも良い。この場合、第２絶縁部材９の仕切部９３ｅは不要である。

また、第１電子部品２や第２電子部品３は巻回型のフィルムコンデンサに限らず、積層型のフィルムコンデンサであってもよい。また、セラミックコンデンサ等、種々のコンデンサ素子であってもよい。さらにコンデンサ素子に限らず、半導体素子、抵抗器、インダクタ、圧電素子等、種々の電子部品を使用可能である。

また、第１固定手段や第２固定手段の数が２個とされていたが、１個でも３個以上であってもよい。２個以上であれば回転が拘束されるため、精度良く位置決めが可能となる。また、なお、第１固定手段や第２固定手段としては、突起と孔との嵌合に限らず、固定や位置決めができるものであれば種々の形状のものを採用できる。また、第１絶縁部材８や放熱部材７、第２バスバー５に突起を設けてもよい。

１ 樹脂封止電気部品
２ 第１電子部品
２ａ 一方の電極部
２ｂ 他方の電極部
２ｃ 側面
２ｃ１ 平坦部
２ｃ２ 曲面部
３ 第２電子部品
３ａ 一方の電極部
３ｂ 他方の電極部
３ｃ 側面
３ｃ１ 平坦部
３ｃ２ 曲面部
３１ リード線
４ 第１バスバー
４１ 本体部（第１バスバー）
４２ 垂直部
４３ 第１接続部（第１バスバー）
４４ 第２接続部（第１バスバー）
４５ 第１外部接続部（第１バスバー）
４６ 第２外部接続部（第１バスバー）
５ 第２バスバー
５１ 本体部（第２バスバー）
５１ａ 第１接続部（第２バスバー）
５１ｂ 第２接続部（第２バスバー）
５２ 第１外部接続部（第２バスバー）
５２ａ 孔
５３ 第２外部接続部（第２バスバー）
６ 第３バスバー
６１ 本体部（第３バスバー）
６２ 第１接続部（第３バスバー）
６３ 第１外部接続部（第３バスバー）
７ 放熱部材
７１ 本体部（放熱部材）
７１ａ 孔
７２ 外部接続部
８ 第１絶縁部材
８ａ 孔
９ 第２絶縁部材
９１ 本体部（第２絶縁部材）
９１ａ 突起
９２ 立ち上がり部
９２ａ 突起
９３ 延出部
９３ａ 第１垂下部
９３ｂ 張出部
９３ｃ 第２垂下部
９３ｄ 第３垂下部
９３ｅ 仕切部
９３ｆ 隔壁部
１０ ケース
１０ａ 底部
１０ｂ 側壁部
１０ｃ 取付脚
１０ｄ 開口部
１１ 樹脂

Claims (4)

1. 第１電子部品と、
   第１電子部品に隣接する第２電子部品とを備え、
   第１電子部品の一方の電極に第１バスバーが接続され、
   第１電子部品の他方の電極に第２バスバーが接続されており、
   第１バスバーが第１電子部品の電極から側面に延びており、
   第１電子部品の側面と第１バスバーとの間には、側面から近い順に第１絶縁部材、放熱部材、第２絶縁部材が位置しており、
   第２電子部品には第３バスバーが接続されており、
   第２絶縁部材が、第１電子部品の側面から第２電子部品の方向へと延び、第１電子部品と第２電子部品との間及び第２電子部品と第３バスバーとの間にそれぞれ介在する延出部を有している、
   樹脂封止電気部品。
2. 第２電子部品が複数であって、第２電子部品間に延出部が介在している、
   請求項１記載の樹脂封止電気部品。
3. 第１絶縁部材と放熱部材と第２絶縁部材とが一体とされている、
   請求項１又は２記載の樹脂封止電気部品。
4. 第２バスバーと第２絶縁部材とが一体とされている、
   請求項１から３のいずれかに記載の樹脂封止電気部品。

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