TW201616537A - 封口元件及其捲繞型固態電解電容器 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種封口元件，包括一蓋本體、一外側凸部以及一內側凸部，蓋本體具有一第一表面及一第二表面，蓋本體上並設有一對貫穿第一表面與第二表面的端子插通孔，外側凸部設置於蓋本體的第一表面上且其頂緣形成至少一第一抵靠面，外側凸部並具有至少一膨脹空間，內側凸部設置於蓋本體的第二表面上，且其頂緣形成至少一第二抵靠面。使用此封口元件的捲繞型固態電解電容器，其電容器素子可藉由所述內側凸部之第二抵靠面的干涉而減少晃動，進而可使電解電容器的電氣特性提高。
Description
本發明係有關於一種封口元件及及其捲繞型固態電解電容器，尤指一種適合用於音響用電容器的封口元件及及其捲繞型固態電解電容器。
按，在音響組件中，電容器(capacitor)被廣泛運用在平滑濾波、反交連、高頻補償、提供直流回授等用途。而電容器依照構造及製程方式分為相當多種類型，但在音響系統中，因為特別要求大電流、響應頻率等特性，因此在音響系統中最廣泛運用者為鋁質電解電容。
如圖12所示，習用的捲繞型固態電解電容器包含有：一電容器殼體1、一電容器素子2及封口元件3。其中電容器殼體1的一端具有一開口端，該封口元件3設置於該開口端，且與該開口端形成良好密閉效果，以將電容器素子2組立於該電容器殼體1的內部。電容器素子2連接有兩端子4並藉由兩端子4焊接於電路基板上。
該電容器素子2是由一陽極箔與陰極箔捲繞而成，且於陽極箔與陰極箔之間形成有電解質層。該電容器素子陽極箔與陰極箔是由金屬薄膜氧化形成介電層，或者是利用絕緣高分子材料蒸鍍上導電層的方式製成，陽極箔及陰極箔之間的具有介電薄膜或絕緣薄膜，以使得電容器的陰極與陽極之間形成絕緣。
一般電容器採用迴焊方式焊接於電路基板上，當電容器焊接
時，電容器必須通過高熱的錫焊爐，因此使得電容器也必須承受高溫。由於電容器殼體1的內部為封閉的環境，再加上殼體內所封裝的電容器素子2含浸有電解質，以及用以增進絕緣性的高分子材料，這些電解質或高分子材料受熱後容易揮發成氣體，因此使得電容器殼體1內部的壓力上升，而電容器殼體1內部的電容器素子2及封口元件3也會因為殼體內部壓力上升的因素，而產生變形的應力。
當電容器素子2受熱變形時，如果擠壓到封口元件3的內側表面，將會使得電容器素子產生變形應力，可能使得電容器素子2的絕緣層或介電層被破壞，而導致電流洩漏的情形產生，另一方面封口元件3也可能因為受到電容器素子2的擠壓，而使其與電容器殼體1的密封性被破壞，而使得水氣或其他雜質進入到電容器殼體內，導致電容器素子2的絕緣被破壞。
習知技術中，為避免電容器素子2受熱變形時擠壓到封口元件3的表面，通常使電容器素子2與封口元件3之間保持一間隙。然而如此一來將使得電容器素子2在電容器殼體1內容易產生晃動，而導致電容器素子電氣特性改變，而影響到電容器的電流、阻抗等電氣特性的穩定性。
此外，當電容器焊接於電路基板上時，電容器是以封口元件3的一端面向電路基板的方向，將電容器的兩端子4插置在電路基板上，並以焊錫將電容器的端子4和電路基板連接。習用的電容器的構造中，封口元件3的端面為平面狀，因此端子插置於電路基板上時，封口元件3的端面可能會直接抵觸在電路基板的表面，如此一來將會產生的問題包括有：(1)當電容器焊接時，電容器殼體1內部壓力因為溫度上升而升高時，會將封口元件3向外擠壓，使得封口元件3的端面擠壓到電路基板，造成電路基板變形或使得電容器的端子被破壞；(2)封口元件3的端面接觸到電路基板的表面，將會使得電容器端子4與電路基板焊接時產生的揮
發氣體沒有流動的空間，同時焊錫也可能因為封口元件3的端面和電路基板之間的間隙過小，產生毛細作用，造成焊錫非預期的流動，而導致電容器端子4焊接的缺陷。
由於以上原因，造成習用的捲繞型固態電解電容器在使用上相當多的缺陷，故，如何藉由結構設計的改良，來減少捲繞型固態電解電容器因為焊接溫度上升所產生的不良影響，來克服上述的缺失，已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。
有鑑於習知技術存在之缺失，本發明之主要目的在於提供一種封口元件及使用此封口元件的捲繞型固態電解電容器。
本發明實施例提供一種封口元件，設置於一電容器殼體的一開口端，並與該電容器殼體形成有良好的密封，用以將一電容器素子組立於該電容器殼體內，該封口元件包括：一蓋本體，該蓋本體具有一外露於該電容器殼體的第一表面及一與該電容器素子相對的第二表面，該蓋本體上設有兩貫穿該第一表面與該第二表面的端子插通孔，一外側凸部，設置於該蓋本體的第一表面上，其中該外側凸部之頂緣形成至少一第一抵靠面，且該外側凸部具有至少一膨脹空間，以及一內側凸部，設置於該蓋本體的該第二表面上，用以干涉該電容器素子，其中該內側凸部之頂緣形成至少一第二抵靠面，且該第二抵靠面與對應的該電容器素子的部分表面相接觸。
基於上述的封口元件，本發明實施例另外提供一種捲繞型固態電解電容器，包括：一電容器殼體，具有一開口端；一電容器素子，設置於該電容器殼體的內部；一封口元件，設置於該電容器殼體的開口端並與該電容器殼體形成有良好的密封，該封口元件包括一蓋本體、一外側凸部及一內側凸部。其中，該蓋本體具有一外露於該電容器殼體的第一表面及一與該電容器素子相對的第二表面，該蓋本體上設有兩貫穿該第一表面與該第二表面的端
子插通孔，一外側凸部，設置於該蓋本體的第一表面上，其中該外側凸部之頂緣形成至少一第一抵靠面，且該外側凸部具有至少一膨脹空間，以及一內側凸部，設置於該蓋本體的該第二表面上，用以干涉該電容器素子，其中該內側凸部之頂緣形成至少一第二抵靠面，且該第二抵靠面與對應的該電容器素子的部分表面相接觸。
本發明至少具有以下有益效果：本發明可藉由封口元件上的外側凸部吸收電容焊接時，可藉由外側凸部吸收封口元件變形產生的應力，並且使得封口元件和電路基板表面以及電容器端子彼此間保持一定間距，提供焊料及焊接時產生揮發氣體流動的空間，以提高焊接的品質。
再者，本發明可藉由封口元件第二表面上的內側凸部部分地接觸電容器素子的相對應表面，使電容器素子和封口元件之間保持一間隙，避免電容器素子受熱變形時與封口元件的第二表面擠壓產生應力致使電容器素子的絕緣層被破壞，導致電流洩漏情形產生。同時可藉由第二抵靠面與電容器素子干涉，以避免電容器素子於電容器殼體內晃動，以提高電容器素子電氣特性的穩定。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
10‧‧‧電容器殼體
11‧‧‧開口端
20‧‧‧電容器素子
21‧‧‧端子
30‧‧‧封口元件
31‧‧‧蓋本體
311‧‧‧第一表面
312‧‧‧第二表面
313‧‧‧端子插通孔
40‧‧‧外側凸部
41‧‧‧第一抵靠面
42‧‧‧凹槽
43‧‧‧缺口部
44‧‧‧間隙
45‧‧‧凹弧面
50‧‧‧內側凸部
51‧‧‧第二抵靠面
52‧‧‧凹面部
60‧‧‧電路基板
1‧‧‧電容器殼體
2‧‧‧電容器素子
3‧‧‧封口元件
4‧‧‧電容器端子
圖1為本發明第一實施例的立體分解圖。
圖2為本發明第一實施例的組合剖面圖。
圖3為本發明第一實施例所使用的封口元件的立體圖。
圖4為本發明第一實施例所使用的封口元件從底部所取的立體圖。
圖5為本發明第一實施例所使用的封口元件的側剖面圖。
圖6為本發明第一實施例所使用的封口元件的俯視圖。
圖7為一使用本發明之封口元件的捲繞型固態電解電容器組裝於
一電路基板上之狀態的使用狀態示意圖。
圖8為本發明第二實施例所使用的封口元件的立體圖。
圖9為本發明第三實施例所使用的封口元件從底面所取的立體圖。
圖10為本發明第四實施例所使用的封口元件從底面所取的立體圖。
圖11為本發明第五實施例所使用的封口元件的側剖面圖。
圖12為一習用的捲繞型電解電容器的組合剖面圖。
〔第一實施例〕
請參閱圖1及圖2所示，為一個採用本發明的封口元件的捲繞型固態電解電容的構造，其中包括：一電容器殼體10、一電容器素子20、一封口元件30。其中該電容器殼體10為一端具有封閉端，而另一端具有一開口端11的鋁殼，所述電容器素子20係設置於該電容器殼體10中，該電容器素子20是由陽極箔、陰極箔捲繞而成，且該電容器素子進一步具有兩端子21，所述封口元件30係設置於該電容器殼體10的開口端11，並與該電容器殼體10形成有良好的密封，用以將該電容器素子20組立於該電容器殼體10內，並且阻絕外界的水氣雜質等進入到電容器殼體10內部的空間中，以維持電容器素子20的陽極箔與陰極箔之間的絕緣性。
如圖3至圖6所示，該封口元件30係採用橡膠或塑膠等具有彈性的材料製成，其包括一蓋本體31以及分別設於蓋本體31的兩側面的外側凸部40與內側凸部50。該實施例中蓋本體31為一個圓形柱狀體，蓋本體31具有一外露於該電容器殼體10的開口端11外側的第一表面311，及一朝向該電容器殼體10的內側面並與該電容器素子20相對的第二表面312，蓋本體31上並設有一對端子插通孔313，該兩端子插通孔313貫穿該第一表面311與該第二表面312，以供電容器素子20的兩端子21從該兩端子插通孔313穿過並延伸到封口元件30的外側。
前述的外側凸部40係設置於該蓋本體31的第一表面311上，該實施例中，該外側凸部40為一個凸塊，且位於該兩端子插通孔313之間。該外側凸部40從該第一表面311朝向遠離該第一表面311的方向延伸，且該外側凸部40的頂緣形成一第一抵靠面41，該第一抵靠面41和蓋本體31的第一表面311保持有一間距，因此如圖7所示，當本發明的捲繞型固態電解電容器插置於一電路基板60上時，可藉由該外側凸部40的第一抵靠面41抵靠於電路基板表面，使封口元件30的第一表面311與電路基板60維持一定間距。
外側凸部40進一步設置一凹槽42，，該凹槽42係凹設於第一抵靠面41上，且該凹槽42的內部空間形成一膨脹空間，用以使該外側凸部40具有較大的彈性變形空間，以使得該外側凸部40在電容器焊接時，該封口元件30如果受到電容器殼體10內部壓力擠壓而產生向外凸出的變形時，該外側凸部40可藉由該膨脹空間42的緩衝，以吸收封口元件30所產生的應力。
該外側凸部40的兩側邊鄰近於兩端子插通孔313的位置分別設有一缺口部43，使該外側凸部40的兩側邊和該兩端子插通孔313以及兩端子21之間保持一間隙。藉由該兩缺口部43的作用，使得該外側凸部40兩側邊和兩端子21之間保留有可供焊錫以及焊接時產生的揮發性氣體流通的通道，因此如圖7所示，當本發明的捲繞型固態電解電容焊接在電路基板60上時，可藉由該外側凸部40的定位作用使得封口元件30的第一表面311和電路基板60間保持一間距，同時藉由缺口部43和兩端子21間保持一間隙，因此當該兩端子21焊接於電路基板60上時，端子21和電路基板60焊接位置的焊錫不會接觸到封口元件30的第一表面311，也不會接觸到外側凸部40的側面，而使得端子21與電路基板60焊接位置的錫球形狀維持完整。並且焊錫中所含的焊料、助焊劑等物質揮發產生的氣體也可以從外側凸部40和端子21之間的間隙流
通，有助於提高焊接的品質。
如圖4及圖5所示，本發明的封口元件30在蓋本體31的第二側面312上形成該內側凸部50，該實施例中，內側凸部50為一個圓環狀的凸肋，該內側凸部50係從第二表面312朝向遠離該第二表面的方向延伸，且該內側凸部50的頂緣形成至少一第二抵靠面51，如圖2所示，當該封口元件30組裝於電容器殼體10的開口端11時，該第二抵靠面51係與對應的該電容器素子20的部分表面相接觸，使得電容器素子20和蓋本體31的第二表面312之間保持一間隙而不會接觸。
因此本發明的封口元件30藉由該內側凸部50的作用，可達到使得電容器素子20與封口元件30之間保持一間隙，而使得電容器素子20受熱變形時保有膨脹的空間，避免電容器素子20和封口元件30的第二表面312擠壓而產生應力，造成電容器素子20的陽極箔與陰極箔的絕緣層因為變形應力而被破壞。同時藉由該內側凸部50的第二抵靠面51的干涉作用，可減少該電容器素子20在電容器殼體10的內部晃動的情形，以維持電容器素子20電氣特性的穩定。
同時，藉由該內側凸部50干涉電容器素子20，可減少電容器素子20操作時的震動，且可避免電容器素子20長期承受震動時造成捲繞結構鬆散，而影響到電容器的電壓及電流量等特性。
〔第二實施例〕
如圖8所示，為本發明第二實施例。該實施例中，封口元件30在蓋本體31的第一表面311設置有多個外側凸部40。該實施例中，外側凸部40由多個凸設於該蓋本體31的第一表面311上的多個凸塊所組成，該些凸塊自該第一表面311往遠離該第一表面311的方向延伸形成，每一個凸塊的頂面構成該些第一抵靠面41。且如圖8所示，該實施例外側凸部40的每一個凸塊彼此間相互間隔一間隙44，使得各個凸塊彼此不相連接。
該實施例中各該外側凸部40彼此間具有間隙44，各個間隙44在每兩個相鄰的外側凸部40之間形成一個凹入的空間，可使得每兩個相鄰的外側凸部40彼此間不會互相干涉，而使得各該外側凸部40具有較大的彈性變形能力，因此各該間隙44所形成的凹入空間構成了各該外側凸部40的膨脹空間。而且該實施例中，該兩端子21係容置於兩個外側凸部40之間的間隙44中，因此使得各該外側凸部40的側面和端子21間保持間隙，因此可形成供焊錫及焊接時產生的揮發氣體流動的空間，以提高端子21的焊接品質。
〔第三實施例〕
如圖9所示為本發明第三實施例，該實施例係根據第一實施例揭露的封口元件30的構造進一步變化。第三實施例的蓋本體31於第二表面312上設置有兩個圓環狀凸肋，該兩圓環狀凸肋構成了兩個內側凸部50，該兩內側凸部50自該第二表面312往遠離該第二表面312的方向延伸形成，且每一個內側凸部50的頂面分別形成一第二抵靠面51，該兩第二抵靠面51係與對應的該電容器素子20的部分表面相接觸。
從該實施例可知，本發明的封口元件30在蓋本體31的第二表面上所設置的內側凸部50的數量不限於一個，而能夠依據實際需求加以增添。
〔第四實施例〕
如圖10所示，為本發明第四實施例，該實施例中，封口元件採用的內側凸部50包括多個條狀凸肋，各該條狀凸肋條狀凸肋自該第二表面312往遠離該第二表面312的方向延伸形成，並且以放射狀排列的方式設置於於蓋本體31的第二表面312上，其中每一個內側凸部50的頂面分別形成一第二抵靠面51，並且該些第二抵靠面51部分地接觸於相對應的電容器素子的表面。
從該實施例可知，本發明的封口元件30在蓋本體31的第二
表面上所設置的內側凸部50的形狀不限於圓環狀，而是能夠依據實際需求變更為其他幾何形狀。
〔第五實施例〕
如圖11所示，為本發明第五實施例，該實施例中，封口元件於第一表面311上設置一外側凸部40，且於第二表面312設置一內側凸部50。
外側凸部40具有一第一抵靠面41，且於第一抵靠面41上設置一第一凹弧面45以形成所述膨脹空間。且所述內側凸部50也同樣於第二抵靠面51的中央設置一凹面部52，該凹面部52是從所述內側凸部50的第二抵靠面51朝向蓋本體30的第二表面312的方向凹入，因此使得內側凸部50形成中央位置具有凹入的凹面部52，而凹入部52的周邊形成所述第二抵靠面51的型態。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明的有益效果主要在如下所述：
1、本發明的封口元件30，藉由設置在蓋本體31的第一表面311上的外側凸部40，使得本發明的捲繞型固態電解電容插置在電路基板60上時，可避免封口元件30的第一表面311直接接觸到電路基板60的表面，同時藉由外側凸部40所設置的膨脹空間42吸收封口元件30在焊接時產生的應力，以避免封口元件30在焊接時擠壓電路基板60，造成基板或電容器損毀的情形產生。
2、本發明採用的封口元件30在外側凸部40設有前述的缺口部43或間隙44，使得外側凸部40和電路基板以及電容器的兩端子21間保持間隙，以提供端子21焊接時的焊料及揮發氣體流動的空間，以減少焊接缺陷，達到提高焊接品質的目的。
3、本發明的封口元件30在蓋本體31的第二表面上設置內側凸部50，藉由內側凸部50的第二抵靠面51部分地接觸電容器素子20的局部表面，使得電容器素子20和封口元件30的第二表
面間保有間隙，且同時干涉電容器素子20使其在電容器殼體10內部不易產生晃動，因此達到了可以避免電容器素子受熱變形時產生應力而造成絕緣層破壞的情形，並提高電容器素子20電氣特性的穩定性。
以上該僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。
10‧‧‧電容器殼體
11‧‧‧開口端
20‧‧‧電容器素子
21‧‧‧端子
30‧‧‧封口元件
31‧‧‧蓋本體
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51‧‧‧第二抵靠面
Claims (10)
- 一種封口元件，設置於一電容器殼體的一開口端，並與該電容器殼體形成有良好的密封，用以將一電容器素子組立於該電容器殼體內，該封口元件包括：一蓋本體，具有一外露於該電容器殼體的第一表面及一與該電容器素子相對的第二表面，該蓋本體上設有一對貫穿該第一表面與該第二表面的端子插通孔；一外側凸部，設置於該蓋本體的第一表面上，其中該外側凸部之頂緣形成至少一第一抵靠面，且該外側凸部具有至少一膨脹空間；以及一內側凸部，設置於該蓋本體的該第二表面上，用以干涉該電容器素子，其中該內側凸部之頂緣形成至少一第二抵靠面，且該第二抵靠面與對應的該電容器素子的部分表面相接觸。
- 如請求項1所述的封口元件，其中該外側凸部設置於該兩端子插通孔之間，該外側凸部從該第一表面往遠離該第一表面的方向延伸，該外側凸部的第一抵靠面凹設形成一凹槽或凹弧面，所述凹槽或凹弧面內部的空間形成所述膨脹空間，該外側凸部的相對二側邊分別設有一缺口，用以使該外側凸部的兩側邊和該兩端子之間保持一間隙。
- 如請求項1所述的封口元件，其中該外側凸部為多個凸塊所組成，該些凸塊自該第一表面往遠離該第一表面的方向延伸形成，每一所述凸塊的頂緣形成所述第一抵靠面，且相鄰的兩個所述凸塊之間形成所述膨脹空間。
- 如請求項1所述的封口元件，其中該內側凸部包括至少一環狀凸肋或條狀凸肋，該些環狀凸肋或條狀凸肋自該第二表面往遠離該第二表面的方向延伸形成並環繞該對端子插通孔。
- 如請求項1所述的封口元件，其中該內側凸部的所述第二抵靠 面設有一凹面部，所述凹面部從所述第二抵靠面朝向所述蓋本體的所述第二表面的方向凹入。
- 一種捲繞型固態電解電容器，包括：一電容器殼體，該電容器殼體具有一開口端；一電容器素子，該電容器素子設置於該電容器殼體的內部；一封口元件，設置於該電容器殼體的開口端並與該電容器殼體形成有良好的密封，該封口元件包括：一蓋本體，該蓋本體具有一外露於該電容器殼體的第一表面及一與該電容器素子相對的第二表面，該蓋本體上設有兩貫穿該第一表面與該第二表面的端子插通孔；一外側凸部，設置於該蓋本體的第一表面上，其中該外側凸部之頂緣形成至少一第一抵靠面，且該外側凸部具有至少一膨脹空間；以及一內側凸部，設置於該蓋本體的該第二表面上，用以干涉該電容器素子，其中該內側凸部之頂緣形成至少一第二抵靠面，且該第二抵靠面與對應的該電容器素子的部分表面相接觸。
- 如請求項6所述的捲繞型固態電解電容器，其中該外側凸部設置於該兩端子插通孔之間，該外側凸部從該第一表面往遠離該第一表面的方向延伸，該外側凸部的第一抵靠面凹設形成一凹槽或凹弧面，所述凹槽或凹弧面內部的空間形成所述膨脹空間，該外側凸部的相對二側邊分別設有一缺口，用以使該外側凸部的兩側邊和該兩端子之間保持一間隙。
- 如請求項6所述的捲繞型固態電解電容器，其中該外側凸部為多個凸塊所組成，該些凸塊自該第一表面往遠離該第一表面的方向延伸形成，每一所述凸塊的頂緣形成所述第一抵靠面，且相鄰的兩個所述凸塊之間形成所述膨脹空間。
- 如請求項6所述的捲繞型固態電解電容器，其中該內側凸部包 括至少一環狀凸肋或條狀凸肋，該環狀凸肋或條狀凸肋自該第二表面往遠離該第二表面的方向延伸形成並環繞該對端子插通孔。
- 如請求項6所述的捲繞型固態電解電容器，其中該內側凸部的所述第二抵靠面設有一凹面部，所述凹面部從所述第二抵靠面朝向所述蓋本體的所述第二表面的方向凹入。
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