薄膜电容器的制作方法

本发明涉及在壳体内容纳了电容器元件的薄膜电容器。

背景技术：

近年来，要求电气设备、电子设备、工业设备、汽车等所搭载的薄膜电容器通过释放在充放电时产生的热来提高薄膜电容器的可靠性。

例如，在专利文献1中公开了如下的薄膜电容器，即，具备多个电容器元件和与电容器元件连接的汇流条，在与设置于汇流条的外部连接用的端子部最接近的部分设置了散热性能比其他部分优异的散热单元。以下具体来说明。

图6是示出以往的薄膜电容器的构成的立体图，图7是去除上表面侧的正极汇流条92A之后的状态的俯视图。薄膜电容器在壳体93容纳了多个电容器元件91、正极汇流条92A以及负极汇流条92B。在各电容器元件91的两端面所形成的金属喷镀电极分别与正极汇流条92A和负极汇流条92B连接。并且，以往的薄膜电容器构成为，在与设置于正极汇流条92A的外部连接用的正极外部端子部92A2、以及设置于负极汇流条92B的外部连接用的负极外部端子部92B2最接近的部分，不配置电容器元件91，仅配设模制树脂96。即便是热与从输入侧施加的电流一起传导至正极外部端子部92A2和负极外部端子部92B2的情况，该热也会在从正极外部端子部92A2和负极外部端子部92B2分别经由正极汇流条92A和负极汇流条92B传导至电容器元件91之前，首先传导至模制树脂96，因此能够使得热从该模制树脂96向外部散热。由此，在以往的薄膜电容器中，能够抑制如给电容器元件91带来损伤这种的较大的热的传导。

如此，在专利文献1所公开的现有技术中，虽然能够抑制某种程度的发热，但近年要求使得薄膜电容器的散热性能进一步提升。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-26586号公报

技术实现要素：

薄膜电容器构成为，具备：电容器元件，在端部形成有金属喷镀电极；汇流条，与金属喷镀电极连接；壳体，具有用于容纳电容器元件和汇流条的容纳部；盖构件，覆盖容纳部的开口；和导热构件，配设在汇流条与盖构件之间，其中，盖构件在与导热构件对置的一侧具有凸部，凸部与导热构件相接，并且导热构件与汇流条相接。

能够提供通过使得散热性能提升从而提高了可靠性的薄膜电容器。

附图说明

图1是第1实施方式的薄膜电容器的立体图。

图2是第1实施方式的薄膜电容器的分解立体图。

图3是第1实施方式的薄膜电容器的剖视图。

图4是第1实施方式的第1盖构件和第2盖构件分离开的状态的立体图。

图5是说明第1实施方式的树脂液注入的示意立体图。

图6是以往的薄膜电容器的立体图。

图7是去除以往的薄膜电容器的上表面侧的正极汇流条之后的状态的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明第1实施方式中的薄膜电容器的构成及其制造方法。

图1是第1实施方式的薄膜电容器的立体图，图2是薄膜电容器的主要部分的分解立体图。此外，图3是图1的切断线I-I处的剖视图。

在本实施方式中，薄膜电容器具备6个电流平滑用的电容器元件1。在各电容器元件1的两端部形成有金属喷镀电极11。在此，详细阐述电容器元件1的构成。电容器元件1具有相互对置的两个端面和相连这两个端面的侧面，在端面观察时呈扁平形状(具有两个平面和两个曲面的形状)。此外，电容器元件1具备一对金属化薄膜。金属化薄膜在由聚丙烯(以下称作“PP”)等构成的电介质薄膜的表面之中的至少单面蒸镀铝从而形成了蒸镀金属层(蒸镀电极)。并且，这一对金属化薄膜被重合在一起卷绕(卷绕体)。此外，在卷绕体的两个端面形成有由锌构成的金属喷镀电极11。

例如铜等金属制的汇流条2由正极汇流条2A和负极汇流条2B构成。在负极汇流条2B的与正极汇流条2A对置的对置面，为了谋求与正极汇流条2A的绝缘而粘附有绝缘纸33。通过软钎焊、电阻焊，在各电容器元件1的一个金属喷镀电极11连接有正极汇流条2A，在另一个金属喷镀电极11连接有负极汇流条2B。

连接有正极汇流条2A和负极汇流条2B的多个电容器元件1被容纳于容纳部3A，该容纳部3A设置在由聚苯硫醚(以下称作“PPS”)等绝缘树脂构成的壳体3中。壳体3是上方开口型，具有呈大致矩形状的开口，形成有呈大致矩形状的矩形环状端面3B以使得包围容纳部3A的开口。

此外，在电容器元件1的排列方向(X方向)上的正极汇流条2A的端部以及负极汇流条2B的两端部，分别设置有保持部2A1以及保持部2B1，保持部2A1以及保持部2B1钩挂在壳体3的矩形环状端面3B的给定的位置。并且，在负极汇流条2B的与金属喷镀电极11连接的连接面(金属喷镀电极连接面)相反的一侧的表面(导热构件配置面)，配置有绝缘纸、丙烯酸系树脂所构成的导热片4，导热片4与负极汇流条2B相接。导热片4只要不妨碍到绝缘性，厚度便可优选较小的厚度，例如能够利用厚度为0.5～1.0mm的导热片。在本实施方式中，作为导热片4而利用在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜粘附了聚酰胺纸的绝缘纸。该绝缘纸的操作性良好，此外，厚度较薄。导热片4为导热构件的一例。

例如铝等金属制的盖构件5配置在壳体3的矩形环状端面3B之上以覆盖壳体3的容纳部3A的开口，通过螺钉8而螺钉固定于壳体3的矩形环状端面3B。此外，正极汇流条2A的正极外部端子部2A2与正极汇流条2A的保持部2A1相比，设置在更远离壳体3的位置。同样，负极汇流条2B的负极外部端子部2B2与负极汇流条2B的保持部2B1相比，设置在更远离壳体3的位置。

盖构件5由第1盖构件5A和第2盖构件5B构成。如图2所示，第1盖构件5A比第2盖构件5B大。图4是从导热片4侧观察第1盖构件5A和第2盖构件5B分离开的状态的盖构件5的立体图。第1盖构件5A具有缺口部5A2。在构成第1盖构件5A的缺口部5A2的3个外缘的附近，设置有台阶部5A5。此外，在俯视时呈矩形状的第2盖构件5B的4边之中3边的附近，也设置有台阶部5B1。通过将第2盖构件5B的台阶部5B1嵌入第1盖构件5A的台阶部5A5，从而第2盖构件5B被固定，第1盖构件5A和第2盖构件5B组合在一起构成了盖构件5。

如图3所示，第1盖构件5A具有：外侧面5A3，构成薄膜电容器的表面；和内侧面5A4，处于外侧面5A3的相反的一侧且面向壳体3的容纳部3A。内侧面5A4具有凸部5A1，凸部5A1的端部与导热片4相接。即，导热片4被负极汇流条2B和盖构件5(第1盖构件5A的凸部5A1)夹着。根据该构造，由于从电容器元件1产生的热经由金属喷镀电极11、汇流条2、导热片4、凸部5A1而传导至整个盖构件5，因此能够有效地使热从薄膜电容器向外部释放。此外，由于导热片4具有绝缘性，因此不会影响到薄膜电容器的电气特性。另外，作为本实施方式以外的构成，也可考虑在负极汇流条2B与盖构件5之间流入绝缘性的树脂的构成，但在该情况下，为了流入该树脂，必须在负极汇流条2B与盖构件5之间设置足够的间隙。如此空出足够的间隙的情况下，当然散热性会下降，无法实现如本实施方式那样的优异的散热性。另一方面，若如本实施方式那样利用在厚度较薄的PET薄膜粘附了聚酰胺纸的绝缘纸，则能够使负极汇流条2B与盖构件5的距离充分接近，因此能够实现优异的散热性。

此外，在图2中与纸面左侧的电容器元件1相邻且并联连接的两个Y电容器7与电容器元件1串联连接。这两个Y电容器7配设为用于去除噪声。

并且，如图3所示，在与壳体3的容纳部3A对置的盖构件5的内侧面和壳体3的容纳部3A的表面3A1所划定出的空间，除其上部之外，形成有电容器元件1密封用的树脂层6。树脂层6完全覆盖导热片4，而且，凸部5A1的导热片4侧的端部埋设于树脂层6。

但是，根据本实施方式，第1盖构件5A的凸部5A1的侧面之中导热片4侧的端部(下端部)被树脂层6覆盖(埋设)，由于凸部5A1和树脂层6的锚定效果而第1盖构件5A与导热片4相接的状态下，能够可靠且牢固地固定第1盖构件5A。此外，在本实施方式中，如图1以及图2所示，第1盖构件5A被两个螺钉8螺钉固定于壳体3的矩形环状端面3B，但该螺钉8仅在矩形环状端面3B的一个边，且靠近地紧固。这是基于薄膜电容器的小型化的需求。因而，第1盖构件5A在矩形环状端面3B中并非是对相互对置的边进行固定的两侧固定，而是单侧固定，关于与X方向垂直的Y方向，实质上并非是2点固定，而成为接近于1点固定的状态。然而，即便是第1盖构件5A和壳体3如上述那样固定的情况，凸部5A1的导热片4侧的端部也以与导热片4接触的状态被树脂层6埋设，因此能够提高凸部5A1和导热片4接触的稳定性。而且，在本实施方式中，即便在第1盖构件5A的Y方向的纸面背侧的内侧面5A4施加了朝向Z方向上侧的力的情况下，凸部5A1的导热片4侧的端部也会以与导热片4接触的状态被树脂层6埋设，因此能够提高凸部5A1和导热片4接触的稳定性。

在电动机驱动用的逆变器电路(尤其是电车、车载用途)中组入薄膜电容器的情况下，由于通过大电流对薄膜电容器进行充放电，因此更易于产生热。因此，通过在这种用途中利用本实施方式的薄膜电容器，从而能够提供可靠性高的薄膜电容器。

(制造方法)

以下，说明本实施方式的薄膜电容器的制造方法。

(电容器元件形成工序)

说明电容器元件形成工序。首先，使由PP构成的电介质薄膜的单片蒸镀铝，从而形成了形成有蒸镀金属层(蒸镀电极)的金属化薄膜。另外，在本实施方式中，如此作为蒸镀金属而利用铝，但除此之外也可以利用锌、镁等金属、或者混合了这些金属的物质。

接下来，以使宽度方向的端部稍微错开的状态将一个极性用的金属化薄膜和另一个极性用的金属化薄膜重叠卷绕，来制作圆柱状的卷绕体。然后，从卷绕体的径向的两侧按压该卷绕体的曲面状的外周面从而加工成扁平形状(具有两个平面和两个曲面的形状)。进而，通过向加工成扁平形状的卷绕体的相互对置的两个端面喷镀锌，来形成金属喷镀电极11。由此，隔着电介质薄膜而对置的蒸镀金属层与金属喷镀电极11连接的电容器元件1完成。

(汇流条连接工序)

首先，准备：在与正极汇流条2A对置的对置面为了谋求与正极汇流条2A的绝缘而粘附了绝缘纸33的负极汇流条2B；正极汇流条2A；Y电容器7；和GND端子7A。其次，通过软钎焊、电阻焊接，在6个电容器元件1的一个金属喷镀电极11连接正极汇流条2A，在另一个金属喷镀电极11连接负极汇流条2B。此外，通过软钎焊、电阻焊接来连接Y电容器7的一个金属喷镀电极11和GND端子7A的一端，通过软钎焊、电阻焊接来连接Y电容器7的另一个金属喷镀电极和正极汇流条2A。

(密封工序)

首先，准备具备容纳部3A的上方开口型的PPS制的壳体3。壳体3具有呈大致矩形状的矩形环状端面3B，以使得包围容纳部3A的开口。

将在电容器元件排列方向(X方向)的正极汇流条2A的端部以及负极汇流条2B的端部分别设置的保持部2A1和保持部2B1载置为钩挂在壳体3的矩形环状端面3B的给定的位置，从而将连接正极汇流条2A和负极汇流条2B的6个电容器元件1以及两个Y电容器7容纳于壳体3的容纳部3A。此时，与Y电容器7的一个金属喷镀电极连接的GND端子7A的另一端部也与矩形环状端面3B相接，以使得其贯通孔与矩形环状端面3B所设置的螺钉孔重合。

接下来，在负极汇流条2B的与金属喷镀电极连接面相反的一侧的导热构件配置面，配置绝缘纸、丙烯酸系树脂所构成的导热片4。其次，将例如铝等金属所构成的第1盖构件5A配置在壳体3的矩形环状端面3B之上以覆盖壳体3的容纳部3A的开口，并且使第1盖构件5A的与导热片4对置的一侧所设置的凸部5A1和导热片4接触。然后，利用埋入壳体3的螺母和螺钉8，将第1盖构件5A和GND端子7A螺钉固定于壳体3。另外，正极汇流条2A的正极外部端子部2A2以及负极汇流条2B的负极外部端子部2B2在壳体3以及第1盖构件5A的外部露出。

图5是说明用于形成电容器元件密封用的树脂层6的树脂液注入的示意立体图。为了易于理解，省略了壳体3的容纳部3A所容纳的电容器元件1等构件。如图5所示，从由壳体3的矩形环状端面3B的一部分和第1盖构件5A的缺口部5A2形成的开口(树脂液注入口)6A向容纳部3A注入高温的树脂液，如图3所示在壳体3的容纳部3A的表面3A1与电容器元件1、汇流条2等之间的间隙填充树脂液，并进行冷却，从而形成树脂层6。树脂层6完全覆盖导热片4，并且至少覆盖凸部5A1的导热片4侧的端部。即，第1盖构件5A的凸部5A1具有被埋设于树脂层6的部分。

其次，如图5的箭头标记E那样，在第1盖构件5A的缺口部5A2所设置的台阶部5A5嵌入第2盖构件5B的台阶部5B1来固定第2盖构件5B，以使得由第2盖构件5B堵塞树脂液注入口6A，从而完成本实施方式的薄膜电容器。

根据本实施方式，由于盖构件5构成为分割成第1盖构件5A和第2盖构件5B，因此在形成树脂层6时，能够通过由壳体3的矩形环状端面3B的一部分和第1盖构件5A的缺口部5A2形成的开口来设置树脂液注入口6A，从而具有能够有效地注入树脂液的效果。此外，由于能够通过将第2盖构件5B固定于壳体3来盖上树脂液注入口6A，因此能够谋求耐湿性能的提升，此外，由于第2盖构件5B还作为散热构件发挥功能，因此能够通过第2盖构件5B有效地释放从电容器元件1传导的热。

此外，在本实施方式中，第2盖构件5B具有向电容器元件1侧突出的凸部5B2，第2盖构件5B的凸部5B2与第2盖构件5B的台阶部5B1相比配置至更靠近树脂层6的附近。由此，在本实施方式中，能够通过第2盖构件5B的凸部5B2更有效地释放从电容器元件1传导的热。

另外，通过将第2盖构件5B配设于容纳部3A的开口的长边方向的中央部，从而能够将注入的树脂液有效且可靠地填充至壳体3的容纳部3A的表面3A1与电容器元件1、汇流条2之间所形成的间隙。

在本实施方式中，虽然导热构件由一个导热片构成，但并不限定于此。例如，可以利用将相同材料的两个导热片堆叠后的结构。此外，将材料/形状不同的构件、例如一个绝缘纸和一个金属板重叠后的结构、将一个绝缘纸和一个丙烯酸树脂板重叠后的结构也属于本发明的导热构件的技术范围。

工业上的可利用性

能够提供散热性能进一步提升的薄膜电容器。

本发明的薄膜电容器能够使得散热性能提升。因此，作为在严酷的外部环境下利用的混合动力车用的薄膜电容器，也能够适当采用。

符号说明

1 电容器元件

11 金属喷镀电极

2 汇流条

2A 正极汇流条

2B 负极汇流条

3 壳体

3A 容纳部

3A1 容纳部的表面

3B 矩形环状端面

4 导热片(导热构件)

5 盖构件

5A 第1盖构件

5A1 凸部

5A2 缺口部

5A3 外侧面

5A4 内侧面

5A5 台阶部

5B 第2盖构件

5B1 台阶部

6 模制树脂层

6A 模制树脂注入口

7 Y电容器

7A GND端子

8 螺钉