一种电容封装结构

文档序号:155013 发布日期:2021-10-26 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种电容封装结构 (Capacitor packaging structure ) 是由 姜健偉 于 2021-08-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电容封装结构,所述气密封装结构包括电容单元、金属上盖、与所述金属上盖固定连接的金属基座,以及用于隔绝所述电容单元与所述金属基座的绝缘件;所述金属基座与所述金属上盖形成用于容纳所述电容单元的腔体;所述电容单元包括电容本体,与所述电容本体电性连接的引脚,所述引脚穿设所述金属基座并与其他电子元件连接;所述绝缘件设置于所述金属基座与所述引脚之间。本发明采用金属材质作为封装外壳,现有对金属材质的工艺能够将金属做到非常轻薄,因此,即便电容片的体型较大,整个电容封装结构也能够保持非常小的体积。(The invention discloses a capacitor packaging structure which comprises a capacitor unit, a metal upper cover, a metal base fixedly connected with the metal upper cover and an insulating part for isolating the capacitor unit from the metal base, wherein the metal base is provided with a plurality of grooves; the metal base and the metal upper cover form a cavity for accommodating the capacitor unit; the capacitor unit comprises a capacitor body and pins electrically connected with the capacitor body, and the pins penetrate through the metal base and are connected with other electronic elements; the insulator is arranged between the metal base and the pins. According to the invention, the metal material is adopted as the packaging shell, and the metal can be very light and thin by the existing metal material process, so that the whole capacitor packaging structure can keep very small volume even if the size of the capacitor plate is larger.)

一种电容封装结构

技术领域

本发明涉及电子元件,特别涉及一种电容封装结构。

背景技术

传统的电容采用的是卷绕式将正极、负极以及电解纸缠绕在一起,做成圆柱体,然后加入电解液等,形成卷绕式的电容器。这种方式导致形成的电容元件在体型上存在很大的限制,在工业生产上,现有的生产工艺以及接近极限。因此固态叠层高分子电容应运而生。

固态叠层高分子电容,也被称为片式导电聚合物叠层电容(Multilayer polymercapacitor,MLPC),它是一种被广泛使用的电容元件。它是将多篇沉淀有导电聚合物的电容点击并焊接在一起,最后用树脂以及碳浆银浆封装,形成固态铝电容器。

将电容层叠后需要将其进行封装,目前最常采用的方式是将电容片层叠在导线架上,其中,正极部分通过激光焊接,将正极的氧化铝打穿,而实现正极的导通以及固定,而负极部分通过银浆实现导通以及与导线架的固定,最后在用绝缘的塑料对整体进行封装。而塑料材质本身具有不耐水,氧化后气密性以及可靠性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有的电容封装结构,针对现有技术的不足,提供一种电容封装结构。

为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:

一种电容封装结构,包括:

电容单元、金属上盖、与所述金属上盖固定连接的金属基座,以及用于隔绝所述电容单元与所述金属基座的绝缘件;

所述金属基座与所述金属上盖形成用于容纳所述电容单元的腔体;

所述电容单元包括电容本体,与所述电容本体电性连接的引脚,所述引脚穿设所述金属基座并与其他电子元件连接;

所述绝缘件设置于所述金属基座与所述引脚之间。

所述电容封装结构,其中,所述绝缘件包括绝缘套;

所述引脚与所述金属基座之间套设有所述绝缘套。

所述电容封装结构,其中,所述绝缘套的材质为玻璃材质。

所述电容封装结构,其中,所述引脚包括与所述电容单元连接的支撑部、套设于所述绝缘套的中间部以及与其他电子元件连接的延伸部;

所述支撑部的横截面大于中间部的横截面,且小于绝缘套的横截面,所述支撑部的顶部与所述电容本体电性连接,所述支撑部的底部与所述绝缘套抵接。

所述电容封装结构,其中,所述中间部的长度大于所述金属基座的高度;

所述延伸部与所述金属基座的底部存在间隙。

所述电容封装结构,其中,所述绝缘件包括绝缘垫片,所述金属基座、所述引脚的延伸部与所述绝缘垫片抵接。

所述电容封装结构,其中,所述绝缘垫片的底部设有引脚的极性标记。

所述电容封装结构,其中,所述上盖本体的四个角为圆角。

所述电容封装结构,其中,所述绝缘垫片包裹所述金属基座的四角。

所述电容封装结构,其中,所述金属上盖包括上盖本体,以及所述上盖本体的边缘向外水平延伸形成的延伸盖;

所述金属基座设有与所述延伸盖相互配合的凹槽。

有益效果:与现有技术相比,本发明提供了一种电容封装结构,所述电容封装结构采用金属材质作为封装外壳,现有对金属材质的工艺能够将金属做到非常轻薄,因此,即便电容片的体型较大,整个电容封装结构也能够保持非常小的体积。而金属材质的重要缺陷在于金属材质具有导电性,因此,在电容单元与封装外壳之间设置绝缘件,实现电容单元与封装外壳之间的绝缘。

附图说明

图1为本发明提供的电容封装结构的爆炸图。

图2为本发明提供的电容封装结构的剖视图。

图3为本发明提供的电容封装结构的第一个立体视图。

图4为本发明提供的电容封装结构的第二个立体视图。

图5为本发明提供的电容封装结构中无金属上盖时电容封装结构的立体视图。

图中标注的含义为:

100,封装外壳;110,金属上盖;110a,上盖本体;110b,延伸盖;120,金属基座;200,电容单元;210,电容本体;211,隔离胶;212,正极侧;213,负极侧;214,导电胶;215,电容片;220,引脚;220a,支撑部;220b,中间部;220c,延伸部;221,第一引脚;222,第二引脚;230,夹持组件;230a,弹片;230b,夹持部;231,第一水平部;232,折角部;233,第二水平部;234,抓取段;235,通孔;300,绝缘件;310,绝缘套;320,绝缘垫片;321,极性标记。

具体实施方式

本发明提供一种电容封装结构,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下面结合附图,通过对实施例的描述,对发明内容作进一步说明。

虽然气密封装还可以采用陶瓷构建腔体放置电容,但是以陶瓷形成的腔体,电容片越大,腔体所需要的深度越深,而陶瓷的厚度较厚,因此,当电容片的体型较大时,整个电容封装结构的体积就非常大,不利于尺寸的微缩,同时造成成本的提高。

现有对金属材质的工艺能够将金属做到非常轻薄,因此,即便电容片的体型较大,整个电容封装结构也能够保持非常小的体积。而金属材质的重要缺陷在于金属材质具有导电性,因此,为了实现以金属材质作为电容结构的外壳,需要对现有的封装结构进行改进。

本方案提供了一种电容封装结构。该电容封装结构主要用于固定以及安装MLPC,但也可应用于其他的电容安装。

如图1所示,电容封装结构主要分为两个部分,一个是封装外壳100,一个是电容单元200。电容单元200主要包括电容本体210以及从电容本体210引出的引脚220。本实施例中,电容本体210主要指MLPC,引脚220穿设金属基座120并且与其他电子元件连接。而由于引脚220连接的正负极不同,将引脚220分为与正极连接的第一引脚221,以及与负极连接的第二引脚222。第一引脚221以及第二引脚222的数量可为多个,如图1所示,第一引脚221和第二引脚222的数量为2。

封装外壳100内部有一个腔室,电容单元200设置于封装外壳100内部的腔室中。

为了实现对电容单元200的高气密性封装,本方案中壳体的主要材质为金属材质,包括金属上盖110以及与金属上盖110固定连接的金属基座120。金属上盖110与金属基座120之间形成用于容纳电容单元200的腔体。

由于金属具有导电性,因此,在电容单元200与封装外壳100之间还设有绝缘件300。金属上盖110一般与电容单元200并不直接联系,因此绝缘件300主要用于隔绝电容单元200与金属基座120。

金属基座120与电容单元200可能存在直接接触的地方存在三处,第一处为电容本体210的底部以及金属基座120的上表面,第二处为引脚220穿设金属基座120时引脚220与金属基座120之间,第三处为金属基座120的下表面与引脚220的延伸部c,延伸部c是指引脚220从中间部220b延伸并与其他电子元件连接的部分。

如图1和图2所示,为了避免上述可能存在直接接触,绝缘件300包括绝缘套310,绝缘套310是指能够实现绝缘的套装结构,绝缘套310的材质可以为绝缘塑料,例如聚氯乙烯,聚丙烯。本实施例中,绝缘套310相当于镶嵌在在封装外壳100的内部,因此,若绝缘套310内部出现问题,在外部很难看出,且难以更换。因此,在本实施例中,绝缘套310的材质为绝缘玻璃,一方面由于玻璃的透明性,通过外形检测就可发现裂缝或损伤,另一方面,绝缘玻璃的机械强度高,不容易产生裂缝,且难老化,稳定性强。

为了避免另外两种直接接触方式,引脚220分为与电容单元200直接连接的支撑部220a,套设于所述绝缘套310的中间部220b,以及延伸部c。在第一种实现方式中,绝缘套310将支撑部220a以及延伸部c也套设,一起支撑电容单元200,保证电容单元200与金属基座120绝缘。但这种方式不方便将引脚220与电容单元200连接,以及引脚220的延伸。

而在第二种实现方式中,支撑部220a为横截面大于中间部220b的横截面,且小于绝缘套310的横截面,支撑部220a与绝缘套310之间相互抵接,由于支撑部220a的存在,金属基座120于电容单元200之间存在间隙,两者不再直接接触,且由于中间部220b的长度大于金属基座120的厚度,因此延伸部c于金属基座120的底部也不存在直接接触,实现了金属基座120与电容单元200的绝缘。

虽然延伸部c也可采用类似的方式实现绝缘,或者将引脚220的中间部220b的长度大于金属底座的高度,因此延伸部c与金属底座之间也存在间隙,实现两者之间的绝缘。

但上述方式应用在延伸部c和金属基座120时,将电容封装结构安装在元器件载体上时,引线较为脆弱。因此,在本实施的第三种实现方式中,绝缘件300包括绝缘垫片320,绝缘垫片320安装于金属基座120和引脚220的延伸部c之间。绝缘垫片320具有弹性,能够为电容的气密性封装在安装后提供更多的弹性,而且将金属基座120与引脚220的延伸部c完全绝缘。由于绝缘垫片320是设置与金属基座120与引脚220之间,因此,如果存在破损,可能方便替换。

为了便于识别引脚220中的第一引脚221以及第二引脚222,在绝缘垫片320的底部还设有引脚220的极性标记321,如图3所示,第一引脚221对应的极性标记321为“-”,表示后续连接电子元件的正极,第二引脚222对应的极性标记321为“+”,代表后续连接电子元件的负极。

金属上盖110包括上盖本体110a以及上盖本体110a的边缘向外水平延伸形成的延伸盖110b。同时,金属基座120设有与延伸盖110b相互配合的凹槽,当金属上盖110与上盖本体110a合盖时,延伸盖110b与金属基座120的凹槽相互配合。为了实现金属上盖110与金属基座120的固定连接,在延伸盖110b与凹槽之间采用焊接、点胶等方式将两者连接,提高整个电容封装结构的气密性。

为了减少金属基座120的成本,本实施例中,金属基座120的凹槽为金属基座120边缘的缺口。若金属基座120收到冲击,金属上盖110可能也会受到影响,而在金属基座120最容易受到冲击的区域为金属基座120的四角,因此,本实施例中,绝缘垫片320至少包括金属基座120的四角。

进一步地,如图4所示,为了提高上盖的抗压能力,上盖本体110a的四角设置为圆角,圆角在面临冲击时,通过圆角的弧面,能将压力进行分散。

当需要的电容值越大时,电容片215的数量、形成的电容本体210的尺寸以及厚度也会越来越大。厚度和尺寸的增大也对基于电容封装结构的抗震能力带来了挑战。

在本市实施例中,对电容单元200进行改进,在原有的电容本体210以及引脚220的基础上,增加了用于夹持电容主体的夹持组件230,引脚220不再与电容本体210直接连接,而是与夹持组件230连接。夹持组件230本身具有导电性,因此电容本体210能够通过夹持组件230与引脚220连接。同时,夹持组件230包括夹持电容主体的夹持部230b,还包括与引脚220连接的弹片230a。

具有弹片230a的夹持组件230,一方面能够将电容本体210进行夹持,起到固定电容本体210的作用,一方面,弹片230a具有弹性,当外界存在撞击或振动时,弹片230a的弹性能够起到缓冲的作用,从而提高了抗震能力。

进一步地,如图1和图5所示,若电容为MLPC,则电容本体210由若干个电容片215组成,MLPC的正极是铝箔,不具备导电性,因此预先要将电容片215的正极用激光点打穿,露出铝,然后通过导电胶214与其他的电容片215实现电性连接。导电胶214可包括金导电胶214、银导电胶214等。而为了正极和负极的平衡,在正极侧212以及负极侧213都通过导电胶214与其他电容片215电性连接。而在电容片215上,为了将正极与负极分割开,在导电片中间还是有隔离胶211。

此外,在电容本体210的侧壁与夹持组件230的夹持部230b之间还通过导电胶214进行连接,一方面提高夹持组件230与电容本体210之间导电性,另一方面也提高了夹持组件230与电容本体210之间的稳定性。

弹片230a包括第一水平部231、第二水平部233以及连接第一水平部231和第二水平部233的折角部232。第一水平部231的底部与所述引脚220电性连接,而第二水平部233与夹持部230b连接。由于夹持组件230本身是导电的,因此,夹持部230b与电容本体210的侧壁电性连接,可通过第二水平部233、折角部232以及第一水平部231传递给引脚220。

为了提高电传导的能力,本实施例中,第二水平部233的上表面设有用于与电容本体210的底部典型连接的导电件,优选的导电件为上述导电胶214。

夹持部230b包括抓取段234,抓取段234是起到抓取作用的区段。本实施例中,在抓取段234中设置通孔235,便于在安装时将电容本体210安装于夹持组件230中,以及便于点胶。

在采用电容封装结构封装电容时,先将未处理过的电容片215放置在夹持组件230上,然后对夹持组件230的弹片230a折脚,对电容进行扣紧。

对电容片215进行导通,导通过程会将铝箔打穿,露出铝,采用银胶将电容片215的正极连接,同时对电容片215的负极采用银胶进行联通,形成电容本体210。然后将电容本体210与引脚220,并将引脚220穿过套设了绝缘套310的金属基座120。预先在金属基座120的底部贴附有绝缘垫片320,引脚220穿过绝缘垫片320并向外延伸,形成延伸部c。最后将金属上盖110与金属基座120合盖并采用焊接等方式固定,得到本实施例中的封装有电容的封装结构。

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