電容器模塊、制造其的方法以及具有其的車用逆變器的制造方法
【專利說明】電容器模塊、制造其的方法以及具有其的車用逆變器
[0001]相關(guān)技術(shù)的交叉引用
[0002]本申請要求遞交日為2013年12月31日的韓國專利申請N0.10-2013-0168240的權(quán)益,其全部內(nèi)容通過引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的示例性實施方式涉及一種電容器模塊，特別涉及一種使用多層陶瓷片電容器(MLCC)的電容器模塊，以及制造其的方法。
[0004]此外，本發(fā)明的示例性實施方式涉及一種使用多層陶瓷片電容的電容器模塊的車用逆變器。
【背景技術(shù)】
[0005]在車用逆變器中，直流(DC)電容器并聯(lián)電連接在電池和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)之間，以整流電力和吸收開關(guān)噪聲，由此穩(wěn)定電力系統(tǒng)。這種DC電容器通常配置有具有良好的耐久性能的薄膜型電容器。
[0006]通常，薄膜型電容器通過繞組、切割和壓縮金屬沉積聚丙烯薄膜，然后將壓縮的薄膜放入聚苯硫醚(PPS)盒中，以模塊的形式使用。
[0007]但是，盡管具有良好的耐久性，由于這種薄膜型電容器重且大，薄膜型電容器不利于減少逆變器的尺寸和重量。此外，這種薄膜型電容器是車輛燃油效率方面的弱點。
[0008]此外，當需要達到100°C或者更高的溫度規(guī)格時，薄膜材料的成本急劇增加，因此薄膜型電容器是材料成本方面的較大弱點。
[0009]因此，現(xiàn)有技術(shù)試圖用多層陶瓷片電容器(MLCC)來替代這種薄膜型電容器。
[0010]但是，這種多層陶瓷片電容器(MLCC)僅用于較低電容(或較低電流)，而且安裝在低電壓印刷電路板(PCD)上以封裝的形式使用。這種封裝形式如圖1所示。
[0011]參照附圖1，多個圖案111、112和113形成在PCBllO上，以及多個多層陶瓷片電容器(MLCCs) 141和142通過焊接并排安裝在多個圖案111、112和113上。另外，引導(dǎo)部120和121通過焊接與多個圖案111、112和113電連接。
[0012]但是，當封裝結(jié)構(gòu)的多個多層陶瓷片電容器用作車輛用的DC電容器時，多層陶瓷片電容器的尺寸增加幾十倍以便使得其電容從幾UF增加至數(shù)百yF。
[0013]此外，其中焊接有在PCB上用作數(shù)字電路的較小電容器的MLCC的封裝技術(shù)方案，在包括振動、沖擊和熱沖擊等的車輛環(huán)境下的性能差，。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的實施方式針對一種尺寸小且可具有足夠電容的電容器模塊，以及一種制造其的方法。
[0015]本發(fā)明的另一個實施方式針對一種考慮了在高電壓和/或高電流電流中重要的振動、沖擊和溫度特性，來設(shè)計封裝設(shè)計的電容器，以及一種制造其的方法。
[0016]本發(fā)明的其他目的和優(yōu)勢可通過以下描述來理解，并且參考本發(fā)明的實施方式會變得明顯。此外，本發(fā)明的目的和優(yōu)勢可由所要求的手段和其組合來實現(xiàn)對本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。
[0017]提供的電容器模塊具有足夠的電容，盡管尺寸較小。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，一種電容器模塊包括:殼體，其被配置為具有形成在其一表面的開口部；以及多個多層陶瓷片電容器陣列，其設(shè)置在所述開口部的里面，并被配置為包括設(shè)置在其中的多個多層陶瓷片電容器(MLCCs)。
[0019]在這種情況下，所述多層陶瓷片電容器陣列可包括:多個母線；以及所述多個多層陶瓷片電容器被配置為具有形成在其下端的兩側(cè)的一對引導(dǎo)部，以便被粘合在多個所述母線上。
[0020]此外，所述粘合可以焊接的方式實現(xiàn)。
[0021]此外，所述多個多層陶瓷片電容器可具有大容量。
[0022]此外，所述多層陶瓷片電容器可配置為電容為20至40 μ F的電容單元來實施。
[0023]此外，所述多個母線的材料可為鋁和鋁合金中的一個。
[0024]此外，所述殼體的材料可包括聚苯硫醚、碳纖維增強塑料、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺和聚甲醛樹脂構(gòu)成的組中的一個或多個。
[0025]此外，所述開口部可被填充有成型材料且在安裝所述多層陶瓷片電容器陣列后可被熱固化。
[0026]此外，所述成型材料可屬于環(huán)氧樹脂系列或硅樹脂系列。
[0027]此外，所述多個多層陶瓷片電容器可彼此串聯(lián)電連接。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，一種車輛用逆變器包括:外殼；安裝在所述外殼的底表面的開關(guān)元件；以及與所述開關(guān)元件電連接的電容器模塊；其中所述電容器模塊包括:殼體，其被配置為具有形成在其一表面的開口部；以及多個多層陶瓷片電容器陣列，其設(shè)置在所述開口部的里面，并被配置為包括設(shè)置在其中的多個多層陶瓷片電容器(MLCCs)
[0029]在這種情況下，所述車輛用逆變器可為集成了驅(qū)動軸的逆變器和集成了車輪的逆變器中的一個。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，一種制造電容器模塊的方法，包括:
[0031]以預(yù)定的間隔設(shè)置多個母線；在所述多個母線上粘合多個多層陶瓷片電容器，以形成多層陶瓷片電容器陣列；在殼體上安裝所述多層陶瓷片電容器陣列；以及在所述殼體中填充成型材料。
【附圖說明】
[0032]圖1是一般低電容多層陶瓷電容器封裝的概念圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實施方式的高電壓大電容的電容器模塊的結(jié)構(gòu)的概念圖；
[0034]圖3是圖2示出的盒體的后視圖；
[0035]圖4是使用本發(fā)明實施方式的高電壓大容量的電容器模塊的車輛用逆變器的結(jié)構(gòu)的內(nèi)部立體圖；
[0036]圖5是本發(fā)明實施方式的高電壓大容量的電容器模塊的制造過程的流程圖；
[0037]圖6是根據(jù)圖5描述的步驟S520，通過在母線上粘合多層陶瓷電容器(MLCCs)來制造多層陶瓷電容器陣列的狀態(tài)的立體圖；
[0038]圖7是根據(jù)圖5描述的步驟S530，將多層陶瓷電容器陣列安裝在殼體上的狀態(tài)的立體圖；
[0039]圖8是根據(jù)圖5描述的步驟S540，盒體成型的狀態(tài)的立體圖。
【具體實施方式】
[0040]以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進行更詳細的描述。但是，本發(fā)明可包括不同形式，而且不應(yīng)該被解釋為限于本文所闡述的實施方式。當然，這些實施方式的提供使得本公開全面和完整，以及向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達本發(fā)明的保護范圍。在本公開中，在本發(fā)明的所有附圖和實施方式中，相同的附圖標記表示相同的部件。
[0041]在每個附圖中，相同的附圖符號用于描述相同的元件。
[0042]盡管術(shù)語像第一、第二等用來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)該被這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語可能用于將一個元件與另一個元件進行區(qū)分的目的。
[0043]例如，在不脫離本發(fā)明的權(quán)益范疇內(nèi)，第一元件可被稱為第二元件，類似地，第二元件也可被稱為第一元件。術(shù)語和/或包括多個相關(guān)描述的術(shù)語的組合或者多個相關(guān)描述的術(shù)語中的任何一個。
[0044]除非有特別的限定，本文所使用的所有術(shù)語包括通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的具有相同含義的技術(shù)或科學術(shù)語。
[0045]除非本申請有明確的限定，這些術(shù)語，如詞典所限定的那些，通常應(yīng)該解釋為與在相關(guān)技術(shù)背景中相匹配的含義，而不是解釋為理想的或者過于機械的含義。
[0046]以下，結(jié)合附圖通過示例性的實施方式對本發(fā)明的電容器模塊、制造其的方法以及具有其的逆變器進行如下介紹。
[0047]圖2是本發(fā)明實施方式的高電壓大容量的電容器模塊200的結(jié)構(gòu)的概念圖。參考圖2，電容器模塊200可被配置為包括殼體210，其具有形成在其一側(cè)的開口部，且在該開口部設(shè)置有多層陶瓷片電容器陣列280。
[0048]多層陶瓷片電容器陣列280可被以這種方式配置:多個多層陶瓷片電容器(MLCCs) 240與母線230電連接，并且并聯(lián)設(shè)置。但是，本發(fā)明并不限于此，而且多個多層陶瓷片電容器(MLCCs) 240可以串聯(lián)形式或者串聯(lián)和并聯(lián)混合的形式設(shè)置。
[0049]殼體210的功能可以是組裝多層陶瓷片電容器陣列280，以及作為成型材料的容器。為此，殼體210可具有頂部表面是開放的、內(nèi)部區(qū)域具有恒定的高度，以及側(cè)面被側(cè)壁阻擋的結(jié)構(gòu)。此外，殼體210被配置為多邊形的形狀，以便在逆變器中被組裝，以及可具有在其側(cè)表面形成的三個逆變器固定部260。
[0050]殼體210可具有在其下端側(cè)表面形成的結(jié)合端子250，該結(jié)合端子250將與配置在逆變器中的電路元件電連接。
[0051]殼體210的材料可從聚苯硫醚(PPS)、碳纖維增強塑料(CFRP)、聚對苯二甲酸(PBT)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺(PA)和聚甲醛(POM)樹脂構(gòu)成的組中選擇一個。也可使用這些材料的組合。
[0052]多個多層陶瓷片電容器(MLCCs) 240可配置為電容為約20 μ F至約40 μ F的單元，以使得以陣列形式組裝到殼體210。通常，傳統(tǒng)的多層陶瓷片電容器(MLCC)被配置為介電層(未圖示)和內(nèi)電極層(未圖示)相互交叉的層結(jié)構(gòu)。
[0053]此外，傳統(tǒng)的多層陶瓷片電容器(MLCC)只提供低電容(即低電流)，以及以在低電壓PCB上安裝并使用的封裝形式配置。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，為了使用MLCC作為綠色車輛用的直流電流(DC)電容器，在不增加MLCC的尺寸和電容的情況下，MLCC必須被安裝在殼體210上。
[0054]為此，MLCC必須能具有大電容，盡管具有較小的尺寸。為此，多層陶瓷片電容器(MLCCs) 240可配置為具