專利名稱：高電壓貫穿型電容器以及磁控管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及，高電壓貫穿型電容器以及具有由該高電壓貫穿型電容器構(gòu)成的濾波器的磁控管。
背景技術：
現(xiàn)有的這種高電壓貫穿型電容器，已在例如特開平8-316099號公報和實開平4-40524號公報等中公開。其一般結(jié)構(gòu)如下所述。在構(gòu)成電容器的介電陶瓷上，有兩個隔著間隔形成的通孔。在介電陶瓷的、通孔從中開口的兩個面上，設置彼此獨立的獨立電極以及相對于獨立電極為公共的公共電極。公共電極，通過錫焊等手段固定在接地金屬件的豎立部上。貫穿導體從電容器的通孔以及接地金屬件的通孔中貫穿。將該貫穿導體，用電極連接體等錫焊在電容器的獨立電極上。在接地金屬件的豎立部的外周，插裝將電容器包圍起來的絕緣外殼。在接地金屬件的另一側(cè)上，插裝將貫穿導體包圍起來的絕緣罩。絕緣罩是與接地金屬件的豎立部的內(nèi)周面緊密接觸地安裝的。此外，在絕緣外殼和被絕緣外殼包圍的電容器的內(nèi)外，填充環(huán)氧樹脂等熱固性絕緣樹脂，以確保其防潮性及絕緣性。
但是，絕緣樹脂，只是與接地金屬件的豎立部的內(nèi)、外周面、絕緣外殼的內(nèi)周面以及電容器的內(nèi)、外表面緊密接觸地填充的，彼此之間處于非粘接狀態(tài)。因此，隨著絕緣樹脂固化收縮時產(chǎn)生應力以及使用時反復產(chǎn)生應力，會在介電陶瓷與絕緣樹脂之間產(chǎn)生間隙，進而也會在絕緣樹脂與絕緣外殼的內(nèi)周面和接地金屬件之間的分界處產(chǎn)生間隙。
作為產(chǎn)生上述間隙的主要原因，可列舉出，環(huán)氧樹脂等熱固性絕緣樹脂固化收縮時產(chǎn)生的應力、以及、構(gòu)成電容器的介電陶瓷的電致伸縮現(xiàn)象所引起的應力。
構(gòu)成電容器的介電陶瓷，由以鈦酸鋇為主成分的介電陶瓷構(gòu)成。這種介電陶瓷是屬于壓電晶體類的強介質(zhì)。屬于壓電晶體類的強介質(zhì)顯示出反壓電效應。因此，施加交流高電壓時，將在構(gòu)成電容器的介電陶瓷的內(nèi)部產(chǎn)生機械能。
例如，在將這種高電壓貫穿型電容器，在微波爐的磁控管中作為濾波器使用的場合，使磁控管振蕩的交流高電壓將施加在電容器上。一旦施加交流高電壓，在介電陶瓷的內(nèi)部，由于前述反壓電效應，電能被轉(zhuǎn)換為機械能。因此，介電陶瓷在施加電壓時會伸展、未施加時收縮而恢復到原來狀態(tài)。
為了使微波爐的磁控管振蕩，要施加頻率為工頻或20kHz～40kHz的4kV0-P左右的電壓。此外，在磁控管即將開始振蕩之前要施加0～40kVP-P的過渡電壓。構(gòu)成電容器的介電陶瓷，在上述交流電壓下將反復伸縮。將這種現(xiàn)象稱作介電陶瓷的電致伸縮現(xiàn)象。
該電致伸縮現(xiàn)象，是導致介電陶瓷與絕緣樹脂之間、進而絕緣樹脂與絕緣外殼的內(nèi)周面和接地金屬件之間的分界處產(chǎn)生間隙的重要原因。因此，現(xiàn)有的這種高電壓貫穿型電容器，存在著會在短時間內(nèi)因性能變差和電極之間短路而發(fā)生問題的可能性。
此外，作為性能變差的其它原因，還可以列舉出，介電陶瓷的陶瓷體槽部中阻燃劑的沉降。
迄今一般使用的絕緣樹脂，是含有添加型阻燃劑六溴代苯的環(huán)氧樹脂。在這種場合，由于阻燃劑含有較大的條狀顆粒，因而阻燃劑的比重大于基礎樹脂，具有產(chǎn)生沉降而存在于絕緣界面各處的傾向。作為阻燃劑，其本身的絕緣性低于基礎樹脂，而且還會對基礎樹脂與陶瓷體二者的緊密接觸強度產(chǎn)生不良影響。阻燃劑的沉降，還會帶來初始擊穿電壓值離散、高溫負荷性能只能保持較短時間等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是，提供這樣一種高可靠性的高電壓貫穿型電容器、以及、將該高電壓貫穿型電容器作為濾波器組裝于其中的磁控管，即，可增大絕緣外殼和接地金屬件與填充于外殼側(cè)的內(nèi)部的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力、以及、電容器與填充于其周圍的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力，阻止彼此之間的界面發(fā)生剝離，避免性能變差和發(fā)生電氣短路。
為實現(xiàn)上述任務，本發(fā)明所涉及的高電壓貫穿型電容器，包括至少一個接地金屬件、至少一個電容器、至少一個貫穿導體、至少一個絕緣管、至少一個絕緣外殼、以及、絕緣樹脂。
所說接地金屬件，在其一側(cè)具有豎立部，所說豎立部具有從一側(cè)向另一側(cè)貫通的通孔以及與所說通孔相連的內(nèi)部空間。
所說電容器，以，包括具有通孔的介電陶瓷、并在所說介電陶瓷的所說通孔開口的兩面具有電極，而構(gòu)成，所說電極之一方固定在所說接地金屬件的所說一側(cè)上。
所說貫穿導體，從所說電容器以及所說接地金屬件中貫穿，連接在所說電極之另一方上而與之導通。所說絕緣管，以包覆在所說貫穿導體上的狀態(tài)設置。
所說絕緣外殼，設在所說接地金屬件的一側(cè)上，其一端嵌入在所說豎立部的所說外周上。所說絕緣樹脂，填充于所說絕緣外殼的內(nèi)部以及所說接地金屬件的所說內(nèi)部空間內(nèi)，并填充于所說電容器的周圍，在所說絕緣罩的內(nèi)部填充于所說電容器的周圍。
所說絕緣外殼側(cè)的絕緣樹脂，由含有溴系阻燃劑的環(huán)氧樹脂構(gòu)成，所說溴系阻燃劑，是溴代芳香族縮水甘油醚(臭素化芳香族グリシジルエ-テル)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的高電壓貫穿型電容器，當用于微波爐的磁控管中時，以貫穿導體作為給電端子，將電容器連接在該貫穿端子和作為接地電位的接地金屬件之間，通過電容器的濾波作用可將從貫穿導體中通過的噪音吸收。
此外，由于接地金屬件具有通孔，電容器也具有貫通介電陶瓷的通孔，因此，能夠?qū)⑾鄬τ诘貫楦唠娢坏呢灤┒俗樱诖_保由通孔形成足夠的電氣絕緣的情況下，安裝在接地電位的接地金屬件和電容器的電極之一方之間。
再有，由于絕緣樹脂填充于絕緣外殼的內(nèi)部以及接地金屬件的內(nèi)部空間內(nèi)，并且絕緣樹脂填充于電容器的周圍，因此，在高溫負荷試驗和耐濕負荷試驗等可靠性試驗中、以及、在高溫潮濕環(huán)境下使用等場合的可靠性得以提高。
本發(fā)明的特征在于，在上述一般性結(jié)構(gòu)中，作為絕緣外殼側(cè)的絕緣樹脂，使用的是含有溴系阻燃劑的環(huán)氧樹脂，溴系阻燃劑使用的是溴代芳香族縮水甘油醚。
溴代芳香族縮水甘油醚雖為液態(tài)，但所含有的顆粒很細因而能夠減輕顆粒的沉降，絕緣樹脂界面的緊密接觸性可得以保持。固此，可增大絕緣外殼和接地金屬件與填充于外殼內(nèi)部的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力、以及、電容器與填充于其周圍的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力，因而，即便是絕緣樹脂發(fā)生固化收縮、或者使用時介電陶瓷發(fā)生電致伸縮現(xiàn)象，也完全能夠承受因此而產(chǎn)生的機械應力。因此，能夠提供一種，可阻止絕緣外殼和接地金屬件與填充于外殼內(nèi)部的絕緣樹脂之間的界面、以及、電容器與填充于其周圍的絕緣樹脂之間的界面發(fā)生剝離，避免性能變差和發(fā)生電氣短路的高可靠性的高電壓貫穿型電容器。
本發(fā)明還公開了一種將本發(fā)明所涉及的高電壓貫穿型電容器作為濾波器組裝于其中的磁控管。
對于本發(fā)明的其它目的、構(gòu)成、以及優(yōu)點，將結(jié)合附圖進行更詳細的說明。而附圖只是單純列舉示例而已。
根據(jù)以上所述，根據(jù)本發(fā)明，可獲得下述效果。
(a)可提供一種，可增大絕緣外殼和接地金屬件與填充于外殼側(cè)內(nèi)部的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力、以及、電容器與填充于其周圍的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力，阻止彼此之間的界面發(fā)生剝離，避免性能變差以及發(fā)生電氣短路的高可靠性的高電壓貫穿型電容器。
(b)可提供一種將高電壓貫穿型電容器作為濾波器組裝于其中的高可靠性的磁控管。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的高電壓貫穿型電容器的一個例子的正視剖視圖。
圖2是圖1所示高電壓貫穿型電容器的分解立體圖。
圖3是表2所示交流擊穿電壓試驗結(jié)果的分布圖。
圖4是組裝有本發(fā)明所涉及的高電壓貫穿型電容器的磁控管的局部剖視圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明所涉及的高電壓貫穿型電容器的一個例子的正視剖視圖。圖2是圖1所示高電壓貫穿型電容器的分解立體圖。圖1和圖2所示的高電壓貫穿型電容器，包括接地金屬件1、電容器2、貫穿導體4、5、絕緣外殼6、外側(cè)絕緣樹脂7、內(nèi)側(cè)絕緣樹脂8、絕緣罩9以及由硅酮等制成的絕緣管10、11等。
接地金屬件1，在其一側(cè)具有豎立部111，豎立部111具有通孔112。電容器2，配置在豎立部111上，電極215通過錫焊等手段固定在豎立部111上。貫穿導體4、5，從電容器2上所形成的通孔211、212以及接地金屬件1上所形成的通孔112的內(nèi)部貫穿，經(jīng)電極連接體12、13連接在電極213、214上而與之導通。
外側(cè)絕緣樹脂7，在接地金屬件1的一側(cè)填充于電容器2的周圍，與介電陶瓷210的表面緊密接觸。內(nèi)側(cè)絕緣樹脂8，在接地金屬件1的另一側(cè)填充于電容器2的通孔211、212內(nèi)，與介電陶瓷210的表面緊密接觸。外側(cè)絕緣樹脂7，由含有溴系阻燃劑的熱固性環(huán)氧樹脂構(gòu)成，所說溴系阻燃劑是溴代芳香族縮水甘油醚。
絕緣管10、11，以將貫穿導體4、5位于通孔211、212內(nèi)的部分包覆的狀態(tài)設置。
絕緣外殼6和絕緣罩9可以由聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或改性三聚氰氨等構(gòu)成。絕緣外殼6嵌入在接地金屬件1的豎立部111的外周上。絕緣罩9嵌入在接地金屬件1的豎立部111的內(nèi)周上。外側(cè)絕緣樹脂7填充于絕緣外殼6的內(nèi)部，內(nèi)側(cè)絕緣樹脂8填充于絕緣罩9的內(nèi)側(cè)、接地金屬件1所具有的豎立部111的內(nèi)側(cè)、以及、電容器2的通孔211、212內(nèi)。
構(gòu)成電容器2的介電陶瓷210的組成已眾所周知。作為具體的例子，可列舉出以BaTiO3-BaZrO3-CaTiO3-MgTiO3為主成分、含有一種或多種添加物的組成。
電容器2以其電極215固定在接地金屬件1的一側(cè)上的狀態(tài)設置在接地金屬件1上。貫穿導體4、5，從電容器2以及接地金屬件1中貫穿，連接在電極213、214上而與之導通。因此，當用于微波爐的磁控管中時，可得到這樣一種高電壓貫穿型電容器，即，以貫穿導體4、5作為給電端子，將電容器2連接在該貫穿導體4、5和接地電位的接地金屬件1之間，通過電容器2的濾波作用將從貫穿導體4、5中通過的噪音吸收。
由于接地金屬件1至少具有一個通孔112，電容器2至少具有一個貫通介電陶瓷210的通孔211、212，因此，能夠?qū)⑾鄬τ诘貫楦唠娢坏呢灤w4、5，在確保由通孔211、212形成足夠的電氣絕緣地的情況下，安裝在接地電位的接地金屬件1和電容器2的電極215之間。
由于絕緣樹脂7、8填充于電容器2的周圍，因此，在高溫負荷試驗和耐濕負荷試驗等可靠性試驗中、以及、在高溫潮濕環(huán)境下使用等場合的可靠性得以提高。
本發(fā)明的特征在于，在上述一般性結(jié)構(gòu)中，作為絕緣外殼側(cè)的絕緣樹脂，使用含有溴系阻燃劑的環(huán)氧樹脂，溴系阻燃劑使用溴代芳香族縮水甘油醚。溴代芳香族縮水甘油醚雖為液態(tài)，但所含有的顆粒很細因而能夠減輕顆粒的沉降，絕緣樹脂界面的緊密接觸性可得以保持。
因此，能夠增大絕緣外殼6和接地金屬件1與填充于外殼側(cè)的內(nèi)部的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力、以及、電容器2與填充于其周圍的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力，因而，即便是絕緣樹脂發(fā)生固化收縮、或者使用時介電陶瓷210發(fā)生電致伸縮現(xiàn)象，也完全能夠承受因此而產(chǎn)生的機械應力。
因此，可以得到一種能夠阻止絕緣外殼和接地金屬件與填充于外殼側(cè)的內(nèi)部的絕緣樹脂之間的界面、以及、電容器與填充于其周圍的絕緣樹脂之間的界面發(fā)生剝離，避免性能變差和發(fā)生電氣短路的高可靠性的高電壓貫穿型電容器。
下面，列舉試驗數(shù)據(jù)進行說明。
本實施例的高電壓貫穿型電容器，是使用一種作為溴系阻燃劑含有溴代芳香族縮水甘油醚的環(huán)氧樹脂制造的。將溴的含量調(diào)整為，相對于溴代芳香族縮水甘油醚為40～60wt％，相對于環(huán)氧樹脂總體(包括填充劑)為2～6wt％。溴代芳香族縮水甘油醚的分子量為200～400。
而比較例的高電壓貫穿型電容器，用含有添加型阻燃劑六溴代苯的環(huán)氧樹脂制造。
1.高溫負荷試驗使用上述絕緣樹脂，制造圖1、圖2所示的高電壓貫穿型電容器試品各10個，進行高溫負荷試驗。在高溫負荷試驗中，將試品放入恒溫箱內(nèi)，使溫度保持120℃，連續(xù)施加DC15kV電壓，對到發(fā)生故障時的時間進行計量。表1示出高溫負荷試驗的結(jié)果。
表1 高溫負荷試驗結(jié)果

由表1可知，實施例的高電壓貫穿型電容器相對于比較例，到發(fā)生故障時的時間延長了2.6～40倍，可靠性提高。
2.交流擊穿電壓試驗使用上述絕緣樹脂，制造圖1、圖2所示的高電壓貫穿型電容器試品各20個，進行交流擊穿電壓試驗。在交流擊穿電壓試驗中，在常溫下對試品施加頻率50Hz的正弦波交流電壓，從0V緩慢升高，測出發(fā)生擊穿時的電壓。表2示出交流擊穿電壓試驗的結(jié)果。圖3是表2所示交流擊穿電壓試驗結(jié)果的分布圖。
表2 交流擊穿電壓試驗結(jié)果 由表2可知，實施例的高電壓貫穿型電容器，其平均擊穿電壓(ave)為36.6kV，比比較例的平均擊穿電壓(ave)31.3kV高約5kV。此外，擊穿電壓的標準偏差σ，實施例為3.6kV，比比較例的4.5kV要低，其離散小。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠制造出高可靠性的高電壓貫穿型電容器。
此外，若對擊穿模式進行分析，實施例的高電壓貫穿型電容器，其陶瓷體槽部發(fā)生擊穿的數(shù)量較少。這表明，介電陶瓷體與絕緣樹脂之間的緊密接觸性提高。
從對圖1、圖2所示高電壓貫穿型電容器的截面·樹脂截面的放大照片、以及、上述絕緣樹脂的實驗切片的截面·樹脂截面的放大照片進行的分析可知，實施例的阻燃劑的顆粒(包括凝集)比比較例的顆粒要細，介電陶瓷體與絕緣樹脂之間的緊密接觸性良好。
由以上結(jié)果可知，可增大絕緣外殼和接地金屬件與填充于各自內(nèi)部的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力、以及、電容器與填充于其周圍的絕緣樹脂之間的界面處的粘接力，阻止彼此之間的界面發(fā)生剝離，避免性能變差和發(fā)生電氣短路。
在實施例所使用的絕緣樹脂中，溴代芳香族縮水甘油醚的分子量為200～400。
圖4是將本發(fā)明所涉及的高電壓貫穿型電容器作為濾波器組裝于其中的磁控管的局部剖視圖，15是陰極棒，16是濾波器盒，17、18是電感線圈，19是與電感線圈17、18一起作為濾波器使用的、本發(fā)明所涉及的高電壓貫穿型電容器。濾波器盒16，是以將陰極棒15覆蓋的狀態(tài)設置的，而高電壓貫穿型電容器19，是以，從濾波器盒16的側(cè)面板161上所設置的通孔中穿過而其外側(cè)絕緣樹脂7伸出至外部，的狀態(tài)設置的，并且，通過其接地金屬件1的部分安裝固定在濾波器盒16的側(cè)面板161上。電感線圈17、18在濾波器盒16的內(nèi)部，串接于陰極棒15的陰極端子、與、高電壓貫穿型電容器19的貫穿導體4、5之間。21是冷卻葉片，22是襯墊，23是RF輸出端，24是磁鐵。
為了使微波爐的磁控管振蕩，要將頻率為工頻或20kHz～40kHz的4kV0-P左右的電壓，提供給高電壓貫穿型電容器19的貫穿導體4、5。所提供的高電壓，從貫穿導體4、5經(jīng)電感線圈17、18供給磁控管。從貫穿導體4、5中通過的噪音，通過電容器2以及電感線圈17、18的濾波作用被吸收。
此外，由于絕緣樹脂7、8填充于電容器2的周圍，因此，即便是在高溫潮濕環(huán)境下的微波爐中使用等場合，也能夠保證足夠的可靠性。
而且，高電壓貫穿型電容器19如結(jié)合圖1、圖2進行的說明那樣，作為絕緣樹脂，使用的是含有溴系阻燃劑的環(huán)氧樹脂，溴系阻燃劑使用的是溴代芳香族縮水甘油醚。因此，能夠增大絕緣樹脂界面處的粘接力，阻止界面處發(fā)生剝離，避免性能變差和發(fā)生電氣短路，因而防潮性能得以提高，在高溫潮濕環(huán)境下的微波爐中使用的場合，能夠保證更高的可靠性。
以上，結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，但本發(fā)明并不限定于此，毋庸置疑，對于本專業(yè)技術人員來說，根據(jù)本發(fā)明的基本技術思想以及啟示，能夠想到各種各樣的變形例。
權利要求
1.一種高電壓貫穿型電容器，其特征是，包括至少一個接地金屬件、至少一個電容器、至少一個貫穿導體、至少一個絕緣管、至少一個絕緣外殼、以及、絕緣樹脂，所說接地金屬件，在其一側(cè)具有豎立部，所說豎立部具有從一側(cè)向另一側(cè)貫通的通孔以及與所說通孔相連的內(nèi)部空間，所說電容器，以，包括具有通孔的介電陶瓷、并在所說介電陶瓷的所說通孔開口的兩面具有電極，而構(gòu)成，所說電極之一方固定在所說接地金屬件的所說一側(cè)上，所說貫穿導體，從電容器以及所說接地金屬件中貫穿，連接在所說電極之另一方上而與之導通，所說絕緣管，以包覆在所說貫穿導體上的狀態(tài)設置，所說絕緣外殼，設在所說接地金屬件的一側(cè)上，其一端嵌入在所說豎立部的所說外周上，所說絕緣樹脂，填充于所說絕緣外殼的內(nèi)部以及所說接地金屬件的所說內(nèi)部空間內(nèi)，并填充于所說電容器的周圍，所說絕緣外殼側(cè)的絕緣樹脂，由含有溴系阻燃劑的環(huán)氧樹脂構(gòu)成，所說溴系阻燃劑，是溴代芳香族縮水甘油醚。
2.如權利要求1所說的高電壓貫穿型電容器，其特征是，所說絕緣樹脂的溴的含量，相對于環(huán)氧樹脂總體(包括填充劑)為2～6wt％，相對于溴代芳香族縮水甘油醚為40～60wt％，所說溴代芳香族縮水甘油醚的分子量為200～400。
3.一種將高電壓貫穿型電容器作為濾波器組裝于其中的磁控管，其特征是，所說高電壓貫穿型電容器，是權利要求1所說的高電壓貫穿型電容器。
4.一種將高電壓貫穿型電容器作為濾波器組裝于其中的磁控管，其特征是，所說高電壓貫穿型電容器，是權利要求2所說的高電壓貫穿型電容器。
全文摘要
提供一種可增大絕緣樹脂界面處的粘接力，阻止界面處發(fā)生剝離，避免性能變差和發(fā)生電氣短路的高可靠性的高電壓貫穿型電容器。電容器(2)，在其兩面上具有電極(213、214、215)，電極之一方(215)固定在接地金屬件(1)的一側(cè)上。貫穿導體(4、5)，從電容器以及接地金屬件中貫穿，連接在電極之另一方(213、214)上而與之導通。絕緣外殼(6)，設在接地金屬件的一側(cè)上，一端嵌入在接地金屬件的豎立部(111)的外周上。絕緣樹脂(7、8)，填充于絕緣外殼的內(nèi)部以及接地金屬件的內(nèi)部空間，并且填充于電容器的周圍。絕緣外殼側(cè)的絕緣樹脂，由含有溴系阻燃劑的環(huán)氧樹脂構(gòu)成，溴系阻燃劑是溴代芳香族縮水甘油醚。
文檔編號H01G4/224GK1604248SQ20041008315
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權日2003年9月29日
發(fā)明者佐藤司, 藤原勛, 森田誠, 堀川健一 申請人:Tdk株式會社