JP2007287829A - Metallized film capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘電体フィルムに金属を蒸着した金属化フィルムを巻回した金属化フィルムコンデンサに関するものである。 The present invention relates to a metallized film capacitor in which a metallized film obtained by depositing metal on a dielectric film is wound.
図9は従来の金属化フィルムコンデンサを表す側断面図である。 FIG. 9 is a side sectional view showing a conventional metallized film capacitor.
図9において、コンデンサ素子106は誘電体フィルムの片面に金属を蒸着させた2枚の金属化フィルムを対向させ巻回し、巻き終わり最外周部には高分子フィルムを用いた後巻フィルム108を巻回したものである。
In FIG. 9, a
コンデンサ素子106の巻回端面には電極引出し部としてメタリコン電極107が形成されている。
A
耐湿性を向上させるためには、ガスバリア性のあるフィルムなどをコンデンサ素子106の外周にバリア性のプラスチックフィルムである後巻フィルム108として巻回した後に、メタリコン電極107を金属溶射で形成するなどとしていた。このときには、メタリコン電極107を形成する際にコンデンサ素子106の外周部側面にメタリコン電極107の金属カスが付着するため、その付着した金属カスを除去する作業、工程が必要であった。
In order to improve the moisture resistance, a
メタリコン電極107に外部端子109を接続した後、プラスチックフィルム110などで巻回し、コンデンサ素子106の両端面を絶縁樹脂111などで覆うことによって金属化フィルムコンデンサを構成するものであった。
After connecting the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、特許文献2が知られている。
上記従来の構成における金属化フィルムコンデンサでは、後巻フィルム108はメタリコン電極107を溶射すると後巻フィルム108上にメタリコン金属が付着しメタリコン電極107間でメタリコン金属カスによる異極間の短絡やリーク電流が大きいことによる不良が発生するためこのメタリコン金属を除去するための作業工程が必要であった。本発明はこのような従来の課題を解決しメタリコン金属が付着しないようにすることを目的とする。さらに、コンデンサ素子106に後巻フィルム108を巻回すると、コンデンサ素子106に熱が加わった場合に金属化フィルムと後巻フィルム108の熱収縮率の差などによって、コンデンサ素子106と後巻フィルム108との間に空隙などができ、耐湿性に悪影響を及ぼすこともあった。
In the metallized film capacitor having the above-described conventional configuration, when the
そこで本発明はメタリコン金属の除去作業工程を削減し少ない工数でさらに耐湿性を向上することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to reduce the metallicon metal removal work process and further improve the moisture resistance with a small number of man-hours.
そこでこの目的を達成するために、本発明は、コンデンサ素子の外周部に離型剤を塗布したガスバリア性プラスチックフィルムの巻回、またはバリア性プラスチックフィルムに離型剤を塗布した誘電体フィルムと同材料で挟み込むもしくは貼り合せることを特徴としたものである。 Therefore, in order to achieve this object, the present invention is the same as a dielectric film in which a gas barrier plastic film with a release agent applied to the outer periphery of a capacitor element is wound, or a barrier plastic film is coated with a release agent. It is characterized by being sandwiched or pasted with a material.
本発明の金属化フィルムコンデンサは、最外周部に離型剤を塗布したバリア性プラスチックフィルムを使用しているため、メタリコン金属溶射時に付着するコンデンサ素子側面外周部の余分なメタリコン金属を除去する作業が削減でき、なおかつ、耐湿性を向上させることができるものである。また、コンデンサ素子の耐湿性が向上するため、防湿目的で用いる充填樹脂であるエポキシ樹脂やケース材を薄く、軽量化することができるものである。 Since the metallized film capacitor of the present invention uses a barrier plastic film having a release agent applied to the outermost peripheral portion, work for removing excess metallicon metal on the outer peripheral portion of the capacitor element side surface adhering during metallicon metal spraying In addition, the moisture resistance can be improved. Further, since the moisture resistance of the capacitor element is improved, the epoxy resin and the case material, which are filling resins used for moisture-proof purposes, can be made thinner and lighter.
また、バリア性プラスチックフィルムは、誘電体フィルムと同材料で挟み込む、張り合わせを行うことで熱収縮の違いによるフィルムのたるみ、コンデンサ素子の巻きの緩みも無く耐湿性向上の効果も従来に比べ大きくなるものである。 In addition, the barrier plastic film is sandwiched between the same materials as the dielectric film, and by laminating, there is no sagging of the film due to differences in thermal shrinkage, and the effect of improving the moisture resistance without the looseness of the winding of the capacitor element is greater than before. Is.
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1〜図3は本発明の実施の形態における金属化フィルムコンデンサ素子の構成図である。
(Embodiment)
1 to 3 are configuration diagrams of a metallized film capacitor element according to an embodiment of the present invention.
図1において、コンデンサ素子1はポリプロピレンなどの誘電体フィルム2の片面にアルミニウムや亜鉛などの金属を蒸着させて金属蒸着電極3とした2枚の金属化フィルムを、この金属蒸着電極3が誘電体フィルム2を介して対向するように巻回したものである。なお、誘電体フィルム2の両面に金属蒸着電極3を蒸着した場合は金属化フィルムと誘電体フィルム2を巻回したものでもよい。
In FIG. 1, a
図2にあるようにコンデンサ素子1の外周部には離型剤を塗布したガスバリア性プラスチックフィルム4を巻回する。このときガスバリア性プラスチックフィルム4に塗布した離型剤としてアルキルペンダント系、シリコン系、フッ素系のいずれかを含む。従来であれば離型剤を塗布していなかったのでガスバリア性プラスチックフィルム4は表面に亜鉛などのメタリコン金属が付着しやすいものであったが、アルキルペンダント系、シリコン系、フッ素系の化合物は亜鉛などのメタリコン金属の付着を防ぐことができるのでこれを離型剤に用いることによりその上にメタリコン金属が付着しないようにする効果を奏するものである。なお、この離型剤は脂肪酸の化合物であってもよく、フィルム表面を平滑な状態にすることでメタリコン金属が付着しにくくし、さらに脂肪酸の化合物を用いることでメタリコン金属の付着を防止する効果も奏する。
As shown in FIG. 2, a gas barrier plastic film 4 coated with a release agent is wound around the outer periphery of the
次に、図3にあるようにガスバリア性プラスチックフィルム4を巻回したコンデンサ素子1の両端面から、メタリコン金属(図示せず)を溶射することによってメタリコン電極5を形成する。なお、離型剤を塗布した面がコンデンサ素子1の最外側となるよう巻回する。
Next, as shown in FIG. 3, the
このとき、メタリコン電極5であるメタリコン金属の一部がコンデンサ素子1の両端面からわずかに外周側面部にも回り込むように付着する。
At this time, a part of the metallicon metal which is the
このようにガスバリア性プラスチックフィルム4の表面に離型剤を塗布し、コンデンサ素子1の外周部に巻回することが本技術における技術的特徴であり、これによりコンデンサ素子1の両端に設けるメタリコン電極5間のリークによるショート防止効果を奏するとともに、従来であれば引き出し電極メタリコン金属溶射時に付着するコンデンサ素子1の外周側面部の余分なメタリコン金属の除去作業を削減できかつ、耐湿性を高めることができるという効果を奏するものである。
Thus, it is a technical feature in the present technology that the release agent is applied to the surface of the gas barrier plastic film 4 and wound around the outer peripheral portion of the
図4は本発明の実施の形態に用いられるバリア性プラスチックフィルムを示す斜視断面図である。ガスバリア性プラスチックフィルム4は防湿性を目的としたものであり、樹脂フィルム上に酸化ケイ素または酸化ケイ素とアルミナをコーティングした無機酸化物層を設けることによって耐湿性を向上させるというものである。図4にあるようにガスバリア性プラスチックフィルム4に離型剤を塗布したフィルムとして樹脂フィルム6の片面にバリア層7と、もう片面に離型剤8を塗布、コーティングした構成となっている。樹脂フィルム6としてはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイトなどの無機性酸化物層の蒸着が可能でバリア性をコーティングなどにより付加できるものであれば良い。ポリプロピレンフィルムを用いたコンデンサ素子1外周部に誘電体フィルムとは異なった樹脂フィルムを使用すると熱が加わった際に熱収縮の違い、フィルム表面状態の違いにより素子の巻きの緩みや後巻フィルム9の緩みが発生しやすくなる。例えば、ポリエチレンテレフタレートと酸化ケイ素は優れたガスバリア性を有するが、誘電体がポリプロピレンフィルムの場合は後巻フィルム9が緩みやすく、それにより耐湿性に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、ガスバリア性プラスチックフィルム4に離型剤8を塗布した誘電体フィルムと同材料で貼り合わせ、挟み込みを行うことで、より密着性が高くなり耐湿性を向上させることが可能となる。また図5に示すように、バリア性フィルムを誘電体フィルムと同材料である誘電体同材フィルム10でバリア層7を挟み込む形としてもよい。なお図2では、ガスバリア性プラスチックフィルム4はコンデンサ素子1外周部全面を覆うものとしているが、これはコンデンサ素子1端面から少なくとも2.0mm以上の間隔を設けるとよい。そうすることによって図3のようにメタリコン電極5がこの2.0mm以上の間隔の部分にメタリコン金属がわずかに回り込んで付着するため、さらにガスバリア性プラスチックフィルム4に乗り上げる形でコンデンサ素子1外周部へのメタリコン金属の付着を防止することができる。また間隔をあけることによって、その部分に付着したメタリコン金属がメタリコン電極5とより強く密着することにより、メタリコン電極5とフィルムの接着強度を高めることが可能となる。
FIG. 4 is a perspective sectional view showing a barrier plastic film used in the embodiment of the present invention. The gas barrier plastic film 4 is intended for moisture resistance, and improves moisture resistance by providing an inorganic oxide layer coated with silicon oxide or silicon oxide and alumina on a resin film. As shown in FIG. 4, as a film obtained by applying a release agent to the gas barrier plastic film 4, a
なお、ガスバリア性プラスチックフィルム4のバリア性を高める方法としては、ガスバリア性プラスチックフィルム4の厚みを厚くしてもよく、さらにはガスバリア性プラスチックフィルム4を粘着剤などで複数枚貼り合わせてもよい。これによってさらに耐湿性が向上するという効果を奏する。 In addition, as a method of improving the barrier property of the gas barrier plastic film 4, the thickness of the gas barrier plastic film 4 may be increased, or a plurality of gas barrier plastic films 4 may be bonded together with an adhesive or the like. As a result, the moisture resistance is further improved.
さらにガスバリア性プラスチックフィルム4を酸化ケイ素または酸化ケイ素とアルミナをコーティングした無機酸化物層を有するフィルムとすることで、ガスバリア性プラスチックフィルム4の耐薬品性、耐酸性、耐油性をより良好なものにすることができるとともに酸素透過性や水蒸気透過性も抑えることができるものである。このガスバリア性プラスチックフィルム4を外周部に巻回したコンデンサ素子1の両端にメタリコン電極5から外部端子などで電気的に引き出し、ケース(図示せず)に収納し樹脂を充填することでケースモールド型コンデンサを完成させた。このようにすることによって、コンデンサ素子1への外部からの水分やガスの浸入をより妨げることが可能となる。
Furthermore, by making the gas barrier plastic film 4 a film having an inorganic oxide layer coated with silicon oxide or silicon oxide and alumina, the gas barrier plastic film 4 has better chemical resistance, acid resistance and oil resistance. It is possible to suppress oxygen permeability and water vapor permeability. The gas barrier plastic film 4 is wound around the outer periphery of the
(実施例1)
実施例1として上記の実施の形態に示すような構成の金属化フィルムコンデンサを用いた。このときガスバリア性プラスチックフィルム4としては12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに酸化ケイ素を片面に蒸着したものを用い、もう片面にはシリコン系離型剤を塗布したものを用いた。
Example 1
As Example 1, a metallized film capacitor having the structure shown in the above embodiment was used. At this time, as the gas barrier plastic film 4, a 12 μm polyethylene terephthalate (PET) film obtained by vapor-depositing silicon oxide on one side was used, and the other side was coated with a silicon release agent.
(実施例2)
実施例2として実施例1と同様にガスバリア性プラスチックフィルム4として12μmのPETフィルムに酸化ケイ素を蒸着したものをポリウレタン系の粘着剤により4枚貼り合わせたものを用い、酸化ケイ素蒸着面とは異なるもう片面にシリコン系離型剤を塗布したポリプロピレンフィルムで貼り合わせたものを用いた。
(Example 2)
As Example 2, the same gas barrier plastic film 4 as the gas barrier plastic film 4 was obtained by depositing 4 sheets of silicon oxide deposited on a 12 μm PET film with a polyurethane-based adhesive and different from the silicon oxide deposited surface. What was bonded together with the polypropylene film which apply | coated the silicone type mold release agent on the other side was used.
(実施例3)
実施例3として実施例1と同様にガスバリア性プラスチックフィルム4として12μmのPETフィルムに酸化ケイ素を蒸着したものに、シリコン系離型剤を塗布したポリプロピレンフィルムで貼り合わせたものを用いた。
(Example 3)
As Example 3, a gas barrier plastic film 4 in which silicon oxide was vapor-deposited on a 12 μm PET film and a polypropylene film coated with a silicon release agent was used as a gas barrier plastic film 4.
(比較例1)
比較例1として、上記各実施例に示したガスバリア性プラスチックフィルム4を用いない構成とした。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, the gas barrier plastic film 4 shown in each of the above examples was not used.
(比較例2)
比較例2として、上記実施例に示したメタリコン金属付着防止離型剤を従来使用していた後巻フィルムに塗布する構成とした。
(Comparative Example 2)
As comparative example 2, it was set as the structure apply | coated to the post-wrapping film which has conventionally used the metallicon metal adhesion prevention release agent shown in the said Example.
このように構成された実施例1から3、比較例1、2の金属化フィルムコンデンサについて耐湿試験を行った結果を図6、図7、図8に示す。 The results of performing a moisture resistance test on the metallized film capacitors of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 thus configured are shown in FIG. 6, FIG. 7, and FIG.
試験条件としてはDC400Vを負荷し、雰囲気温度85℃、湿度85%における容量減少率を測定した。 As test conditions, DC400V was loaded, and the capacity reduction rate at an ambient temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% was measured.
図6に示すのは実施例1および2と比較例1、図7に示すのは実施例1および3と比較例1である。図6においてガスバリア性プラスチックフィルム4を貼り合わせる枚数を増やすことによって容量減少率が抑えられている。これは、ガスバリア性プラスチックフィルム4によってコンデンサの耐湿性が向上したことによるものである。また図7においてガスバリア性プラスチックフィルム4として誘電体フィルム2と同材料を用いることで同じく容量減少率が抑えられている。これは、ガスバリア性プラスチックフィルム4が誘電体フィルム2と同じであるため、コンデンサ素子1に熱が加わっても熱収縮に差が無く、コンデンサ素子1とガスバリア性プラスチックフィルム4との間に空隙などが発生するのを抑えることができたため、耐湿性が向上し容量減少率が抑えられたものである。
FIG. 6 shows Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, and FIG. 7 shows Examples 1 and 3 and Comparative Example 1. In FIG. 6, the capacity reduction rate is suppressed by increasing the number of the gas barrier plastic films 4 to be bonded. This is because the moisture resistance of the capacitor is improved by the gas barrier plastic film 4. In FIG. 7, the capacity reduction rate is similarly suppressed by using the same material as the
図8に示すのは実施例1と比較例2でメタリコン金属付着防止離型剤塗布をガスバリア性プラスチックフィルム4に行うことで容量減少率が抑えられている。バリア性プラスチックフィルム以外のフィルムにメタリコン金属付着防止離型剤を塗布した場合、離型剤が金属化フィルムに酸化・劣化の悪影響を及ぼすため容量減少が大きくなる。 FIG. 8 shows that in Example 1 and Comparative Example 2, the metallicon metal adhesion preventing release agent is applied to the gas barrier plastic film 4 to suppress the capacity reduction rate. When a metallicon metal adhesion preventing release agent is applied to a film other than the barrier plastic film, the capacity reduction increases because the release agent adversely affects oxidation and deterioration on the metallized film.
また、離型剤を塗布したことによってメタリコン金属除去作業工程を省いたとしても、メタリコン電極5間でのコンデンサ素子外周側面でのリークはなかった。
Further, even if the metallicon metal removal work step was omitted by applying the release agent, there was no leakage on the outer peripheral side surface of the capacitor element between the
また、本実施の形態によればコンデンサ素子1のみの説明としたが、このコンデンサ素子1に引き出し端子などを取り付け、樹脂製のケースから表出するようにコンデンサ素子1をケースに収納し、コンデンサ素子1とこのケースの間を樹脂で充填したものであってもよい。
Further, according to the present embodiment, only the
このようにすることで従来であれば、樹脂製のケースや充填する樹脂を厚くすることで耐湿性を上げなければならなかったものが、ケースや充填樹脂の厚みを10〜60%削減でき軽量化することができるようになるものである。 In this way, if the moisture resistance should be increased by increasing the thickness of the resin case and the resin to be filled, the thickness of the case and the filled resin can be reduced by 10 to 60% and light weight. It will be able to become.
以上のように、本発明にかかる金属化フィルムコンデンサによれば、コンデンサ素子外周側面部に付着した余分なメタリコン金属を除去する作業工程を大幅に削減できなおかつバリア性プラスチックフィルムにより耐湿性を向上させることができ、高温、高湿といった環境下における高信頼性などが要求される自動車のシステムなどに有用である。 As described above, according to the metallized film capacitor according to the present invention, it is possible to greatly reduce the work process of removing the excess metallicon metal adhering to the outer peripheral side surface portion of the capacitor element, and to improve the moisture resistance by the barrier plastic film. Therefore, the present invention is useful for automobile systems that require high reliability in environments such as high temperature and high humidity.
1 コンデンサ素子
2 誘電体フィルム
3 金属蒸着電極
4 ガスバリア性プラスチックフィルム
5 メタリコン電極
6 樹脂フィルム
7 バリア層
8 離型剤
9 後巻きフィルム
10 誘電体同材フィルム
11 コンデンサ素子
12 メタリコン電極
13 後巻きフィルム
14 外部端子
15 樹脂フィルム
16 絶縁樹脂
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