CN108780700B

CN108780700B - 薄膜电容器

Info

Publication number: CN108780700B
Application number: CN201780015407.3A
Authority: CN
Inventors: 竹冈宏树; 一之濑刚
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2037-02-13
Also published as: JPWO2017163660A1; JP6890259B2; WO2017163660A1; US20190006102A1; US10784046B2; CN108780700A

Abstract

薄膜电容器(1A)具备：电容器元件(10)，包含将金属化薄膜卷绕或者层叠而成的元件主体(11)、形成于该元件主体(11)的两端面的P极电极(13)以及N极电极(14)；P极汇流条(20)以及N极汇流条(30)，分别连接于P极电极(13)以及N极电极(14)；和导电性的覆盖部(40)，在与P极电极(13)以及N极电极(14)之中的至少一个电极分离的状态下，覆盖电容器元件(10)的外周面。

Description

薄膜电容器

技术领域

本发明涉及薄膜电容器。

背景技术

以往，已知一种薄膜电容器，具备：电容器元件，在将金属化薄膜卷绕而成的金属化薄膜柱体(元件主体)的2个电极取出面(端面)形成金属喷涂部(端面电极)而成；引出端子，与各金属喷涂部连接(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2012-227222号公报

专利文献2：JP特表2008-541416号公报

发明内容

在这样的薄膜电容器中，电容器元件中存在串联的寄生电感分量即ESL(等效串联电感)，为了实现薄膜电容器的高性能化，需要减少这种的ESL。

另外，以往，在薄膜电容器中，存在使与电容器元件的各端面电极连接的2个汇流条的一部分以狭窄的间隔重合来减少存在于汇流条的ESL的薄膜电容器(参照专利文献2)。但是，在该薄膜电容器中，难以使存在于电容器元件的ESL减少。

鉴于该课题，本发明的目的在于，提供一种能够减少存在于电容器元件的ESL的薄膜电容器。

本发明的主要方式所涉及的薄膜电容器具备：电容器元件，包含将金属化薄膜卷绕或者层叠而成的元件主体、和形成于该元件主体的两端面的P极电极以及N极电极；P极引出端子以及N极引出端子，分别连接于所述P极电极以及上述N极电极；和导电性的覆盖部，在与所述P极电极以及所述N极电极之中的至少一个电极分离的状态下，覆盖所述电容器元件的外周面。

根据本发明，能够提供一种能够减少存在于电容器元件的ESL的薄膜电容器。

本发明的效果乃至意义通过以下所示的实施方式的说明更加明了。但是，以下所示的实施方式仅仅是实施本发明时的一个示例，本发明并不限制于以下的实施方式所述的任何方式。

附图说明

图1的(a)是第1实施方式所涉及的薄膜电容器的立体图，图1的(b)是第1实施方式所涉及的图1的(a)的A-A′线处切断的薄膜电容器的纵剖视图。

图2的(a)是第2实施方式所涉及的薄膜电容器的立体图，图2的(b)是第2实施方式所涉及的图2的(a)的B-B′线处切断的薄膜电容器的纵剖视图。

图3是第3实施方式所涉及的薄膜电容器的立体图。

图4的(a)是表示针对第1实施方式的薄膜电容器、第2实施方式的薄膜电容器以及不具有覆盖部的现有例的薄膜电容器，测定了1MHz的ESL的试验的结果的表。图4的(b)是表示针对第1实施方式的薄膜电容器、第2实施方式的薄膜电容器、第3实施方式的薄膜电容器以及不具有覆盖部的现有例的薄膜电容器，测定管理电容变化率超过-5％的时间的耐湿通电试验的结果的表。

图5是变更例所涉及的薄膜电容器的立体图。

图6是变更例所涉及的薄膜电容器的立体图。

图7是变更例所涉及的薄膜电容器的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。

在本实施方式中，P极汇流条20对应于权利要求书所述的“P极引出端子”。此外，N极汇流条30对应于权利要求书所述的“N极引出端子”。

但是，上述记载仅仅是以将权利要求书的结构与实施方式的结构建立对应为目的，并不通过上述对应建立来将权利要求书所述的发明限定于实施方式的结构。

<第1实施方式>

图1的(a)是第1实施方式所涉及的薄膜电容器1A的立体图，图1的(b)是第1实施方式所涉及的图1的(a)的A-A′线处切断的薄膜电容器1A的纵剖视图。

薄膜电容器1A具备：电容器元件10、P极汇流条20、N极汇流条30和覆盖部40。

电容器元件10具有剖面为长圆的扁平的圆柱形状，包含元件主体11、外装薄膜12、P极电极13和N极电极14。

元件主体11通过在电介质薄膜上重叠蒸镀作为内部电极的金属而得到的2片金属化薄膜，并将重叠的金属化薄膜卷绕或者层叠而形成。作为电介质薄膜的材质，例如能够举例：聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。作为蒸镀的金属，例如能够举例：铝、锌、镁、这些金属彼此的合金等。

外装薄膜12在元件主体11的外周面卷绕多次(多匝)。由此，元件主体11的外周面被多层外装薄膜12覆盖。通过被外装薄膜12保护，能够防止元件主体11的损伤、破损等。作为外装薄膜12的材质，例如与电介质薄膜的材质同样地，能够举例PP、PET、PEN等。

P极电极13以及N极电极14通过在元件主体11的两端面喷涂金属，来分别形成于该两端面。作为被喷涂的金属，例如能够举例铝、锌、镁等。另外，为了提高元件主体11与P极电极13以及N极电极14的接触性，上述的在电介质薄膜上蒸镀的金属为使接触于P极电极13以及N极电极14的端部的厚度比其他部分的厚度厚的结构(以下，称为厚边缘构造)。

P极汇流条20例如由铜等的导电材料形成，具有长条的板状。P极汇流条20在一端部具有电极连接部20a，电极连接部20a通过焊接等连接方法来与P极电极13的中央部电连接。电极连接部20a与P极汇流条20的其他部位具有阶梯差，其他部位不与P极电极13接触。同样地，N极汇流条30例如由铜等的导电材料形成，具有长条的板状。N极汇流条30在一端部具有电极连接部30a，电极连接部30a通过焊接等连接方法来与N极电极14的中央部电连接。电极连接部30a与N极汇流条30的其他部位具有阶梯差，其他部位不与N极电极14接触。

覆盖部40通过具有导电性的材料来形成为片状，被安装于该外周面以使得覆盖电容器元件10的外周面。覆盖部40与N极电极14(N极电极14的外周面)接触，与P极电极13(P极电极13的外周面)分离规定的绝缘距离L、例如5mm。覆盖部40例如通过在铝箔的背面涂敷粘合剂的所谓的铝箔胶带来形成。覆盖部40的材料并不局限于铝箔，例如也可以是铁箔、不锈钢箔。

如铝箔胶带那样，覆盖部40通过粘合剂而被贴付于电容器元件10的外周面的情况下，覆盖部40与N极电极14经由粘合剂而接触，但由于粘合剂的层极薄，因此不被粘合剂阻碍而覆盖部40与N极电极14成为电连接的状态。另外，为了将覆盖部40与N极电极14更好地电连接，也可以使用导电性的粘合剂。

<第2实施方式>

图2的(a)是第2实施方式所涉及的薄膜电容器1B的立体图，图2的(b)是第2实施方式所涉及的图2的(a)的B-B′线处切断的薄膜电容器1B的纵剖视图。

在本实施方式的薄膜电容器1B中，覆盖部40在与P极电极13和N极电极14的双方分离规定的绝缘距离L、例如5mm的状态下，覆盖电容器元件10的外周面。薄膜电容器1B的其他结构与第1实施方式的薄膜电容器1A的结构相同。

<第3实施方式>

图3是第3实施方式所涉及的薄膜电容器1C的立体图。

在本实施方式的薄膜电容器1C中，覆盖部40在与P极电极13接触、与N极电极14分离规定的绝缘距离L、例如5mm的状态下，覆盖电容器元件10的外周面。薄膜电容器1C的其他结构与第1实施方式的薄膜电容器1A的结构相同。

<实施方式的效果>

图4的(a)是表示针对第1实施方式的薄膜电容器1A、第2实施方式的薄膜电容器1B以及不具有覆盖部40的现有例的薄膜电容器，测定了1MHz的ESL的试验的结果的表。ESL的单位是nH。该值越小，越能够减小设置有薄膜电容器的电路的电压变动。

ESL测定试验是使用Agilent Technologies公司制的阻抗分析仪4294A、将相同的Agilent Technologies公司制的测试装置16047作为接口来进行的。在各薄膜电容器中，电容为130μF，电极间距离为60mm。此外，薄膜电容器1A的覆盖部40与P极电极13的分离距离为5mm，薄膜电容器1B的覆盖部40与P极电极13以及N极电极14各自的分离距离为5mm。图4的(a)的表的ESL的值是5个相同结构的薄膜电容器的值的平均值。

如图4的(a)的ESL测定试验的结果所示，在第1实施方式的薄膜电容器1A以及第2实施方式的薄膜电容器1B中，通过由导电性的覆盖部40覆盖电容器元件10的外周面，能够减少电容器元件10中存在的ESL。

根据ESL测定试验的结果也可知，之所以这样电容器元件10的ESL减少，是由于若电容器元件10中流过电流则磁场变化，在将该磁场的变化抵消的方向上覆盖部40中产生磁场，通过产生的磁场，覆盖部40中流过感应电流。

另外，虽然ESL测定试验的结果未表示，但在第3实施方式的薄膜电容器1C中，也与第1实施方式的薄膜电容器1A以及第2实施方式的薄膜电容器1B同样地，能够期待减少电容器元件10的ESL。

图4的(b)是表示针对第1实施方式的薄膜电容器1A、第2实施方式的薄膜电容器1B、第3实施方式的薄膜电容器1C以及不具有覆盖部40的现有例的薄膜电容器的耐湿通电试验的结果的表。该耐湿通电试验是在温度85℃、相对湿度85％r.h.的条件下，持续施加750V的电压，测量电容变化率超过-5％的时间(直至电容减少5％所花费的时间)。即，电容变化率超过-5％的时间越长，耐湿性能够越优良。

第3实施方式的薄膜电容器1C的元件条件是电容为130μF、电极间距离为60mm、覆盖部40与N极电极14的分离距离为5mm。其他的薄膜电容器的元件条件与上述ESL测定试验相同。图4的(b)的表的电容变化率超过-5％的时间的值是三个相同结构的薄膜电容器的值的平均值。

如图4的(b)的耐湿通电试验的结果所示，在具有覆盖部40的第1实施方式的薄膜电容器1A、第2实施方式的薄膜电容器1B以及第3实施方式的薄膜电容器1C中，相比于不具有覆盖部40的现有例的薄膜电容器，能够提高耐湿性(耐湿效果1)。

此外，在使覆盖部40接触于N极电极14的薄膜电容器1A以及使覆盖部40接触于P极电极13的第3实施方式的薄膜电容器1C中，相比于覆盖部40与P极电极13以及N极电极14的双方分离的第2实施方式的薄膜电容器1B，能够提高耐湿性(耐湿效果2)。

进一步地，在使覆盖部40接触于N极电极14的薄膜电容器1A中，相比于使覆盖部40接触于P极电极13的第3实施方式的薄膜电容器1C，能够提高耐湿性(耐湿效果3)。

根据耐湿通电试验的结果也可推测出：上述耐湿效果1是由于通过覆盖部40来抑制了从外部通过外装薄膜12而浸入到元件主体11内的水分。此外，来自外部的水分主要从P极电极13以及N极电极14与元件主体11的接触界面的狭窄缝隙侵入到元件主体11。在薄膜电容器1A以及薄膜电容器1C中，成为通过覆盖部40来覆盖该水分的浸入中成为弱点的P极电极13以及N极电极14与元件主体11的接触界面的结构，因此，推测可得到上述耐湿效果2中所述的试验结果。

此外，推测上述耐湿效果3是由于以下的理由。

首先，浸入到电容器元件10的水分所导致的电容的减少大大取决于由于阳极氧化而阳极侧(P极侧)的内部电极消失。这里，在薄膜电容器1C、即覆盖部40接触于P极电极13的结构的情况下，来自外部的水分主要从N极侧的不存在覆盖部40的部分浸入到电容器元件10内部，但这样从N极侧侵入的水分对于与P极电极13连接的内部电极之中、存在于N极电极14附近的内部电极产生阳极氧化，使电容减少。

另一方面，由于与上述相同的理由，在薄膜电容器1A中，从P极侧侵入的水分使与P极电极13连接的内部电极之中存在于P极电极13附近的内部电极产生阳极氧化，但P极电极13附近为厚边缘构造，相比于其他部分，蒸镀的金属的厚度较厚的部分的作为内部电极的功能难以劣化。

由于这样的理由，推测出：薄膜电容器1A相比于薄膜电容器1C，能够提高耐湿性，可得到上述耐湿效果3中所述的试验结果。

另外，在第1实施方式的薄膜电容器1A、第2实施方式的薄膜电容器1B以及第3实施方式的薄膜电容器1C中，由于覆盖部40与P极电极13以及N极电极14之中的至少一个电极分离，因此能够通过覆盖部40来防止P极电极13与N极电极14短路。

<变更例>

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，此外，本发明的应用例也除了上述实施方式，能够进行各种变更。

例如，在上述第1实施方式中，覆盖部40仅与N极电极14的周面接触。但是，也可以如图5所示，覆盖部40延伸到N极电极14的表面，设为也与表面的周边部接触的结构。这样，能够使覆盖部40与N极电极14更广地接触。

此外，在设为覆盖部40延伸到N极电极14的表面的结构的情况下，也可以采用如下结构：如图6所示，在N极电极14的表面的周边部，由与覆盖部40相同的材料例如铝箔所形成且成为覆盖部40的一部分的覆盖片41覆盖N极汇流条30，使N极汇流条30与N极电极14的周边部接触。另外，在该情况下，如图6那样，N极汇流条30的形状变更为能够与N极电极14的周边部接触的形状。若设为这种结构，则流过N极汇流条30的电流通过与N极汇流条30接触的N极电极14的周边部而流过电容器元件10，因此流过薄膜电容器1A与设置有薄膜电容器1A的电路之间的电流的环路变短，能够减小与该部分对应的电感。

另外，图5以及图6的变更例也能够应用于第3实施方式的薄膜电容器1C。

进一步地，也可以在上述第1实施方式中，如图7那样，设为P极汇流条20的一部分与N极汇流条30的一部分以狭窄的间隔重叠的结构。若设为这样的结构，则能够减少P极汇流条20以及N极汇流条30的ESL。另外，该变更例也能够应用于第2实施方式的薄膜电容器1B以及第3实施方式的薄膜电容器1C。

进一步地，在上述第1实施方式等中，在电容器元件10的P极电极13以及N极电极14分别连接了平板状的P极汇流条20以及N极汇流条30。但是，并不局限于此，也可以不是平板状而是圆棒状的P极用的导线端子以及N极用的导线端子分别连接于P极电极13以及N极电极14。

此外，本发明的实施方式能够在权利要求书所示的技术思想的范围内适当地进行各种变更。

产业上的可利用性

本发明在各种电子设备、电气设备、工业设备、车辆的电装等中使用的薄膜电容器的制造方法中有用。

-符号说明-

1A 薄膜电容器

1B 薄膜电容器

1C 薄膜电容器

10 电容器元件

11 元件主体

13 P极电极

14 N极电极

20 P极汇流条(P极引出端子)

30 N极汇流条(N极引出端子)

40 覆盖部

41 覆盖片

Claims

1.一种薄膜电容器，具备：

电容器元件，包含将金属化薄膜卷绕或者层叠而成的元件主体、形成于该元件主体的两端面的P极电极以及N极电极；

P极引出端子以及N极引出端子，分别连接于所述P极电极以及所述N极电极；和

导电性的覆盖部，在与所述P极电极以及所述N极电极之中的至少一个电极分离的状态下，覆盖所述电容器元件的外周面，

所述P极电极具有：外周面、以及覆盖所述元件主体的一个端面的整体且露出至外部的表面，

所述N极电极具有：外周面、以及覆盖所述元件主体的另一个端面的整体且露出至外部的表面，

所述P极电极的外周面以及所述N极电极的外周面处于所述电容器元件的外周面的延长，

所述覆盖部与所述P极电极以及所述N极电极之中的一个电极的外周面接触并与另一个电极分离。

2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中，

所述覆盖部与所述N极电极接触并与所述P极电极分离。

3.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中，

所述覆盖部延伸到所述一个电极的表面，在该表面的周边部，覆盖所述P极引出端子以及所述N极引出端子之中的与所述一个电极对应的引出端子并使该引出端子与所述一个电极接触。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的薄膜电容器，其中，

所述覆盖部由铝箔形成。