【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属化フィルムコンデンサに係わり、特に高温高湿におけるコンデンサの急激な容量減少、絶縁破壊を抑制するための対策を講じた金属化フィルムコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属化フィルムコンデンサには金属蒸着しない絶縁フィルムが保護フィルムとして使用されている。しかし、上記従来の保護フィルムを使用したコンデンサでは、コンデンサ外部より水分が浸入した場合、保護フィルムと金属化フィルム及び絶縁フィルムとの端面部分での隙間から水分が浸入し易く、そのため金属蒸着した金属電極が酸化してしまい、抵抗分が増加してしまう。抵抗分が増加するとコンデンサの発熱が大きくなり、コンデンサの急激な容量減少や絶縁破壊を誘発してしまう。特に、コンデンサの使用される周囲温度が高い程、また、周囲湿度が高い程、このような傾向が強く現れる。
【０００３】
以上のように、従来のコンデンサは特に高温高湿時における耐湿性が安全性及び長期信頼性を決める要因となっている。
【０００４】
そのため、高温高湿時における耐湿性を向上させるため充填樹脂の改良（特許文献１）や保護フィルムの改良（特許文献２）等の取り組みにより、改善がみられるものの著しく高温高湿時における耐湿性が向上した（例えば気温８５℃、湿度８５％の高温高湿下で定格電圧の１２５％のＡＣ電圧を印加した場合、１０００ｈ電圧印加後の容量減少が−５％以下、損失率（１ｋＨｚ）の増加が０．５×１０3％以下）とは言いがたいのが現状である。つまり高温高湿時における耐湿性が完全に確立していないということである。
【０００５】
従って、高温高湿時における耐湿性が良好で長期信頼性に優れたコンデンサが求められている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０７−２９７００１号公報（全頁）
【特許文献２】
特開２００１−３３８８３３号公報（２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するものであり、高温高湿時における耐湿性が良好で、かつ、長期信頼性に優れた金属化フィルムコンデンサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の金属化フィルムコンデンサは、絶縁性フィルムの片面に金属蒸着した金属化フィルムを２枚重ねた金属化フィルムまたは絶縁性フィルムの両面に金属蒸着した金属化フィルムと金属蒸着しない絶縁性フィルムとを重ねた金属化フィルムを順次巻回し、その外周部に保護フィルムを巻回した金属化フィルムコンデンサであって、前記保護フィルムは１枚または２枚を巻回し、少なくとも片面は金属蒸着部と非金属蒸着部を有し、フィルム幅方向の両端部の少なくとも片面は金属蒸着部としたものである。
【０００９】
また、本発明の金属化フィルムコンデンサは、保護フィルムは金属化フィルムを放電加工により非金属蒸着部を広げ、延長したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて具体的に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は金属蒸着した金属化フィルムと金属化しない絶縁フィルムの第１の巻取り構成を示した断面図であり、１ａ、１ｂはそれぞれ片面に亜鉛金属蒸着膜からなる亜鉛金属電極２ａ、２ｂを有する片面金属化ポリプロピレンフィルムである。また３は片面に亜鉛金属電極７ａ、７ｂを有する保護フィルムであり、６は引出し電極である。図１で示すように、片面金属化ポリプロピレンフィルム１ａ、１ｂは、それぞれ金属蒸着面の端部に金属蒸着しない部分をフィルム幅方向で反対側に位置するように配し、２枚を１対としている。また、図２は保護フィルム３を示した平面図であり、７ａ、７ｂは亜鉛金属蒸着部、８は非金属蒸着部である。すなわち、保護フィルム３は幅方向の両端部にのみ金属蒸着部を設け、その他の部分は金属蒸着しないようにしたものである。
【００１２】
次に、図１を用いて、上記した片面金属化ポリプロピレンフィルムおよび保護フィルムを用いた本実施の形態の金属化フィルムについて詳細に説明する。図１において、片面金属化ポリプロピレンフィルム１ａ、１ｂを１対として順次巻回し、さらにその外周部に図２で示す保護フィルム３を巻回し、その両巻回端面に金属を溶射して電極引出し部６を設け、熱処理を施しコンデンサ素子とした。そして、このコンデンサ素子を充填樹脂と共に外装ケース（図示せず）に挿入し、硬化させてコンデンサとした。尚、保護フィルムの厚みは７ｕｍとした。また図１においては、簡単のためにフィルム断面は巻回１回分のみ示したが、実際には巻回回数は多く、またフィルム間の隙間はなく密着している。
【００１３】
ここで本実施の形態で用いるフィルムについて説明する。金属化フィルム、金属化しないフィルム、および保護フィルムの材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）等のフィルムを単独または組み合わせることにより使用可能である。中でも、特性性能、作業性、形状、経済性等の観点からＰＥＴフィルムおよびＰＰフィルムが最も優れている。
【００１４】
次に本実施の形態で用いる蒸着金属について説明する。上記したように、本実施の形態では、金属蒸着した電極の材料として亜鉛を用いているが、その他の電極の材料としてアルミニウム、亜鉛とアルミニウム合金、ニッケルおよび銅も考えられる。中でも、生産性、経済性、特性性能から判断して亜鉛、アルミニウムおよび亜鉛とアルミニウム合金が最も好ましい。
【００１５】
上記した本実施の形態の方法により作成したコンデンサについての評価試験結果について説明する。なお、比較のために実施の形態１によるものと従来品の両方のコンデンサを同時に製作し、試験を行なった。この時比較用に用いた従来品のコンデンサは保護フィルムは、実施の形態１によるものと同一のものであるが、図３に示すように金属蒸着を全く行なわないようにし、その他は図１で示す実施の形態１による構成と同一とした。なお、定格は実施の形態１によるもの、従来品とも４００ＶＡＣ３ｕＦとした。
【００１６】
上記した実施の形態１によるものと従来品のコンデンサを用いてそれぞれ５台ずつ耐湿性試験を行い、その結果を図４および図５に示す。なお、試験条件は印加電圧を定格電圧の１２５％（５００ＶＡＣ）、周囲温度を８５℃、周囲湿度を８５％とした。そして図４は電圧印可時間に対する容量変化率、図５は電圧印可時間に対する損失変化率を示す。
【００１７】
図４の耐湿性試験結果に示すように実施の形態１によるものの方が、従来品に比べ容量変化率が小さく、また図５に示すように損失率（１ｋＨｚ）の増加も従来品に比べ僅かであった。
【００１８】
このような結果が得られたのは、実施の形態１によるコンデンサは、図１および図２に示すように、金属蒸着部７ａ、７ｂと非金属蒸着部８とを有し、少なくとも幅方向の両端部は共に金属蒸着部である保護フィルム３を用いているため、電極引出し部６を設けるために溶射された金属との接続強度が強くなり、かつ保護フィルム３と片面金属化フィルム１ａまたは１ｂとの端面部分での隙間がなくなり、フィルムの密着性が強くなったためである。これにより、コンデンサ外部より水分が浸入した場合、保護フィルム３と片面金属化フィルム１ａまたは１ｂとの隙間から水分が浸入し難くなるため、金属電極を浸入した水分による酸化から防ぐことができる。つまり、金属電極の酸化による抵抗分の増加や金属電極の後退がないため、コンデンサの発熱を抑えることができ、コンデンサの急激な容量減少や絶縁破壊の誘発を防ぐことが可能となる。
【００１９】
これに対して従来品は、保護フィルムに金属蒸着部がないため、電極引出し部を設けるために溶射された金属とは接続できず、保護フィルムと片面金属化フィルムの端面部分に隙間ができてしまう。これにより、コンデンサ外部より水分が浸入した場合、保護フィルムと片面金属化フィルムとの隙間から水分が浸入し、金属電極が浸入した水分により酸化してしまう。つまり、金属電極の酸化による抵抗分の増加や金属電極の後退により、コンデンサが発熱し、コンデンサの急激な容量減少や絶縁破壊を誘発してしまう。その結果、高温高湿時における耐湿性が劣り、長期信頼性の低いものとなってしまう。
【００２０】
次に、実施の形態１によるものと従来品のコンデンサを用いてそれぞれ５台ずつ連続耐用性試験を行い、その結果を図６に示す。なお、試験条件は印加電圧を定格電圧の１２５％（５００ＶＡＣ）、周囲温度を７０℃とした。
【００２１】
図６は連続耐用性試験結果として、電圧印可時間に対する容量変化率を示す図であり、実施の形態１によるコンデンサの方が従来品より容量変化率が小さい。
【００２２】
このような結果が得られたのは、実施の形態１によるコンデンサは、上記耐湿性試験結果について述べたように、保護フィルムは金属蒸着部と非金属蒸着部を有し、少なくとも幅方向の両端部は共に金属蒸着部であるので、電極引出し部を設けるために溶射された金属との接続強度が強くなり、かつ保護フィルムと片面金属化フィルムとの端面部分に隙間がなくなり、フィルムの密着性が強くなったためである。また、保護フィルムは全てが金属蒸着に覆われていないので、熱処理を施した際に、従来品と同様のフィルムの熱収縮が期待できる。これにより、コンデンサ素子外周部におけるコロナ放電を抑えることができ、外周部のコロナ放電による金属電極の酸化による電極後退がないため、コンデンサの容量減少を抑えることが可能となる。
【００２３】
これに対して従来品は、保護フィルムに金属蒸着部がないため、電極引出し部を設けるために溶射された金属とは接続できず、保護フィルムと片面金属化フィルムの端面部分に隙間ができてしまう。これにより、フィルムの密着性が弱くなり、コンデンサ素子外周部におけるコロナ放電を抑えることができなくなる。つまり、外周部のコロナ放電による金属電極の酸化により、金属電極が後退してしまい、コンデンサが容量減少してしまう。その結果、高温高湿時における長期信頼性の低いものとなってしまう。
【００２４】
以上の結果から明らかなように、実施の形態１の方法によるコンデンサは従来品に比べ、耐湿性、連続耐用性において優れていることがわかった。
【００２５】
なお、本実施の形態の別の実施例として図７および図８を用いて説明する。
【００２６】
図７は本実施の形態の別の実施例を示すものであり、４は両面に亜鉛金属電極４ａ、４ｂを有する両面金属化ポリプロピレンフィルムであり、５は金属化しないポリプロピレンフィルムである。そして、両面金属化ポリプロピレンフィルム４の両側の金属蒸着面には共にフィルム幅方向の片側端部に反対側に金属蒸着しない部分を有している。その両面金属化ポリプロピレンフィルム４と、金属化しないポリプロピレンフィルム５とを１対として巻回したこと以外は、前述した図１を用いて説明した構成、製造方法と同一である。
【００２７】
また、図８は本実施の形態の別の実施例を示すものであり、４は図７における実施例で示したのと同様、両面に亜鉛金属電極４ａ、４ｂを有する両面金属化ポリプロピレンフィルムであり、５は金属化しないポリプロピレンフィルムである。そして、図７における実施例と異なる点は、両面金属化ポリプロピレンフィルム４の両側の金属蒸着面には、共にフィルム幅方向の片側端部の同じ側に金属蒸着しない部分を有しており、その両面金属化ポリプロピレンフィルム４と金属化しないポリプロピレンフィルム５とを、両面金属化ポリプロピレンフィルム４の金属蒸着しない部分がフィルム幅方向で反対側になるように交互に２枚ずつ重ね、４枚を１組として巻回していることである。そしてそれ以外は前述した図１を用いて説明した構成、製造方法と同一である。
【００２８】
このようにフィルムの両面に金属蒸着した両面金属化ポリプロピレンフィルム４を用いることにより、工程数の削減、耐圧の向上などの効果が得られる。
【００２９】
なお、図示しないが、実施例においても図７および図８で示す実施例に示した方法によりコンデンサを作成し、また図１で示す実施例において行なったのと同様にして従来品も作成し、同様の耐湿性、連続耐用性の試験を行ない、共に図１で示す実施例と同様な効果が得られた。
【００３０】
（実施の形態２）
図９および図１０を用いて実施の形態２における実施例について説明する。
【００３１】
図９において９ａ、９ｂは片面にそれぞれ亜鉛金属蒸着部１０ａ、１０ｂを有する保護フィルムであり、その他は、実施の形態１で図１を用いた実施例で説明した構成と同一のものには同一の符号を付して重複する説明を省略する。また図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ保護フィルム９ａおよび９ｂの平面図を示したものであり、１０ａ、１０ｂは亜鉛金属蒸着部、１２は非金属蒸着部である。
【００３２】
本実施の形態において実施の形態１で図１を用いて説明した実施例と異なる点は、保護フィルム９ａと９ｂの２枚を１対としたものであり、さらに保護フィルム９ａと９ｂの片面にそれぞれ設けた亜鉛金属蒸着部１０ａ、１０ｂはフィルム幅方向の片側端部に互いに反対側になるように位置している点である。さらに異なる点は、図９において、保護フィルム９ａおよび９ｂは、亜鉛金属蒸着部２ａ、２ｂを有する片面金属化ポリプロピレンフィルム１ａ、１ｂの巻き終わり部分を放電加工により金属蒸着部と非金属蒸着部を設け、それぞれ片側の端部を共に金属蒸着部とし、これを保護フィルムとして使用した点である。すなわち、実施の形態２においては、保護フィルム９ａ、９ｂは新たに設けたものではなく、片面金属化ポリプロピレンフィルム１ａ、１ｂをそのまま延長して用いている点が実施の形態１の実施例と大きく異なる。
【００３３】
このような図９で示す実施の形態２の方法によってコンデンサを５台作成し、実施の形態１で説明したのと同様に耐湿性試験を行い、その結果を図４、図５に示す。なお、試験条件等は実施の形態１と同一である。
【００３４】
図４の耐湿性試験結果に示すように実施の形態２によるもの方が、実施の形態１によるものより容量変化率が小さく、また損失率（１ｋＨｚ）の増加も僅かであった。
【００３５】
これは、実施の形態２の実施例によるコンデンサは、図１０（ａ）、（ｂ）に示す保護フィルムのように片面金属化ポリプロピレンフィルムの巻き終わり部分を放電加工により金属蒸着部と非金属蒸着部を設け、それぞれ片側の端部は共に金属蒸着部とし、これを保護フィルムとして使用したため、電極引出し部を設けるために溶射された金属との接続強度が強くなり、かつ保護フィルムと片面金属化フィルムとの端面部分での隙間がなくなり、フィルムの密着性が強くなったためである。
【００３６】
これにより、コンデンサ外部より水分が浸入した場合、保護フィルムと片面金属化フィルムとの隙間から水分が浸入し難くなるため、金属電極を浸入した水分による酸化から防ぐことができる。
【００３７】
つまり、金属電極の酸化による抵抗分の増加や金属電極の後退がないため、コンデンサの発熱を抑えることができ、コンデンサの急激な容量減少や絶縁破壊の誘発を防ぐことが可能となる。
【００３８】
実施の形態１のよるものよりも良い結果となったのは、保護フィルムを新たに巻回したのではなく、片面金属化ポリプロピレンフィルムの巻き終わり部分を放電加工を用いて保護フィルムとして使用したため、保護フィルム巻回開始部での隙間がなくなり、フィルム密着性がさらに向上したためである。
【００３９】
次に、実施の形態２の実施例によるコンデンサ５台について、実施の形態１と同様の連続耐用性試験を行い、その結果を図６に示す。試験条件等は実施の形態１と同一である。
【００４０】
図６の連続耐用性試験結果に示すように、実施の形態２によるものの方が、実施の形態２によるものより容量変化率が小さくなった。
【００４１】
これは、実施の形態２によるコンデンサは、片面金属化ポリプロピレンフィルムの巻き終わり部分を放電加工により金属蒸着部と非金属蒸着部を設け、それぞれ片側の端部は共に金属蒸着部とし、これを保護フィルムとして使用したため、電極引出し部を設けるために溶射された金属との接続強度が強くなり、かつ保護フィルムと片面金属化フィルムとの端面部分での隙間がなくなり、フィルムの密着性が強くなったためである。これにより、コンデンサ素子外周部におけるコロナ放電を抑えることができる。つまり、外周部のコロナ放電による金属電極の酸化による電極後退がないため、コンデンサの容量減少を抑えることが可能となる。
【００４２】
実施の形態１の発明品よりも良い結果となったのは、保護フィルムを新たに挿入したのではなく、片面金属化ポリプロピレンフィルムの巻き終わり部分を放電加工を用いて保護フィルムとして使用したため、保護フィルム挿入部での隙間がなくなり、フィルム密着性がさらに向上したためである。
【００４３】
図１１、図１２は共に実施の形態１の図７および図８に対応する実施例を示すものであり、上記した、実施の形態２の図９を用いた実施例と同様、片面または両面金属化ポリプロピレンフィルムの巻き終わり部分を放電加工により金属蒸着部と非金属蒸着部を設け、それぞれ片側の端部を共に金属蒸着部とし、これを保護フィルムとして使用したものである。
【００４４】
なお、図示しないが図１１、図１２の構成であっても図９の構成におけるコンデンサと同様な耐湿性試験結果および連続耐用性試験結果が得られた。
【００４５】
なお、上記実施の形態１および実施の形態２においては、保護フィルムに設ける金属蒸着部は、フィルム幅方向の端部から１ｍｍ以上とし、かつ非金属蒸着部はフィルム幅方向に１ｍｍ以上とした。
【００４６】
これは、保護フィルムに設ける金属蒸着部がフィルム幅方向の端部から０．５ｍｍ以上あり、かつ非金属蒸着部がフィルム幅方向で０．５ｍｍ以上あれば、前記実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を得ることが可能であるが、０．５ｍｍ以上であると金属蒸着部および非金属蒸着を得る際の作業性が悪く、歩留まりが悪化してしまう。そのため、金属蒸着部および非金属蒸着を得る際の作業性が良好となる１ｍｍ以上とし、歩留まりを向上させた。
【００４７】
つまり、保護フィルムに設ける金属蒸着部はフィルム幅方向の端部から１ｍｍ以上、かつ非金属蒸着部は幅方向に１ｍｍ以上とすることで、高温高湿時における耐湿性が良好な長期信頼性に優れたコンデンサを安く提供することが可能となる。
【００４８】
以上に示したように、本発明の実施の形態による金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ外部より水分が浸入した場合、保護フィルムと金属化フィルム及び絶縁フィルムとの端面部分での隙間から水分が浸入し難く、そのため金属電極の酸化による抵抗分の増加を防ぐことが可能となり、コンデンサの急激な容量減少や絶縁破壊を誘発してしまうことがなく、高温高湿時における耐湿性が良好となる。
【００４９】
さらに、高温高湿時の耐湿性の向上により、高温高湿時における長期信頼性が良好となる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明により、高温高湿時における耐湿性が良好で、かつ、長期信頼性に優れた金属化フィルムコンデンサを安く提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における第１の実施例を示した断面図
【図２】実施の形態１における保護フィルムを示した平面図
【図３】従来品における保護フィルムを示した平面図
【図４】耐湿性試験結果を示す第１の図
【図５】耐湿性試験結果を示す第２の図
【図６】連続耐用性試験結果を示す図
【図７】実施の形態１における第２の実施例を示した断面図
【図８】実施の形態１における第３の実施例を示した断面図
【図９】実施の形態２における第１の実施例を示した断面図
【図１０】（ａ）図９における保護フィルム９ａの平面図
（ｂ）図９における保護フィルム９ｂの平面図
【図１１】実施の形態２における第２の実施例を示した断面図
【図１２】実施の形態２における第３の実施例を示した断面図
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 片面金属化ポリプロピレンフィルム
３、９ａ、９ｂ、１０ 保護フィルム
４ 両面金属化ポリプロピレンフィルム
５ 非金属化ポリプロピレンフィルム
２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂ、７ａ、７ｂ、１０ａ、１０ｂ 金属蒸着部
８、１２ 非金属蒸着部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a metallized film capacitor, and more particularly to a metallized film capacitor in which measures are taken to suppress a sudden decrease in capacity and dielectric breakdown of the capacitor at high temperature and high humidity.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an insulating film that is not metal-deposited is used as a protective film in a metallized film capacitor. However, in the capacitor using the above-mentioned conventional protective film, when moisture intrudes from the outside of the capacitor, moisture easily infiltrates from a gap at an end face portion between the protective film, the metallized film and the insulating film, and therefore, the metal deposited metal The electrode is oxidized, and the resistance increases. When the resistance increases, the heat generated by the capacitor increases, which causes a sudden decrease in the capacity of the capacitor and dielectric breakdown. In particular, the higher the ambient temperature at which the capacitor is used and the higher the ambient humidity, the more such a tendency appears.
[0003]
As described above, in the conventional capacitor, the moisture resistance particularly at high temperature and high humidity is a factor that determines safety and long-term reliability.
[0004]
Therefore, the improvement of the filling resin (patent document 1) and the improvement of the protective film (patent document 2) to improve the moisture resistance at the time of high temperature and high humidity are improved, but the moisture resistance at the time of high temperature and high humidity is remarkably improved. (For example, when an AC voltage of 125% of the rated voltage is applied under a high temperature and a high humidity of 85 ° C. and a humidity of 85%, the capacity decrease after applying the voltage for 1000 hours is -5% or less, and the loss rate (1 kHz) is reduced. At present, it is hard to say that the increase is 0.5 × 10 3 % or less. That is, the moisture resistance at the time of high temperature and high humidity is not completely established.
[0005]
Therefore, there is a need for a capacitor having good moisture resistance at high temperature and high humidity and excellent long-term reliability.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-07-297001 (all pages)
[Patent Document 2]
JP 2001-338833 A (page 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a metallized film capacitor having good moisture resistance at high temperature and high humidity and having excellent long-term reliability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a metallized film capacitor of the present invention is a metallized film in which two metallized films are stacked on one surface of an insulating film or a metallized film in which metal is deposited on both surfaces of an insulating film. A metallized film capacitor in which a metallized film in which an insulating film that is not metal-deposited is sequentially wound, and a protective film is wound around the outer periphery thereof, wherein the protective film is wound by one or two sheets, At least one surface has a metal deposition portion and a non-metal deposition portion, and at least one surface at both ends in the film width direction is a metal deposition portion.
[0009]
Further, in the metallized film capacitor of the present invention, the protective film is obtained by expanding the non-metal-deposited portion of the metallized film by electric discharge machining to extend the metallized film.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0011]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first winding configuration of a metallized film and a non-metallized insulating film on which metal is deposited. 1a and 1b respectively show zinc metal electrodes 2a and 2b made of a zinc metal deposited film on one surface. 1 is a one-sided metallized polypropylene film. Reference numeral 3 denotes a protective film having zinc metal electrodes 7a and 7b on one side, and reference numeral 6 denotes an extraction electrode. As shown in FIG. 1, the single-sided metallized polypropylene films 1 a and 1 b are arranged such that a portion where no metal is deposited is located on the end of the metal deposition surface on the opposite side in the film width direction. I have. FIG. 2 is a plan view showing the protective film 3, wherein 7a and 7b are zinc metal deposited portions, and 8 is a non-metal deposited portion. That is, the protective film 3 is provided with metal deposition portions only at both ends in the width direction, and the other portions are not subjected to metal deposition.
[0012]
Next, the metallized film of the present embodiment using the above-described single-sided metallized polypropylene film and protective film will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 1, single-sided metallized polypropylene films 1a and 1b are sequentially wound as a pair, and furthermore, a protective film 3 shown in FIG. 2 is wound around the outer periphery thereof. 6 and heat-treated to form a capacitor element. Then, this capacitor element was inserted into an outer case (not shown) together with the filling resin, and cured to obtain a capacitor. The thickness of the protective film was 7 μm. Also, in FIG. 1, for simplicity, the cross section of the film is shown for only one winding.
[0013]
Here, the film used in the present embodiment will be described. Materials for the metallized film, non-metallized film, and protective film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene (PE), and polyimide (PI) Can be used alone or in combination. Among them, PET films and PP films are the most excellent from the viewpoints of characteristic performance, workability, shape, economy and the like.
[0014]
Next, the deposited metal used in the present embodiment will be described. As described above, in the present embodiment, zinc is used as the material of the metal-deposited electrode, but aluminum, zinc and an aluminum alloy, nickel, and copper are also conceivable as other electrode materials. Among them, zinc, aluminum, and zinc and aluminum alloy are most preferred in view of productivity, economy, and characteristic performance.
[0015]
An evaluation test result of the capacitor prepared by the method of the present embodiment will be described. For comparison, both the capacitor according to the first embodiment and the conventional capacitor were manufactured and tested at the same time. At this time, the conventional capacitor used for comparison has the same protective film as that of the first embodiment, but does not perform any metal deposition as shown in FIG. The configuration is the same as that shown in the first embodiment. Note that the rating was 400 VAC 3 uF in both the first embodiment and the conventional product.
[0016]
Using the capacitor according to the first embodiment and the conventional capacitor, a moisture resistance test was performed for each of five capacitors, and the results are shown in FIGS. 4 and 5. The test conditions were as follows: the applied voltage was 125% of the rated voltage (500 VAC), the ambient temperature was 85 ° C., and the ambient humidity was 85%. FIG. 4 shows the rate of change of the capacity with respect to the voltage application time, and FIG. 5 shows the rate of change of the loss with respect to the voltage application time.
[0017]
As shown in the results of the moisture resistance test in FIG. 4, the device according to the first embodiment has a smaller capacity change rate than the conventional product, and the increase in the loss rate (1 kHz) is slightly smaller than that of the conventional product as shown in FIG. Met.
[0018]
Such a result was obtained because the capacitor according to the first embodiment has metal deposition portions 7a and 7b and a non-metal deposition portion 8 as shown in FIGS. Since both ends use the protective film 3, which is a metal deposition part, the connection strength with the metal sprayed to provide the electrode lead-out part 6 is increased, and the protective film 3 and the one-sided metalized film 1a or 1b are provided. This is because there is no gap at the end face portion with the film, and the adhesiveness of the film is increased. This makes it difficult for moisture to enter from the gap between the protective film 3 and the single-sided metalized film 1a or 1b when moisture enters from the outside of the capacitor, thereby preventing the metal electrode from being oxidized by the entered moisture. That is, since there is no increase in resistance due to oxidation of the metal electrode and no retreat of the metal electrode, heat generation of the capacitor can be suppressed, and it is possible to prevent a sudden decrease in capacity of the capacitor and induction of dielectric breakdown.
[0019]
On the other hand, in the conventional product, since there is no metal deposition portion on the protective film, it cannot be connected to the metal sprayed to provide the electrode lead portion, and a gap is formed between the protective film and the end surface portion of the one-sided metallized film. I will. As a result, when moisture enters from the outside of the capacitor, moisture enters through a gap between the protective film and the one-sided metallized film, and the metal electrode is oxidized by the entered moisture. In other words, the capacitor generates heat due to an increase in resistance due to oxidation of the metal electrode and receding of the metal electrode, causing a sudden decrease in the capacity of the capacitor and dielectric breakdown. As a result, the moisture resistance at high temperature and high humidity is poor, and the long-term reliability is low.
[0020]
Next, a continuous durability test was performed on each of the five capacitors using the capacitor according to the first embodiment and the conventional capacitor, and the results are shown in FIG. The test conditions were set such that the applied voltage was 125% of the rated voltage (500 VAC) and the ambient temperature was 70 ° C.
[0021]
FIG. 6 is a diagram showing the rate of change in capacitance with respect to the voltage application time as a result of the continuous durability test. The capacitor according to Embodiment 1 has a smaller rate of change in capacity than the conventional product.
[0022]
Such a result was obtained because the capacitor according to the first embodiment has a protective film having a metal-deposited portion and a non-metal-deposited portion, at least at both ends in the width direction, as described in the moisture resistance test result. Since both parts are metal deposition parts, the connection strength with the metal sprayed to provide the electrode lead-out part becomes strong, and there is no gap at the end face part between the protective film and the one-sided metallized film, and the adhesion of the film Is because it has become stronger. In addition, since all of the protective film is not covered with metal vapor deposition, when subjected to a heat treatment, the same thermal contraction of the film as the conventional product can be expected. As a result, corona discharge in the outer peripheral portion of the capacitor element can be suppressed, and since there is no electrode retreat due to oxidation of the metal electrode due to corona discharge in the outer peripheral portion, it is possible to suppress a decrease in the capacity of the capacitor.
[0023]
On the other hand, in the conventional product, since there is no metal deposition portion on the protective film, it cannot be connected to the metal sprayed to provide the electrode lead portion, and a gap is formed between the protective film and the end surface portion of the one-sided metallized film. I will. As a result, the adhesion of the film becomes weak, and it becomes impossible to suppress corona discharge in the outer peripheral portion of the capacitor element. That is, the metal electrode is retreated by the oxidation of the metal electrode due to the corona discharge in the outer peripheral portion, and the capacity of the capacitor is reduced. As a result, long-term reliability at high temperature and high humidity is low.
[0024]
As is clear from the above results, it was found that the capacitor according to the method of the first embodiment was superior to the conventional product in moisture resistance and continuous durability.
[0025]
Note that another example of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0026]
FIG. 7 shows another example of the present embodiment, where 4 is a double-sided metallized polypropylene film having zinc metal electrodes 4a and 4b on both sides, and 5 is a non-metallized polypropylene film. The metal-deposited surfaces on both sides of the double-sided metallized polypropylene film 4 both have a non-metal-deposited portion on one end in the film width direction and on the opposite side. The configuration and manufacturing method are the same as those described with reference to FIG. 1 described above, except that the double-sided metallized polypropylene film 4 and the non-metallized polypropylene film 5 are wound as a pair.
[0027]
FIG. 8 shows another example of the present embodiment, and 4 is a double-sided metallized polypropylene film having zinc metal electrodes 4a and 4b on both sides, as shown in the example in FIG. And 5 is a non-metallized polypropylene film. The difference from the embodiment in FIG. 7 is that both sides of the double-sided metallized polypropylene film 4 have metal non-deposited portions on the same side of one end in the film width direction. The double-sided metallized polypropylene film 4 and the non-metallized polypropylene film 5 are alternately stacked two by two such that the non-metallized portion of the double-sided metallized polypropylene film 4 is on the opposite side in the film width direction. It is being wound as. Otherwise, the configuration and manufacturing method are the same as those described with reference to FIG.
[0028]
By using the double-sided metallized polypropylene film 4 on which metal is vapor-deposited on both sides of the film in this manner, effects such as reduction in the number of steps and improvement in withstand voltage can be obtained.
[0029]
Although not shown, in the embodiment, a capacitor was prepared by the method shown in the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, and a conventional product was prepared in the same manner as in the embodiment shown in FIG. Similar moisture resistance and continuous durability tests were performed, and the same effects as those of the embodiment shown in FIG. 1 were obtained.
[0030]
(Embodiment 2)
An example in the second embodiment will be described with reference to FIGS.
[0031]
In FIG. 9, reference numerals 9a and 9b denote protective films having zinc metal deposition portions 10a and 10b on one surface, respectively, and otherwise have the same configurations as those described in the first embodiment with reference to FIG. And a duplicate description will be omitted. FIGS. 10A and 10B are plan views of the protective films 9a and 9b, respectively, where 10a and 10b are zinc metal-deposited portions, and 12 is a non-metal-deposited portion.
[0032]
This embodiment is different from the embodiment described with reference to FIG. 1 in Embodiment 1 in that two protective films 9a and 9b are paired, and furthermore, the protective films 9a and 9b are provided on one side. The zinc metal deposition portions 10a and 10b provided respectively are located at opposite ends on one side in the film width direction. Another difference is that in FIG. 9, the protective films 9a and 9b have a metal-deposited portion and a non-metal-deposited portion formed by electrical discharge machining at the winding end portions of the single-sided metallized polypropylene films 1a and 1b having zinc metal deposited portions 2a and 2b. This is a point that both ends on one side are used as a metal deposition portion, and this is used as a protective film. That is, in the second embodiment, the protection films 9a and 9b are not newly provided, and the single-sided metallized polypropylene films 1a and 1b are used as they are, which is largely different from the example of the first embodiment. different.
[0033]
Five capacitors are prepared by the method of the second embodiment shown in FIG. 9 and a moisture resistance test is performed in the same manner as described in the first embodiment, and the results are shown in FIGS. The test conditions and the like are the same as those in the first embodiment.
[0034]
As shown in the results of the moisture resistance test in FIG. 4, the rate of change in capacitance was smaller in the second embodiment than in the first embodiment, and the increase in the loss rate (1 kHz) was also slight.
[0035]
This is because the capacitor according to the example of the second embodiment has a metal-deposited portion and a non-metal-deposited portion formed by electric discharge machining at the winding end portion of a one-sided metallized polypropylene film like a protective film shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). Parts, and one end of each side is a metal deposition part, and this is used as a protective film, so that the connection strength with the sprayed metal to provide the electrode lead-out part becomes strong, and the protective film and one side metallization This is because the gap at the end face portion with the film disappeared, and the adhesion of the film became stronger.
[0036]
This makes it difficult for moisture to enter from the gap between the protective film and the one-sided metallized film when moisture enters from the outside of the capacitor, thereby preventing the metal electrode from being oxidized by the entered moisture.
[0037]
That is, since there is no increase in resistance due to oxidation of the metal electrode and no retreat of the metal electrode, heat generation of the capacitor can be suppressed, and it is possible to prevent a sudden decrease in capacity of the capacitor and induction of dielectric breakdown.
[0038]
The better result than that of the first embodiment is that the protection film is not newly wound, but the end portion of the one-sided metallized polypropylene film is used as the protection film by using the electric discharge machining. This is because there was no gap at the start of the winding of the protective film, and the film adhesion was further improved.
[0039]
Next, a continuous durability test similar to that of the first embodiment was performed on five capacitors according to the example of the second embodiment, and the results are shown in FIG. The test conditions are the same as in the first embodiment.
[0040]
As shown in the results of the continuous durability test in FIG. 6, the rate of change in capacity was smaller in the second embodiment than in the second embodiment.
[0041]
This is because, in the capacitor according to the second embodiment, a metal-deposited portion and a non-metal-deposited portion are provided by an electric discharge machining at a winding end portion of a one-sided metallized polypropylene film, and both ends are formed as a metal-deposited portion, respectively. Because it was used as a film, the connection strength with the metal sprayed to provide the electrode lead-out part became strong, and the gap at the end face part between the protective film and the one-sided metallized film disappeared, and the adhesion of the film became strong It is. Thereby, corona discharge in the outer peripheral portion of the capacitor element can be suppressed. That is, since there is no electrode retreat due to oxidation of the metal electrode due to corona discharge in the outer peripheral portion, it is possible to suppress a decrease in the capacity of the capacitor.
[0042]
The better result than the invention of the first embodiment is that the protection film was not newly inserted, but the end portion of the one-sided metallized polypropylene film was used as the protection film by using electric discharge machining. This is because there is no gap at the film insertion portion, and the film adhesion is further improved.
[0043]
FIGS. 11 and 12 both show an example corresponding to FIGS. 7 and 8 of the first embodiment. Similar to the above-mentioned example using FIG. 9 of the second embodiment, a single-sided or double-sided metal is used. A metal-deposited portion and a non-metal-deposited portion are provided at the winding end portion of the modified polypropylene film by electric discharge machining, and one end of each is used as a metal-deposited portion, and this is used as a protective film.
[0044]
Although not shown, even in the configurations of FIGS. 11 and 12, the same moisture resistance test result and continuous durability test result as those of the capacitor in the configuration of FIG. 9 were obtained.
[0045]
In the first and second embodiments, the metal deposition portion provided on the protective film is 1 mm or more from the end in the film width direction, and the non-metal deposition portion is 1 mm or more in the film width direction.
[0046]
This is because the metal-deposited portion provided on the protective film is 0.5 mm or more from the edge in the film width direction and the non-metal-deposited portion is 0.5 mm or more in the film width direction, and the first and second embodiments are used. The same effect as that of No. 2 can be obtained, but when the thickness is 0.5 mm or more, workability in obtaining a metal deposition portion and non-metal deposition is poor, and the yield is deteriorated. Therefore, the yield was improved to 1 mm or more at which the workability in obtaining the metal deposition portion and the non-metal deposition was improved.
[0047]
In other words, the metal deposition portion provided on the protective film is at least 1 mm from the edge in the film width direction, and the non-metal deposition portion is at least 1 mm in the width direction, so that the moisture resistance at high temperature and high humidity is good for long-term reliability. An excellent capacitor can be provided at a low cost.
[0048]
As described above, in the metallized film capacitor according to the embodiment of the present invention, when moisture infiltrates from outside the capacitor, moisture infiltrates from a gap at an end face portion between the protective film, the metallized film and the insulating film. Therefore, it is possible to prevent an increase in resistance due to oxidation of the metal electrode, so that the capacitance of the capacitor does not suddenly decrease or dielectric breakdown does not occur, and the moisture resistance at high temperature and high humidity is improved.
[0049]
Further, by improving the moisture resistance at high temperature and high humidity, long-term reliability at high temperature and high humidity is improved.
[0050]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, it becomes possible to provide cheaply the metallized film capacitor which is excellent in moisture resistance at the time of high temperature and high humidity, and which was excellent in long-term reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first example in the first embodiment. FIG. 2 is a plan view showing a protective film in the first embodiment. FIG. 3 is a plan view showing a protective film in a conventional product. FIG. 4 is a first diagram showing the results of the moisture resistance test. FIG. 5 is a second diagram showing the results of the moisture resistance test. FIG. 6 is a diagram showing the results of the continuous durability test. FIG. FIG. 8 is a sectional view showing a third example in the first embodiment. FIG. 9 is a sectional view showing a first example in the second embodiment. (A) Plan view of the protective film 9a in FIG. 9 (b) Plan view of the protective film 9b in FIG. 9 FIG. 11 is a sectional view showing a second example in the second embodiment. 2 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.
1a, 1b Single-sided metallized polypropylene film 3, 9a, 9b, 10 Protective film 4 Double-sided metallized polypropylene film 5 Non-metallized polypropylene film 2a, 2b, 4a, 4b, 7a, 7b, 10a, 10b Metal deposition sections 8, 12 Non-metal deposition section
