JP2007207884A

JP2007207884A - 金属化ポリプロピレンフィルムコンデンサ

Info

Publication number: JP2007207884A
Application number: JP2006023001A
Authority: JP
Inventors: Yoriko Takeya; 依里子竹谷
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】鉛フリー化した金属化ポリプロピレンを用いた乾式金属化フィルムコンデンサの酸化劣化（銅害）防止と耐腐食性を両立できる、錫−亜鉛系合金組成のメタリコン材料を提供する。
【解決手段】錫−亜鉛系合金に、銅を０．２〜０．７ｗｔ％の範囲で含有させることにより、電極電位試験での耐蝕性に問題もなく、連続耐用性試験での銅による金属化ポリプロピレン酸化劣化（銅害）の影響もなく、特性面での安定化を図ることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、金属化ポリプロピレンフィルムを用いた乾式金属化フィルムコンデンサに関するものである。

金属化フィルムコンデンサは、一般に誘電体であるプラスチックフィルムにアルミニウムの金属を蒸着して、金属薄膜を形成し、この金属薄膜を内部電極とした金属化フィルムを重ねて巻回した後、その両巻回端面に錫や亜鉛などの金属を溶射して外部電極を形成しコンデンサ素子としている。
金属化フィルムコンデンサの外部電極となるメタリコン層の成分は、錫９０．０〜９６．０ｗｔ％、亜鉛２．５〜６．０ｗｔ％、アンチモン０．５〜１．５ｗｔ％、銅１．０〜２．５ｗｔ％の範囲で、銅含有量の多い組成のものが、メタリコン材料の耐蝕性向上、耐熱性、耐湿性および電気的な接続、特性等の改善のために用いられている（特許文献１参照）。

特開平１１−２０４３６８

しかし、上記錫−亜鉛系合金をメタリコンとして用いると、金属化ポリプロピレンを用いた乾式金属化フィルムコンデンサの充放電特性、耐用性が不安定でバラツキがあった。
これはメタリコン成分として用いられる銅成分の触媒作用により、誘電体ポリプロピレンフィルムの酸化劣化（銅害）の進行が著しく早まるためであり、逆にコンデンサの耐腐食性の面では銅が必要であることより、酸化劣化防止と耐腐食性を両立するメタリコン材料が求められていた。

本発明はこれを解決するもので、ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に金属を蒸着した金属化ポリプロピレンフィルムを重ね合せるか、または金属化ポリプロピレンフィルムとポリプロピレンフィルムを重ね合わせ巻回してなるコンデンサ素子の両巻回端面に、メタリコン層を形成して外部電極とした金属化ポリプロピレンフィルムコンデンサ素子において、前記メタリコン層の成分が、銅を０．２〜０．７ｗｔ％含有する錫−亜鉛系合金であることを特徴とするものである。

本発明の金属化ポリプロピレンを用いた乾式金属化フィルムコンデンサは、外部電極金属材料（メタリコン層）として、錫−亜鉛系合金組成に、銅を０．２〜０．７ｗｔ％の範囲で含有することにより、誘電体ポリプロピレンの酸化劣化を抑制し、耐腐食性に優れ、品質の安定化を図ることが可能となる。
また、充放電特性、耐用性面で必要とするレベルが確保でき、耐腐食性を劣化させることなく、鉛フリー化した金属化ポリプロピレンを用いた乾式金属化フィルムコンデンサの耐用性等、特性面での劣化もなく安定化を図ることができる。

ポリプロピレンフィルムにアルミニウムを蒸着させた金属化ポリプロピレンフィルムを重ねて巻回してコンデンサ素子とし、その両巻回端面にメタリコンを溶射して電極を形成し、金属化ポリプロピレンを用いた乾式金属化フィルムコンデンサを作製した。メタリコンは、錫９０．０〜９６．０ｗｔ％と亜鉛２．５〜４．５ｗｔ％の合金に、アンチモン０．５〜１．０ｗｔ％を加え、銅の含有量を０．０〜１．０ｗｔ％で変化させて作製した。

メタリコン金属材料の錫−亜鉛系合金組成に、アンチモン０．７ｗｔ％を加え、銅含有量が０．０ｗｔ％、０．２ｗｔ％、０．５ｗｔ％、０．７ｗｔ％、１．０ｗｔ％配合の５種類のメタリコン金属線材料を作製し、その線材の耐蝕性試験を行った。
表１にその耐蝕性試験結果を示す。試験は３．５ｗｔ％の塩化ナトリウム水溶液に、線径１．３ｍｍのメタリコン金属材料を２４時間浸漬し、目視で白色変化している箇所があれば×、なければ○とした。水溶液温度は３０℃、雰囲気は大気開放とした。
銅含有量が１．０ｗｔ％の配合系は最も良好な結果であったが、銅含有量が０．２ｗｔ％、０．５ｗｔ％、０．７ｗｔ％の材料との差異は見られず耐蝕性は何れも差異は見られなかった。しかし、銅含有量が０．０ｗｔ％の材料は、浸漬部表面の金属光沢がなくなり、腐蝕していた。

次に、金属化ポリプロピレンフィルムコンデンサ素子の両巻回端面に、外部電極となる５種類のメタリコン金属線材料を溶射し、メタリコン層を形成した乾式金属化ポリプロピレンを用いた乾式金属化フィルムコンデンサ（静電容量０．６８μＦ、定格電圧６３０Ｖ）について、連続耐用性試験１０００時間の結果を表３に、連続耐用性試験後の充放電試験の結果を表２に示す。
１０００時間の連続耐用性試験後の充放電試験（耐電流性）は、試料１０個とし、各充放電電流毎にそれぞれ１０００回の試験を実施後、１０ｋＨｚでｔａｎδを測定し、初期値の１．２倍以下を合格とし、その個数を計測した。なお、充放電電流（Ａ／ｍ）は、金属化ポリプロピレンフィルムの有効電極長（ｍ）あたりのピーク電流で設定した。

また、連続耐用性試験は、作製した金属化ポリプロピレンを用いた乾式金属化フィルムコンデンサ（静電容量０．６８μＦ、定格電圧６３０Ｖ）の初期値を計測して、温度８５℃で、定格電圧６３０Ｖの１．２５倍の電圧を印加して、連続耐用性試験１０００時間実施後、静電容量変化率（ΔＣａｐ±７％以内）、１ｋＨｚでのｔａｎδ（０．８８％以下）、絶縁抵抗（１３２０ＭΩ以上）を測定した。試料数は１０個でデータは平均値とした。

銅の含有量１．０ｗｔ％配合系では、銅による誘電体ポリプロピレンの巻回端面部（外部電極との接触面）での酸化劣化が進行したと推測され、高周波誘電体損失（４０ｋＨｚ）の増加傾向が見られたこと、および充放電試験で耐電流性が劣ることが分った。
従って、メタリコン金属材料の錫−亜鉛系合金組成の銅含有量は０．２〜０．７ｗｔ％の範囲が好適である。

なお、本実施例ではメタリコンを１層としたが、本発明によるメタリコン層の外層に、さらに異なる組成のメタリコン層を設けてもよいことはいうまでもない。

Claims

ポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に金属を蒸着した金属化ポリプロピレンフィルムを重ね合わせるか、または金属化ポリプロピレンフィルムとポリプロピレンフィルムを重ね合わせ巻回してなるコンデンサ素子の両巻回端面に、メタリコン層を形成して外部電極とした金属化ポリプロピレンフィルムコンデンサ素子において、
前記メタリコン層の成分が、銅を０．２〜０．７ｗｔ％含有する錫−亜鉛系合金であることを特徴とする金属化ポリプロピレンフィルムコンデンサ。