JP2007227696A

JP2007227696A - 金属化フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JP2007227696A
Application number: JP2006047739A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Hido; 久肥土
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】耐湿性の優れた金属化フィルムコンデンサを提供する。
【解決手段】樹脂ケースの内側に高さ１．０ｍｍ以上の柱状、錐状の突起を設けるか、コンデンサ素子と樹脂ケースとの間に厚さ１．０ｍｍ以上の電気的絶縁物の穴部を有するスペーサを挿入することにより、コンデンサ素子と樹脂ケースとを１．０ｍｍ以上離し、その隙間にエポキシ樹脂を充填することによりコンデンサ素子を厚さ１．０ｍｍ以上のエポキシ樹脂で覆ったことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属化フィルムを誘電体とするコンデンサ素子を樹脂ケースに収納し、樹脂を充填したコンデンサに関するものであり、特に耐湿性改善を図ったコンデンサに関するものである。

従来、各種産業機器用、および家電機器用等の電子回路に用いられている金属化フィルムコンデンサは、コンデンサ素子を樹脂ケースに収納し、樹脂充填することによりコンデンサ素子が吸湿するのを防止している。

樹脂ケース入り樹脂充填金属化フィルムコンデンサの具体的な構造について図３に示す。
樹脂ケースに樹脂を充填した金属化フィルムコンデンサは、金属化フィルムを巻回した後、熱プレスにより扁平化し、巻回端面にメタリコン層を形成したコンデンサ素子に、端子をはんだ付け等により取付けた後、樹脂ケースに収納し、該樹脂ケースにエポキシ樹脂を充填し硬化させたものである（例えば特許文献１）。
さらに、コンデンサ素子上部の樹脂厚さ寸法を小さくするために、あらかじめケース底にコンデンサ素子嵩上用の介在物を介在して収納し、樹脂を充填したコンデンサ（特許文献２参照）や、巻回端面に取付けた端子先端部の位置精度の向上、および電気絶縁性の向上を図るために、ケースを延長してサポートリブを形成してコンデンサ素子を固定させ樹脂を充填したものがある（特許文献３参照）。
特開平６−３３３７７９特開平７−１６９６４５特開平９−１６２０６９

樹脂ケースは、機械的強度、耐熱性、耐薬品性、充填樹脂との接着性、価格等の観点から、一般的にはポリブチレンテレフタレート樹脂が使用されている。耐湿性に関して、ポリブチレンテレフタレート製の樹脂ケースに充填するエポキシ樹脂とウレタン樹脂とを比較すると、優れているのはエポキシ樹脂であり、また樹脂ケースに比べて耐湿性に寄与する度合いの大きいのは充填されるエポキシ樹脂である。そのため、コンデンサ素子がエポキシ樹脂で覆われていることが重要であるが、従来行われている方法ではエポキシ樹脂層の厚さを一定にすることができない。

なぜなら、樹脂ケースにコンデンサ素子を収納すると、コンデンサ素子は樹脂ケースの底面と接触し、また側面とも接触する可能性があるため、エポキシ樹脂の厚さは樹脂ケースとコンデンサ素子との位置関係で決まることになる。特に樹脂ケース底面とコンデンサ素子との間には、ほとんどエポキシ樹脂層が形成されない。
エポキシ樹脂層は水分を通しにくく、コンデンサ素子の中に水分が浸入してフィルムに蒸着した金属膜が劣化するのを防止しているため、エポキシ樹脂の厚さはコンデンサの耐湿性に大きく影響する。

このため、吸湿による特性劣化を防止するためには、エポキシ樹脂の厚さを所定値以上にする必要があり、樹脂ケースとコンデンサ素子との間隔を所定値以上にする方法が求められていた。
上記のコンデンサ嵩上用の介在物を介して樹脂を充填したものは、コンデンサ素子上部の樹脂厚さを調整するもので、コンデンサ素子底面の樹脂厚さ、また側面の厚さは調整できない。
また、ケースを延長してサポートリブを形成したものは、コンデンサ素子の底面および側面の樹脂厚さを調整可能であるが、サポートリブ自体は製品には不要なため、削除しなければならず、工数が増加するという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、一対の金属化フィルムを巻回した後、メタリコン層を形成したコンデンサ素子を樹脂ケースに収納し、該樹脂ケースにエポキシ樹脂を充填したコンデンサにおいて、前記樹脂ケースの内側に突起を設けたことを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。

さらに、本発明は、突起の高さが１．０ｍｍ以上であることを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。

また、一対の金属化フィルムを巻回した後、メタリコン層を形成したコンデンサ素子を樹脂ケースに収納し、該樹脂ケースにエポキシ樹脂を充填したコンデンサにおいて、前記コンデンサ素子と前記樹脂ケースとの間に、穴部を有するスペーサを挿入したことを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。

さらに、スペーサの厚さが、１．０ｍｍ以上であることを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。

また、前記スペーサが、電気的絶縁物からなり、該絶縁物が、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ＡＢＳの何れか一つの樹脂からなることを特徴とする金属化フィルムコンデンサである。

本発明に係る金属化フィルムコンデンサは、樹脂ケースの内側に高さ１．０ｍｍ以上の突起を設けるか、コンデンサ素子と樹脂ケースとの間に厚さ１．０ｍｍ以上の穴部を有するスペーサを挿入することにより、コンデンサ素子はエポキシ樹脂で厚さ１．０ｍｍ以上覆われる。よって、耐湿性に優れたコンデンサを提供することができる。また、突起やスペーサは樹脂充填後、削除する必要もなく工数の増加がない。

一対の金属化フィルムを巻回し、熱プレスした後メタリコン層を形成した素子に、端子をはんだ付けする。この素子を、ケースの内側に高さ１．０ｍｍ以上の突起を設けた樹脂ケースに収納するか、または素子とケースとの間に厚さが１．０ｍｍ以上の穴部を有するスペーサを挿入し、エポキシ樹脂を充填硬化させる。

［実施例１〜４］
本発明の実施例を図１において説明する。樹脂ケース寸法は、縦２５ｍｍ、横５０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍで、内側の突起は、高さ０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍの樹脂ケースを４種類作製し、直径５ｍｍの円柱の突起を１０ｍｍ間隔に設けたものを使用した。図１は、コンデンサ素子１、端子２、樹脂ケース３、ケース内側の突起４、樹脂６を示す。
図４に樹脂ケースの斜視図を示す。なお、樹脂ケースの底面は突起を有しているが、金型で樹脂ケースを作製する場合、側面の突起形状は下駄の歯状とし、下駄の歯状の高さおよび間隔は上記突起と同じとした。コンデンサ素子としては１０μＦ２５０ＶＤＣの定格品を用いた。エポキシ樹脂の硬化条件は１００℃４ｈｒで行った。
尚、実施例１は突起高さ０．５ｍｍ、実施例２は突起高さ１．０ｍｍ、実施例３は突起高さ２．０ｍｍ、実施例４は突起高さ５．０ｍｍである。

［実施例５〜８］
本発明の他の実施例を図２において説明する。図２は、コンデンサ素子１、端子２、樹脂ケース３、スペーサ５、樹脂６を示す。図５はスペーサの概念図であり、厚さ０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍのポリエチレンテレフタレート板を格子状に加工した板を４種類作製した。スペーサの格子状四角穴は１０ｍｍ、格子枠幅は３ｍｍとした。
コンデンサ素子としては、１０μＦ、２５０ＶＤＣの定格品を用いた。エポキシ樹脂の硬化条件は１００℃４ｈｒで行った。

実施例１〜８および同一定格の従来例１、２で耐湿試験を行った。
試験は温度８５℃、湿度８５％ＲＨの環境で、２５０Ｖの定格電圧を印加し、２０００時間実施した。
試験結果を表１に示す。なお、試験個数は３個で、データは平均値とした。

実施例１〜４は突起の高さが０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍの４試料、実施例５〜８のスペーサの厚さが０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、５．０ｍｍの４試料、および従来例１、２について、静電容量、ｔａｎδ（測定周波数１ｋＨｚ）の初期特性、試験後の静電容量変化率（ΔＣａｐ）およびｔａｎδ（測定周波数１ｋＨｚ）を測定した。合否の判定基準は、静電容量変化率（ΔＣａｐ）は±５％以下、ｔａｎδは初期値の１．２倍以下とした。
突起高さ０．５ｍｍ（実施例１）およびスペーサ厚さ０．５ｍｍ（実施例５）では、静電容量変化率及びｔａｎδとも合格したが、容量減少が大きいのに対し、突起高さおよびスペーサ厚さ１．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび５．０ｍｍ（実施例２〜４および実施例６〜８）についてはいずれも合格し容量変化も少ない結果であった。
また、従来例の結果はいずれも不合格であった。

尚、実施例ではケースに突起を設けたものと，スペーサを挿入したものとしたが，ケースの底面だけに突起を設け、側面にはスペーサを挿入する、またはその逆にケースの側面に突起を設け底面にスペーサを挿入する構造でも同様な効果が得られる。

本実施例では、スペーサとしてポリエチレンテレフタレート板を用いたが、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ＡＢＳの材質の成形品を用いても同様な結果が得られた。
また、エポキシ樹脂の占める割合を増やすため、スペーサの穴部はできるだけ広くするのが好適である。

さらに、突起の形状としては、円柱、角柱、円錐、角錐の何れでも適用することができる。また突起の間隔は実施例では１０ｍｍとしたが、５〜２０ｍｍの範囲が好適である。
また、スペーサの格子状四角穴は実施では１０ｍｍとしたが、１０〜１５ｍｍの範囲が好適であり、格子枠幅は３ｍｍとしたが、１〜５ｍｍの範囲が好適である。格子形状は四角穴としたが、円形でも適用できる。

ケースの内側に突起を設け、樹脂ケースを使用した実施例の（Ａ）横断面図、（Ｂ）平面図である。ケースと素子との間にスペーサを入れた他の実施例の（Ａ）横断面図、（Ｂ）平面図である。従来例の（Ａ）横断面図、（Ｂ）平面図である。樹脂ケースの突起の斜視図である。スペーサの斜視図（概念図）である。

符号の説明

１コンデンサ素子
２端子
３樹脂ケース
４突起
５スペーサ
６樹脂

Claims

一対の金属化フィルムを巻回した後、メタリコン層を形成したコンデンサ素子を樹脂ケースに収納し、該樹脂ケースにエポキシ樹脂を充填したコンデンサにおいて、
前記樹脂ケースの内側に突起を設けたことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
請求項１に記載の突起の高さが、１．０ｍｍ以上であることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
一対の金属化フィルムを巻回した後、メタリコン層を形成したコンデンサ素子を樹脂ケースに収納し、該樹脂ケースにエポキシ樹脂を充填したコンデンサにおいて、
前記コンデンサ素子と前記樹脂ケースとの間に、穴部を有するスペーサを挿入したことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
請求項３に記載のスペーサの厚さが、１．０ｍｍ以上であることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
請求項４に記載のスペーサが、電気的絶縁物からなり、該絶縁物がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ＡＢＳの何れか一つの樹脂からなることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。