JP2008078535A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ケース外部からの熱に対してコンデンサ素子が熱劣化し、安定して容量を引き出せないため、ケース外部の熱をコンデンサ素子へ伝えないことを目的とした。
【解決手段】この目的を達成すべく本発明は、有天筒状のケース１と、このケース１内に収納されたコンデンサ素子２と、このコンデンサ素子２に接続されるとともに、ケース１の下面開口部からケース１外に引き出されたリード線４と、このリード線４が挿通される貫通孔を有するとともに、ケース１の下面開口部を封止する封口部材５を備え、コンデンサ素子２は誘電体フィルムの片面または両面に金属を蒸着することによって金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを前記金属蒸着電極が対向するように巻回または積層し、両端面に集電極３を形成したものであって、このコンデンサ素子２と集電極３とリード線４の一部を被覆樹脂７にて被覆したものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、温度特性に優れ、過酷な温度環境下でも使用することの出来るフィルタなどに用いられるコンデンサに関するものである。

従来のコンデンサは金属化フィルムを巻回してコンデンサ素子を形成し、これに設けた集電極であるメタリコン電極にリード線を接続したものであって、耐湿性などを確保するためこれらをケースに収納し、樹脂を充填することによって構成されるものであった。

これらはフィルムコンデンサの温度特性と周波数特性に優れた性質を活かしたものであり、熱環境が変化しやすい状況下となる自動車やパソコンでよく用いられていた。

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が知られている。
特許第２８７７３６４号公報

上記従来の構成においては、はんだ実装の際の高温時では、コンデンサ素子が収納されているケース外部からの熱が充填されている樹脂などを介して金属化フィルムを巻回したコンデンサ素子へ伝播してしまうということがあった。

このようにコンデンサ素子に伝わった熱が誘電体となっているフィルムに対して熱収縮などを起こし、それによってコンデンサとしての機能を損ねてしまう場合があった。

そこで、本発明はケース外部の熱をコンデンサ素子に伝播させないようにすることを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、コンデンサ素子をケースに収納するとともに、このコンデンサ素子を被覆樹脂にて被覆したことを特徴とするものである。

本発明のコンデンサは、ケースに収納されているとともに、コンデンサ素子をケース内に封止する際に、リード線の一部を除いてコンデンサ素子を被覆樹脂にて被覆しているので、ケース外部からの熱が加わった際には、ケースによって熱を遮ることとなり、さらに被覆樹脂によってもこの熱を受けることができるため、コンデンサ素子へと熱を伝播させないのでコンデンサとしての信頼性を向上させることが可能となるものである。

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。

（実施の形態）
図１に示すケース１は、アルミニウム製で有天筒状に形成されており、ケース１の内周面及び外周面は電気的絶縁を確保するために樹脂膜（図示せず）が設けられている。

コンデンサ素子２は図２のごとく、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の誘電体フィルム（図示せず）の表面に非蒸着部分であるマージン部分２ａ、２ｂを形成しつつ、アルミニウムなどの金属を蒸着し、蒸着電極２ｃ、２ｄとし、異常電流が流れた際には蒸着した部分が飛散することによって電気的に切断されるという自己保安機能を有したヒューズ２ｅを有した金属化フィルムを一対とし、蒸着電極２ｃ、２ｄが誘電体フィルムを介して対向するように柱状形状に巻回した構成としたものである。

このコンデンサ素子２の両端面にアルミニウム、スズ、銅などの金属を溶融して吹きつける溶射によって図１のように集電極３を形成して電気的に引き出すことができるようになっている。

このコンデンサ素子２の上下に形成された集電極３にそれぞれ接続されたリード線４は、図３に示すようにケース１外方へ電気的に引き出すものであって、ゴム製等の封口部材５を貫通してケース１外方へ引き出されている。このリード線４はスズめっき銅被覆鋼線からなるものである。

このとき、コンデンサ素子２をエポキシ樹脂などの熱硬化性の樹脂である被覆樹脂７に浸漬するなどしてコンデンサ素子２と集電極３とリード線４の一部を被覆する。

これらの被覆されたコンデンサ素子２、集電極３、リード線４と封口部材５を前述のケース１に収納し、ケース１の下面開口部で封口部材５の周囲を絞るなどしてこれらをケース１内に封止する。

また、ケース１の外方へ引き出されているリード線４は、封口部材５の下面側に配置された座板６の下面で端子４ａを形成することによって、回路基板などへ実装される時には端子４ａがリフローによってはんだ付けされる。被覆の際には端子４ａの近傍は被覆されないようにするものとする。

このように、被覆樹脂７によってコンデンサ素子２を被覆することが本実施形態における技術的特徴の一つであり、これによって、従来であれば、周囲の温度変化などがコンデンサ素子２に伝わっていたのに対し、本実施の形態によれば、コンデンサ素子２がケース１に収納されているとともに被覆樹脂７によって被覆されているので、ケース１外部からの熱が加わった際には、ケース１によって一旦熱を遮りつつ、さらに被覆樹脂７によってケース１からの熱の伝播を遮ることとなり、温度変化に対しても安定して容量などの製品特性を発揮することのできる本来の温度特性と周波数特性に優れた性質のコンデンサとすることができるものである。

そもそも、リフローなどのはんだ実装によって周囲の温度が上昇した際の瞬間的な熱は、ケース１や端子４ａを介してコンデンサ素子２に伝播していたのに対し、被覆樹脂７によってこれらの伝播を遮ることができるので、リフロー時などの外部から伝えられた瞬間的な熱をコンデンサ素子２へ伝播させることはなくなり、被覆樹脂７に一時的に蓄えられて、その後の冷却によってケース１外へ放出させることが可能となるものである。

さらに、コンデンサ素子２を被覆樹脂７で被覆することによって、コンデンサ素子２全体としての熱容量が大きくなるため、外部から加えられた熱がコンデンサ素子２の誘電体フィルムなどに伝播されることが抑制されるものでもある。

そこで、被覆樹脂７は熱容量の高いものがよいが、絶縁性を有しているとなおよい。これは、図３に示すように、この被覆樹脂７をコンデンサ素子２の上面側の集電極３から引き出されたリード線４と下面側の集電極３の間で絶縁を確保するように被覆することによって、下面側の集電極３周辺でのリード線４の引き回しでの短絡を回避することができ、さらに安全性の高いコンデンサとすることができるからである。

さらに、被覆樹脂７はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂とすることによって上記の熱容量と絶縁性を有したものとすることができる。

なお、被覆樹脂７を紫外線硬化型樹脂とすることによって、硬化を紫外線照射とすると熱硬化に比べ硬化時間を短縮できるので生産性の向上を図ることが可能となる。

また、本実施の形態においては、コンデンサ素子２を被覆樹脂７によって被覆されているので、コンデンサ素子２の金属化フィルムが通電時に特定の周波数でうなったりすると言った現象に対しても低減効果を発揮するものである。

さらに、本実施の形態においてはコンデンサ素子２を構成する金属化フィルムは誘電体フィルムの片面に蒸着電極２ｃ、２ｄを形成し、これらが対向するように巻回したものとしたが、金属化フィルムの一方を誘電体フィルムの両面に蒸着電極を形成した場合は他方を蒸着電極が形成されていない誘電体フィルムのみを用いて一対とし、蒸着電極が対向する様に巻回するものとする。これによって、温度特性と周波数特性に優れたコンデンサとすることが出来るものである。

さらに、本実施の形態においてコンデンサ素子２は金属化フィルムを巻回したものとしたが、金属化フィルムを積層し、端面を切断するなどして、集電極３を形成したものであってもよいものとする。これによって、四角形状のコンデンサ素子２を形成することが出来、丸型に比べてスペースに対する効率を向上させることができる。

なお、コンデンサ素子２を構成している誘電体フィルムはポリエチレンテレフタレート、やポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイドとすることによって、性能の安定したコンデンサとすることが可能である。

また、誘電体フィルムとして、紫外線硬化性のアクリル樹脂モノマーを硬化しフィルム状に形成したもの、或いはこのアクリル樹脂をフィルム状に形成したものとポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の異種の誘電体フィルムとの複合体とすることも可能で、この場合、耐熱性の高いアクリル樹脂を誘電体フィルムの全て或いは一部とすることによってコンデンサの耐熱性を更に向上させることができる。

以上のように、本発明によるコンデンサによれば、周囲の温度変化に対して安定して容量を引き出すことのできるコンデンサとすることができるので、温度変化の激しい、自動車やパソコンなどのフィルタ回路などに有用である。

本発明の一実施の形態によるコンデンサの分解斜視図 本発明の一実施の形態によるコンデンサ素子の構成を示す斜視図 本発明の一実施の形態によるコンデンサの断面図

符号の説明

１ ケース
２ コンデンサ素子
３ 集電極
４ リード線
４ａ 端子
５ 封口部材
６ 座板
７ 被覆樹脂

Claims (4)

1. 有天筒状のケースと、このケース内に収納されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の両端面に接続されるとともに、前記ケースの下面開口部からケース外に引き出されたリード線と、このリード線が挿通される貫通孔を有するとともに、前記ケースの下面開口部を封止する封口部材を備え、前記コンデンサ素子は誘電体フィルムの片面または両面に金属を蒸着することによって金属蒸着電極を形成した一対の金属化フィルムを前記金属蒸着電極が対向するように巻回または積層し、両端面に集電極を形成したものであって、このコンデンサ素子を被覆樹脂にて被覆したコンデンサ。
2. 前記被覆樹脂は絶縁性を有し、前記コンデンサ素子の上面側の集電極から引き出されたリード線と前記コンデンサ素子の下面側の集電極との間を絶縁するように被覆されている請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記被覆樹脂はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、紫外線硬化型樹脂のうち、いずれかひとつである請求項２に記載のコンデンサ。
4. 前記誘電体フィルムはポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイドのいずれか一つである請求項１に記載のコンデンサ。

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