JP2010016047A - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】良好な保安機能を確保しつつヒューズ部での発熱を抑制し、しかもＥＳＲ（等価直列抵抗）を低減できる金属化フィルムコンデンサを提供する。
【解決手段】誘電体フィルムの幅方向に延びると共に、その一端部が接続部５と有効電極部との境界部に位置し、他端部が絶縁マージン部４に連なる分割マージン６を設けることにより有効電極部を長手方向に所定の間隔で分割する。分割された有効電極部をその幅方向のほぼ中央部で接続部側分割電極１１と絶縁マージン部側分割電極１２とに分割する。両分割電極１１、１２はヒューズ部９によって接続する。また、接続側分割電極１１は、その接続部５側の端部の全幅をそのまま接続部５に接続する。接続部５の蒸着電極膜厚は、有効電極部の蒸着電極膜厚よりも厚くする。第１電極膜３Ａのヒューズ部９と第２電極膜３Ｂのヒューズ部９とは、誘電体フィルムの厚み方向に重ならないように配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、誘電体フィルムに蒸着電極を形成した金属化フィルムを巻回または積層してなる金属化フィルムコンデンサに関するものである。

保安機能を持たせた従来の金属化フィルムコンデンサの一例を、図２に示している（例えば、特許文献１参照）。このコンデンサは、一対となる第１及び第２金属化フィルム３１Ａ、３１Ｂを重ね合わせた構造のものである。両金属化フィルム３１Ａ、３１Ｂは、略同様なものであるため、ここでは便宜上、第１金属化フィルム３１Ａについて説明する。この第１金属化フィルム３１Ａには、その長手方向に沿う一側部に絶縁マージン３２が形成されており、絶縁マージン３２とは反対側の側部は、メタリコン電極が形成される接続部３３となされている。また、第１金属化フィルム３１Ａの接続部３３の近傍には、絶縁スリット３４が長手方向に断続的に設けられていて、絶縁スリット３４、３４間にヒューズ部３５が形成されている。そして、この断続的に設けられた絶縁スリット３４の中央部と絶縁マージン３２とを結ぶように幅方向に延びる分割スリット３６を、長手方向に所定の間隔で並設することによって、各金属化フィルム３１Ａに複数の分割電極３７が形成されている。そして、このような構造の第１金属化フィルム３１Ａと第２金属化フィルム３１Ｂとを、絶縁マージン３２が互いに逆の側部に位置するように重ね合わせて、巻回または積層することによって金属化フィルムコンデンサが形成されている。このとき、相対向する一対の分割電極３７、３７で単位コンデンサが構成される。また、近年では、特に良好な保安性を要求されるコンデンサにおいては、その容量を形成する有効電極部の蒸着電極膜抵抗を高くし、接続部３３の蒸着電極膜抵抗を低くしたヘビーエッジ構造が採用されている。
特開２０００−１２３６８号公報

ところで、上記特許文献１に記載された金属化フィルムコンデンサにおいては、ヒューズ部３５がメタリコン電極に近い部分に配置されているので、大きな電流が流れることになり、この結果、ヒューズ部３５での発熱が大きくなってしまうという欠点が生じる。また、このような構造では、ＥＳＲ（等価直列抵抗）が大きいという欠点もある。さらに、ヘビーエッジ構造のコンデンサにおいて、安定したヒューズ動作を行わせるためには、ヒューズ部３５が蒸着金属厚さの厚い接続部３３に形成されるのを防止するのが好ましいが、このような構造を確保するのには高い加工精度を要求されるという製造上の問題もある。

この発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、良好な保安機能を確保しつつヒューズ部での発熱を抑制し、しかもＥＳＲ（等価直列抵抗）を低減できる金属化フィルムコンデンサを提供することにある。

そこで、この発明の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの一方側に第１電極膜３Ａを、また誘電体フィルムの他方側に第２電極膜３Ｂをそれぞれ配置してなり、上記第１電極膜３Ａは、容量を形成する有効電極部となる蒸着電極を有し、その長手方向に沿う一側部に絶縁マージン部４を、また絶縁マージン部４の反対側の他側部にメタリコン電極が形成される接続部５を長手方向に沿って帯状に設けた構造であって、誘電体フィルムの幅方向に延びると共に、その一端部が上記接続部５と有効電極部との境界部に位置し、他端部が上記絶縁マージン部４に連なる分割マージン６を設けることにより上記有効電極部を長手方向に所定の間隔で分割し、さらにこの分割された有効電極部をその幅方向のほぼ中央部で接続部側分割電極１１と絶縁マージン部側分割電極１２とに分割すると共に、両分割電極１１、１２をヒューズ部９によって接続し、かつ上記接続側分割電極１１は、その接続部５側の端部の全幅をそのまま接続部５に接続した構造であり、また、第２電極膜３Ｂは、第１電極膜３Ａと略同一構造のものであって、絶縁マージン部４側と接続部５側とを互いに逆にして配置した構造であり、一方の接続部側分割電極１１と他方の絶縁マージン部側分割電極１２とが誘電体フィルムを介して対向するように構成したことを特徴としている。この場合、分割マージン６によって長手方向に所定の間隔で分割された分割電極は、その接続部５側の端部の全幅が、従来のようにヒューズ部を介してではなく、そのまま接続部５と連続的に接続することになる。

また、上記接続部５の蒸着電極膜厚は、有効電極部の蒸着電極膜厚よりも厚くしていることを特徴とする。さらに、上記第１電極膜３Ａのヒューズ部９と第２電極膜３Ｂのヒューズ部９とは、誘電体フィルムの厚み方向に重ならないようにフィルムの幅方向にずらせて配置している。

上記金属化フィルムコンデンサは、第１誘電体フィルム２Ａに第１電極膜３Ａを、第２誘電体フィルム２Ｂに第２電極膜３Ｂをそれぞれ形成してこれらを重ね合わせたり、誘電体フィルムの両面に第１電極膜３Ａと第２電極膜３Ｂとを形成した両面金属化フィルムと、金属が蒸着されていない誘電体フィルムとを重ね合わせたりすることによって形成できる。そしてこれらを、巻回または積層することで金属化フィルムコンデンサを構成する。

この発明の金属化フィルムコンデンサにおいては、自己保安機能を有しながら、ヒューズ部９の発熱を抑制できる。すなわち、メタリコン電極に近い部分には大きな電流が流れ、離れるほど電流は小さくなっていくものであるため、流れる電流によるヒューズ部９の発熱を少なくでき、温度上昇を抑制できる。

また、ヘビーエッジ構造のコンデンサにおいては、従来はヒューズ部９を正確に配置するために高い加工精度を要求されたが、この発明の金属化フィルムコンデンサによれば、従来のような高い加工精度は必要がなく、安価に製造可能である。また、ヒューズ部９の寸法調整を、膜厚の安定した有効電極部で行えるので、ヒューズ部９での抵抗値を容易に調整可能である。

さらに、第１電極膜３Ａのヒューズ部９と第２電極膜３Ｂのヒューズ部９を幅方向にずらせることにより、発熱位置を分散させることができ、これにより温度上昇の抑制効果は、一段と有効に発揮される。

次に、この発明の金属化フィルムコンデンサの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る金属化フィルムコンデンサは、図１に示すように、一対となる第１及び第２金属化フィルム１Ａ、１Ｂを重ね合わせた構造のものである。両金属化フィルム１Ａ、１Ｂは、第１及び第２誘電体フィルム２Ａ、２Ｂに、第１及び第２電極膜３Ａ、３Ｂを蒸着したもので、両者は、略同様なものであるため、ここでは便宜上、第１金属化フィルム１Ａについて説明する。第１電極膜３Ａは、容量を形成する有効電極部となる蒸着電極を有し、その長手方向に沿う一側部に絶縁マージン部（蒸着電極のない部分）４を、また絶縁マージン部４の反対側の他側部にメタリコン電極が接続される接続部５がそれぞれ形成されている。この接続部５は、金属化フィルム１Ａの長手方向に延びる連続した帯状の部分として形成されている。また、このコンデンサにおいては、メタリコン電極に接続される接続部５の蒸着電極膜厚を、有効電極部の蒸着電極膜厚よりも厚くした構造、すなわち、いわゆるヘビーエッジ構造が採用されている。

また、第１電極膜３Ａには、幅方向に延びる分割マージン（蒸着金属のない部分）６が形成され、第１電極膜３Ａにおける有効電極部は、長手方向に所定間隔で分割されている。この場合、分割マージン６は、その一端部が上記接続部５と有効電極部との境界部に位置し、他端部が上記絶縁マージン部４に連なるように形成されている。その結果、分割マージン６によって長手方向に所定の間隔で分割された分割電極は、その接続部５側の端部の全幅（分割マージン間隔の全幅）が、従来のようにヒューズ部等を介してではなく、そのまま接続部５と連続的に接続することになる。さらに、上記有効電極部のほぼ中央部に、絶縁スリット（蒸着金属のない部分）７が長手方向に所定の間隔をおいて断続的に設けられている。そして、絶縁スリット７、７の先端部間に残存した蒸着金属によってヒューズ部９が形成されている。なお、このような状態は、絶縁スリット７が連続的に形成され、絶縁スリット７の適所に蒸着金属によってヒューズ部９が形成されているともいえる。そして、この絶縁スリット７によって、有効電極部がその幅方向のほぼ中央部で接続部側分割電極１１と絶縁マージン側分割電極１２とに分割され、両分割電極１１、１２がヒューズ部９によって接続した構造となされている。

また、第２電極膜３Ｂは、第１電極膜３Ａと略同一構造のものであって、絶縁マージン部４側と接続部５側とを互いに逆にして配置した構造であり、第１金属化フィルム１Ａと第２金属化フィルム１Ｂとを重ね合わせたときに、一方の接続部側分割電極１１と他方の絶縁マージン部側分割電極１２とが誘電体フィルムを介して対向するように構成されている。そして、第１金属化フィルム１Ａと第２金属化フィルム１Ｂとを重ね合わせた状態において、これを積層したり、巻回したりすることによって、コンデンサ素子を構成する。

上記実施形態の金属化フィルムコンデンサにおいては、自己保安機能を有しながら、ヒューズ部９の発熱を抑制できる。すなわち、メタリコン電極に近い部分には大きな電流が流れ、離れるほど電流は小さくなっていくものであるため、ヒューズ部９を接続部５に沿って設ける従来の場合よりも、流れる電流によるヒューズ部９の発熱を少なくでき、温度上昇を抑制できることになるのである。また、この実施形態においては、第1電極膜３Ａと第２電極膜３Ｂとに設けられるヒューズ部９（及び絶縁スリット７）は、誘電体フィルム２Ａ、２Ｂの厚み方向、すなわち両電極３Ａ、３Ｂの対向方向（図において紙面に垂直な方向）には重ならず、金属化フィルム１Ａ、１Ｂの幅方向（絶縁スリット７の延設方向とは交差する方向）に位置をずらせて（離して）配置しているが、これは、ヒューズ部９での発熱を分散させて熱の集中を防止するためである。このような構成を採用することによってもコンデンサの温度上昇を一段と抑制できる。また、この実施形態によれば、分割マージン６を、有効電極部だけでなく、接続部５をも併せて分割する従来の場合に比較して、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を小さくできる。

また、メタリコン電極に接続される接続部５の蒸着電極膜厚を、有効電極部の蒸着電極膜厚よりも厚くした構造、すなわち、いわゆるヘビーエッジ構造のコンデンサにおいては、ヒューズ部９を接続部５に沿って設ける従来の構造では、ヒューズ部９を安定して動作させるために、ヒューズ部９が接続部５にかからない（ヒューズ部９を接続部５に設けない）ようにするために、高い加工精度を要求されたが、上記実施形態によれば、従来のような高い加工精度は必要がなく、安価に製造可能である。また、ヒューズ部９の寸法調整を、膜厚の安定した有効電極部で行えるので、ヒューズ部９での抵抗値を容易に調整可能である。さらに、第１電極膜３Ａのヒューズ部９（及び絶縁スリット７）と第２電極膜３Ｂのヒューズ部９（及び絶縁スリット７）を幅方向にずらせることにより、発熱位置を分散させることができ、これにより温度上昇の抑制効果は、一段と有効に発揮される。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、実施形態のように、第１誘電体フィルム２Ａに第１電極３Ａを、第２誘電体フィルム２Ｂに第２電極３Ｂをそれぞれ形成してこれらを重ね合わせて巻回または積層してコンデンサを構成してもよいが、誘電体フィルムの両面に第１電極３Ａと第２電極３Ｂとを形成した両面金属化フィルムと、金属が蒸着されていない誘電体フィルムとを重ね合わせて巻回または積層することによってコンデンサを構成してもよい。また、上記絶縁マージン部側分割電極１２を長手方向に所定の間隔でさらに狭幅に複数に分割し、狭幅に分割された複数の絶縁マージン部側分割電極と接続部側分割電極１１とをヒューズ部９を介して接続するように構成してもよい。なお、第1電極膜３Ａと第２電極膜３Ｂとに設けられるヒューズ部９（及び絶縁スリット７）を幅方向にずらせて配置する構造は、発熱の少ない場合には必ずしも必要なことではなく、場合によっては、互いに重ねて配置することもある。

この発明の一実施形態に係る金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの平面図である。 従来の金属化フィルムコンデンサの金属化フィルムの平面図である。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ・・金属化フィルム、２Ａ、２Ｂ・・誘電体フィルム、３Ａ、３Ｂ・・電極膜、４・・絶縁マージン部、５・・接続部、６・・分割マージン、７・・絶縁スリット、９・・ヒューズ部、１１・・接続部側分割電極、１２・・マージン部側分割電極

Claims (5)

1. 誘電体フィルムの一方側に第１電極膜（３Ａ）を、また誘電体フィルムの他方側に第２電極膜（３Ｂ）をそれぞれ配置してなり、上記第１電極膜（３Ａ）は、容量を形成する有効電極部となる蒸着電極を有し、その長手方向に沿う一側部に絶縁マージン部（４）を、また絶縁マージン部（４）の反対側の他側部にメタリコン電極が形成される接続部（５）を長手方向に沿って帯状に設けた構造であって、誘電体フィルムの幅方向に延びると共に、その一端部が上記接続部（５）と有効電極部との境界部に位置し、他端部が上記絶縁マージン部（４）に連なる分割マージン（６）を設けることにより上記有効電極部を長手方向に所定の間隔で分割し、さらにこの分割された有効電極部をその幅方向のほぼ中央部で接続部側分割電極（１１）と絶縁マージン部側分割電極（１２）とに分割すると共に、両分割電極（１１）（１２）をヒューズ部（９）によって接続し、かつ上記接続側分割電極（１１）は、その接続部（５）側の端部の全幅をそのまま接続部（５）に接続した構造であり、また、第２電極膜（３Ｂ）は、第１電極膜（３Ａ）と略同一構造のものであって、絶縁マージン部（４）側と接続部（５）側とを互いに逆にして配置した構造であり、一方の接続部側分割電極（１１）と他方の絶縁マージン部側分割電極（１２）とが誘電体フィルムを介して対向するように構成したことを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
2. 上記接続部（５）の蒸着電極膜厚は、有効電極部の蒸着電極膜厚よりも厚くしていることを特徴とする請求項１の金属化フィルムコンデンサ。
3. 上記第１電極膜（３Ａ）のヒューズ部（９）と第２電極膜（３Ｂ）のヒューズ部（９）とは、誘電体フィルムの厚み方向に重ならないようにフィルムの幅方向にずらせて配置していることを特徴とする請求項１または請求項２の金属化フィルムコンデンサ。
4. 第１誘電体フィルム（２Ａ）に第１電極膜（３Ａ）を、第２誘電体フィルム（２Ｂ）に第２電極膜（３Ｂ）をそれぞれ形成してこれらを重ね合わせたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの金属化フィルムコンデンサ。
5. 誘電体フィルムの両面に第１電極膜（３Ａ）と第２電極膜（３Ｂ）とを形成した両面金属化フィルムと、金属が蒸着されていない誘電体フィルムとを重ね合わせたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの金属化フィルムコンデンサ。