JP2012033753A - 金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量を減少させることなく、ヘビーエッジ部の位置調整を容易にできる金属化フィルムコンデンサを提供する。
【解決手段】金属化フィルムコンデンサは、一対の金属化フィルムが対向配置されて巻回されたコンデンサ素子と、コンデンサ素子の両端面に形成されたメタリコン電極とを備えている。金属蒸着電極は、一対の金属化フィルムの対向方向に重なり合う有効電極部と、該有効電極部をメタリコン電極に電気的に接続する非有効電極部とを有している。非有効電極部には、金属化フィルムの長さ方向に延在する非蒸着の目印パターンが形成されている。
【選択図】なし

Description

本発明は、金属化フィルムコンデンサに関する。

従来、金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの片面に絶縁マージンを残して金属蒸着電極を形成した金属化フィルムを幅方向逆向きに対向配置して巻回し、巻回体の両端面にメタリコン電極が形成されてなる。
対向配置される金属化フィルムは、金属蒸着電極において、金属化フィルム同士が対向方向に重なり合う有効電極部と、該有効電極部をメタリコン電極に接続する非有効電極部とを有している。
一般的に、メタリコン電極との接続を良好にするため、非有効電極部においてメタリコン電極との接続部を厚く金属蒸着するヘビーエッジ構造（ヘビーエッジ部）を形成することが知られている。

このような金属化フィルムコンデンサでは、誘電体フィルムに絶縁破壊が生じた際の蒸着電極間の短絡を防止するために、蒸着電極に非蒸着部からなる保安機構パターンが形成されることが知られている。
保安機構パターンは、蒸着電極を複数のセグメントに分割し、複数のセグメント間を接続するヒューズ部を形成する。これにより、誘電体フィルムに絶縁破壊が生じた際に、流入する短絡電流のエネルギーによってヒューズ部が発熱飛散することで、蒸着電極間の短絡を防止することができる。

通常、上述の保安機構パターンと絶縁マージンのパターンとが金属の蒸着が行われないように、金属蒸着工程前の別々の工程で、例えばフッ素系およびシリコン系オイル等によって各パターンがマスキングされる。このようなマスキングの工程における位置調整を容易にする技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、所定のパターンで形成されたマージン部と、所定のパターンで形成された保安機構パターンと、保安機構パターンに形成された目印パターンとが設けられた金属化フィルムコンデンサが開示されている。
目印パターンはマージン部を挟み込むように設けられるため、保安機構パターンをマスキングした後に目印パターンに合わせてマージン部のパターンを形成でき、位置調整を容易にすることができるようになっている。

特開２０００−３４０４５２号公報

特許文献１では、一対の金属化フィルムの蒸着電極が対向方向に重なり合う有効電極部に目印パターンが形成される。有効電極部は、金属化フィルムコンデンサの静電容量に寄与するため、有効電極部に目印パターンが形成されることにより金属化フィルムコンデンサの静電容量を減少させてしまうという問題があった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、静電容量を減少させることなく、非有効電極部の位置調整を容易にできる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。

本発明の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの表面に絶縁マージンを残して金属蒸着電極が形成された一対の金属化フィルムを、該絶縁マージンが互いに幅方向反対側に位置するように対向配置し、巻回してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引出し用のメタリコン電極を接続した金属化フィルムコンデンサであって、前記金属蒸着電極は、前記一対の金属化フィルムの対向方向に重なり合う有効電極部と、該有効電極部を前記メタリコン電極に電気的に接続する非有効電極部とを有し、前記非有効電極部には、前記金属化フィルムの長さ方向に延在する非蒸着の目印パターンが形成されている。

上記構成によれば、絶縁マージンのマスキング工程において目印となる目印パターンが非有効電極部に形成される。
これにより、静電容量に寄与する有効電極部の金属蒸着の表面積が減少することはない。その結果、静電容量を減少させることなく非有効電極部の位置調整を精度よく行うことができる。
また、非有効電極部の膜抵抗を一般的な四探針法等で測定する場合、目印パターンが形成される箇所で測定することで、膜抵抗測定時に流す電流が目印パターンに遮られて有効電極部に流れ出ない。これにより、有効電極部と非有効電極部との間を切断することなく、非有効電極部の膜抵抗値を測定することができる。
その結果、金属蒸着を行う上での膜抵抗値の調整によるロスを軽減し、安価な金属化フィルムコンデンサを提供することができる。

また、本発明の金属化フィルムコンデンサの前記非有効電極部は、前記メタリコン電極が形成される端部が、前記有効電極部よりも金属が厚く蒸着されるヘビーエッジ構造領域を有しており、前記目印パターンは、前記ヘビーエッジ構造領域に形成されている構成であってもよい。

上記構成によれば、ヘビーエッジ構造に目印パターンが形成される。ヘビーエッジ構造領域は、金属蒸着時にスリットにより金属蒸着量が増加するように制御されて形成される。したがって、目印パターンは、ヘビーエッジ部の位置調整の目印とすることができる。
これにより、さらに精度よくヘビーエッジ構造領域を形成することができ、メタリコン電極と非有効電極部との接続不良を未然に防止することができる。

また、本発明の金属化フィルムコンデンサは、長さ方向に連続する一組の金属化フィルムが互いの前記非有効電極部を接続した状態でフィルム表面方向に並んで配置された原反フィルムを切断して個々の金属化フィルムに分割され、前記目印パターンは、一組の金属化フィルムの各々に幅方向に対向して形成されており、個々の金属化フィルムは、一組の目印パターンの中間位置を境にして原反フィルムを長さ方向に切断し、一組の金属化フィルムを分割することで形成されるものであってもよい。

上記構成によれば、原反フィルム切断前の対向する目印パターン間で非有効電極部の膜抵抗を測定することができる。
これにより、切断後の非有効電極部よりも広い面積で非有効電極部の膜抵抗を測定することができるため、測定の精度をより向上させることができる。

このとき、前記原反フィルムにおいて、対向する前記目印パターンが２〜５ｍｍの間隔であることが好ましい。

また、本発明の金属化フィルムコンデンサの前記目印パターンは、前記金属化フィルムの長さ方向に２０ｍｍ以上延在して形成されていることが好ましい。

また、本発明の金属化フィルムコンデンサの前記目印パターンは、前記金属化フィルムの長さ方向に連続的に形成されている構成でもよい。

また、本発明の金属化フィルムコンデンサの前記目印パターンは、複数の表示により前記金属化フィルムの長さ方向に非連続的に形成されている構成でもよく、その各表示の間隔が２ｍｍ以内であることが好ましい。

本発明によれば、静電容量を減少させることなく、非有効電極部（ヘビーエッジ部）の位置調整を容易にでき、有効電極部と非有効電極部（ヘビーエッジ部）との間を切断することなく、非有効電極部（ヘビーエッジ部）の膜抵抗値を測定することができるので、工数を低減した、安価な金属化フィルムコンデンサを提供することができる。

本発明の実施形態に関する金属化フィルムコンデンサの外観斜視図である。 図１に示すコンデンサ素子の外観斜視図である。 図１に示す金属化フィルムの部分断面図である。 金属化フィルムにおける金属蒸着の態様の一例を示す説明図である。 金属化フィルム切断前の原反フィルムの一例を示す説明図である。

以下、本実施の形態における金属化フィルムコンデンサについて図面を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態の金属化フィルムコンデンサ１は、コンデンサ素子６と、このコンデンサ素子６を収納するプラスチックケース７と、プラスチックケース７内のコンデンサ素子６を封止するエポキシ樹脂８とから構成されている。

図２および図３に示すように、コンデンサ素子６は、巻回された２枚（一対）の金属化フィルム３と、巻回された金属化フィルム３の各端面に金属溶射されて形成されたメタリコン電極５と、各メタリコン電極５に接続されたリード線９とを有している。
金属化フィルム３は、誘電体フィルム１１と、絶縁マージン１３が残るように誘電体フィルム１１上に形成された金属蒸着電極１２とを有している。絶縁マージン１３は、誘電体フィルム１１の幅方向の一方端部において、誘電体フィルム１１の長さ方向に延在するものである。
なお、誘電体フィルム１１の幅方向（以下、単に幅方向と称す）とは、メタリコン電極５の対向方向である。また、誘電体フィルム１１の長さ方向（以下、単に長さ方向と称す）とは、誘電体フィルム１１の巻回方向である。

コンデンサ素子６においては、上述のような２枚の金属化フィルム３が、一方の金属化フィルム３の金属蒸着電極１２が形成されている側の面と、他方の金属化フィルム３の金属蒸着電極１２が形成されていない側の面とが互いに当接するように、かつ、２枚の金属化フィルムの絶縁マージン１３が互いに幅方向反対側に位置するように重ね合わされた状態で、長手方向に沿って巻回されている。

金属蒸着電極１２は、有効電極部１２１と、非有効電極部１２２とを有している。
有効電極部１２１は、金属化フィルム３の対向方向に金属蒸着電極１２が重なり合う領域であり、金属化フィルムコンデンサ１の静電容量に寄与する。すなわち、有効電極部１２１の面積が大きいほど、金属化フィルムコンデンサ１の静電容量は大きくなる。有効電極部１２１は、図３に仮想線（二点鎖線）１００・１００間の領域で示される。

非有効電極部１２２は、有効電極部１２１の幅方向に隣接する領域であり、有効電極部１２１をメタリコン電極５に電気的に接続するものである。具体的に、一対の金属化フィルム３における一方の非有効電極部１２２がメタリコン電極５のいずれか一方に接続され、他方の非有効電極部１２２がメタリコン電極５の他方に接続される。
なお、非有効電極部１２２は、幅方向が５ｍｍ以内に形成されることが好ましいが、これに限定されることはない。

本実施形態において、非有効電極部１２２は、メタリコン電極５との電気的および物理的な接続を良好にするため、有効電極部１２１よりも厚く金属蒸着されるヘビーエッジ構造を有している。すなわち、非有効電極部１２２はヘビーエッジ構造領域となっている。

次に、図４を参照して金属蒸着電極１２に形成された金属蒸着の態様について説明する。
金属化フィルム３の有効電極部１２１には、図４に示すように、金属蒸着の行われていない複数の保安機構パターン１２５（保安機構パターン１２５ａ・１２５ｂ）が形成されることで、有効電極部１２１は、ヒューズ部１２７で接続される複数個のセグメント１２８（セグメント１２８ａ・１２８ｂ・１２８ｃ・１２８ｄ）に分割されている。

具体的に、１つの保安機構パターン１２５は、Ｙ字、または、Ｙ字を互いに逆向きに２つ組み合わせた形状を有している。
Ｙ字形状の保安機構パターン１２５ａは、絶縁マージン１３に沿って並列に形成されている。これにより、有効電極部１２１の絶縁マージン１３側端部の領域は、絶縁マージン１３と複数のＹ字形状の保安機構パターン１２５ａとで囲まれる五角形状の複数のセグメント１２８ａに分割されている。
また、Ｙ字を２つ組み合わせた形状の保安機構パターン１２５ｂは、有効電極部１２１の幅方向略中央部に沿って並列に形成されている。これにより、有効電極部１２１の絶縁マージン１３側端部の領域は、複数のＹ字形状の保安機構パターン１２５ｂとで囲まれる六角形状の複数のセグメント１２８ｂに分割されている。
そして、保安機構パターン１２５が所定の間隔を空けて配設されることで、隙間にヒューズ部１２７が形成されるようになっている。

セグメント１２８ａおよびセグメント１２８ｂの間には、長さ方向に延在する１つのセグメント１２８ｃが形成され、セグメント１２８ａとセグメント１２８ｂとにヒューズ部１２７を介して接続されている。
また、セグメント１２８ｂの非有効電極部１２２側には、長さ方向に延在する１つのセグメント１２８ｄが形成され、セグメント１２８ｂにヒューズ部１２７を介して接続されている。

ヒューズ部１２７は、絶縁破壊が生じた際にヒューズとして機能する。具体的には、絶縁破壊時には、破壊点の特定のセグメント１２８にヒューズ部１２７を介して電流が集中して流れ込む。この電流のエネルギーによってこのヒューズ部１２７を発熱飛散させて、特定のセグメント１２８を電気的に孤立させて、絶縁を回復させるようになっている。

金属化フィルム３の非有効電極部１２２には、金属蒸着の行われていない目印パターン１２９が形成されている。目印パターン１２９は、非有効電極部１２２の幅方向略中央に、長さ方向に所定の長さ（例えば、２０ｍｍ）以上延在して形成されている。

具体的に、目印パターン１２９は、「（公序良俗違反につき、不掲載）」という文字列が非連続的に形成されている。すなわち、目印パターン１２９が、非蒸着とされることにより、複数の文字としてそれぞれ表示されている。目印パターン１２９は、表示されている各文字間が所定の間隔（例えば、２ｍｍ）以内になるように形成されている。

目印パターン１２９は、保安機構パターン１２５ａ、１２５ｂと同時に、マスキングにより形成される。目印パターン１２９が形成されることで、ヘビーエッジ部の位置調整を容易に行うことができる。
また、目印パターン１２９は、非有効電極部１２２に形成されるため、静電容量に寄与する有効電極部の金属蒸着の表面積が減少することはない。

このようなパターンを形成する蒸着工程等が、図５に示すように、金属化フィルム３に切断される前の原反フィルム３０の状態で行われた後、長さ方向に連続する一組の金属化フィルム３が互いの非有効電極部を接続した状態でフィルム表面方向に並んで配置された原反フィルム３０を切断して個々の金属化フィルム３に分割される。
前記目印パターン１２９は、一組の金属化フィルム３の各々に幅方向に対向して形成されており、個々の金属化フィルム３は、一組の目印パターン１２９の中間位置を境にして（仮想線１０１で）、原反フィルム３０を長さ方向に切断し、一組の金属化フィルム３を分割することで形成される。
原反フィルム３０において、対向する目印パターン１２９は、所定範囲の間隔（例えば、２〜５ｍｍの間隔）にされている。

次に、非有効電極部１２２の膜抵抗値の測定方法について説明する。非有効電極部１２２の膜抵抗値の測定は、原反フィルム３０を切断する前に四探針法にて行う。
具体的には、原反フィルム３０における対向する目印パターン１２９の間で、目印パターンの長さ方向中央部に、略一直線に並んだ四探針電極を当接して配置する。そして、外側の二探針間に一定電流を流し、内側の二探針間に生じる電位差を測定することで、非有効電極部１２２の膜抵抗値を測定する。
従来の目印パターンを設けない原反フィルムでは、ヘビーエッジ部（非有効電極部）に探針を接触させると、有効電極部にまで電流が流出してしまうため、ヘビーエッジ部を切断しないと、正確な抵抗値を測定できなかった。
しかしながら、上記のような目印パターンを設けた原反フィルムにおいては、膜抵抗測定時に流す電流が目印パターンに遮られて有効電極部に流れ出ない。よって、有効電極部と非有効電極部との間を切断することなく、ヘビーエッジ部（非有効電極部）の膜抵抗値を精度良く測定することができる。

本実施形態において、目印パターン１２９は文字列が所定の間隔以内であると共に長さ方向に所定の長さ以上延在して形成されているため、上記の外側の二探針間に流す一定電流が目印パターン１２９の文字列間の隙間に容易に流れることはない。
また、原反フィルム３０を切断する前に計測するため、金属化フィルム３に切断した状態よりも計測対象となる非有効電極部１２２の面積を広くとることができる。
これにより、有効電極部１２１と非有効電極部１２２との間を切断することなく、非有効電極部１２２の膜抵抗値を正確に計測することができる。その結果、金属蒸着を行う上での膜抵抗値の調整によるロスを軽減し、安価な金属化フィルムコンデンサを提供することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施形態に記載された、作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、コンデンサ素子６の数は、１つに限定されるものではなく、２つ以上であってもよい。

また、図４を用いて例示した保安機構パターン１２５ａ、１２５ｂ、セグメント１２８、および、目印パターン１２９等の態様はこれに限定されるものではない。例えば、目印パターン１２９は、長さ方向に形成された連続的または非連続的な、直線、曲線、および、屈曲線等であってもよい。

また、本実施形態において、非有効電極部１２２は、全体にヘビーエッジ構造領域となっているが、これに限定されない。例えば、非有効電極部１２２のうちメタリコン電極５側の一部のみがヘビーエッジ構造領域であるものでもよい。また、非有効電極部１２２に保安機構パターン１２５が形成されるものであってもよい。また、非有効電極部１２２がヘビーエッジ構造を有していない構成であってもよい。

１ 金属化フィルムコンデンサ
３ 金属化フィルム
５ メタリコン電極
６ コンデンサ素子
７ プラスチックケース
８ エポキシ樹脂
９ リード線
１１ 誘電体フィルム
１２ 金属蒸着電極
１３ 絶縁マージン
３０ 原反フィルム
１００ 仮想線（有効電極領域）
１０１ 仮想線（切断線）
１２１ 有効電極部
１２２ 非有効電極部
１２５ａ、１２５ｂ 保安機構パターン
１２７ ヒューズ部
１２８ セグメント
１２９ 目印パターン

Claims (7)

1. 誘電体フィルムの表面に絶縁マージンを残して金属蒸着電極が形成された一対の金属化フィルムを、該絶縁マージンが互いに幅方向反対側に位置するように対向配置し、巻回してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子の両端面に電極引出し用のメタリコン電極を接続した金属化フィルムコンデンサであって、
   前記金属蒸着電極は、前記一対の金属化フィルムの対向方向に重なり合う有効電極部と、該有効電極部を前記メタリコン電極に電気的に接続する非有効電極部とを有し、
   前記非有効電極部に、前記金属化フィルムの長さ方向に延在する非蒸着の目印パターンが形成されていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
2. 前記非有効電極部は、前記メタリコン電極が形成される端部が、前記金属蒸着電極における有効電極部よりも金属が厚く蒸着されるヘビーエッジ構造領域を有し、
   前記目印パターンは、前記ヘビーエッジ構造領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属化フィルムコンデンサ。
3. 長さ方向に連続する一組の金属化フィルムが互いの前記非有効電極部を接続した状態でフィルム表面方向に並んで配置された原反フィルムを切断して個々の金属化フィルムに分割される請求項１または２記載の金属化フィルムコンデンサであって、
   前記目印パターンは、一組の金属化フィルムの各々に幅方向に対向して形成されており、
   個々の金属化フィルムは、一組の目印パターンの中間位置を境にして原反フィルムを長さ方向に切断し、一組の金属化フィルムを分割することで形成されることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。
4. 前記原反フィルムにおいて、対向する前記目印パターンが２〜５ｍｍの間隔であることを特徴とする請求項３に記載の金属化フィルムコンデンサ。
5. 前記目印パターンは、前記金属化フィルムの長さ方向に２０ｍｍ以上延在して形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。
6. 前記目印パターンは、前記金属化フィルムの長さ方向に連続的に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。
7. 前記目印パターンは、複数の表示により前記金属化フィルムの長さ方向に非連続的に形成されており、各表示の間隔が２ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の金属化フィルムコンデンサ。
   

Images