JP2012099712A - Metalization film capacitor and manufacturing method therefor - Google Patents

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Yasuhiro Suzuki
康弘 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metalization film capacitor which is manufactured under high processing efficiency and inexpensive method and is excellent in heat dissipation from a metal vapor-deposited film, i.e., a heat generation source, and a manufacturing method therefor.SOLUTION: A metalization film capacitor 10 includes: metal spray parts 7 formed on two electrode extraction surfaces of a metalization film columnar body 6 formed by winding metalization films 4; and external lead-out terminals 8 joined to the metal spray parts 7. The metalization film 4 includes a dielectric film 1 and a metal vapor-deposited film 2 formed on one side surface of the dielectric film 1. The metal vapor-deposited film 2 includes an insulated metal oxide 3 prepared by oxidizing the metal vapor-deposited film 2 at one edge area along the longer direction of the metal vapor-deposited film 2. One metal spray part 7 has the metal oxide 3 of the metal vapor-deposited film 2 closely brought into contact therewith, while the other metal spray part 7 has another edge part along the longer direction of the metal deposited film 2 closely brought into contact therewith.

Description

本発明は、巻回し型もしくは積層型の金属化フィルムコンデンサに関するものである。   The present invention relates to a coiled or laminated metallized film capacitor.

従来の金属化フィルムを巻き回してなる巻回し型の金属化フィルムコンデンサは、巻き回してなる金属化フィルム柱体の両端の2つの電極取り出し面に金属溶射部(もしくはメタリコン、メタリコン電極)が形成され、これら2つの金属溶射部に外部引き出し端子をはんだ接合することで製造されている。なお、積層型の金属化フィルムコンデンサに関しても、金属化フィルムが積層して金属化フィルム柱体を形成する以外は実質的に巻回し型と同様の構造を呈している。   A conventional metallized film capacitor, which is formed by winding a metallized film, has a metal sprayed part (or metallicon, metallicon electrode) formed on the two electrode extraction surfaces at both ends of the metallized film column. It is manufactured by soldering external lead terminals to these two metal sprayed portions. The laminated metallized film capacitor also has substantially the same structure as the wound type except that the metallized films are laminated to form a metallized film column.

図5を参照して従来の金属化フィルムと2つの金属溶射部の関連構造を説明する。同図で示すように、金属蒸着膜k1、k2がそれぞれ誘電体フィルムf1、f2の一側面に形成されて金属化フィルムfa,fbが構成され、これら2枚の金属化フィルムfa,fbを積層して一組の金属化フィルムfとし、この一組の金属化フィルムfを巻き回すことで金属化フィルム柱体cが製造される。ここで、一方の金属化フィルムfaを構成する誘電体フィルムf1の一側面に形成された金属蒸着膜k1は、その長手方向に沿う一方端が一方の金属溶射部d(一方の電極)に密着しており、その長手方向に沿う他方端には、他方の金属溶射部d(他方の電極)から絶縁されるべく、たとえば2mm程度の隙間領域(絶縁マージン領域mg)、すなわち非蒸着部領域が設けられている。   With reference to FIG. 5, the related structure of the conventional metallized film and two metal spraying parts is demonstrated. As shown in the figure, metal vapor deposition films k1 and k2 are respectively formed on one side of dielectric films f1 and f2 to form metallized films fa and fb, and these two metallized films fa and fb are laminated. Then, a set of metallized films f is formed, and the metallized film column body c is manufactured by winding the set of metallized films f. Here, the metal vapor deposition film k1 formed on one side surface of the dielectric film f1 constituting one metallized film fa has one end along the longitudinal direction in close contact with one metal sprayed portion d (one electrode). In order to be insulated from the other metal sprayed portion d (the other electrode), for example, a gap region (insulation margin region mg) of about 2 mm, that is, a non-deposition portion region is formed at the other end along the longitudinal direction. Is provided.

一方、一組の金属化フィルムfを構成する他方の金属化フィルムfbは、上記する一方の金属化フィルムfaと反対側に絶縁マージン領域mgを形成し、反対側の金属溶射部d(他方の電極)に密着することにより、一組の金属化フィルムfそれぞれの金属蒸着膜k1、k2がそれぞれ別個の金属溶射部d、dと密着する構造を形成している。2つの金属溶射部dのそれぞれに外部引き出し端子bがはんだ接合hされることで、金属化フィルムコンデンサKCが形成される。なお、このような2枚一組の金属化フィルムを巻き回し、その両端に金属溶射部が形成された構成の金属化フィルムコンデンサが特許文献1に開示されている。   On the other hand, the other metallized film fb constituting the set of metallized films f forms an insulating margin region mg on the side opposite to the one metallized film fa described above, and the metal sprayed part d (the other side of the other side) The metal vapor deposition films k1 and k2 of each of the pair of metallized films f are in close contact with the separate metal sprayed portions d and d, respectively. The metal lead film capacitor KC is formed by soldering the external lead terminal b to each of the two metal sprayed portions d. Patent Document 1 discloses a metallized film capacitor in which a set of two metallized films is wound and metal sprayed portions are formed at both ends thereof.

このように、従来の金属化フィルムコンデンサでは、2枚一組の金属化フィルムを構成するそれぞれの金属蒸着膜が一方の金属溶射部のみと密着していることから、発熱源である金属蒸着膜からの放熱経路は主として一方の金属溶射部に向かう経路のみとなり、十分な放熱性が得られていないという課題がある。なお、誘電体フィルムとして一般に適用されているポリプロピレンフィルムを例示するに、その熱伝導率は0.18W/mK程度であり、たとえば金属蒸着膜をアルミニウムから形成する際の熱伝導率:236W/mK程度と比べて極めて低い熱伝導率であることから、誘電体フィルムから金属溶射部への放熱は期待できない。   In this way, in the conventional metallized film capacitor, each metal vapor deposition film constituting a set of two metallized films is in intimate contact with only one metal sprayed portion, so that the metal vapor deposition film as a heat source There is a problem that the heat radiation path from is only a path toward one of the metal sprayed portions, and sufficient heat dissipation is not obtained. In addition, when the polypropylene film generally applied as a dielectric film is illustrated, the heat conductivity is about 0.18 W / mK, for example, the heat conductivity at the time of forming a metal vapor deposition film from aluminum: 236 W / mK Since the heat conductivity is extremely low compared to the degree, heat dissipation from the dielectric film to the metal sprayed portion cannot be expected.

昨今の金属化フィルムコンデンサの小型化にともない、高誘電率の誘電体フィルムが使用されることも多くなっているが、このような高誘電率の誘電体フィルムでは誘電正接がより一層大きくなることからフィルム自体の発熱量も多くなり、これにコンデンサ自体の小型化が相俟って発熱密度がさらに上昇し、コンデンサがより一層高温になってしまう。   With the recent miniaturization of metallized film capacitors, dielectric films with a high dielectric constant are often used, but the dielectric loss tangent of such dielectric films with a high dielectric constant becomes even larger. Therefore, the heat generation amount of the film itself is increased, and the heat generation density is further increased due to the downsizing of the capacitor itself, and the capacitor is further heated.

この放熱性に関する課題に対して、金属化フィルムの温度上昇による容量低下を防ぐために、熱伝導率の良好なポッティング樹脂材で金属化フィルムの特に上記絶縁マージン領域を閉塞することがおこなわれている。しかし、コンデンサ製造に際してポッティング樹脂材をポッティングする工程増がその製造効率を低下させ、熱伝導率の高いポッティング樹脂材を使用することで材料コストが増加し、ひいてはコンデンサ製造コスト増加の大きな要因となる。   In order to prevent the capacity reduction due to the temperature rise of the metallized film, the above-described insulation margin region of the metallized film is blocked with a potting resin material having a good thermal conductivity in order to prevent the heat dissipation problem. . However, the increase in the potting resin potting process during capacitor production reduces the manufacturing efficiency, and the use of a potting resin material with high thermal conductivity increases the material cost, which in turn increases the capacitor manufacturing cost. .

特開2009−044040号公報JP 2009-044040 A

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、その放熱性を高めるに当たってポッティング樹脂材が金属蒸着膜側方の絶縁マージン領域に適用されることがなく、効率的な製造方法の下で製造され、優れた放熱性を有する金属化フィルムコンデンサと、この金属化フィルムコンデンサの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and the potting resin material is not applied to the insulating margin region on the side of the metal vapor deposition film in order to enhance the heat dissipation, and under an efficient manufacturing method. It is an object of the present invention to provide a metallized film capacitor that is manufactured and has excellent heat dissipation, and a method for producing the metallized film capacitor.

前記目的を達成すべく、本発明による金属化フィルムコンデンサは、金属化フィルムを巻き回し、もしくは積層させてなる金属化フィルム柱体の2つの電極取り出し面に金属溶射部が形成され、該金属溶射部に外部引き出し端子が接合されてなる金属化フィルムコンデンサであって、前記金属化フィルムは、誘電体フィルムとその一側面に形成された金属蒸着膜とからなり、該金属蒸着膜はその長手方向に沿う一方の端部領域に該金属蒸着膜が酸化してなる絶縁性の金属酸化物が形成されており、2つの前記金属溶射部の一方には金属蒸着膜の前記金属酸化物が密着し、他方の金属溶射部には金属蒸着膜の長手方向に沿う他方の端部が密着しているものである。   In order to achieve the above object, a metallized film capacitor according to the present invention has a metal sprayed portion formed on two electrode extraction surfaces of a metallized film column formed by winding or laminating a metallized film. A metallized film capacitor in which an external lead terminal is joined to a portion, wherein the metallized film is composed of a dielectric film and a metal vapor deposition film formed on one side surface thereof, and the metal vapor deposition film is in a longitudinal direction thereof. An insulating metal oxide formed by oxidizing the metal vapor deposition film is formed in one end region along the line, and the metal oxide of the metal vapor deposition film is in close contact with one of the two metal sprayed portions. The other end portion along the longitudinal direction of the metal vapor deposition film is in close contact with the other metal sprayed portion.

本発明の金属化フィルムコンデンサは、2枚一組の金属化フィルムのそれぞれを構成する金属蒸着膜の側方に設けられていた絶縁マージン領域(空隙領域)を廃し、誘電体フィルムの全面に金属蒸着膜を形成するとともに、その金属蒸着膜の2つの端部のうちの一方はこれが酸化されて絶縁性の金属酸化物となっていることで、この金属酸化物を介して金属蒸着膜から金属溶射部への放熱をおこなうことを可能とし、もって金属蒸着膜から2つの金属溶射部への放熱経路を保証して放熱性能に優れたものとなっている。   The metallized film capacitor of the present invention eliminates the insulating margin region (gap region) provided on the side of the metal vapor deposition film constituting each of the pair of metallized films, and the entire surface of the dielectric film is made of metal. In addition to forming a vapor deposition film, one of the two ends of the metal vapor deposition film is oxidized to form an insulating metal oxide. It is possible to radiate heat to the thermal spraying part, thereby ensuring a heat radiating path from the metal vapor deposition film to the two metal thermal spraying parts and having excellent heat radiating performance.

ここで、金属化フィルム柱体は、ポリプロピレン(PP)やポリフェニレンサルファイド(PPS)などからなる誘電体フィルムの表面にアルミニウムや亜鉛などからなる金属蒸着膜が形成されてなる金属化フィルムを2枚積層して一組とし、双方の金属化フィルムが相互に反対側の端部に上記する金属酸化物を有し、それぞれの金属蒸着膜と金属酸化物が両側の金属溶射部(メタリコン電極)に接触するようになっている。さらに、金属蒸着膜のうち、金属酸化物と反対側の端部は電極接触を保証するために他の部位よりも厚めのいわゆるヘビーエッジとすることもでき、たとえば、金属蒸着膜の一般部が30nm程度である場合に、ヘビーエッジはその倍の60nm程度に調整することができる。   Here, the metallized film pillar is a laminate of two metallized films in which a metal vapor-deposited film made of aluminum or zinc is formed on the surface of a dielectric film made of polypropylene (PP) or polyphenylene sulfide (PPS). Both metallized films have the above metal oxides at the opposite ends, and each metal vapor deposition film and metal oxide are in contact with the metal sprayed parts (metallicon electrodes) on both sides. It is supposed to be. Furthermore, in the metal vapor deposition film, the end opposite to the metal oxide can be a so-called heavy edge that is thicker than other parts to ensure electrode contact. When the thickness is about 30 nm, the heavy edge can be adjusted to about 60 nm, which is twice that of the heavy edge.

巻回し型もしくは積層型の金属化フィルム柱体の両端の電極取り出し面に亜鉛などからなる金属溶射部が形成され、この金属溶射部に外部引き出し端子の一部がはんだ付けされる。この外部引き出し端子は、棒状や板状のバスバーなどからなり、その素材としては銅やアルミニウム、ニッケル、ステンレスなどが適用される。   A metal sprayed portion made of zinc or the like is formed on the electrode take-out surfaces at both ends of the coiled or laminated metallized film column, and a part of the external lead terminal is soldered to the metal sprayed portion. This external lead terminal is made of a bar-like or plate-like bus bar or the like, and copper, aluminum, nickel, stainless steel or the like is applied as the material thereof.

また、アルミニウムや樹脂などからなるケース内に金属化フィルム柱体が配設された姿勢で、このケース内にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂がモールドされてモールド樹脂体が形成された金属化フィルムコンデンサであってもよく、この形態では、モールド樹脂体によって金属化フィルムコンデンサの防水性と防振性の双方の性能が向上する。   In addition, a resin body such as an epoxy resin, a silicone resin, or a urethane resin was molded into the case in a posture in which a metallized film column was disposed in a case made of aluminum or resin, and a molded resin body was formed. A metallized film capacitor may be used, and in this embodiment, both the waterproof and vibration-proof performance of the metallized film capacitor is improved by the molded resin body.

ここで、前記金属蒸着膜がアルミニウムもしくはその合金からなる蒸着層であり、前記金属酸化物がアルミナからなる実施の形態が好ましい。   Here, an embodiment in which the metal vapor deposition film is a vapor deposition layer made of aluminum or an alloy thereof and the metal oxide is made of alumina is preferable.

アルミニウムが酸化してアルミナが形成されると、電気抵抗率は2.65×10−8Ωmから2×1013Ωmと大幅に上昇して絶縁物化する一方で、熱伝導率は、236W/mkから30W/mkと1/8程度となるに過ぎず、絶縁物化の程度に比して熱伝導率の低下の程度は格段に低い。 When aluminum is oxidized to form alumina, the electrical resistivity is greatly increased from 2.65 × 10 −8 Ωm to 2 × 10 13 Ωm to become an insulator, while the thermal conductivity is 236 W / mk. From 30 to 30 W / mk, which is only about 1/8, the degree of decrease in thermal conductivity is much lower than the degree of insulation.

また、アルミナは絶縁酸化物の中でも熱伝導率が良好であり、放熱用のフィラーとしても多く用いられているものであることからアルミナを介した熱引き効果は十分に期待できる。   Alumina has a good thermal conductivity among insulating oxides, and since it is often used as a heat-dissipating filler, the heat-drawing effect through alumina can be sufficiently expected.

したがって、従来構造の金属化フィルムコンデンサにおいて金属蒸着膜の端部に絶縁マージン領域である隙間が設けてあった箇所にアルミ素材の金属蒸着膜が酸化してなるアルミナが存在することにより、アルミ蒸着膜の一方端から一方の金属溶射部へ放熱され、アルミナから他方の金属溶射部へ放熱されることで放熱性能は飛躍的に向上する。   Therefore, in the metallized film capacitor having the conventional structure, the aluminum vapor deposition is caused by the presence of the alumina formed by oxidizing the metal vapor deposition film of the aluminum material at the location where the gap as the insulation margin region is provided at the end of the metal vapor deposition film. Heat is dissipated from one end of the film to one metal sprayed portion, and heat is dissipated from alumina to the other metal sprayed portion, thereby greatly improving the heat dissipation performance.

また、本発明は金属化フィルムコンデンサの製造方法にも及ぶものであり、この金属化フィルムコンデンサの製造方法は、誘電体フィルムの一側面に金属蒸着膜を形成して金属化フィルムの中間体を製造する第1の工程、金属化フィルム表面の金属蒸着膜の長手方向に沿う一方の端部領域を酸化して絶縁性の金属酸化物を形成して金属化フィルムを製造する第2の工程、2枚の前記金属化フィルムそれぞれの金属酸化物からなる端部領域が反対側となるようにして該2枚の金属化フィルムを積層させ、これを巻き回して、もしくは積層して金属化フィルム柱体を製造し、その2つの電極取り出し面に金属溶射部を形成し、該金属溶射部に外部引き出し端子を接合して金属化フィルムコンデンサを製造する第3の工程、からなるものである。   Further, the present invention extends to a method for manufacturing a metallized film capacitor. The method for manufacturing a metallized film capacitor includes forming a metal vapor-deposited film on one side surface of a dielectric film to provide an intermediate of the metallized film capacitor. A first step for producing, a second step for producing a metallized film by oxidizing one end region along the longitudinal direction of the metal vapor deposition film on the surface of the metallized film to form an insulating metal oxide, The two metallized films are laminated so that the end regions made of the metal oxides of the two metallized films are opposite to each other, and the two metallized films are wound or laminated to form a metallized film column. A third step of manufacturing a metallized film capacitor by manufacturing a body, forming a metal sprayed part on the two electrode extraction surfaces, and joining an external lead terminal to the metal sprayed part.

本製造方法によれば、誘電体フィルムの全面に金属蒸着膜を形成した後にその端部を酸化して金属酸化物を生成することから、絶縁マージン領域を確保しながら金属蒸着膜を形成するといった手間が解消され、さらに、この絶縁マージン領域を熱伝導率の良好なポッティング樹脂材で閉塞するものでないことから、製造コストを高騰させることなく、放熱性に優れた金属化フィルムコンデンサを製造することができる。   According to this manufacturing method, after forming a metal vapor deposition film on the entire surface of the dielectric film, the end portion is oxidized to generate a metal oxide, so that the metal vapor deposition film is formed while securing an insulating margin region. Since the labor is eliminated and the insulation margin area is not closed with a potting resin material with good thermal conductivity, a metallized film capacitor with excellent heat dissipation can be manufactured without increasing the manufacturing cost. Can do.

また、本製造方法においても、前記金属蒸着膜がアルミニウムもしくはその合金からなる蒸着層であり、前記金属酸化物がアルミナからなる実施の形態が好ましい。   Also in this manufacturing method, an embodiment in which the metal vapor deposition film is a vapor deposition layer made of aluminum or an alloy thereof and the metal oxide is made of alumina is preferable.

この方法形態では、アルミ蒸着膜に陽極酸化法を適用してアルミナを生成するものである。具体的には、誘電体フィルムの表面にアルミ蒸着膜を成膜後、その端部を希硫酸やシュウ酸浴中に浸漬し、アルミ蒸着膜を陽極にして処理浴を電気分解することによってアルミ蒸着膜の端部をアルミナ化することができる。   In this method mode, alumina is produced by applying an anodic oxidation method to an aluminum vapor deposition film. Specifically, after depositing an aluminum vapor deposition film on the surface of the dielectric film, the end is immersed in a dilute sulfuric acid or oxalic acid bath, and the treatment bath is electrolyzed with the aluminum vapor deposition film as an anode to electrolyze the aluminum. The end of the deposited film can be aluminized.

このように、アルミ蒸着膜の端部を処理浴に浸漬して電気分解するだけの簡易な製法によって効率的にアルミ蒸着膜の端部に金属酸化物を生成できることから、高い製造効率の下で金属化フィルムコンデンサを製造することができる。   As described above, since a metal oxide can be efficiently generated at the end of the aluminum vapor deposition film by a simple manufacturing method in which the end of the aluminum vapor deposition film is immersed in a treatment bath and electrolyzed, under a high production efficiency. Metalized film capacitors can be manufactured.

以上の説明から理解できるように、本発明の金属化フィルムコンデンサとその製造方法によれば、高効率で安価な製造方法の下で、発熱源である金属蒸着膜からの放熱性に優れた金属化フィルムコンデンサを得ることができる。   As can be understood from the above description, according to the metallized film capacitor of the present invention and the manufacturing method thereof, the metal excellent in heat dissipation from the metal vapor-deposited film, which is a heat source, under a highly efficient and inexpensive manufacturing method. A film capacitor can be obtained.

(a)は本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法の第1、第2の工程を説明した模式図であり、(b)は第2の工程で製造された金属化フィルムを示した模式図である。(A) is the schematic diagram explaining the 1st, 2nd process of the manufacturing method of the metallized film capacitor of this invention, (b) is the schematic diagram which showed the metallized film manufactured at the 2nd process. It is. 図1に続いて第3の工程を説明した模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a third step following FIG. 1. 図2に続いて第3の工程を説明した模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a third step following FIG. 2. アルミナ絶縁層を具備する等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit which comprises an alumina insulating layer. 従来の金属化フィルムコンデンサを説明した縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view explaining the conventional metallized film capacitor.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示を省略するが、アルミニウムや樹脂などからなるケース内に金属化フィルム柱体が配設された姿勢で、このケース内にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂がモールドされてモールド樹脂体が形成された金属化フィルムコンデンサであってもよい。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Although not shown in the figure, in a posture in which a metallized film column is disposed in a case made of aluminum or resin, an epoxy resin, a silicone resin, a urethane resin, or the like is molded in the case. It may be a metallized film capacitor in which a resin body is formed.

図1aは本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法の第1、第2の工程を説明した模式図であり、図1bは第2の工程で製造された金属化フィルムを示した模式図である。また、図2は図1に続いて第3の工程を説明した模式図であり、図3は図2に続いて第3の工程を説明した模式図である。   FIG. 1a is a schematic diagram illustrating the first and second steps of the method for manufacturing a metallized film capacitor of the present invention, and FIG. 1b is a schematic diagram illustrating the metallized film manufactured in the second step. . FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the third step following FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the third step following FIG.

図1aは、本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法の第1、第2の工程を順に(X方向で)説明している。同図において、ロール巻きR1された誘電体フィルム1を巻き出し(Y1方向)、巻き出された誘電体フィルム1は水平ローラR2,R2間を搬送され、真空蒸着装置Jを経る過程で誘電体フィルム1の表面にアルミニウムが蒸着され(Y2方向)、誘電体フィルム1とアルミ蒸着膜2からなる金属化フィルムの中間体4’が形成される(第1の工程)。   FIG. 1a illustrates the first and second steps of the metallized film capacitor manufacturing method of the present invention in order (in the X direction). In the figure, the roll-rolled dielectric film 1 is unwound (Y1 direction), and the unwound dielectric film 1 is conveyed between the horizontal rollers R2 and R2 and passes through the vacuum deposition apparatus J. Aluminum is vapor-deposited on the surface of the film 1 (Y2 direction) to form a metallized film intermediate 4 ′ composed of the dielectric film 1 and the aluminum vapor-deposited film 2 (first step).

次いで、金属化フィルムの中間体4’を構成するアルミ蒸着膜2の端部にアルミナを形成するべく、中間体4’をねじった姿勢で陽極酸化処理装置YSを構成する希硫酸浴中にアルミ蒸着膜2の端部を浸漬し、アルミ蒸着膜2を陽極にして希硫酸浴を電気分解することにより、図1bで示すように誘電体フィルム1の表面に形成されたアルミ蒸着膜2の端部がアルミナ3となっている金属化フィルム4が製造され、これがロール巻きR2されて巻き取られる(Y2方向、第2の工程)。   Next, in order to form alumina at the end of the aluminum vapor deposition film 2 constituting the intermediate body 4 ′ of the metallized film, aluminum is placed in the dilute sulfuric acid bath constituting the anodizing apparatus YS with the intermediate body 4 ′ twisted. The end of the deposited aluminum film 2 is formed on the surface of the dielectric film 1 as shown in FIG. 1b by immersing the end of the deposited film 2 and electrolyzing the dilute sulfuric acid bath using the deposited aluminum film 2 as an anode. A metallized film 4 whose part is made of alumina 3 is manufactured, and this is roll-rolled R2 and wound (Y2 direction, second step).

ここで、誘電体フィルム1は、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などから形成でき、金属蒸着膜2は、アルミニウム以外にも、亜鉛や銅などを誘電体フィルム表面に蒸着することで形成でき、アルミナと同様に銅等の酸化物を金属蒸着膜の端部に形成すればよい。   Here, the dielectric film 1 can be formed from polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), etc., and the metal vapor deposition film 2 is made of zinc, It can be formed by vapor-depositing copper or the like on the surface of the dielectric film, and an oxide such as copper may be formed at the end of the metal vapor-deposited film in the same manner as alumina.

また、金属蒸着膜2のうちで上記アルミナ3が形成される端部と反対側の端部は、電極接触を保証するために他の部位よりも厚めのいわゆるヘビーエッジとしてもよく、たとえば、金属蒸着膜の一般部が30nm程度である場合にヘビーエッジをその倍の60nm程度に調整することができる。   Further, the end of the metal vapor deposition film 2 opposite to the end where the alumina 3 is formed may be a so-called heavy edge that is thicker than other parts in order to ensure electrode contact. When the general part of the deposited film is about 30 nm, the heavy edge can be adjusted to about 60 nm, which is twice as much.

アルミナ3がアルミ蒸着膜2の左右端に形成された2種類の金属化フィルム4を上記方法で製造したら、これらを図2で示すように積層し、巻き回すとともに所望形状となるように押圧等することによって金属化フィルム柱体が製造される。   When the two types of metallized films 4 in which the alumina 3 is formed on the left and right ends of the aluminum vapor deposition film 2 are manufactured by the above method, these are laminated as shown in FIG. By doing so, a metallized film column is manufactured.

次いで、製造された金属化フィルム柱体6の両端の電極取り出し面に対し、アルミニウムや亜鉛などを溶射することによって図3で示すごとく金属溶射部7が形成される。   Next, as shown in FIG. 3, a metal sprayed portion 7 is formed by spraying aluminum, zinc, or the like on the electrode extraction surfaces at both ends of the manufactured metallized film column 6.

この金属溶射部7に対し、銅やアルミニウム、ニッケル、ステンレスなどから形成され、棒状や板状のバスバーなどからなる外部引き出し端子8がはんだ層9を介して接続されることにより、金属化フィルムコンデンサ10が製造される(第3の工程)。   An external lead terminal 8 made of copper, aluminum, nickel, stainless steel or the like and made of a rod-like or plate-like bus bar is connected to the metal sprayed portion 7 via a solder layer 9 to thereby form a metallized film capacitor. 10 is manufactured (third step).

同図からも明らかなように、それぞれの金属化フィルム4において、そのアルミ蒸着膜2の端部は一方の金属溶射部7に接触し、他端側のアルミナ3は他方の金属溶射部7に接触しており、発熱源であるアルミ蒸着膜2から2方向の放熱経路が形成される(Z1方向)。   As is clear from the figure, in each metallized film 4, the end portion of the aluminum vapor deposition film 2 is in contact with one metal sprayed portion 7, and the alumina 3 on the other end side is in contact with the other metal sprayed portion 7. The two heat dissipation paths are formed from the aluminum vapor deposition film 2 that is in contact with the heat source (Z1 direction).

ここで、アルミニウムが酸化してアルミナが形成されると、電気抵抗率は2.65×10−8Ωmから2×1013Ωmと大幅に上昇して絶縁物化する一方で、熱伝導率は、236W/mkから30W/mkと1/8程度となるに過ぎない。すなわち、アルミ蒸着膜の端部にアルミナが生成されることにより、絶縁性と良好な放熱性の双方が保証されることになる。 Here, when aluminum is oxidized to form alumina, the electrical resistivity is greatly increased from 2.65 × 10 −8 Ωm to 2 × 10 13 Ωm and becomes an insulator, while the thermal conductivity is It is only about 1/8, from 236 W / mk to 30 W / mk. That is, by producing alumina at the end of the aluminum deposited film, both insulation and good heat dissipation are guaranteed.

[アルミナの絶縁性能を示す一計算例]
本発明者等によるアルミナの絶縁性を示す一計算例を以下で示す。
[Example of calculation showing insulation performance of alumina]
One calculation example showing the insulating properties of alumina by the present inventors will be shown below.

計算モデルとして、巻回長を200m、アルミ蒸着膜の厚みを25nm、アルミナ領域の平面幅を1mmとしてアルミナの絶縁抵抗値を計算すると以下の通りとなり、図4で示すコンデンサ等価回路を形成することができる。   As a calculation model, when the winding resistance is 200 m, the thickness of the aluminum deposited film is 25 nm, and the plane width of the alumina region is 1 mm, the insulation resistance value of alumina is calculated as follows, and the capacitor equivalent circuit shown in FIG. 4 is formed. Can do.

Figure 2012099712
ここで、ρはアルミナの電気抵抗率(Ωm)、Lはアルミナ領域の幅(m)、Aはアルミナ領域の全長の端部面積(m)である。
Figure 2012099712
Here, ρ is the electrical resistivity (Ωm) of alumina, L is the width (m) of the alumina region, and A is the end area (m 2 ) of the entire length of the alumina region.

上記計算により、2枚の金属化フィルムからなる一組の金属化フィルムに関し、アルミナ絶縁層は片側当たり4.0×1015Ωの絶縁抵抗を持つこととなる。 According to the above calculation, the alumina insulating layer has an insulation resistance of 4.0 × 10 15 Ω per side with respect to a set of metallized films composed of two metallized films.

このコンデンサに650Vの直流電流を通電するケースを取り上げると、アルミナ絶縁層の漏れ電流は図4示す等価回路を勘案して以下の通りとなる。   Taking the case where a 650 V DC current is passed through the capacitor, the leakage current of the alumina insulating layer is as follows in consideration of the equivalent circuit shown in FIG.

Figure 2012099712
Figure 2012099712

上記計算結果より、実用上十分な絶縁性を有していることが算出されている。   From the above calculation result, it is calculated that the material has a practically sufficient insulating property.

上記する本発明の金属化フィルムコンデンサの製造方法とこれによってできる金属化フィルムコンデンサによれば、アルミ蒸着膜の端部を処理浴に浸漬して電気分解するだけの簡易な製法によって効率的にアルミ蒸着膜の端部にアルミナを生成し、金属化フィルムを構成する金属蒸着膜の両端から2つの金属溶射部への放熱経路を保証することから、製造コストを増加させることなく、放熱性に優れた金属化フィルムコンデンサを製造することができる。   According to the method for producing a metallized film capacitor of the present invention and the metallized film capacitor formed thereby, the aluminum can be efficiently produced by a simple production method in which the end of the aluminum vapor deposited film is immersed in a treatment bath and electrolyzed. Alumina is generated at the end of the deposited film, and a heat radiation path from both ends of the metal deposited film that constitutes the metallized film to the two metal sprayed parts is guaranteed, providing excellent heat dissipation without increasing manufacturing costs. Metallized film capacitors can be manufactured.

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.

1…誘電体フィルム、2…金属蒸着膜(アルミ蒸着膜)、3…金属酸化物(アルミナ)、4…金属化フィルム、5…一組の金属化フィルム、6…金属化フィルム柱体、7…金属溶射部(メタリコン電極)、8…外部引き出し端子(バスバー)、9…はんだ層、10…金属化フィルムコンデンサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dielectric film, 2 ... Metal vapor deposition film (aluminum vapor deposition film), 3 ... Metal oxide (alumina), 4 ... Metallized film, 5 ... A set of metallized films, 6 ... Metallized film pillar, 7 ... Metal sprayed part (metallicon electrode), 8 ... external lead terminal (bus bar), 9 ... solder layer, 10 ... metallized film capacitor

Claims (4)

金属化フィルムを巻き回し、もしくは積層させてなる金属化フィルム柱体の2つの電極取り出し面に金属溶射部が形成され、該金属溶射部に外部引き出し端子が接合されてなる金属化フィルムコンデンサであって、
前記金属化フィルムは、誘電体フィルムとその一側面に形成された金属蒸着膜とからなり、該金属蒸着膜はその長手方向に沿う一方の端部領域に該金属蒸着膜が酸化してなる絶縁性の金属酸化物が形成されており、2つの前記金属溶射部の一方には金属蒸着膜の前記金属酸化物が密着し、他方の金属溶射部には金属蒸着膜の長手方向に沿う他方の端部が密着している金属化フィルムコンデンサ。
A metallized film capacitor in which a metal sprayed part is formed on two electrode extraction surfaces of a metallized film column formed by winding or laminating a metallized film, and an external lead terminal is joined to the metal sprayed part. And
The metallized film includes a dielectric film and a metal vapor deposition film formed on one side surface of the dielectric film, and the metal vapor deposition film is an insulating film formed by oxidizing the metal vapor deposition film in one end region along the longitudinal direction. The metal oxide of the metal vapor deposition film is in close contact with one of the two metal sprayed portions, and the other metal sprayed portion is in the other direction along the longitudinal direction of the metal vapor deposited film. A metallized film capacitor with close edges.
前記金属蒸着膜がアルミニウムもしくはその合金からなる蒸着層であり、前記金属酸化物がアルミナからなる請求項1に記載の金属化フィルムコンデンサ。   The metallized film capacitor according to claim 1, wherein the metal deposited film is a deposited layer made of aluminum or an alloy thereof, and the metal oxide is made of alumina. 誘電体フィルムの一側面に金属蒸着膜を形成して金属化フィルムの中間体を製造する第1の工程、
金属化フィルム表面の金属蒸着膜の長手方向に沿う一方の端部領域を酸化して絶縁性の金属酸化物を形成して金属化フィルムを製造する第2の工程、
2枚の前記金属化フィルムそれぞれの金属酸化物からなる端部領域が反対側となるようにして該2枚の金属化フィルムを積層させ、これを巻き回して、もしくは積層して金属化フィルム柱体を製造し、その2つの電極取り出し面に金属溶射部を形成し、該金属溶射部に外部引き出し端子を接合して金属化フィルムコンデンサを製造する第3の工程、からなる金属化フィルムコンデンサの製造方法。
A first step of producing a metallized film intermediate by forming a metal vapor deposition film on one side of the dielectric film;
A second step of producing a metallized film by oxidizing one end region along the longitudinal direction of the metal vapor deposition film on the surface of the metallized film to form an insulating metal oxide;
The two metallized films are laminated so that the end regions made of the metal oxides of the two metallized films are opposite to each other, and the two metallized films are wound or laminated to form a metallized film column. A metallized film capacitor comprising a third step of manufacturing a metallized film capacitor by forming a metal sprayed part on the two electrode extraction surfaces and joining an external lead terminal to the metal sprayed part. Production method.
前記金属蒸着膜がアルミニウムもしくはその合金からなる蒸着層であり、前記金属酸化物がアルミナからなる請求項3に記載の金属化フィルムコンデンサの製造方法。   The method for producing a metallized film capacitor according to claim 3, wherein the metal vapor deposition film is a vapor deposition layer made of aluminum or an alloy thereof, and the metal oxide is made of alumina.
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