JP2016134420A - Metalized film for capacitor element, and metalized film capacitor using the same - Google Patents
Metalized film for capacitor element, and metalized film capacitor using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016134420A JP2016134420A JP2015006610A JP2015006610A JP2016134420A JP 2016134420 A JP2016134420 A JP 2016134420A JP 2015006610 A JP2015006610 A JP 2015006610A JP 2015006610 A JP2015006610 A JP 2015006610A JP 2016134420 A JP2016134420 A JP 2016134420A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode array
- array region
- electrode
- film
- area electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011104 metalized film Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 96
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 30
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 17
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 28
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 241000756122 Aristida purpurascens Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
Description
本発明はコンデンサ素子用の金属化フィルムの蒸着パターンに関する。 The present invention relates to a vapor deposition pattern of a metallized film for a capacitor element.
ハイブリッド車(HV)、電気自動車(EV)、燃料電池自動車(FCV)や産業機械に用いられる金属化フィルムコンデンサの技術分野においては、小型・軽量化、低コスト化のために誘電体フィルムの厚みを薄くすることが求められている。誘電体フィルムの薄膜化に当たっては耐電圧性能の向上が求められ、そのための手段として、材料の改良とともに、誘電体フィルム上に形成される蒸着電極の蒸着パターンの改良が行われている。当然のことながら、誘電体フィルムを薄膜化しても、耐電圧性能、保安性能ともに、従前同等以上の性能を確保する必要がある。 In the technical field of metallized film capacitors used in hybrid vehicles (HV), electric vehicles (EV), fuel cell vehicles (FCV) and industrial machinery, the thickness of the dielectric film is reduced to reduce size, weight and cost. Is required to be thin. In order to reduce the thickness of the dielectric film, it is required to improve the withstand voltage performance. As a means for that, improvement of the vapor deposition pattern of the vapor deposition electrode formed on the dielectric film is performed along with the improvement of the material. As a matter of course, even if the dielectric film is made thin, it is necessary to secure the same or better performance as the conventional withstand voltage performance and safety performance.
誘電体フィルムの薄膜化を具現化する主な手段として、(1)フィルム材料の改良・改質と、(2)蒸着仕様(蒸着パターン・蒸着膜抵抗)の最適化の2点が挙げられる。中でも、重要なノウハウになるのが蒸着パターン設計であり、耐電圧性能を向上させるには、分割電極面積をより小さくすることで容量減少速度を緩やかにする手法が一般的である。 There are two main means for realizing the thinning of the dielectric film: (1) improvement / modification of film material and (2) optimization of vapor deposition specifications (deposition pattern / deposition film resistance). Among them, an important know-how is the vapor deposition pattern design, and in order to improve the withstand voltage performance, a method of gradually reducing the capacity reduction rate by reducing the divided electrode area is generally used.
金属化フィルムコンデンサは、金属化フィルムの絶縁破壊により、周辺の蒸着金属が飛散することで絶縁破壊部の絶縁を回復させる(自己回復機能(セルフヒーリング動作))。周囲の蒸着電極が飛び散ってなくなってしまうので、そこで絶縁破壊の進行がストップし、絶縁が回復される。しかし、絶縁破壊数が増える高温・高電圧では自己回復機能が充分に得られないために、コンデンサがショートモードに陥るおそれがある。つまり、誘電体フィルム上に蒸着金属膜を有する金属化フィルムが積層・巻回されてなる金属化フィルムコンデンサにおいては、蒸着金属の飛散が不充分であると、誘電体フィルムの破壊箇所を介して積層2層の蒸着金属どうしが導通してしまう。 The metallized film capacitor recovers the insulation of the dielectric breakdown part by the surrounding deposited metal scattering due to the dielectric breakdown of the metallized film (self-healing function (self-healing operation)). Since the surrounding vapor-deposited electrodes are scattered away, the progress of dielectric breakdown stops there and the insulation is restored. However, since the self-recovery function cannot be sufficiently obtained at high temperatures and high voltages where the number of dielectric breakdowns increases, the capacitor may fall into a short mode. In other words, in a metallized film capacitor in which a metallized film having a deposited metal film is laminated and wound on a dielectric film, if the deposited metal is insufficiently scattered, The two layers of deposited metal are electrically connected.
そこで、複数の分割電極とヒューズからなる保安機構が考案された。金属化フィルムにおいて分割電極を形成すると、金属化フィルムの自己回復機能を超えた絶縁破壊を起こした場合でも、周囲の分割電極から絶縁破壊を起こした分割電極に電流が流れ込み、ヒューズの蒸着金属を飛散させるヒューズ動作により、絶縁破壊を起こした分割電極を他の分割電極から切り離して絶縁を回復させ、高い安全性を確保できる。 Therefore, a security mechanism composed of a plurality of divided electrodes and fuses has been devised. When a split electrode is formed in a metallized film, current flows from the surrounding split electrode to the split electrode that caused the dielectric breakdown even if the breakdown exceeds the self-healing function of the metallized film, and the deposited metal of the fuse is removed. By the fuse operation to be scattered, it is possible to recover the insulation by separating the divided electrode that has caused the dielectric breakdown from the other divided electrodes, thereby ensuring high safety.
ところで、分割電極の面積を小さくするほどヒューズ動作による容量減少を抑制することができ、コンデンサの長寿命化が可能になる。しかし、細分化し過ぎると、ヒューズに流れ込む電流が小さくなり、絶縁破壊を起こした場合にヒューズ動作がしにくくなって、コンデンサの安全性が低下する。この現象は温度が高くなるほど顕著になる。 By the way, as the area of the divided electrode is reduced, the capacity reduction due to the fuse operation can be suppressed, and the life of the capacitor can be extended. However, if it is subdivided too much, the current flowing into the fuse becomes small, and when the dielectric breakdown occurs, the fuse operation becomes difficult and the safety of the capacitor is lowered. This phenomenon becomes more prominent as the temperature increases.
また、分割電極の面積を小さくするとヒューズの数が増加することになるが、ヒューズは分割電極と比較して高抵抗であるため、コンデンサの発熱が増加する。このような自己発熱の増加は、耐電圧性能や保安性能が低下する原因となる。特に金属化フィルムを巻回または積層してなるコンデンサ素子の中心は自己発熱により温度上昇が激しく、他の部分よりも耐電圧性能や保安性能が劣化する。 Further, when the area of the divided electrode is reduced, the number of fuses increases. However, since the fuse has a higher resistance than the divided electrode, heat generation of the capacitor increases. Such an increase in self-heating causes a decrease in withstand voltage performance and safety performance. In particular, at the center of a capacitor element formed by winding or laminating a metallized film, the temperature rises rapidly due to self-heating, and the withstand voltage performance and the safety performance are deteriorated as compared with other portions.
そこで、誘電体フィルム長手方向(以下、単に「フィルム長手方向」という)に沿って相対的な小面積分割状態で展開する小面積電極列領域とフィルム長手方向に沿って連続状態または相対的な大面積分割状態で展開する大面積電極列領域とを集約配置する手段が考案されている(例えば特許文献1参照)。そのコンデンサ素子用の金属化フィルムでは、絶縁マージン側に絶縁スリットによって区画された複数の分割電極が設けられ、電極引き出し部(メタリコン)側に大面積電極列領域が設けられている。 Therefore, a small area electrode array region developed in a relatively small area divided state along the dielectric film longitudinal direction (hereinafter simply referred to as “film longitudinal direction”) and a continuous state or a relatively large size along the film longitudinal direction. Means have been devised for centrally arranging large-area electrode array regions developed in an area-divided state (see, for example, Patent Document 1). In the metallized film for the capacitor element, a plurality of divided electrodes defined by insulating slits are provided on the insulating margin side, and a large area electrode array region is provided on the electrode lead-out portion (metallicon) side.
さらに、前記の小面積電極列領域と大面積電極列領域のセットとして、このセットが誘電体フィルム幅方向(以下、単に「フィルム幅方向」という)に沿って繰り返し配列され、かつ、小面積電極列領域の各分割電極が絶縁スリットの切れ目における金属蒸着膜によるヒューズを介する状態で電気的に接続されて蒸着電極が構成されたコンデンサ素子用の金属化フィルムが開発されている。 Furthermore, as a set of the small area electrode array region and the large area electrode array region, this set is repeatedly arranged along the dielectric film width direction (hereinafter simply referred to as “film width direction”), and the small area electrode array A metallized film for a capacitor element has been developed in which each divided electrode in the row region is electrically connected in a state through a fuse by a metal vapor deposition film at the cut of the insulating slit to constitute the vapor deposition electrode.
大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返しパターンについては、コンデンサ素子の小型化、耐電圧性能の向上、扁平加工性の向上、高扁平性、保安性能の向上、有効電極面積比率(静電容量)の向上など様々な観点から種々の研究がなされている。 For repeated patterns of large-area electrode array areas and small-area electrode array areas, capacitor elements are downsized, withstand voltage performance is improved, flat workability is improved, high flatness, safety performance is improved, and effective electrode area ratio Various studies have been made from various viewpoints such as improvement in (capacitance).
耐電圧性能の向上を図る手段のひとつに分割電極の小面積化がある。しかし、これは絶縁スリットの数・面積ひいてはマスキングオイルの残渣面積の増加を招く。オイル残渣が増えると、扁平化の際にフィルム間の摩擦係数が増大し、金属化フィルムの滑り性が悪化し、扁平加工性を阻害する。結果、コンデンサ素子の内部に小さな空洞であるス(鬆)が発生したり、金属化フィルムの各層にしわ・歪が生じたりする。すると、電圧印加時に静電容量変化を招いたり、“鳴き”と称する作動音(うなり)が増大してしまう。 One means for improving the withstand voltage performance is to reduce the area of the divided electrodes. However, this leads to an increase in the number and area of insulating slits, and in turn, the masking oil residue area. When the oil residue increases, the friction coefficient between the films increases during flattening, the slipperiness of the metallized film deteriorates, and flattening workability is impaired. As a result, small voids (voids) are generated inside the capacitor element, and wrinkles and strains are generated in each layer of the metallized film. As a result, a change in capacitance is caused when a voltage is applied, and an operation sound (buzzing) called “squeal” increases.
一方、オイル残渣を減らすべく絶縁スリットの線幅を細くすると、保安機能の発動によって他の分割電極群から絶縁分離された不具合発生原因となる分割電極と隣接する分割電極との間で絶縁スリットを越えて放電現象が発生することになってしまう。 On the other hand, if the line width of the insulating slit is reduced in order to reduce oil residue, the insulating slit is formed between the adjacent divided electrode and the adjacent divided electrode, which causes a failure that is isolated from other divided electrode groups by the activation of the safety function. If this happens, a discharge phenomenon will occur.
金属化フィルムコンデンサは、絶縁マージン側に複数の分割小電極を設ける一方、電極引き出し部側に非分割大電極部が設けているため、金属化フィルム上の絶縁スリットの位置が幅方向において大きく偏っていた。その結果、金属化フィルムの滑り性が幅方向において顕著に相違し、金属化フィルムの巻回時、素子巻回状態にばらつきを生じて高温での耐電圧性に影響を及ぼす。 A metallized film capacitor is provided with a plurality of small divided electrodes on the insulation margin side and a non-divided large electrode part on the electrode lead-out side, so that the position of the insulating slit on the metallized film is greatly biased in the width direction. It was. As a result, the slipperiness of the metallized film is remarkably different in the width direction, and when the metallized film is wound, the element winding state varies and affects the voltage resistance at high temperatures.
大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返しパターンの場合には、分割電極部と非分割電極とが金属化フィルムの幅方向に交互に配置されているため、金属化フィルム上の絶縁スリットの位置が幅方向に偏在するのを防止して、金属化フィルムの滑り性を幅方向に平準化することができる。その結果、金属化フィルムの巻回時、素子巻回状態にばらつきが生じるのを抑制して、高温時における良好な耐電圧性を確保することができる。よって、高温(例えば100℃を超えるような温度)での良好な保安性および耐電圧性を有する金属化フィルムコンデンサを提供することができる。 In the case of a repeated pattern of a set of large area electrode array area and small area electrode array area, the divided electrode portions and the non-divided electrodes are alternately arranged in the width direction of the metallized film. The position of the insulating slit can be prevented from being unevenly distributed in the width direction, and the slidability of the metallized film can be leveled in the width direction. As a result, when the metallized film is wound, it is possible to suppress variation in the element winding state, and to ensure good voltage resistance at high temperatures. Therefore, it is possible to provide a metallized film capacitor having good safety and voltage resistance at a high temperature (for example, a temperature exceeding 100 ° C.).
図8はこのように高温・高電圧下で使用されるゆえに安全性が強く要求されるコンデンサ素子用の金属化フィルムの従来例を示す。図9はその金属化フィルムの一部を拡大して示す平面図である。図8、図9において、1は金属化フィルム、2は誘電体フィルム(蒸着電極の一部を剥がした状態を図示)、3は蒸着電極、4は絶縁スリット、5は分割電極、6はヒューズ、7は電極引き出し接続部、8は絶縁マージンである。A1,A2はフィルム長手方向Xに沿って連続的に展開される大面積電極列領域(図示例は連続電極領域)、B1,B2はフィルム長手方向Xに所定の間隔で配列された絶縁スリット4により分割形成された複数の分割電極5を有する小面積電極列領域であり、大面積電極列領域A1と小面積電極列領域B1とのセット(A1,B1)と大面積電極列領域A2と小面積電極列領域B2とのセット(A2,B2)がフィルム幅方向Yに沿って配列されている。この例では、大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返し配列は2列となっている。フィルム幅方向Yの中間部の小面積電極列領域B1の各分割電極5が絶縁スリット4の切れ目における金属蒸着膜によるヒューズ6,6を介する状態でフィルム幅方向Yの両側の大面積電極列領域A1,A2に対して電気的に接続されている。すなわち、小面積電極列領域B1に対して大面積電極列領域A1,A2がフィルム幅方向Yの両側にあり、この両側の大面積電極列領域A1,A2に対して各分割電極5がヒューズ6,6を介して電気的に接続されている。また、フィルム幅方向Yの端に位置する小面積電極列領域B2の各分割電極5が絶縁スリット4の切れ目における金属蒸着膜によるヒューズ6を介する状態でフィルム幅方向Yの片側の大面積電極列領域A2に対して電気的に接続されている。すなわち、小面積電極列領域B2に対して大面積電極列領域A2がフィルム幅方向Yの片側にしかなく、この片側の大面積電極列領域A2に対して各分割電極5がヒューズ6を介して電気的に接続されている。
FIG. 8 shows a conventional example of a metallized film for a capacitor element that is strongly required to be safe because it is used at a high temperature and a high voltage. FIG. 9 is an enlarged plan view showing a part of the metallized film. 8 and 9, 1 is a metallized film, 2 is a dielectric film (a state where a part of the vapor deposition electrode is peeled off), 3 is a vapor deposition electrode, 4 is an insulating slit, 5 is a divided electrode, and 6 is a fuse. , 7 are electrode lead-out connections, and 8 is an insulation margin. A1 and A2 are large-area electrode array regions (continuous electrode regions in the illustrated example) continuously developed along the film longitudinal direction X, and B1 and B2 are insulating
以上のような大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの2組(A1,B1),(A2,B2)を有するパターンの蒸着電極3が誘電体フィルム2上に構成される。そして、このような蒸着電極3が誘電体フィルム2の少なくとも片面に形成され、これによって金属化フィルム1が構成される。
The deposited
図8、図9に示す金属化フィルム1においては、フィルム幅方向Yの一方端縁に電極引き出し部(メタリコン)が接続される電極引き出し接続部7が形成され、他方端縁に絶縁マージン8が形成されている。金属化フィルム1の絶縁マージン8側でフィルム長手方向Xに沿って一定ピッチで配列された絶縁スリット4はY字形に形成されており、このY字形の絶縁スリット4の基端部は絶縁マージン8に接続されている。また、フィルム幅方向Yのほぼ中央には、Y字形の絶縁スリット4とほぼ同じピッチで、Y字形の絶縁スリット4の配列方向と平行に配列された絶縁スリット4はいわゆるミュラー・リヤー形状に形成されている。ミュラー・リヤー形というのは、所定長さの線分の両端にそれぞれ内向きの矢羽根を有する形状のことである。小面積電極列領域B1は、ミュラー・リヤー形の絶縁スリット4により蒸着電極膜が分割形成された複数の分割電極5を有している。小面積電極列領域B2は、Y字形の絶縁スリット4により蒸着電極膜が分割形成された複数の分割電極5を有している。
In the
また、小面積電極列領域B1の電極引き出し接続部7側には蒸着電極膜がフィルム長手方向Xに連続した大面積電極列領域A1が隣接配置されており、小面積電極列領域B1の絶縁マージン8側(小面積電極列領域B1と小面積電極列領域B2の間)には大面積電極列領域A2が隣接配置されている。
In addition, a large area electrode array area A1 in which vapor deposition electrode films are continuous in the film longitudinal direction X is adjacently disposed on the electrode lead-out
小面積電極列領域B1における分割電極5は、電極引き出し接続部7側のヒューズ6を介して大面積電極列領域A1に接続され、かつ絶縁マージン8側のヒューズ6を介して大面積電極列領域A2に接続されている。また、小面積電極列領域B2における分割電極5は、電極引き出し接続部7側のヒューズ6を介して大面積電極列領域A2に接続されている。
The divided
このような構成の金属化フィルム1が巻回または積層されて金属化フィルム多層体(断面小判状の柱状体)が構成され、この金属化フィルム多層体の両端面に電極引き出し部(メタリコン)が接続され、金属化フィルムコンデンサ素子が構成される(例えば特許文献2参照)。
The metallized
かかる構成のコンデンサ素子用の金属化フィルム1では、例えば小面積電極列領域B1における分割電極5で絶縁破壊を起こした場合、両側のヒューズ6,6を介して大面積電極列領域A1,A2から絶縁破壊を起こした分割電極5に大電流が流れ込む。これにより、両側のヒューズ6,6が動作(蒸着金属が飛散)して、絶縁破壊を起こした分割電極5が大面積電極列領域A1,A2から切り離される。したがって、このコンデンサ素子用の金属化フィルム1によれば、高い安全性を確保することができる。
In the metallized
特許文献2に示す構成において、さらなる耐電圧性能の向上のために分割電極を小面積化するに当たり、フィルム幅方向での大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返し回数を増やすことが考えられている。図10は図8に示した従来例において改良案として提案された金属化フィルムの構成を示す平面図である。大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの数を2セットから3セットへと増やすことによって分割電極を小面積化している。
In the configuration shown in
しかし、分割電極を小さくすることは、分割電極どうしを区画する絶縁スリット(金属非蒸着エリア)の数・面積が増加することになるため、有効電極面積比率(任意のフィルム面積に対する金属蒸着面積の比率)が小さくなり、コンデンサの小型化を阻害することになる。 However, reducing the size of the divided electrodes increases the number and area of insulating slits (metal non-deposition areas) that divide the divided electrodes, so the effective electrode area ratio (the ratio of metal deposition area to any film area) Ratio) is reduced, and the size reduction of the capacitor is hindered.
ところで、絶縁スリットの線幅は、電圧印加状態におけるクリアリング(絶縁破壊による金属蒸着膜の蒸発飛散・消失)の発生を伴うヒューズ動作電極とクリアリング未発生電極(ヒューズ未動作)との間に発生する電位差に対する必要な絶縁距離により設計される。有効電極面積比率の減少を抑制するためには、絶縁スリットの線幅はなるべく狭幅化することが望ましい。しかし、狭幅化の結果として絶縁距離が不足して前記の2電極間で放電が発生すると、クリアリング未発生電極に電流が流れ込み、ヒューズ動作が起こってしまう。つまり、クリアリングの発生によるヒューズ動作により、隣接するクリアリング未発生電極に不測のヒューズ動作を引き起こし、それが波及的に次々と連続し、分割電極群の連鎖破壊を招来してしまうおそれがある(連鎖的ヒューズ動作)。 By the way, the line width of the insulation slit is between the fuse operation electrode accompanied by the occurrence of clearing (evaporation scattering / disappearance of the metal vapor deposition film due to insulation breakdown) in the voltage application state and the electrode without the clearing (fuse non-operation). It is designed with the required insulation distance against the potential difference that occurs. In order to suppress a decrease in the effective electrode area ratio, it is desirable to reduce the line width of the insulating slit as much as possible. However, if the insulation distance is short as a result of the narrowing and a discharge occurs between the two electrodes, a current flows into the clearing non-occurring electrode and a fuse operation occurs. In other words, the fuse operation caused by the occurrence of clearing may cause an unexpected fuse operation on the adjacent non-clearing electrode, and it may continue to spread one after another, resulting in chain breakage of the divided electrode group. (Chain fuse operation).
また、絶縁スリットの線幅の最適値に関しては、ヒューズ動作電極の残留電位が不明であることから各種実験結果を踏まえて線幅を決定するのではあるが、分割電極間の連鎖破壊の懸念が残るため、より一段と余裕を見た設計をしているのが実情である。つまり、狭幅化には自ずと制限がかかる。 In addition, regarding the optimum value of the line width of the insulating slit, the line potential is determined based on the results of various experiments because the residual potential of the fuse operating electrode is unknown, but there is a concern of chain breakage between the divided electrodes. In order to remain, the actual situation is that the design is further increased. In other words, the narrowing is naturally limited.
分割電極を小面積化すると絶縁スリットが増加するということを踏まえて絶縁スリットの線幅を狭幅化する場合に、その狭幅化が単純に全分割電極に対して一様なものであると、前述したクリアリング未発生電極の不測のヒューズ動作が引き起こされやすくなる。これが連鎖的に発生した場合、耐電圧性能(コンデンサ素子の寿命性能)と保安性能の両特性ともに低下するだけでなく、不安定にもなる。 When the line width of the insulation slit is narrowed in view of the fact that the insulation slit increases when the area of the division electrode is reduced, the narrowing is simply uniform for all the division electrodes. The above-described unexpected fuse operation of the uncleared electrode is likely to be caused. When this occurs in a chain, not only both the withstand voltage performance (capacitor element life performance) and the safety performance are degraded, but also unstable.
以上詳述したように、従来技術では分割電極を小面積化した上で、有効電極面積比率を減少させることなく、かつ分割電極間の連鎖的な絶縁破壊を抑制することはむずかしい。 As described above in detail, it is difficult for the conventional technique to reduce the area of the divided electrodes, and to suppress the continuous dielectric breakdown between the divided electrodes without reducing the effective electrode area ratio.
ちなみに、HV用コンデンサ(定格電圧750VDC)の開発パターンで図8の状態から図10の状態へと小面積化した場合に、絶縁スリットの線幅(0.15±0.05mm)は一様に同一寸法としているが、有効電極面積比率は結果的に96.7%から96.2%へと減少した。 By the way, when the area is reduced from the state of FIG. 8 to the state of FIG. 10 with the development pattern of the HV capacitor (rated voltage 750 VDC), the line width (0.15 ± 0.05 mm) of the insulating slit is uniform. Although the dimensions are the same, the effective electrode area ratio is consequently reduced from 96.7% to 96.2%.
なお、上記の問題点は、大面積電極列領域がフィルム長手方向に沿って連続状態で展開する場合だけでなく、大面積電極列領域がフィルム長手方向に沿って相対的な大面積分割状態で展開する場合にもあてはまる。連続状態での展開とは、絶縁スリットが存在せずパターン変化としての仕切りのない一様な領域のことをいい、相対的な大面積分割状態での展開とは、絶縁スリットが適当間隔置きに存在するが、その間隔が小面積電極列領域に比べて大きく、一つ一つの分割電極の面積が相対的により大きいものとなっている領域のことをいう。 The above problem is not only when the large-area electrode array region is developed in a continuous state along the film longitudinal direction, but also when the large-area electrode array region is relatively large-area divided along the film longitudinal direction. This also applies when deploying. Development in a continuous state refers to a uniform region without insulation slits and no partitioning as a pattern change.Development in a relatively large area division state means that insulation slits are spaced at appropriate intervals. Although it exists, the interval is larger than that of the small area electrode array region, and the area of each divided electrode is relatively larger.
本発明は以上のような事情に鑑みて創作したものであり、蒸着電極が大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返しパターンとされるコンデンサ素子用の金属化フィルムに関して、有効電極面積比率の減少を抑制しながら、分割電極間の連鎖的な絶縁破壊を阻止し、コンデンサ素子の耐電圧性能、保安性能を向上させることを目的としている。 The present invention was created in view of the circumstances as described above, and relates to a metallized film for a capacitor element in which a vapor deposition electrode is a repeated pattern of a set of a large area electrode array region and a small area electrode array region. An object of the present invention is to prevent the dielectric breakdown between the divided electrodes while suppressing the reduction of the area ratio, and to improve the withstand voltage performance and the safety performance of the capacitor element.
本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。 The present invention solves the above problems by taking the following measures.
本発明によるコンデンサ素子用の金属化フィルムは、
誘電体フィルム長手方向に沿って相対的な小面積分割状態で展開する小面積電極列領域と誘電体フィルム長手方向に沿って連続状態または相対的な大面積分割状態で展開する大面積電極列領域とのセットが誘電体フィルム幅方向に沿って繰り返し配列され、
かつ、前記小面積電極列領域の各分割電極が絶縁スリットの切れ目における金属蒸着膜によるヒューズを介する状態で、前記大面積電極列領域が当該小面積電極列領域の前記誘電体フィルム幅方向両側にある状態ではこの両側の大面積電極列領域に対して、また、前記大面積電極列領域が当該小面積電極列領域の前記誘電体フィルム幅方向片側のみにある状態ではその片側の大面積電極列領域に対して、電気的に接続されて蒸着電極が構成され、
この蒸着電極が誘電体フィルムの少なくとも片面に形成され、
前記小面積電極列領域において、前記分割電極を区画する複数の前記絶縁スリットは、その線幅が相対的に狭幅の狭幅絶縁スリットと相対的に広幅の広幅絶縁スリットとの組み合わせであり、
かつ、前記広幅絶縁スリットは、前記小面積電極列領域において前記誘電体フィルム長手方向に沿って隣接する複数の分割電極の集合体を挟むピッチで配列されていることを特徴としている。
The metallized film for a capacitor element according to the present invention is:
A small area electrode array region developed in a relatively small area division state along the dielectric film longitudinal direction and a large area electrode array region developed in a continuous state or a relative large area division state along the dielectric film longitudinal direction Are repeatedly arranged along the dielectric film width direction,
And each divided electrode of the small area electrode array region is in a state through a fuse by a metal vapor deposition film at the cut of the insulating slit, and the large area electrode array region is on both sides of the small area electrode array region in the dielectric film width direction. In a certain state, with respect to the large-area electrode array region on both sides, and in the state where the large-area electrode array region is only on one side of the dielectric film width direction of the small-area electrode array region, For the region, the vapor deposition electrode is configured by being electrically connected,
This vapor deposition electrode is formed on at least one side of the dielectric film,
In the small-area electrode array region, the plurality of insulating slits that divide the divided electrodes are a combination of a relatively narrow narrow insulating slit and a relatively wide wide insulating slit.
In addition, the wide insulating slits are arranged at a pitch that sandwiches an assembly of a plurality of divided electrodes adjacent in the longitudinal direction of the dielectric film in the small area electrode array region.
本発明においては、有効電極面積比率の減少を抑制するために絶縁スリットの線幅を狭くすることを前提として、その絶縁スリットの線幅寸法を画一的なものにするのではなく、狭幅なものと広幅なものとを混在させることにした。すなわち、狭幅絶縁スリットは有効電極面積比率の減少を抑制するために絶縁スリットの基本タイプ(標準タイプ)とし、残りの広幅絶縁スリットは連鎖的ヒューズ動作を抑制するために形成する。 In the present invention, on the premise that the line width of the insulating slit is narrowed in order to suppress the decrease in the effective electrode area ratio, the line width dimension of the insulating slit is not made uniform, but the width is narrow. I decided to mix things that are wide and wide. That is, the narrow insulating slit is the basic type (standard type) of the insulating slit in order to suppress the decrease in the effective electrode area ratio, and the remaining wide insulating slit is formed to suppress the chain fuse operation.
小面積電極列領域におけるある1つの分割電極でクリアリングが発生し、その分割電極を囲う絶縁スリットの切り目のヒューズが動作したとする。そして、そのヒューズ動作電極と隣接するクリアリング未発生電極との間の絶縁スリットが狭幅絶縁スリットであることから、クリアリング発生電極の残留電位によっては両電極間の電位差に対して絶縁距離が不足するおそれがある。両電極間の電位差に対する絶縁距離の不足により両電極間で放電が発生し、過電流がクリアリング未発生電極に流れ込んでヒューズ動作を起こしたとする。しかし、小面積電極列領域には適当なピッチで広幅絶縁スリットが配置されており、ヒューズ動作電極または不測ヒューズ動作の分割電極と隣接するクリアリング未発生電極との間の絶縁スリットが広幅絶縁スリットであれば、それ以上の不測のヒューズ動作はその広幅絶縁スリットにおいて停止させられる。すなわち、それ以上の連鎖的ヒューズ動作が防止される。 It is assumed that clearing occurs in one divided electrode in the small area electrode array region, and the fuse of the slit of the insulating slit that surrounds the divided electrode is operated. Since the insulating slit between the fuse operating electrode and the adjacent non-clearing generating electrode is a narrow insulating slit, depending on the residual potential of the clearing generating electrode, the insulating distance may be reduced with respect to the potential difference between the two electrodes. There may be a shortage. Assume that a discharge occurs between the two electrodes due to a shortage of the insulation distance with respect to the potential difference between the two electrodes, and an overcurrent flows into the clearing-free electrode, causing a fuse operation. However, wide insulating slits are arranged at an appropriate pitch in the small area electrode array region, and the insulating slit between the fuse operation electrode or the divided electrode for unexpected fuse operation and the adjacent non-clearing generation electrode is a wide insulation slit. If so, further unforeseen fuse operation is stopped at the wide insulating slit. That is, further chain fuse operation is prevented.
なお、広幅絶縁スリットの配列ピッチについては、連鎖的な不測ヒューズ動作を許容する分割電極数を幾つに設定するかによる。この数は少なくとも2つである(2つ以上)。この数を1つに設定することはない。なぜなら、それは小面積電極列領域におけるすべての絶縁スリットを広幅絶縁スリットにすることであり、それでは有効電極面積比率の減少を招いてしまうからである。 Note that the arrangement pitch of the wide insulating slits depends on how many divided electrodes are allowed to allow a chained unexpected fuse operation. This number is at least two (two or more). This number is never set to one. This is because all the insulating slits in the small area electrode array region are wide insulating slits, which leads to a reduction in the effective electrode area ratio.
広幅絶縁スリットの配列ピッチを仮に分割電極2つ分とする。その2つの分割電極のうち仮に右側の分割電極がヒューズ動作電極となった場合、その右側に隣接する分割電極に対しては境の絶縁スリット(互いに隣接する分割電極を隔てる絶縁スリット)が広幅絶縁スリットであるため連鎖的ヒューズ動作は発現しない。ヒューズ動作電極の左側に隣接の分割電極に対しては境の絶縁スリットが狭幅絶縁スリットであるため連鎖的ヒューズ動作が引き起こされる可能性があるが、さらにその左側に隣接する分割電極に対しては境の絶縁スリットが広幅絶縁スリットであるためそれ以上の連鎖的ヒューズ動作は発現しない。 The arrangement pitch of the wide insulating slits is assumed to be two divided electrodes. If the right divided electrode of the two divided electrodes becomes a fuse operation electrode, the boundary insulating slit (insulating slit separating the adjacent divided electrodes) is wide-insulated with respect to the adjacent divided electrode on the right side. Since it is a slit, the chain fuse operation does not occur. For the divided electrode adjacent to the left side of the fuse operating electrode, the boundary insulating slit is a narrow insulating slit, which may cause a chained fuse operation. Since the boundary insulating slit is a wide insulating slit, no further chain fuse operation occurs.
また、仮に広幅絶縁スリットの配列ピッチを分割電極3つ分とする。その3つの分割電極のうち仮に右端の分割電極がヒューズ動作電極となった場合、その右側に隣接する分割電極に対しては境の絶縁スリットが広幅絶縁スリットであるため連鎖的ヒューズ動作は発現しない。ヒューズ動作電極の左側2つ分の隣接する分割電極に対しては境の絶縁スリットが狭幅絶縁スリットであるため連鎖的ヒューズ動作が引き起こされる可能性があるが、さらにその左側3つ目の分割電極に対しては境の絶縁スリットが広幅絶縁スリットであるためそれ以上の連鎖的ヒューズ動作は発現しない。また、3つの分割電極のうち仮に中央の分割電極がヒューズ動作電極となった場合、その左側に隣接する分割電極と右側に隣接する分割電極に対しては境の絶縁スリットが狭幅絶縁スリットであるため連鎖的ヒューズ動作が引き起こされる可能性があるが、さらに隣の隣の2つ分離れた分割電極に対しては境の絶縁スリットが広幅絶縁スリットであるためそれ以上の連鎖的ヒューズ動作は発現しない。広幅絶縁スリットの配列ピッチは分割電極の4つ分あるいはそれ以上としてもよい。その配列ピッチを幾つにするかは、各種の設計条件による。 In addition, the arrangement pitch of the wide insulating slits is assumed to be three divided electrodes. If the rightmost divided electrode among the three divided electrodes becomes a fuse operating electrode, the boundary insulating slit is a wide insulating slit with respect to the adjacent divided electrode on the right side, so that the chained fuse operation does not occur. . For the adjacent two divided electrodes on the left side of the fuse operating electrode, the boundary insulating slit is a narrow insulating slit, which may cause a chained fuse operation. For the electrodes, since the boundary insulating slit is a wide insulating slit, no further chain fuse operation occurs. In addition, if the central divided electrode of the three divided electrodes becomes a fuse operation electrode, the boundary insulating slit is a narrow insulating slit for the divided electrode adjacent to the left side and the divided electrode adjacent to the right side. Therefore, there is a possibility that a chained fuse operation is caused. However, since the boundary insulating slit is a wide insulating slit for the adjacent two separated electrodes, further chained fuse operation is not possible. Not expressed. The arrangement pitch of the wide insulating slits may be four or more of the divided electrodes. The number of arrangement pitches depends on various design conditions.
広幅絶縁スリットの配列ピッチを小さくするほど、狭幅絶縁スリットの分布密度がより小さくなって有効電極面積比率の減少の抑制効果はより小さくなるが、連鎖的な不測ヒューズ動作を許容する分割電極数をより少なくすることができる。逆に、広幅絶縁スリットの配列ピッチを大きくするほど、連鎖的な不測ヒューズ動作を許容する分割電極数がより多くなるが、狭幅絶縁スリットの分布密度がより大きくなって有効電極面積比率をより大きくすることができる。 The smaller the arrangement pitch of the wide insulating slits, the smaller the distribution density of the narrow insulating slits and the more effective the suppression effect of the reduction of the effective electrode area ratio. Can be reduced. Conversely, as the array pitch of the wide insulating slits is increased, the number of divided electrodes that allow chained unexpected fuse operation is increased, but the distribution density of the narrow insulating slits is increased and the effective electrode area ratio is further increased. Can be bigger.
いずれにしても、本発明の上記構成によれば、蒸着電極が大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返しパターンとされるコンデンサ素子用の金属化フィルムに関して、線幅を1種類のみに限定している従来技術に比べて、有効電極面積比率の減少を抑制しながら、分割電極間の連鎖的な絶縁破壊を阻止することができる。 In any case, according to the above-described configuration of the present invention, one type of line width is provided for the metallized film for a capacitor element in which the vapor deposition electrode is a repeated pattern of a set of a large area electrode array region and a small area electrode array region. Compared with the prior art which is limited to only the above, it is possible to prevent a continuous dielectric breakdown between the divided electrodes while suppressing a decrease in the effective electrode area ratio.
なお、上記の構成における好ましい態様としては、前記蒸着電極がアルミニウム、亜鉛またはそれらの合金からなり、電極引き出し接続部の電極厚みが他領域の電極厚みよりも厚肉に構成されている、という態様がある。このように構成すれば、電極引き出し接続部と電極引き出し部との接続信頼性が高いものとなる。 In addition, as a preferable aspect in the above configuration, the vapor deposition electrode is made of aluminum, zinc, or an alloy thereof, and the electrode thickness of the electrode lead-out connection portion is configured to be thicker than the electrode thickness in other regions. There is. If comprised in this way, the connection reliability of an electrode drawer connection part and an electrode drawer part will become high.
さらに本発明にかかわる金属化フィルムコンデンサは、上記のいずれかのコンデンサ素子用の金属化フィルムを2枚重ね合わせて一対の金属化フィルムを構成した金属化フィルムコンデンサにおいて、前記一対の金属化フィルムのうち一方の金属化フィルムにおける前記大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける前記小面積電極列領域に対向する構成となっている。 Furthermore, the metallized film capacitor according to the present invention is a metallized film capacitor in which two metallized films for any of the capacitor elements described above are overlapped to form a pair of metallized films. All of the large area electrode array regions in one metallized film are configured to face the small area electrode array regions in the other metallized film.
本発明によれば、小面積電極列領域において、クリアリングが発生したヒューズ動作電極からクリアリングが発生していない隣接電極への電流の流れ込み、ひいてはクリアリング未発生電極における不測のヒューズ動作が発生したとしても、適当なピッチで要所要所に配列されている広幅絶縁スリットの存在により、そのような不測のヒューズ動作が連鎖的に進行することを阻止できる。その結果として、コンデンサ素子の耐電圧性能(寿命性能)および保安性能を向上させることができるとともに、コンデンサ素子の動作を安定化することができる。 According to the present invention, in a small area electrode array region, current flows from a fuse operation electrode where clearing has occurred to an adjacent electrode where clearing has not occurred, and as a result, unexpected fuse operation occurs in an electrode where no clearing has occurred. Even so, such unexpected fuse operations can be prevented from proceeding in a chain due to the presence of the wide insulating slits arranged at the necessary points at an appropriate pitch. As a result, the withstand voltage performance (lifetime performance) and safety performance of the capacitor element can be improved, and the operation of the capacitor element can be stabilized.
以下、上記構成の本発明のコンデンサ素子用の金属化フィルムにつき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。 Hereinafter, the embodiment of the metallized film for a capacitor element of the present invention having the above-described configuration will be described in detail at the level of specific examples.
図1は本発明の実施例におけるコンデンサ素子用の金属化フィルムの構成を示す平面図、図2はその断面図、図3は金属化フィルムの一部を拡大して示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a metallized film for a capacitor element in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view thereof, and FIG. 3 is a plan view showing an enlarged part of the metallized film.
図1および図2において、1は金属化フィルム、2は誘電体フィルム(蒸着電極の一部を剥がした状態を図示)、3はアルミニウム、亜鉛またはそれらの合金などの金属からなる蒸着電極、4は絶縁スリットで、そのうち4aは狭幅絶縁スリット、4bは広幅絶縁スリットである。5は分割電極、6はヒューズ、7は電極引き出し接続部、8は絶縁マージン、A1〜A3は蒸着電極3の一部を構成する大面積電極列領域、B1〜B3は蒸着電極3の残りの部分を構成する小面積電極列領域である。金属化フィルム1は、誘電体フィルム2の表面に蒸着電極3をパターン形成したものである。その蒸着電極3は、3列の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット(A1,B1),(A2,B2),(A3,B3)で構成されている。A1は1列目の大面積電極列領域、B1は1列目の小面積電極列領域であり、これらは1列目の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット(A1,B1)を構成する。A2は2列目の大面積電極列領域、B2は2列目の小面積電極列領域であり、これらは2列目の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット(A2,B2)を構成する。A3は3列目の大面積電極列領域、B3は3列目の小面積電極列領域であり、これらは3列目の大面積電極列領域・小面積電極列領域のセット(A3,B3)を構成する。この例では、大面積電極列領域・小面積電極列領域のセットの繰り返し配列は3列となっている。大面積電極列領域A1〜A3と小面積電極列領域B1〜B3との違いについては、大面積電極列領域A1〜A3はフィルム長手方向Xに沿って相対的に分割の程度が小さい状態(分割された電極面積が大きな状態)で展開する領域であり、小面積電極列領域B1〜B3は長さ方向に沿って相対的に分割の程度が大きい状態(分割された電極面積が小さな状態)で展開する領域である。
1 and 2, 1 is a metallized film, 2 is a dielectric film (showing a state where a part of the vapor deposition electrode is peeled off), 3 is a vapor deposition electrode made of metal such as aluminum, zinc or an alloy thereof, 4 Is an insulating slit, of which 4a is a narrow insulating slit and 4b is a wide insulating slit. 5 is a divided electrode, 6 is a fuse, 7 is an electrode lead-out connection, 8 is an insulation margin, A1 to A3 are large-area electrode array regions constituting a part of the
2列目と3列目の大面積電極列領域A2,A3は同じ構成となっている。1列目の大面積電極列領域A1は、金属化フィルム1のフィルム幅方向Yの一方端縁において金属溶射電極(メタリコン)を接続するための電極引き出し接続部7を含んでいる。この電極引き出し接続部7は、誘電体フィルム2のフィルム幅方向Yの一方端縁においてフィルム長手方向Xに沿って連続的に展開している領域(図1の破線の外側の横方向に細長い導電体領域)であり、1列目の大面積電極列領域A1と一体的に連接されている。図2に示すように、電極引き出し接続部7は、その電極厚みが蒸着電極3の他領域と比べて厚くなっている。そのため、電極引き出し接続部7と電極引き出し部(メタリコン)との接続信頼性が高いものとなっている。この厚肉な電極引出し接続部7のことをヘビーエッジ部と呼び、それ以外の蒸着電極3の薄肉な領域をアクティブ部と呼ぶ。電極引き出し接続部7は、電極引き出し部との接続信頼性を向上させるため、その電極厚みが絶縁マージン8側の蒸着電極と比べて厚くなっていることが好ましい。
The second and third large-area electrode array regions A2 and A3 have the same configuration. The first large-area electrode array region A1 includes an electrode lead-
1列目と2列目の小面積電極列領域B1,B2は同じ構成となっている。これら2つの小面積電極列領域B1,B2では、その絶縁スリット4(狭幅絶縁スリット4aおよび広幅絶縁スリット4b)がいわゆるミュラー・リヤー形に形成されている。すなわち、絶縁スリット4は、所定長さの線分の両端にそれぞれ内向きの矢羽根を有する形状を有している。3列目の小面積電極列領域B3では、その絶縁スリット4(狭幅絶縁スリット4aおよび広幅絶縁スリット4b)がY字形(ミュラー・リヤー形において一端側の内向きの矢羽根が欠損した形状)に形成されている。この3列目の小面積電極列領域B3は、その絶縁スリット4が金属化フィルム1のフィルム幅方向Yの他方端縁において絶縁マージン8と連接している。この絶縁マージン8は、誘電体フィルム2のフィルム幅方向Yの他方端縁においてフィルム長手方向Xに連続して展開している横方向に細長い絶縁領域である。その他の構成は1列目ないし2列目と同様である。図3では2列目と3列目の小面積電極列領域B2,B3および3列目の大面積電極列領域A3を拡大して示しているが、1列目の小面積電極列領域B1のパターンは2列目の小面積電極列領域B2と同様のものとなっている。なお、図3では小面積電極列領域における狭幅絶縁スリット4aは白色の塗りつぶしで表しているのに対し、広幅絶縁スリット4bは黒色の塗りつぶしで強調表示している。
The first and second small-area electrode array regions B1 and B2 have the same configuration. In these two small area electrode array regions B1 and B2, the insulating slits 4 (the narrow insulating
大面積電極列領域Ai(i=1,2,3)はフィルム長手方向Xに沿って連続的に展開している領域である。小面積電極列領域Bi(i=1,2,3)は、その基本構成として従来例改良案(図10参照)と同様に、フィルム長手方向Xに所定の間隔で配列されたミュラー・リヤー形またはY字形の絶縁スリット4により分割形成された複数の分割電極5を有する領域である。個々の分割電極5は、細長い六角形状または細長い五角形状を呈するものである。そして、大面積電極列領域・小面積電極列領域(Ai,Bi)のセットがフィルム幅方向Yに沿って3セット繰り返し配列されている。また、1列目ないし2列目の小面積電極列領域B1〜B2では、その基本構成としての各分割電極5は、フィルム幅方向Yの両側で絶縁スリット4の切れ目における金属蒸着膜によるヒューズ6,6を介する状態で、両側の大面積電極列領域Ai,Ai+1に対して、電気的に接続されている。3列目の小面積電極列領域B3では、その基本構成としての各分割電極5は、フィルム幅方向Yの一側で絶縁スリット4の切れ目における金属蒸着膜によるヒューズ6を介する状態で、その片側にある大面積電極列領域A3に対して、電気的に接続されている。
The large-area electrode array region Ai (i = 1, 2, 3) is a region continuously developed along the film longitudinal direction X. The small-area electrode array region Bi (i = 1, 2, 3) has a Mueller-Rear shape arranged in the film longitudinal direction X at a predetermined interval, as in the conventional improvement plan (see FIG. 10). Alternatively, it is a region having a plurality of divided
そして、上記のような大面積電極列領域・小面積電極列領域の3セットからなる蒸着電極3が誘電体フィルム2の少なくとも片面に形成されて金属化フィルム1が構成されている。
And the
小面積電極列領域B1〜B3の構成要素である複数の分割電極5はその隣接するものどうしが絶縁スリット4によって区画されているが、本発明実施例の特異な構成として、その複数の絶縁スリット4が、線幅が相対的に狭幅の狭幅絶縁スリット4aと相対的に広幅の広幅絶縁スリット4bとの組み合わせとして構成されている。狭幅絶縁スリット4aは、その数が広幅絶縁スリット4bよりも多くなっている。広幅絶縁スリット4bは、小面積電極列領域B1〜B3においてフィルム長手方向Xに沿って隣接する複数の分割電極5…の集合体を挟むピッチで配列されている。図示例の場合、3つの分割電極5…の集合体を挟むピッチで広幅絶縁スリット4bが配列されている。具体的に説明すると、狭幅絶縁スリットを略号<狭幅>で表し、広幅絶縁スリットを略号<広幅>で表すとして、
<広幅><狭幅><狭幅><広幅><狭幅><狭幅><広幅><狭幅><狭幅><広幅>……
のような配列となっている。
The plurality of divided
<Wide><Narrow><Narrow><Wide><Narrow><Narrow><Wide><Narrow><Narrow><Wide> ……
It is an array like this.
上記のように誘電体フィルム2に蒸着電極3が形成されて構成された金属化フィルム1を2シート用意し、図4に示すように、両シートの金属化フィルム1,1どうしを180°反転状態で一方の金属化フィルムの電極引き出し部7が他方の金属化フィルムの蒸着電極と重ならないように上下2層に重ね合わせる。上層の金属化フィルム1の側縁に沿う1列目の大面積電極列領域A1に対し、その直下に下層の金属化フィルム1の3列目の小面積電極列領域B3が対向する。電極引き出し接続部7は絶縁マージン8に対向する。上層の金属化フィルム1における2列目および3列目の大面積電極列領域A2,A3はそれぞれ下層の金属化フィルム1における2列目および1列目の小面積電極列領域B2,B1に対向する。また、上層の金属化フィルム1における1列目および2列目の小面積電極列領域B1,B2はそれぞれ下層の金属化フィルム1における3列目および2列目の大面積電極列領域A3,A2に対向する。上層の金属化フィルム1の3列目の小面積電極列領域B3に対し、その直下に下層の金属化フィルム1の側縁の1列目の大面積電極列領域A1が対向している。絶縁マージン8は電極引き出し接続部7に対向する。要するに、一方の金属化フィルムにおける小面積電極列領域は他方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域に対向している。
Prepare two sheets of metallized
ここで、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域と他方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域とが対向すると短絡破壊するおそれがあるため、一方の金属化フィルムにおける大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける小面積電極列領域に対向することが好ましい。 Here, if the large area electrode array region in one metallized film and the large area electrode array region in the other metallized film face each other, there is a risk of short-circuit failure, so the large area electrode array region in one metallized film It is preferable that all face the small area electrode array region in the other metallized film.
上記のように上層の金属化フィルム1と下層の金属化フィルム1とを重ね合わせた状態で、図5に示すように、巻芯9の外周部に多重に巻回し、さらに最外層に外装フィルム10を巻回した上でプレスによって図示のように細長小判状に扁平化し(扁平率が0.7以上)、金属化フィルム多層体11を得る。さらに、金属化フィルム多層体11の軸方向両端において金属溶射により電極引き出し部(メタリコン)12,12が形成され、高扁平の金属化フィルムコンデンサ素子Cを得る。電極引き出し部12,12は軸方向両側の電極引き出し接続部7,7に電気的に接続される。
In the state where the
なお、上記のように2枚重ねにした長尺な金属化フィルム1,1を巻回する代わりに、2枚重ねの短尺な金属化フィルム1,1を積層するタイプのコンデンサ素子もある。
In addition, there is also a type of capacitor element in which two layers of
次に、上記のように構成された金属化フィルムコンデンサの動作を説明する。 Next, the operation of the metallized film capacitor configured as described above will be described.
図6(a)に示すように、任意の小面積電極列領域Bi(i=1,2,3のいずれか)において、フィルム長手方向Xで隣接する一対の広幅絶縁スリット4b,4bで挟まれた3つの分割電極53 ,51 ,52 のうちの中央の分割電極51 でクリアリング(★印参照)が発生した場合を想定する。そして、その分割電極51 を囲う2つの狭幅絶縁スリット4a,4aの切り目のヒューズ61 ,61 に対して過電流(細線矢印参照)が流入して、図6(b)に示すように、これらのヒューズ61 ,61 が動作したとする(☆印参照)。すると、中央に位置するヒューズ動作電極51 は大面積電極列領域Ai(i=1,2,3のいずれか)から電気的に切り離される(図6(b)の網かけパターン参照)。
As shown in FIG. 6A, an arbitrary small area electrode array region Bi (i = 1, 2, 3) is sandwiched between a pair of wide insulating
そのヒューズ動作電極51 と右側に隣接するクリアリング未発生電極52 (★印参照)との間の絶縁スリットが狭幅絶縁スリット4aであることから、両電極51 ,52 間の電位差に対して絶縁距離が不足する場合には、両電極51 ,52 間で放電(図6(b)の両方向矢印参照)が発生し、過電流(細線矢印参照)がクリアリング未発生電極52 に流れ込んでヒューズ動作を起こす(図6(c)の☆印参照)。そして、右側のヒューズ動作電極52 は大面積電極列領域Aiから電気的に切り離される(図6(c)の網かけパターン参照)。中央のヒューズ動作電極51 と左側に隣接するクリアリング未発生電極53 (★印参照)との間の絶縁スリットも狭幅絶縁スリット4aであることから、両電極51 ,53 間の電位差に対して絶縁距離が不足する場合には、両電極51 ,53 間で放電(図6(c)の両方向矢印参照)が発生し、過電流(細線矢印参照)がクリアリング未発生電極53 に流れ込んでヒューズ動作を起こす(図6(d)の☆印参照)。
The potential difference between the fact insulating slit is narrow
以上のようにして、互いに隣接する両電極間の電位差に対して絶縁距離が不足する場合には、1つの分割電極のクリアリングに起因して、隣接する分割電極への連鎖的なヒューズ動作が2回発生することになり、2つのフィルム長手方向Xに沿って隣接する一対の広幅絶縁スリット4b,4bで挟まれた隣接3つの分割電極53 ,51 ,52 がヒューズ動作電極となる(図6(d)の網かけパターン参照)。
As described above, when the insulation distance is insufficient with respect to the potential difference between the two adjacent electrodes, the chained fuse operation to the adjacent divided electrodes is caused by the clearing of one divided electrode. The two
上記の説明では最初にヒューズ動作を起こす分割電極を中央の分割電極としたが、それ以外に、3つ並んだ分割電極のうち右側の分割電極が最初にヒューズ動作を起こす場合もあれば、左側の分割電極が最初にヒューズ動作を起こす場合もある。いずれにしても、2回にわたる連鎖的ヒューズ動作を起こした場合には、隣接する一対の広幅絶縁スリット4b,4bで挟まれた隣接3つの分割電極53 ,51 ,52 がヒューズ動作電極となり、その後において、それら3つの分割電極53 ,51 ,52 の両サイドには広幅絶縁スリット4b,4bが位置しているために、それ以上の連鎖的ヒューズ動作は、その進行が抑え込まれることになる。
In the above description, the first divided electrode that causes the fuse operation is the central divided electrode. However, the right divided electrode among the three divided electrodes may cause the fuse operation first. In some cases, the divided electrode may cause a fuse operation first. In any case, when the chained fuse operation is performed twice, the adjacent three divided
大面積電極列領域Ai(i=1,2…)の構成については、別態様として、図7に示すように構成してもよい。すなわち、フィルム長手方向Xに沿って、小面積電極列領域Bi(i=1,2…)の分割電極5のピッチよりも大きなピッチで分割されることで、相対的により分割の程度が小さい状態(分割された電極面積が大きい状態)で複数の分割電極5′に区画されている。詳しくは、1列目、2列目および3列目の大面積電極列領域A1,A2,A3は、フィルム幅方向Yに伸びる直線状の絶縁スリット4cによってフィルム長手方向Xで区画されるが、この直線状の絶縁スリット4cのピッチは小面積電極列領域Biにおける絶縁スリット4のピッチよりも大きなものとなっている。ここでは一例として、分割電極5の12ピッチ分が1ピッチ分の分割電極5′に相当している。直線状の絶縁スリット4cは小面積電極列領域Biにおける広幅絶縁スリット4bの中央線分の延長線として形成されている(なお、これのみに限定されない)。直線状の絶縁スリット4cの配列は、1列目と2列目とで分割電極5の3ピッチ分ずつずれており、また、2列目と3列目とでも分割電極5の9ピッチ分ずつずれている。結果として、1列目と3列目は同相関係となっている。なお、直線状の絶縁スリット4cの配列はこれのみに限定されない。
The configuration of the large area electrode array region Ai (i = 1, 2,...) May be configured as shown in FIG. That is, by dividing along the film longitudinal direction X at a pitch larger than the pitch of the divided
以上をまとめると、コンデンサ素子用の金属化フィルムに関して、小面積電極列領域において、分割電極を区画する複数の絶縁スリットについて、線幅が相対的に狭幅の狭幅絶縁スリットと相対的に広幅の広幅絶縁スリットとの組み合わせとし、かつ、広幅絶縁スリットが、小面積電極列領域においてフィルム長手方向に沿って隣接する複数の分割電極の集合体を挟むピッチで配列される構成としたので、有効電極面積の減少を抑制しつつ、不測のヒューズ動作が連鎖的に進行することを阻止でき、耐電圧性能、保安性能を向上させることができる。 In summary, regarding a metallized film for a capacitor element, in a small area electrode array region, a plurality of insulating slits that divide a divided electrode have a relatively narrow line width and a relatively narrow width. The wide insulating slits are arranged in a pitch that sandwiches an aggregate of a plurality of adjacent divided electrodes along the film longitudinal direction in the small area electrode array region. While suppressing the reduction of the electrode area, it is possible to prevent the unexpected fuse operation from proceeding in a chain and to improve the withstand voltage performance and the safety performance.
なお、小面積電極列領域と大面積電極列領域のセットの繰り返し数については、任意の複数列(2セット、3セット、4セット…)を選択することが可能である。また、複数列の小面積電極列領域Bi(i=1,2…)における広幅絶縁スリット4b…のフィルム長手方向Xでの位相関係については、図示例の同相のほか異相であってもよく、またその位相ずれ量も任意である。また、フィルム長手方向Xで隣接する一対の広幅絶縁スリット4b,4b間のピッチにつき、上記実施例では分割電極5の3つ分(<広幅><狭幅><狭幅><広幅><狭幅><狭幅><広幅><狭幅><狭幅><広幅>……)としたが、これ以外に、
<広幅><狭幅><広幅><狭幅><広幅><狭幅><広幅>……
のように分割電極5の2つ分のピッチとしたり、
<広幅><狭幅><狭幅><狭幅><広幅><狭幅><狭幅><狭幅><広幅>……
のように分割電極5の4つ分のピッチとしたり、
<広幅><狭幅><狭幅><狭幅><狭幅><広幅><狭幅><狭幅><狭幅><狭幅><広幅>……
のように分割電極5の5つ分のピッチとするなど、任意のピッチを採用してよい。
Note that any number of rows (2 sets, 3 sets, 4 sets,...) Can be selected for the number of repetitions of the set of the small area electrode row region and the large area electrode row region. Further, the phase relationship in the film longitudinal direction X of the wide insulating
<Wide><Narrow><Wide><Narrow><Wide><Narrow><Wide> ……
Or the pitch of two divided
<Wide><Narrow><Narrow><Narrow><Wide><Narrow><Narrow><Narrow><Wide> ……
Or the pitch of four divided
<Wide><Narrow><Narrow><Narrow><Narrow><Wide><Narrow><Narrow><Narrow><Narrow><Wide> ……
As described above, an arbitrary pitch may be employed, such as a pitch corresponding to five of the divided
本発明は、コンデンサ素子用の金属化フィルムに関して、その耐電圧性能および保安性能を向上させる上で、有効電極面積比率の減少を抑制しながら、分割電極間の連鎖的な絶縁破壊を阻止する技術として有用である。 The present invention relates to a metallized film for a capacitor element, which improves the withstand voltage performance and safety performance, and suppresses a reduction in the effective electrode area ratio while preventing a continuous dielectric breakdown between divided electrodes. Useful as.
1 金属化フィルム
2 誘電体フィルム
3 蒸着電極
4 絶縁スリット
4a 狭幅絶縁スリット
4b 広幅絶縁スリット
5 分割電極
6 ヒューズ
A1〜A3 大面積電極列領域
B1〜B3 小面積電極列領域
C 金属化フィルムコンデンサ
X 誘電体フィルム長手方向
Y 誘電体フィルム幅方向
DESCRIPTION OF
Claims (4)
かつ、前記小面積電極列領域の各分割電極が絶縁スリットの切れ目における金属蒸着膜によるヒューズを介する状態で、前記大面積電極列領域が当該小面積電極列領域の前記誘電体フィルム幅方向両側にある状態ではこの両側の大面積電極列領域に対して、また、前記大面積電極列領域が当該小面積電極列領域の前記誘電体フィルム幅方向片側のみにある状態ではその片側の大面積電極列領域に対して、電気的に接続されて蒸着電極が構成され、
この蒸着電極が誘電体フィルムの少なくとも片面に形成され、
前記小面積電極列領域において、前記分割電極を区画する複数の前記絶縁スリットは、その線幅が相対的に狭幅の狭幅絶縁スリットと相対的に広幅の広幅絶縁スリットとの組み合わせであり、
かつ、前記広幅絶縁スリットは、前記小面積電極列領域において前記誘電体フィルム長手方向に沿って隣接する複数の分割電極の集合体を挟むピッチで配列されていることを特徴とするコンデンサ素子用の金属化フィルム。 A small area electrode array region developed in a relatively small area division state along the dielectric film longitudinal direction and a large area electrode array region developed in a continuous state or a relative large area division state along the dielectric film longitudinal direction Are repeatedly arranged along the dielectric film width direction,
And each divided electrode of the small area electrode array region is in a state through a fuse by a metal vapor deposition film at the cut of the insulating slit, and the large area electrode array region is on both sides of the small area electrode array region in the dielectric film width direction. In a certain state, with respect to the large area electrode array region on both sides, and in the state where the large area electrode array region is only on one side of the dielectric film width direction of the small area electrode array region, the large area electrode array on one side thereof For the region, the vapor deposition electrode is configured by being electrically connected,
This vapor deposition electrode is formed on at least one side of the dielectric film,
In the small-area electrode array region, the plurality of insulating slits that divide the divided electrodes are a combination of a relatively narrow narrow insulating slit and a relatively wide wide insulating slit.
The wide insulating slits are arranged at a pitch sandwiching an aggregate of a plurality of divided electrodes adjacent in the longitudinal direction of the dielectric film in the small area electrode array region. Metallized film.
前記一対の金属化フィルムのうち一方の金属化フィルムにおける前記大面積電極列領域のすべてが他方の金属化フィルムにおける前記小面積電極列領域に対向することを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。 In a metallized film capacitor in which two metallized films for a capacitor element according to any one of claims 1 to 3 are overlapped to form a pair of metallized films,
A metallized film capacitor, wherein all of the large area electrode array region in one metallized film of the pair of metallized films opposes the small area electrode array region in the other metallized film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015006610A JP6469453B2 (en) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | Metallized film for capacitor element and metallized film capacitor using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015006610A JP6469453B2 (en) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | Metallized film for capacitor element and metallized film capacitor using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016134420A true JP2016134420A (en) | 2016-07-25 |
JP6469453B2 JP6469453B2 (en) | 2019-02-13 |
Family
ID=56464479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015006610A Active JP6469453B2 (en) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | Metallized film for capacitor element and metallized film capacitor using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6469453B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019192689A (en) * | 2018-04-19 | 2019-10-31 | ニチコン株式会社 | Metalization film for capacitor element and metalization film capacitor using the same |
JP2019207931A (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | ニチコン株式会社 | Metalization film for capacitor element and metalization film capacitor using the same |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5740915A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Composite condenser |
JP2006286987A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Nippon Chemicon Corp | Metallization film capacitor |
JP2006286988A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Nippon Chemicon Corp | Metallization film capacitor |
JP2009170685A (en) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Panasonic Corp | Metallized film capacitor |
-
2015
- 2015-01-16 JP JP2015006610A patent/JP6469453B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5740915A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Composite condenser |
JP2006286987A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Nippon Chemicon Corp | Metallization film capacitor |
JP2006286988A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Nippon Chemicon Corp | Metallization film capacitor |
JP2009170685A (en) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Panasonic Corp | Metallized film capacitor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019192689A (en) * | 2018-04-19 | 2019-10-31 | ニチコン株式会社 | Metalization film for capacitor element and metalization film capacitor using the same |
JP2019207931A (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | ニチコン株式会社 | Metalization film for capacitor element and metalization film capacitor using the same |
JP7079150B2 (en) | 2018-05-29 | 2022-06-01 | ニチコン株式会社 | Metallised film for capacitor elements and metallized film capacitors using it |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6469453B2 (en) | 2019-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010090245A1 (en) | Metalized film capacitor | |
JP4906111B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP2007299921A (en) | Film capacitor | |
JP6469453B2 (en) | Metallized film for capacitor element and metallized film capacitor using the same | |
JP5647400B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP2017191823A (en) | Metalized film capacitor | |
JP2007103534A (en) | Metallization film capacitor | |
US7008838B1 (en) | Configuring a capacitor with enhanced pulse reliability | |
JP6494988B2 (en) | Metallized film for capacitor element and metallized film capacitor using the same | |
JP5395302B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP6891142B2 (en) | Metallic film for capacitor elements and metallized film capacitors using it | |
JP6330139B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP7079150B2 (en) | Metallised film for capacitor elements and metallized film capacitors using it | |
JP5294321B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP6614558B2 (en) | Metallized film and metallized film capacitor | |
JP5397936B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP5647402B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP2016111030A (en) | Metalized film capacitor | |
WO2020031940A1 (en) | Metalized film and film capacitor | |
JP2017143170A (en) | Metalized film and metalized film capacitor using the same | |
JP5397968B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP2023115663A (en) | Metalized film | |
JP6040592B2 (en) | Metallized film capacitors | |
JP2013219400A (en) | Metallized film capacitor | |
JP5601718B2 (en) | Metallized film capacitors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170706 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180619 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180703 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180831 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190116 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6469453 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |