JP2993901B2 - 巻回型金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は表面実装用の巻回
型金属化フィルムコンデンサに係り、特に、表面実装時
におけるハンダ付の高温環境に耐える巻回型金属化フィ
ルムコンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化の要請に伴い、
これに組み込まれる電子部品の表面実装技術が普及し、
巻回型金属化フィルムコンデンサについても表面実装方
式のものが広く使用されている。

【０００３】図７及び図８はかかる表面実装用の巻回型
金属化フィルムコンデンサの一例を示すものであり、図
７がその斜視図を、また図８は図７のＢ−Ｂ’部分断面
図である。この巻回型金属化フィルムコンデンサ52は、
ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート、ポリフ
ェニレンサルファイド等より成る誘電体フィルム54の表
面に、それぞれアルミニウムや亜鉛等より成る電極膜56
を蒸着させた金属化フィルム58を、誘電体フィルム54の
一側辺に沿ってマージン部60が残されるように、積層し
た後に、巻取機によって巻回して終端部を止着し、これ
に加熱及び加圧処理を施してコンデンサ素子62を形成
し、該コンデンサ素子62の両端面に金属材料を溶射して
外部電極（メタリコン電極）64を形成して成る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、表面実装方
式の電子部品の場合、フローハンダ付やリフローハンダ
付時の温度条件から、ハンダ耐熱性は２６０℃／５秒が
要求されている。しかし、上記従来の巻回型金属化フィ
ルムコンデンサ52に使用されている誘電体フィルム54の
耐熱温度は、ポリプロピレンが約８５℃、ポリエチレン
テレフタレートが約１２５℃、ポリフェニレンサルファ
イドが約１７０℃と低いため、通常の温度条件（２６０
℃）でハンダ付を行うと、高温により誘電体フィルム54
が熱変形し、静電容量の変動や絶縁耐力の低下といった
コンデンサの諸特性に悪影響を及ぼすこととなる。この
ため、従来の巻回型金属化フィルムコンデンサ52は、他
の電子部品と同時にハンダ付作業を行うことができず、
フローハンダ付やリフローハンダ付時の温度条件を他の
電子部品より下げてハンダ付作業を行っていた。このよ
うに、従来の巻回型金属化フィルムコンデンサ52は、他
の電子部品と同時にハンダ付作業を行うことができず、
作業効率が悪いため、その利用範囲が制限されていた。
尚、低融点ハンダを用いれば、巻回型金属化フィルムコ
ンデンサ52と他の電子部品の双方を同時にハンダ付作業
することも可能ではあるが、低融点ハンダを用いた場合
には、フローハンダ付やリフローハンダ付の通常の温度
条件（２６０℃）でハンダ付を行った場合に比べてハン
ダの流れやハンダ接合性が悪化し、その結果、ハンダ付
の品質が低下するといった欠点が生じるものである。

【０００５】そこで、巻回型金属化フィルムコンデンサ
の耐熱温度をフローハンダ付やリフローハンダ付時の通
常の温度条件である２６０℃以上に高めるため、耐熱
性の高いポリイミドフィルムを誘電体フィルムとして使
用する、巻回型金属化フィルムコンデンサをエポキシ
樹脂等の耐熱性樹脂でモールドする、巻回型金属化フ
ィルムコンデンサの外周に、外装材として耐熱性の高い
ポリイミドフィルムを接着剤で巻き付ける、等の方策が
考えられてきた。

【０００６】しかし、上記は、ポリイミドフィルムが
非常に高価なため、コスト高を招来するといった欠点が
あり、は、外部電極を別途形成する必要がある等外形
の大型化につながるため、小型化の要請の強い表面実装
方式のコンデンサには適さないものである。また、
は、接着剤の耐熱温度が一般に低いため、ハンダ付時の
２６０℃という作業温度に耐えることができなかった。

【０００７】また、元来、金属化フィルムコンデンサ
は、誘電体フィルムに部分的な絶縁破壊が生じて電極膜
間が短絡しても、すぐに絶縁性を回復する自己回復性を
備えているのであるが、コロナ放電が頻繁に発生する状
況下では、部分的絶縁破壊の発生回数も増加し、絶縁破
壊に伴う部分放電及び温度の上昇によって誘電体フィル
ムが焼損してガスが発生する。しかし、巻回型の金属化
フィルムコンデンサの場合にあっては、コンデンサ素子
62の両端面の外部電極64部分を通して若干のガス抜きが
なされるものの、ガスの逃げ道が少なく、その結果、発
生したガスの圧力や熱によってコンデンサが変形し、静
電容量の変動や絶縁耐力の低下を生じるおそれがあっ
た。

【０００８】本発明は、従来例の抱える上記の問題を解
決するために案出されたものであり、フローハンダ付や
リフローハンダ付の通常の温度条件に耐え得るハンダ耐
熱性を備えた低コスト且つ小型な表面実装用の巻回型金
属化フィルムコンデンサを実現することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、誘電体フィルムの焼損によ
って発生したガスを充分外部へ逃がすことができ、ガス
の圧力や熱によるコンデンサの変形、静電容量の変動や
絶縁耐力の低下を生じることのない巻回型金属化フィル
ムコンデンサを実現することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る巻回型金属化フィルムコンデンサ
は、一側辺に沿ってマージン部が残されるように、誘電
体フィルムの表面に電極膜を蒸着して成る一対の金属化
フィルムを、それぞれのマージン部が反対側に配される
ように積層し、これを巻回してコンデンサ素子を形成す
ると共に、該コンデンサ素子の両端面に電極材料を溶射
して外部電極を形成して成る巻回型金属化フィルムコン
デンサにおいて、上記コンデンサ素子の外周に高耐熱性
繊維より成る糸又は網を巻回すると共に、上記コンデン
サ素子に、穴を形成したことを特徴とする。高耐熱性繊
維としては、融点の高い芳香族ポリアミド繊維が該当す
る。

【００１０】而して、コンデンサ素子の外周に芳香族ポ
リアミド繊維等の高耐熱性繊維より成る糸又は網が巻回
されているため、ハンダ付時の熱がコンデンサ素子に直
接伝わるのが防止される。また、上記糸又は網とコンデ
ンサ素子との間、及び糸又は網自身の中にも空気が入り
込んで断熱層が形成されるため、より一層、ハンダ付の
熱がコンデンサ素子に伝わりにくくなされている。

【００１１】さらに、コンデンサ素子に、穴を形成した
ため、誘電体フィルムの部分的絶縁破壊に伴う部分放電
及び温度の上昇により誘電体フィルムが焼損してガスが
発生しても、該ガスは上記穴を通じてコンデンサ素子外
部へ導かれ、さらに、コンデンサ素子外周に巻回された
糸又は網の間からコンデンサ外部へと放出される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る巻回型金属化
フィルムコンデンサを図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る巻回型金属化フィルムコンデンサ
の金属化フィルムを重ねて巻回する様子を示す斜視図、
図２は、本発明に係る巻回型金属化フィルムコンデンサ
を示す斜視図、図３は、図２のＡ−Ａ’部分断面図であ
る。本発明に係る巻回型金属化フィルムコンデンサ10
は、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレート、ポ
リフェニレンサルファイド等より成る誘電体フィルム12
の表面に、それぞれアルミニウムや亜鉛等の金属材料を
蒸着して電極膜14を形成した一対の金属化フィルム16を
積層した後に（図１）、図示しない巻取機によって巻回
して終端部を止着し、これに加熱及び加圧処理を施して
扁平化されたコンデンサ素子18を形成し、該コンデンサ
素子18の両端面に丹銅や半田等の金属材料を溶射するメ
タリコンを施して、外部電極20を形成して成る（図
２）。而して、図３に示すように、各電極膜14は、それ
ぞれ誘電体フィルム12を間に介して対向すると共に、各
電極膜14の一方の端部は、それぞれ交互に左右の外部電
極20と密着接続され、上記金属化フィルム16の表面に
は、それぞれ反対側の側辺に沿って、電極膜14が形成さ
れていないマージン部22が所定の幅で形成されている。

【００１３】また、本発明の巻回型金属化フィルムコン
デンサ10には、コンデンサ素子18を貫通する穴24が２個
形成されている。この穴24は、誘電体フィルム12の部分
的絶縁破壊に伴う部分放電及び温度の上昇により、誘電
体フィルム12が焼損して発生するガスを、コンデンサ素
子18外部へと逃がすために形成されたものである。この
穴24は、必ずしもコンデンサ素子18を貫通している必要
はなく、コンデンサ素子18内部の中途までのものであっ
てもよい。また、形成する穴18の数も発生するガスの量
等を考慮して適宜選択されるものである。

【００１４】さらに、コンデンサ素子18の外周には、外
装材として、その融点がフローハンダ付やリフローハン
ダ付時の温度条件である２６０℃より高い、高耐熱性の
芳香族ポリアミド繊維より成る糸26が巻回されている。
この芳香族ポリアミド繊維としては、例えば、Ｄｕ ｐ
ｏｎｔ社のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）がある。該ケブラ
ーは、高融点（５００℃）且つ高強度の物性を有してい
る。図２及び図３においては、図面表現上、芳香族ポリ
アミド繊維より成る糸26を１巻きした状態を示したが、
実際には、何重にも巻回されているものである。

【００１５】尚、図４に示すように、糸26の代わりにコ
ンデンサ素子18の外周に、芳香族ポリアミド繊維より成
る網28を外装材として巻回しても良い。但し、糸26を巻
回した場合には、巻回後の糸26の終端処理を接着剤等を
用いることなく簡単に行うことができる。すなわち、糸
26を巻回する場合は、図５に示すように、図示しないボ
ビン等のある起端側Ｘから繰り出した糸26の終端Ｙを、
コンデンサ素子18の上面の一端側から他端側に向かって
延ばしていき、コンデンサ素子18の他端側から若干突出
した位置で反転させ、今度はコンデンサ素子18の他端側
から一端側へ向かって延ばしていくことにより、コンデ
ンサ素子18上面にリングが形成されるよう糸26を配置す
る。従って、リングの一端（図５では左端）はコンデン
サ素子18の他端側から若干突出するよう配置されること
となる。次に、糸26の終端Ｙを、コンデンサ素子18の一
端側から他端側へ向かう方向と直交する方向に導いて、
コンデンサ素子18外周に糸26を巻回していく。この結
果、コンデンサ素子18上面のリングは巻回された糸26の
下側に位置することとなる。糸26の巻回後は、図６に示
すように、糸26の終端Ｙを上記リングの左端の下から上
へ向かって通し、その後、起端側Ｘの糸26を糸26の繰り
出し方向と反対側の方向へと引っ張るのである。この結
果、糸26の終端Ｙ及びリングの左端は巻回されている糸
26の下側方向へ引き込まれていって固定することができ
るのである。尚、上記図５及び図６においては、糸26の
巻回方法の説明の便宜上、コンデンサ素子18は簡略化し
て表現した。

【００１６】而して、上記構成を備えた本発明の巻回型
金属化フィルムコンデンサ10にあっては、コンデンサ素
子18の外周に高耐熱性の芳香族ポリアミド繊維より成る
糸26又は網28が巻回されているため、ハンダ付時の熱が
コンデンサ素子18に直接伝わるのを防ぐことができる。
しかも、上記糸26又は網28とコンデンサ素子18との間、
及び糸26や網28自身の中にも空気が入り込んで断熱層が
形成されるため、より一層、ハンダ付の熱がコンデンサ
素子18に伝わりにくくなっているものである。この結
果、フローハンダ付やリフローハンダ付時の２６０℃の
温度条件に充分耐えることができ、他の電子部品と同時
にハンダ付作業を行うことができる。さらに、従来の巻
回型金属化フィルムコンデンサのコンデンサ素子外周に
芳香族ポリアミド繊維より成る糸26又は網28を巻回する
だけの簡単な構造のため、低コストで小型な巻回型金属
化フィルムコンデンサを実現できる。尚、コンデンサ素
子18の外周に上記糸26又は網28を巻回したことにより、
コンデンサ素子18が緊縛固定されるため、外力や熱によ
ってコンデンサ素子18が変形するのを防止できるという
効果も奏するものである。

【００１７】また、本発明の巻回型金属化フィルムコン
デンサ10にあっては、コンデンサ素子18を貫通する穴24
が形成されているため、誘電体フィルム12の部分的絶縁
破壊に伴う部分放電及び温度の上昇により誘電体フィル
ム12が焼損してガスが発生しても、該ガスは上記穴24を
通じてコンデンサ素子18外部へ導かれ、さらに、コンデ
ンサ素子18外周に巻回された外装材としての糸26又は網
28の間からコンデンサ外部へと放出することができるよ
うになっている。このため、コンデンサ素子18内部で発
生したガスの圧力や熱によるコンデンサの変形や、静電
容量の変動、絶縁耐力の低下等といったコンデンサの特
性悪化を防止することができる。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係る巻回型金属化フィルムコン
デンサにあっては、コンデンサ素子の外周に高耐熱性繊
維より成る糸又は網が巻回されているため、ハンダ付時
の熱がコンデンサ素子に直接伝わるのを防ぐことができ
る。しかも、上記糸又は網とコンデンサ素子との間、及
び糸又は網自身の中にも空気が入り込んで断熱層が形成
されるため、より一層、ハンダ付の熱がコンデンサ素子
に伝わりにくくなっていることから、フローハンダ付や
リフローハンダ付時の２６０℃の温度条件に充分耐える
ことができ、他の電子部品と同時にハンダ付作業を行う
ことができる。また、従来の巻回型金属化フィルムコン
デンサのコンデンサ素子外周に高耐熱性繊維より成る糸
又は網を巻回するだけの簡単な構造のため、低コストで
小型な巻回型金属化フィルムコンデンサを実現できる。

【００１９】さらに、コンデンサ素子に穴を形成したこ
とから、誘電体フィルムの部分的絶縁破壊に伴う部分放
電及び温度の上昇により誘電体フィルムが焼損してガス
が発生しても、該ガスは上記穴を通じてコンデンサ素子
外部へ導かれ、さらに、コンデンサ素子外周に巻回され
た糸又は網の間からコンデンサ外部へと放出することが
でき、コンデンサ素子内部で発生したガスの圧力や熱に
よるコンデンサの変形や、静電容量の変動、絶縁耐力の
低下等といったコンデンサの特性悪化を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属化フィルムを重ねて巻回する
様子を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る巻回型金属化フィルムコンデンサ
を示す斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ’部分断面図である。

【図４】本発明に係る他の巻回型金属化フィルムコンデ
ンサを示す斜視図である。

【図５】糸の巻回方法の説明図である。

【図６】糸の巻回方法の説明図である。

【図７】従来の巻回型金属化フィルムコンデンサを示す
斜視図である。

【図８】図７のＢ−Ｂ’部分断面図である。

【符号の説明】

10 巻回型金属化フィルムコンデンサ 12 誘電体フィルム 14 電極膜 16 金属化フィルム 18 コンデンサ素子 20 外部電極 22 マージン部 24 穴 26 糸 28 網

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一側辺に沿ってマージン部が残されるよ
   うに、誘電体フィルムの表面に電極膜を蒸着して成る一
   対の金属化フィルムを、それぞれのマージン部が反対側
   に配されるように積層し、これを巻回してコンデンサ素
   子を形成すると共に、該コンデンサ素子の両端面に電極
   材料を溶射して外部電極を形成して成る巻回型金属化フ
   ィルムコンデンサにおいて、上記コンデンサ素子の外周
   に高耐熱性繊維より成る糸又は網を巻回すると共に、上
   記コンデンサ素子に、穴を形成したことを特徴とする巻
   回型金属化フィルムコンデンサ。
2. 【請求項２】 上記高耐熱性繊維が、芳香族ポリアミド
   繊維であることを特徴とする請求項１に記載の巻回型金
   属化フィルムコンデンサ。