JP5344340B2

JP5344340B2 - 金属化フィルムコンデンサ

Info

Publication number: JP5344340B2
Application number: JP2009045198A
Authority: JP
Inventors: 靖鈴木; 訓一井上
Original assignee: Shizuki Electric Co Inc
Current assignee: Shizuki Electric Co Inc
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2029-02-27
Also published as: JP2010199479A

Description

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

保安機能を持たせた従来の金属化フィルムコンデンサの一例を、図５及び図６に示している（例えば、特許文献１参照）。このコンデンサは、一対となる第１及び第２金属化フィルム３１Ａ、３１Ｂを重ね合わせた構造のものである。両金属化フィルム３１Ａ、３１Ｂは、略同様のものであるため、ここでは便宜上、第１金属化フィルム３１Ａについて説明する。この第１金属化フィルム３１Ａには、その長手方向に沿う一側部に絶縁マージン３２が形成されており、絶縁マージン３２とは反対側の側部は、メタリコン電極３０が形成される接続部３３となされている。また、第１金属化フィルム３１Ａの接続部３３の近傍には、絶縁スリット３４が長手方向に断続的に設けられていて、絶縁スリット３４、３４間にヒューズ部３５が形成されている。そして、この断続的に設けられた絶縁スリット３４の中央部と絶縁マージン３２とを結ぶように幅方向に延びる分割スリット３６を、長手方向に所定の間隔で並設することによって、金属化フィルム３１Ａに複数の分割電極３７が形成されている。そして、このような構造の第１金属化フィルム３１Ａと第２金属化フィルム３１Ｂとを、絶縁マージン３２が互いに逆の側部に位置するように重ね合わせて、巻回又は積層することによって金属化フィルムコンデンサが形成されている。このとき、相対向する一対の分割電極で単位コンデンサが構成される。また、近年では、特に良好な保安性を要求されるコンデンサにおいては、その容量を形成する有効電極部の蒸着電極膜抵抗を高くし、接続部３３の蒸着電極膜抵抗を低くしたヘビーエッジ構造が採用されている。

特開２０００−１２３６８号公報

ところで、上記特許文献１に記載された金属化フィルムコンデンサにおいては、ヒューズ部３５がメタリコン電極３０に近い部分に配置されているので、大きな電流が流れることになり、この結果、ヒューズ部３５での発熱が大きくなってしまうという欠点が生じる。また、このような構造では、ＥＳＲ（等価直列抵抗）が大きくなるが、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を低減させるために、単に蒸着金属の厚みを厚く形成すると、蒸着電極の自己回復性を損なう虞がある。さらに、ヘビーエッジ構造のコンデンサにおいて、安定したヒューズ動作を行わせるためには、ヒューズ部３５が蒸着金属厚さの厚い接続部３３に形成されるのを防止するのが好ましいが、このような構造を確保するには高い加工精度を要求されるという製造上の問題もある。

そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、良好な保安機能を確保しつつＥＳＲ（等価直列抵抗）を低減できる金属化フィルムコンデンサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の金属化フィルムコンデンサは、誘電体フィルムの一方の端部に絶縁マージン４を設け、他方の端部にメタリコン電極１３との接続部５を形成した第１蒸着電極３Ａを誘電体フィルムの一方側に配置し、誘電体フィルムの他方の端部に絶縁マージン４を設け、一方の端部にメタリコン電極１３との接続部５を形成した第２蒸着電極３Ｂを誘電体フィルムの他方側に配置するとともに、前記第１蒸着電極３Ａ及び第２蒸着電極３Ｂの有効電極幅のほぼ中央部に絶縁スリット７を誘電体フィルムの長手方向に断続して設けてヒューズ部９を形成し、前記絶縁スリット７は、複数個毎に、一方端部が前記接続部５と有効電極部の境界部近傍に設けられ、他方端部が前記絶縁マージン４に繋がる分割マージン６と交差するとともに、この分割マージン６と交差する絶縁スリット７間にあって分割マージン６と交差しない各々の絶縁スリット７と絶縁マージン４との間には、誘電体フィルムの幅方向に延びる区画マージン８を形成して分割マージン６間の蒸着電極をほぼ等間隔に区画することにより、前記絶縁スリット７から前記絶縁マージン４に向かう側には長手方向に第１分割電極１１を配置し、前記絶縁スリット７から前記接続部５に向かう側には長手方向に前記第１分割電極１１よりも広幅であって、その接続部５側の端部の全幅をそのまま接続部５に接続する第２分割電極１２を配置し、この第２分割電極１２の蒸着電極の厚みを前記第１分割電極１１の蒸着電極の厚みより厚くし、前記第１分割電極１１と前記第２分割電極１２とが誘電体フィルムを介して対向するように構成し、かつ前記第１分割電極１１は、１個のヒューズ部９を介して前記第２分割電極１２と接続され、前記ヒューズ部９は、前記第１蒸着電極３Ａと前記第２蒸着電極３Ｂとを重ね合わせた状態において、上下方向に重なり合わないよう、互いに誘電体フィルムの幅方向にずらして配置されていることを特徴としている。

この発明の金属化フィルムコンデンサにおいては、第２分割電極の蒸着電極の厚みを第１分割電極の蒸着電極の厚みより厚くしている、すなわち、低抵抗の蒸着電極を金属化フィルムの略中央部まで形成していることで、ＥＳＲ（等価直列抵抗）が低下し、耐電流性が向上するとともに、メタリコン電極との接続部近傍の誘電体フィルムの膨張が抑えられ、耐熱衝撃性を向上させることができる。また、第１分割電極を薄く、第２分割電極を厚く形成し、両者を対向させることで、厚く形成され低抵抗となった第２分割電極の自己回復のし難さを、薄く形成され高抵抗となった第１分割電極によってカバーすることができる。

また、メタリコン電極に近い部分には大きな電流が流れ、離れるほど電流は小さくなっていくものであるから、第２分割電極の幅を第１分割電極の幅より広く形成することで、大きな電流に対応可能となる。また、ヒューズ部の動作を確実なものにして保安機能を向上できる。

さらに第２分割電極を、その接続部側の端部の全幅をそのまま接続部に接続しているので、接続部を分割してメタリコン電極に接続する場合に比べて、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を小さくすることができる。

金属化フィルムコンデンサの金属フィルムを示した平面図である。金属化フィルムコンデンサの金属フィルムを示した平面図である。金属化フィルムコンデンサの縦断面図である。金属化フィルムコンデンサの縦断面図である。従来の金属化フィルムコンデンサの平面図である。従来の金属化フィルムコンデンサの縦断面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の金属化フィルムコンデンサは、図３に示すように、一対となる第１及び第２金属化フィルム１Ａ、１Ｂを重ね合わせた構造のものである。両金属化フィルム１Ａ、１Ｂは、第１及び第２誘電体フィルム２Ａ、２Ｂにアルミや亜鉛等からなる第１及び第２蒸着電極３Ａ、３Ｂを蒸着したもので、両者は略同様なものであるため、ここでは便宜上、第１金属化フィルム１Ａについて説明する。

第１蒸着電極３Ａは、容量を形成する有効電極部となる蒸着電極からなり、その長手方向に沿う一側部に絶縁マージン４（蒸着金属の無い部分）を、また絶縁マージン４の反対側の他側部にメタリコン電極１３が接続される接続部５が夫々形成されている。また、接続部５側の蒸着電極が、絶縁マージン４側の蒸着電極よりも厚みを厚く形成されており、図３に示すように、接続部５と絶縁マージン４の略中間部において蒸着電極の厚みが切り替えられている。なお、蒸着電極の厚みは一様な厚みでなくても良く、図４に示すように、接続部５側の蒸着電極の厚みが絶縁マージン４側の蒸着電極の厚みより厚くなるように傾斜蒸着しても良い。また、第１蒸着電極３Ａには、幅方向に延びる分割マージン６（蒸着金属の無い部分）が形成され、第１蒸着電極３Ａは、長手方向に所定間隔で分割されている。さらに、上記有効電極部の略中央部に、絶縁スリット７（蒸着金属の無い部分）が長手方向に所定の間隔を置いて断続的に設けられている。

また、絶縁スリット７は、３個毎に、その中央部が分割マージン６と交差している。また、残り２個の絶縁スリット７、７の中央部と絶縁マージン４との間には、幅方向に延びる区画マージン８（蒸着金属の無い部分）が形成されており、分割マージン６で分割された蒸着電極のうち、絶縁スリット７から絶縁マージン４に向かう側の蒸着電極が、さらに３個に区画されている。そして、絶縁スリット７、７間にヒューズ部９が形成されている。なお、このような状態は、絶縁スリット７が連続的に形成され、絶縁スリット７の適所に蒸着金属によってヒューズ部が形成されているとも言える。

上記構造を有する結果、絶縁スリット７から接続部５に向かう側には、分割マージン６によって区画された第２分割電極１２が長手方向に配置され、絶縁スリット７から絶縁マージン４に向かう側には、分割マージン６によって区画された領域をさらに区画マージン８によって３個に区画された第１分割電極１１が長手方向に配置された構造となる。すなわち、広幅の１個の第２分割電極１２に対して、狭幅の３個の第１分割電極１１が配置され、各第１分割電極１１は、第２分割電極１２にヒューズ部９を介して接続されることになる。また、第２分割電極１２の厚みは、第１分割電極１１の厚みより厚くなっている。また、第２蒸着電極３Ｂは、第１蒸着電極３Ａとは絶縁マージン４側と接続部５側とを互いに逆にして配置した構造であり、第１金属化フィルム１Ａと第２金属化フィルム１Ｂとを重ね合わせて巻回、あるいは積層することによって金属化フィルムコンデンサが形成される。

上記金属化フィルムコンデンサにおいては、第２分割電極１２の蒸着電極の厚みを第１分割電極１１の蒸着電極の厚みより厚く、さらに第１分割電極１１より第２分割電極１２の面積を広くなるよう形成しているので、ＥＳＲ（等価直列抵抗）が低下し、耐電流性が向上するとともに、抵抗による発熱が抑えられることから、接続部５近傍の誘電体フィルム２Ａ、２Ｂの膨張が抑えられて、耐熱衝撃性を向上させることができる。また、厚く形成され低抵抗となった第２分割電極１２に、薄く形成され高抵抗の第１分割電極１１を対向させることで、第２分割電極１２の自己回復性を補助することができる。また、絶縁マージン４側にヒューズ部９及び第１分割電極１１を配置しているので、ヒューズ部９の発熱を少なくでき、温度上昇を抑制できる。また、第１蒸着電極１１と第２蒸着電極１２とに設けられるヒューズ部９が、上下方向に重なり合わないよう両金属化フィルム１Ａ、１Ｂを互いにずらして配置しているため、発熱箇所を分散でき、コンデンサの温度上昇を抑制することが可能となる。さらに、１個の第２分割電極１２に対して３個の第１分割電極１１を対応して配置してあるので、細分化された各第１分割電極１１において、各ヒューズ部９の動作が確実に行われ、保安機能を確実なものにでき、また、静電容量の低下を抑制できる。

次に、上記金属化フィルムとは異なる形態について詳細に説明する。この金属化フィルムコンデンサは、図２に示すように、分割マージン６が、その一端部を接続部５と有効電極部との境界部に位置され、他端部を絶縁マージン４に重なるように形成されている。そのため、分割マージン６によって長手方向に所定の間隔で分割された第２分割電極１２は、その接続部５側の端部の全幅（分割マージン６間隔の全幅）が、そのまま接続部５と連続的に接続することになる。また、分割マージン６は、断続的に設けられた絶縁スリット７の全てに交差するように形成されている。なお、分割マージン６を除くその他の形態は、上記金属化フィルムと同様であり、その説明を省略している。

上記金属化フィルムコンデンサにおいては、第２分割電極１２を、その接続部５側の端部の全幅をそのまま接続部５に接続しているので、接続部５を分割してメタリコン電極１３に接続する第１の実施形態に比べて、ＥＳＲ（等価直列抵抗）をより小さくすることが可能となり、耐電流性の向上、発熱の抑制をより図ることができる。なお、分割マージン６は、第１の実施形態と同様に絶縁スリット７の複数個毎に絶縁スリット７に交差するように形成する。すなわち、絶縁スリット７が、例えば３個毎に、その中央部と分割マージン６とが交差し、残り２個の絶縁スリット７、７の中央部と絶縁マージン４との間に、幅方向に延びる分割マージン６、６（区画マージン８と同様）が形成された状態とする。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施形態のように、第１誘電体フィルム２Ａに第１蒸着電極３Ａを、第２誘電体フィルム２Ｂに第２蒸着電極３Ｂをそれぞれ形成してこれらを重ね合わせて巻回又は積層してコンデンサを構成しても良いが、誘電体フィルムの両面に第１蒸着電極３Ａと第２蒸着電極３Ｂとを形成した両面金属化フィルムと、金属の蒸着されていない誘電体フィルムとを重ね合わせて巻回又は積層することによってコンデンサを構成しても良い。また、第１蒸着電極３Ａと第２蒸着電極３Ｂは、アルミや亜鉛の他にも種々の金属を用いて形成して良い。また、上記第１分割電極１１は、一段と良好なヒューズ動作性を確保するため、さらに幅方向（絶縁マージン４及び絶縁スリット７と平行）にもヒューズ部９を介して分割しても良い。さらに、ヒューズ部９は、分割マージン６や区画マージン８の適所に必要な個数だけ配置するようにしても良い。また、蒸着電極の蒸着パターンは種々あり適宜変更である。

３Ａ・・第１蒸着電極、３Ｂ・・第２蒸着電極、４・・絶縁マージン、５・・接続部、７・・絶縁スリット、９・・ヒューズ部、１１・・第１分割電極、１２・・第２分割電極、１３・・メタリコン電極

Claims

誘電体フィルムの一方の端部に絶縁マージン（４）を設け、他方の端部にメタリコン電極（１３）との接続部（５）を形成した第１蒸着電極（３Ａ）を誘電体フィルムの一方側に配置し、誘電体フィルムの他方の端部に絶縁マージン（４）を設け、一方の端部にメタリコン電極（１３）との接続部（５）を形成した第２蒸着電極（３Ｂ）を誘電体フィルムの他方側に配置するとともに、前記第１蒸着電極（３Ａ）及び第２蒸着電極（３Ｂ）の有効電極幅のほぼ中央部に絶縁スリット（７）を誘電体フィルムの長手方向に断続して設けてヒューズ部（９）を形成し、前記絶縁スリット（７）は、複数個毎に、一方端部が前記接続部（５）と有効電極部の境界部近傍に設けられ、他方端部が前記絶縁マージン（４）に繋がる分割マージン（６）と交差するとともに、この分割マージン（６）と交差する絶縁スリット（７）間にあって分割マージン（６）と交差しない各々の絶縁スリット（７）と絶縁マージン（４）との間には、誘電体フィルムの幅方向に延びる区画マージン（８）を形成して分割マージン（６）間の蒸着電極をほぼ等間隔に区画することにより、前記絶縁スリット（７）から前記絶縁マージン（４）に向かう側には長手方向に第１分割電極（１１）を配置し、前記絶縁スリット（７）から前記接続部（５）に向かう側には長手方向に前記第１分割電極（１１）よりも広幅であって、その接続部（５）側の端部の全幅をそのまま接続部（５）に接続する第２分割電極（１２）を配置し、この第２分割電極（１２）の蒸着電極の厚みを前記第１分割電極（１１）の蒸着電極の厚みより厚くし、前記第１分割電極（１１）と前記第２分割電極（１２）とが誘電体フィルムを介して対向するように構成し、かつ前記第１分割電極（１１）は、１個のヒューズ部（９）を介して前記第２分割電極（１２）と接続され、前記ヒューズ部（９）は、前記第１蒸着電極（３Ａ）と前記第２蒸着電極（３Ｂ）とを重ね合わせた状態において、上下方向に重なり合わないよう、互いに誘電体フィルムの幅方向にずらして配置されていることを特徴とする金属化フィルムコンデンサ。