JP6742898B2 - Method for manufacturing metallized film capacitor - Google Patents
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Description
本発明は、誘電体フィルム、金属蒸着電極、膜厚を厚くした低抵抗部（ヘビーエッジ部）を基本構造とする第１および第２の金属化フィルムを交互に重ね合わせ、陽極側および陰極側の電極引出し部（メタリコン）が接続されてなるコンデンサ素子を有し、さらに、金属蒸着電極としてアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする蒸着電極を用いて構成される金属化フィルムコンデンサの製造方法に関する。 According to the present invention, first and second metallized films having a basic structure of a dielectric film, a metal vapor deposition electrode, and a thickened low resistance portion (heavy edge portion) are alternately laminated, and an anode side and a cathode side are formed. the electrode lead-out portion (metallikon) have a capacitor element is connected, furthermore, a method for producing a metallized film capacitor formed by using a deposition electrode mainly composed of aluminum (Al) as a metal deposition electrode.
上記構成の金属化フィルムコンデンサは一般的に図２に示すような構造（概略構造）を有している（例えば特許文献１参照）。図２において、１は第１の金属化フィルム、２は第２の金属化フィルム、１ａ，２ａは誘電体フィルムとしてのポリプロピレンフィルム、１ｂ，２ｂはアルミニウムを主成分とする蒸着電極、１ｃ′，２ｃ′は膜厚を厚くした低抵抗部、１ｄ，２ｄは絶縁マージン、３Ａは陽極側の電極引出し部、３Ｂは陰極側の電極引出し部、４はコンデンサ素子、５Ａは陽極側の外部引き出し端子、５Ｂは陰極側の外部引き出し端子である。
The metallized film capacitor having the above structure generally has a structure (schematic structure) as shown in FIG. 2 (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 2, 1 is a first metallized film, 2 is a second metallized film, 1a and 2a are polypropylene films as dielectric films, 1b and 2b are vapor deposition electrodes containing aluminum as a main component, 1c′,
第１の金属化フィルム１において、ポリプロピレンフィルム１ａのフィルム面上にアルミニウムを主成分とする蒸着電極１ｂが形成され、蒸着電極１ｂの幅方向の一端側の表面に膜厚を厚くした低抵抗部１ｃ′が形成されている。同様に、第２の金属化フィルム２において、ポリプロピレンフィルム２ａのフィルム面上にアルミニウムを主成分とする蒸着電極２ｂが形成され、蒸着電極２ｂの幅方向の他端側の表面に低抵抗部２ｃ′が形成されている。
In the first
第１の金属化フィルム１と第２の金属化フィルム２とが重ね合わされた上で多重に巻回されて円筒状にされ、プレスで断面小判形の扁平柱状体に成形され、その軸方向の一端および他端のそれぞれにおいて亜鉛（Ｚｎ）の金属溶射により陽極側の電極引出し部３Ａと陰極側の電極引出し部３Ｂを接続してコンデンサ素子４を構成している。蒸着電極１ｂと低抵抗部１ｃ′は陽極側の電極引出し部３Ａに接続され、蒸着電極２ｂと低抵抗部２ｃ′は陰極側の電極引出し部３Ｂに接続される。
The first
そして、陽極側の電極引出し部３Ａに対して陽極側の外部引き出し端子５Ａが接続され、陰極側の電極引出し部３Ｂに対して陰極側の外部引き出し端子５Ｂが接続されて金属化フィルムコンデンサが構成されている。
Then, the external lead-out
一般的に亜鉛の溶射によって形成される電極引出し部３Ａ，３Ｂに対してアルミニウムからなる蒸着電極１ｂ，２ｂを電気的に接続する。この場合に、接続抵抗を小さくするために蒸着電極１ｂ，２ｂの端部に亜鉛の蒸着膜による低抵抗部１ｃ′，２ｃ′を形成し、この亜鉛の低抵抗部１ｃ′，２ｃ′を介してアルミニウムの蒸着電極１ｂ，２ｂと亜鉛の電極引出し部３Ａ，３Ｂとを接続する。
The
図３は特許文献２に開示された第１の従来例の金属化フィルムコンデンサの要部の断面構造を示す。ポリプロピレンフィルム１１上にアルミニウムからなる蒸着電極１２Ａが形成され、このアルミニウムからなる蒸着電極１２Ａの幅方向端部に亜鉛の蒸着膜による低抵抗部１２Ｃが形成されている。そして、亜鉛の低抵抗部１２Ｃとアルミニウムの蒸着電極１２Ａとの全体に対してマグネシウムからなる蒸着電極１２Ｂが形成されている。なお、蒸着電極部のうち低抵抗部１２Ｃを除いた部分であるアクティブ部はアルミニウムの蒸着電極１２Ａとマグネシウムの蒸着電極１２Ｂとの２層構造となっている（図８Ａ、段落［００７６］参照）。
FIG. 3 shows a sectional structure of a main part of the first conventional metallized film capacitor disclosed in Patent Document 2. A
蒸着電極部のアクティブ部をアルミニウムとマグネシウムとの２層構造とすることにより、アルミニウム単独で構成する場合に比べて耐湿性が改善されるとしている（段落［００７１］参照）。すなわち、アルミニウムは水分と反応して酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を生成するが、これは絶縁体であるために、蒸着電極部としての機能が損なわれることになる。そこで、水分との反応性がアルミニウムより高いマグネシウムを加えることにより水分を取り除き、耐湿性の改善を通じて漏れ電流を低減する（段落［００２９］〜［００３４］参照）。 It is said that the moisture resistance is improved by forming the active portion of the vapor deposition electrode portion into a two-layer structure of aluminum and magnesium, as compared with the case of using aluminum alone (see paragraph [0071]). That is, aluminum reacts with water to generate aluminum oxide (Al 2 O 3 ), but since this is an insulator, the function as the vapor deposition electrode part is impaired. Therefore, moisture is removed by adding magnesium, which has a higher reactivity with water than aluminum, and leakage current is reduced by improving moisture resistance (see paragraphs [0029] to [0034]).
亜鉛の低抵抗部１２Ｃの上部を被覆するマグネシウムの蒸着電極１２Ｂの役割については、マグネシウムの蒸着電極１２Ｂが亜鉛の低抵抗部１２Ｃの酸化劣化を抑制するとしている（段落［００７６］参照）。
Regarding the role of the
図４は特許文献３に開示された第２の従来例の金属化フィルムコンデンサの要部の断面構造を示す。ポリプロピレンフィルム３ａ（３ｂ）上にアルミニウムの蒸着電極４ａ（４ｂ）が形成され、このアルミニウムの蒸着電極４ａ（４ｂ）の幅方向端部に亜鉛（またはアルミニウム）の低抵抗部１３ａ（１３ｂ）が形成されている。そして、亜鉛の低抵抗部１３ａ（１３ｂ）の上面に対して主成分が酸化アルミニウム（絶縁体）からなる蒸着膜（第１の膜）１４ａ（１４ｂ）が形成され、さらに酸化アルミニウムの第１の蒸着膜１４ａ（１４ｂ）の上面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる蒸着膜（第２の膜）１５ａ（１５ｂ）が形成されている。５ａ（５ｂ）は絶縁マージンである。
FIG. 4 shows a cross-sectional structure of a main part of a second conventional metallized film capacitor disclosed in Patent Document 3. The aluminum
この場合に、亜鉛の低抵抗部１３ａ（１３ｂ）を酸化アルミニウムの第１の蒸着膜１４ａ（１４ｂ）で覆い、さらに第１の蒸着膜１４ａ（１４ｂ）を酸化マグネシウムの第２の蒸着膜１５ａ（１５ｂ）で覆っているので、低抵抗部１３ａ（１３ｂ）の腐食が抑制され、アルミニウムの蒸着電極４ａ（４ｂ）とメタリコン電極６ａ（６ｂ）との優れたコンタクト性を長期間にわたり維持できるとしている。その理由は、マグネシウムは水に対する反応性がアルミニウムよりも高くてコンデンサの内部に浸入してきた水分を取り除く性質に優れるため、低抵抗部１３ａ（１３ｂ）と水分の接触を抑制できるからであるとしている（図４、段落［００４５］〜［００４９］参照）。なお、第２の蒸着膜１５ａ（１５ｂ）については、酸化マグネシウムの代わりに酸化ベリリウムまたは酸化チタンで構成してもよいとしている（段落［００５１］参照）。
In this case, the
以上、第１の従来例と第２の従来例について詳しく見てきた。いずれも水分との反応性がアルミニウムより高いマグネシウムを追加することによって水分を取り除き、耐湿性を改善することに重点をおいている。 The first conventional example and the second conventional example have been described in detail above. Both focus on improving moisture resistance by removing water by adding magnesium, which has a higher reactivity with water than aluminum.
しかしながら、特許文献２、３に記載のフィルムコンデンサによれば、耐湿性は改善するものの、以下に示す問題があった。 However, although the film capacitors described in Patent Documents 2 and 3 have improved moisture resistance, they have the following problems.
アルミニウムや亜鉛を誘電体フィルム上に蒸着する際に、誘電体フィルムは蒸着源からの熱影響を少なからず受けてしまうが、ポリプロピレンフィルム等の誘電体フィルムは比較的熱に弱い。そのため、アルミニウム蒸着源や亜鉛蒸着源に加えてマグネシウムを蒸着するための蒸着源を設けた場合には、誘電体フィルムが受ける熱ダメージが大きくなり、誘電体フィルムが劣化するおそれがある。 When aluminum or zinc is vapor-deposited on a dielectric film, the dielectric film is affected by heat from a vapor deposition source to a considerable extent, but a dielectric film such as a polypropylene film is relatively weak against heat. Therefore, when the vapor deposition source for vapor-depositing magnesium is provided in addition to the aluminum vapor deposition source and the zinc vapor deposition source, the thermal damage to the dielectric film increases and the dielectric film may deteriorate.
また、マグネシウムを蒸着するための蒸着源を新たに配置する必要があることから、設備の増設を要し、コストが増加してしまう。 In addition, since it is necessary to newly dispose a vapor deposition source for vapor depositing magnesium, it is necessary to add equipment and the cost is increased.
また、特許文献１に記載のフィルムコンデンサでは、低抵抗部の亜鉛とポリプロピレンフィルム等の誘電体フィルムの密着性が悪く、低抵抗部と対向する誘電体フィルムとが密着せず、低抵抗部と誘電体フィルムとの界面にわずかではあるが他の部位と比較して大きな空隙が生じ、長期使用における電圧印加によって空隙での部分放電が頻発し、誘電体フィルムの絶縁性能の低下、フィルム端部の集中破壊ひいては金属化フィルムコンデンサの寿命短縮を招いていた。
Further, in the film capacitor described in
本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、誘電体フィルムの熱による劣化を抑制しながら、低抵抗部と誘電体フィルムとの密着性を改善することでフィルム端部の集中破壊を確実に防止し、金属化フィルムコンデンサの寿命を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and by suppressing the deterioration of the dielectric film due to heat, by improving the adhesion between the low resistance portion and the dielectric film, the concentrated destruction of the film edge portion is achieved. Is reliably prevented, and the life of the metallized film capacitor is improved.
すなわち、一方の金属化フィルムにおける低抵抗部と、この金属化フィルムに重ね合わされる他方の金属化フィルムにおける誘電体フィルムとの密着性の改善を図ろうとするものである。 That is, it is intended to improve the adhesion between the low resistance portion of one metallized film and the dielectric film of the other metallized film which is superposed on this metallized film.
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 means.
本発明による金属化フィルムコンデンサの製造方法は、
誘電体フィルムの表面にアルミニウムを主成分とする金属微粒子を蒸着して蒸着電極を形成し、前記蒸着電極の幅方向の一方端の表面に蒸着膜厚を厚くして抵抗値を低くした低抵抗部を形成して第１および第２の金属化フィルムを作製する工程と、
得られた前記第１および第２の金属化フィルム各々の前記低抵抗部の前記幅方向における位置関係を互いに反対側とする状態で、これら第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせて巻回する工程と、
得られた巻回体の軸方向の一端および他端にそれぞれ陽極側および陰極側の電極引出し部を接続してコンデンサ素子を作製する工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極側および陰極側の各電極引出し部にそれぞれ極性を対応させて陽極側および陰極側の外部引き出し端子を接続する工程と
を備えた金属化フィルムコンデンサの製造方法であって、
前記蒸着電極および低抵抗部を形成する工程は、
前記アルミニウムを主成分とする金属蒸着源から蒸発される金属微粒子を前記誘電体フィルムに付着させる第１の工程と、
亜鉛とマグネシウムの混合蒸着源から蒸発される亜鉛・マグネシウムの微粒子を、前記アルミニウムを主成分とする蒸着電極の幅方向の一方端の表面に付着させて前記第１および第２の金属化フィルムにおける前記各低抵抗部を亜鉛とマグネシウムの混合蒸着層で形成する第２の工程と
を有することを特徴とする。
The method for producing a metallized film capacitor according to the present invention comprises:
Dielectric aluminum was deposited fine metal particles composed mainly forming a deposited electrode on the surface of the film, it was to increase the deposited film thickness on the surface of the hand end in the width direction of the deposition electrode and the resistance value low Forming a low resistance portion to produce the first and second metallized films ;
The first metallized film and the second metallized film are obtained in a state where the positional relationship in the width direction of the low resistance portions of each of the obtained first and second metallized films is opposite to each other. a step of winding by superimposing,
A step of manufacturing a capacitor element by connecting the electrode lead-out portions on the anode side and the cathode side, respectively, to one end and the other end in the axial direction of the obtained wound body,
A step of connecting external lead terminals on the anode side and the cathode side by making the polarities correspond to the respective electrode lead portions on the anode side and the cathode side of the capacitor element ;
A method of manufacturing a metallized film capacitor comprising:
The step of forming the vapor deposition electrode and the low resistance portion,
A first step of adhering fine metal particles evaporated from a metal deposition source containing aluminum as a main component to the dielectric film;
In the first and second metallized films, zinc/magnesium fine particles evaporated from a mixed deposition source of zinc and magnesium are attached to the surface of one end in the width direction of the deposition electrode containing aluminum as a main component . A second step of forming each of the low resistance portions by a mixed vapor deposition layer of zinc and magnesium;
It is characterized by having .
上記構成の本発明の金属化フィルムコンデンサおよびその製造方法においては、誘電体フィルムのフィルム面に金属の蒸着によって蒸着電極を形成するが、これについてはアルミニウムを主成分とする蒸着電極とする。誘電体フィルムに蒸着電極を形成したものが金属化フィルムであるが、これには陽極側の金属化フィルムと陰極側の金属化フィルムとがある。これが第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムであり、いずれが陽極側であってもいずれが陰極側であっても構わない。第１の金属化フィルムの幅方向の一端側の表面に蒸着膜厚を厚くして抵抗値を低くした低抵抗部が形成され、第２の金属化フィルムの幅方向の他端側の表面に同様の低抵抗部が形成される。低抵抗部は蒸着電極（主成分アルミニウム）の幅方向の端部でその電極面に積層する状態で蒸着されたものである。第１の金属化フィルムの低抵抗部は第２の金属化フィルムの誘電体フィルムに接触し、第２の金属化フィルムの低抵抗部は第１の金属化フィルムの誘電体フィルムに接触する状態で、第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとが交互に重ね合わされる。 In the metallized film capacitor of the present invention having the above-described structure and the method for manufacturing the same, the vapor deposition electrode is formed on the film surface of the dielectric film by vapor deposition of metal, and this is a vapor deposition electrode containing aluminum as a main component. A metallized film is formed by forming a vapor deposition electrode on a dielectric film, and includes a metallized film on the anode side and a metallized film on the cathode side. This is the first metallized film and the second metallized film, which may be on the anode side or on the cathode side. On the surface of the first metallized film on one end side in the width direction, a low resistance portion having a thicker vapor deposition film and a lower resistance value is formed, and on the surface of the other end of the second metallized film in the width direction. A similar low resistance part is formed. The low resistance portion is vapor-deposited in a state of being laminated on the electrode surface at the end portion in the width direction of the vapor deposition electrode (main component aluminum). The low resistance part of the first metallized film contacts the dielectric film of the second metallized film, and the low resistance part of the second metallized film contacts the dielectric film of the first metalized film. Then, the first metallized film and the second metallized film are alternately stacked.
本発明の金属化フィルムコンデンサにおいては、金属化フィルムの幅方向端部における蒸着金属上の低抵抗部が亜鉛とマグネシウムとを含有する蒸着金属（混合蒸着金属）で構成されていることから、この亜鉛・マグネシウムからなる低抵抗部と誘電体フィルムとの密着性が向上し、その結果、低抵抗部と誘電体フィルムとの界面での空隙の発生ひいては電圧印加による空隙での部分放電を防止する。よって、誘電体フィルムの絶縁性能の低下（フィルム端部の集中破壊）を確実に防止することができ、金属化フィルムコンデンサの寿命を延ばすことが可能となった。 In the metallized film capacitor of the present invention, since the low resistance portion on the vapor-deposited metal at the widthwise end portion of the metallized film is composed of the vapor-deposited metal containing zinc and magnesium (mixed vapor-deposited metal), Adhesion between the low resistance part made of zinc/magnesium and the dielectric film is improved, and as a result, generation of voids at the interface between the low resistance part and the dielectric film and eventually partial discharge in the void due to voltage application is prevented. .. Therefore, it is possible to reliably prevent the insulation performance of the dielectric film from being deteriorated (concentrated destruction of the film end portion), and it is possible to extend the life of the metallized film capacitor.
また、従来例のように亜鉛の蒸着とマグネシウムの蒸着とを個別に実施する場合は個別の蒸着源の熱影響による誘電体フィルムの熱ダメージが大きいが、本発明のように混合蒸着することは亜鉛とマグネシウムの蒸着源を共有一体化することであり、蒸着源の熱影響による誘電体フィルムの熱ダメージを軽減し、誘電体フィルムの劣化を抑制することができる。 Further, when performing the vapor deposition of zinc and the vapor deposition of magnesium individually as in the conventional example, the thermal damage to the dielectric film due to the thermal influence of the individual vapor deposition sources is large, but mixed vapor deposition as in the present invention is not possible. By co-integrating the vapor deposition sources of zinc and magnesium, it is possible to reduce the thermal damage to the dielectric film due to the thermal effect of the vapor deposition sources and suppress the deterioration of the dielectric film.
さらに、本発明においては、蒸着源の坩堝（るつぼ）内で亜鉛とマグネシウムを混合状態とした上で蒸発させ、誘電体フィルム上の蒸着電極上に蒸着する。誘電体フィルム上のアルミニウムの蒸着電極に対して亜鉛とマグネシウムとを含む低抵抗部を金属蒸着によって形成するのに、亜鉛の蒸着とマグネシウムの蒸着とを前後して層状に形成したり、あるいはマグネシウムの蒸着と亜鉛の蒸着とを前後して層状に形成する場合に比べて、亜鉛とマグネシウムが混在するかたちで蒸着して一挙に形成するようにしている。亜鉛の蒸着とマグネシウムの蒸着とを個別に実施する場合は、蒸着源の坩堝および加熱源、冷却部、制御部などを別個に必要とするが、混合蒸着であればそれらの設備を単一化ないし共通化することが可能となり、製造設備をその規模（コスト、設置スペース）において縮小化することができる。 Further, in the present invention, zinc and magnesium are mixed in a crucible of a vapor deposition source and then evaporated to deposit on a vapor deposition electrode on a dielectric film. In order to form a low resistance portion containing zinc and magnesium on a vapor deposition electrode of aluminum on a dielectric film by metal vapor deposition, the vapor deposition of zinc and the vapor deposition of magnesium are formed in layers before or after vapor deposition of magnesium, or magnesium is deposited. Compared with the case where the vapor deposition of (1) and the vapor deposition of zinc are performed before and after the vapor deposition, zinc and magnesium are vapor-deposited in a mixed form to be formed all at once. When performing the vapor deposition of zinc and the vapor deposition of magnesium separately, the crucible of the vapor deposition source, the heating source, the cooling unit, the control unit, etc. are required separately, but if it is mixed vapor deposition, those facilities will be unified. Or, it becomes possible to standardize, and the manufacturing equipment can be reduced in scale (cost, installation space).
なお、低抵抗部を構成する亜鉛とマグネシウムとの蒸着金属において、マグネシウムの含有量が１０〜５０重量％に設定するのが好ましい。 In addition, in the vapor-deposited metal of zinc and magnesium forming the low resistance portion, the content of magnesium is preferably set to 10 to 50% by weight.
本発明によれば、誘電体フィルムに対する低抵抗部の密着性を向上させ、両者間での空隙の発生ひいては部分放電を防止し、誘電体フィルムの絶縁性能の低下（フィルム端部の集中破壊）を確実に防止するため、金属化フィルムコンデンサの寿命延長に効果を発揮する。さらに、亜鉛とマグネシウムとを含む低抵抗部を形成するに亜鉛の蒸着源とマグネシウムの蒸着源とを共有一体化してあるので、製造設備（コスト、設置スペース）を小規模化できるとともに、蒸着源による熱ダメージを軽減して誘電体フィルムの信頼性を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesiveness of the low resistance part with respect to a dielectric film is improved, the generation|occurrence|production of the space|gap between them and the partial discharge is prevented, and the insulation performance of a dielectric film falls (concentrated destruction of a film edge part). This is effective in extending the life of metallized film capacitors. Further, since the zinc vapor deposition source and the magnesium vapor deposition source are shared and integrated to form the low resistance portion containing zinc and magnesium , the manufacturing equipment (cost, installation space) can be downsized, and the vapor deposition source can be reduced. It is possible to improve the reliability of the dielectric film by reducing the heat damage due to .
以下、上記構成の本発明の金属化フィルムコンデンサにつき、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 metalized film capacitor of the present invention having the above-described structure will be described in detail at the level of a specific example.
図１は本発明の実施例における金属化フィルムコンデンサの構造を概略的に示す断面図である。図１において、１は第１の金属化フィルム、２は第２の金属化フィルム、１ａ，２ａは誘電体フィルムとしてのポリプロピレンフィルム、１ｂ，２ｂはアルミニウムを主成分とする蒸着電極、１ｃ，２ｃは膜厚を厚くした低抵抗部、１ｄ，２ｄは絶縁マージン、３Ａは陽極側の電極引出し部（メタリコン）、３Ｂは陰極側の電極引出し部、４はコンデンサ素子、５Ａは陽極側の外部引き出し端子、５Ｂは陰極側の外部引き出し端子である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of a metallized film capacitor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a first metallized film, 2 is a second metallized film, 1a and 2a are polypropylene films as dielectric films, 1b and 2b are vapor deposition electrodes containing aluminum as a main component, 1c and 2c. Is a thickened low resistance part, 1d and 2d are insulation margins, 3A is an anode side electrode lead-out part (metallikon), 3B is a cathode side electrode lead-out part, 4 is a capacitor element, 5A is an anode side lead-out part.
第１の金属化フィルム１は、ポリプロピレンフィルム１ａのフィルム面上にアルミニウムを主成分とする蒸着電極１ｂが形成され、さらに蒸着電極１ｂの幅方向の一端側の表面に膜厚を厚くした低抵抗部１ｃが形成されたものである。同様に、第２の金属化フィルム２は、ポリプロピレンフィルム２ａのフィルム面上にアルミニウムを主成分とする蒸着電極２ｂが形成され、さらに蒸着電極２ｂの幅方向の他端側の表面に膜厚を厚くした低抵抗部２ｃが形成されたものである。第１の金属化フィルム１における低抵抗部１ｃと第２の金属化フィルム２における低抵抗部２ｃとは、幅方向（コンデンサ素子４の軸方向）で互いに反対側に位置している。
In the
第１の金属化フィルム１と第２の金属化フィルム２とが重ね合わされた上で多重に巻回されて円筒状にされ、さらに直径方向にプレスして断面小判形の扁平柱状体に成形される。その軸方向の一端および他端のそれぞれにおいて亜鉛（Ｚｎ）などの金属溶射により陽極側の電極引出し部３Ａと陰極側の電極引出し部３Ｂを接続することにより、コンデンサ素子４を構成している。
The
第１の金属化フィルム１の場合、低抵抗部１ｃに対して幅方向の反対側の端部において蒸着電極１ｂが形成されていない絶縁マージン１ｄが確保されている。これは、蒸着電極１ｂが陰極側の電極引出し部３Ｂに対して非接続の絶縁状態を保つためである。第１の金属化フィルム１における蒸着電極１ｂと低抵抗部１ｃは陽極側の電極引出し部３Ａに対して電気的に接続される。一方、第２の金属化フィルム２の場合、低抵抗部２ｃに対して幅方向の反対側の端部において蒸着電極２ｂが形成されていない絶縁マージン２ｄが確保されている。これは、蒸着電極２ｂが陽極側の電極引出し部３Ａに対して非接続の絶縁状態を保つためである。第２の金属化フィルム２における蒸着電極２ｂと低抵抗部２ｃは陰極側の電極引出し部３Ｂに対して電気的に接続される。このような接続形態は扁平柱状体のコンデンサ素子４の各周回部分で重ね合わされている第１および第２の金属化フィルム１，２のそれぞれに当てはまる。
In the case of the
そして、コンデンサ素子４の陽極側の電極引出し部３Ａに対して陽極側の外部引き出し端子５Ａが接続され、陰極側の電極引出し部３Ｂに対して陰極側の外部引き出し端子５Ｂが接続されて金属化フィルムコンデンサが構成されている。
Then, the anode-side electrode lead-out
上記構成の金属化フィルムコンデンサにあっては、誘電体フィルム（１ａ，２ａ）がポリプロピレンフィルムで構成され、蒸着電極１ａ，２ａが主成分をアルミニウムとする蒸着膜として形成され、さらに低抵抗部１ｃ，２ｃが亜鉛とマグネシウムとを含有する蒸着金属で構成されている。
In the metallized film capacitor having the above structure, the dielectric film (1a, 2a) is formed of a polypropylene film, the
低抵抗部１ｃ，２ｃを構成する亜鉛とマグネシウムとの混合割合については、マグネシウムの含有量を１０〜５０重量％、亜鉛の含有量を９０〜５０重量％とするのが好ましい。マグネシウムの含有量を１０重量％以上とすることにより、金属化フィルムコンデンサの寿命レベルを向上させることができる。また、マグネシウムの含有量を５０重量％以下とすることにより、耐電流性能の低下を防止することができる。
With respect to the mixing ratio of zinc and magnesium forming the
金属化フィルムを製造する蒸着装置にあっては、巻き出しロールから繰り出された未蒸着のポリプロピレンフィルムが大径円筒状の冷却キャンに案内されて通過するときに、その下方にあるアルミニウムの蒸着源から蒸発されるアルミニウムの微粒子がフィルム幅方向一端部の絶縁マージン領域１ｄ，２ｄを除いてほぼ全幅にわたってポリプロピレンフィルム上に冷却付着される。引き続いて冷却キャンの回転方向下手側にある亜鉛・マグネシウムの混合蒸着源から蒸発される亜鉛・マグネシウムの微粒子が絶縁マージン領域１ｄ，２ｄとは反対側のフィルム幅方向端部の狭い領域においてポリプロピレンフィルム上のアルミニウム蒸着金属１ｂ，２ｂの上に冷却付着され、低抵抗部１ｃ，２ｃを形成する。
In a vapor deposition apparatus for producing a metallized film, when an undeposited polypropylene film unwound from an unwinding roll is guided by a large-diameter cylindrical cooling can and passes through, a vapor deposition source of aluminum below Fine particles of aluminum evaporated from the film are cooled and deposited on the polypropylene film over almost the entire width except for the insulating
亜鉛・マグネシウムの混合蒸着源は、亜鉛の蒸着源とマグネシウムの蒸着源とを分離することなく単一の蒸着源としたものである。 The zinc-magnesium mixed vapor deposition source is a single vapor deposition source without separating the zinc vapor deposition source and the magnesium vapor deposition source.
冷却キャンを通過して巻き取りロールに巻き取られ、金属化フィルムが作製される。第１の金属化フィルム１と第２の金属化フィルム２とでは亜鉛・マグネシウムの微粒子からなる低抵抗部１ｃ，２ｃの位置がフィルム幅方向で互いに反対側とされる。
The metallized film is produced by passing through a cooling can and winding on a take-up roll. In the
そして、第１の金属化フィルム１と第２の金属化フィルム２とを重ね合わせた状態で巻回し、得られた巻回体の軸方向の一端および他端にそれぞれ陽極側および陰極側の電極引出し部３Ａ，３Ｂを接続してコンデンサ素子４を作製する。さらに、コンデンサ素子４の陽極側および陰極側の各電極引出し部３Ａ，３Ｂにそれぞれ極性を対応させて陽極側および陰極側の外部引き出し端子５Ａ，５Ｂを接続し、金属化フィルムコンデンサを得る。
Then, the
以上のように、亜鉛の蒸着源とマグネシウムの蒸着源とを分離することなく単一の蒸着源である亜鉛・マグネシウムの混合蒸着源としたので、両蒸着源を別個に配置するものに比べて製造設備の規模（コスト、設置スペース）の縮小化を図ることができる。 As described above, since the zinc vapor deposition source and the magnesium vapor deposition source are not separated and the single vapor deposition source of zinc/magnesium is used, compared to the case where both vapor deposition sources are arranged separately. It is possible to reduce the scale (cost, installation space) of manufacturing equipment.
加えて、亜鉛の蒸着源とマグネシウムの蒸着源とを共有一体化してあるので、蒸着源の熱影響によるポリプロピレンフィルム等の誘電体フィルムの熱ダメージが軽減される（フィルムの劣化抑制）。誘電体フィルムに対する熱ダメージの抑制は、比較的熱に弱い誘電体フィルムに対する信頼性の向上に寄与する。 In addition, since the vapor deposition source of zinc and the vapor deposition source of magnesium are commonly integrated, the thermal damage of the dielectric film such as the polypropylene film due to the thermal effect of the vapor deposition source is reduced (deterioration of the film is suppressed). The suppression of heat damage to the dielectric film contributes to improvement in reliability of the dielectric film which is relatively weak to heat.
また、低抵抗部を亜鉛・マグネシウムの混合蒸着層で形成することにより、低抵抗部と誘電体フィルムとの界面での空隙の発生ひいては空隙での部分放電が防止され、フィルム端部の集中破壊が確実に防止される。すなわち、金属化フィルムコンデンサの寿命延長に貢献することができる。 Also, by forming the low resistance part with a mixed vapor deposition layer of zinc and magnesium, the occurrence of voids at the interface between the low resistance part and the dielectric film, and thus partial discharge in the voids, is prevented and the film edge is concentrated and destroyed. Is reliably prevented. That is, it can contribute to extending the life of the metallized film capacitor.
本実施例では、誘電体フィルムにポリプロピレンフィルムを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムなど公知のフィルムを用いることができる。 In this embodiment, a polypropylene film is used as the dielectric film, but the present invention is not limited to this, and a known film such as a polyethylene terephthalate film, a polyphenylene sulfide film, or a polyethylene naphthalate film can be used.
本発明は、金属化フィルムコンデンサに関して、誘電体フィルムに対する低抵抗部の密着性を向上させ、両者間での空隙の発生ひいては部分放電を防止し、誘電体フィルムの絶縁性能の低下を確実に防止する技術として有用である。また、蒸着源を簡素化し、製造設備を小規模化する技術として有用である。 The present invention, with regard to a metallized film capacitor, improves the adhesion of the low resistance portion to the dielectric film, prevents the occurrence of voids between the two and thus partial discharge, and reliably prevents the insulation performance of the dielectric film from decreasing. It is useful as a technology to do. It is also useful as a technique for simplifying the vapor deposition source and reducing the scale of manufacturing equipment.
１ 第１の金属化フィルム
２ 第２の金属化フィルム
１ａ，２ａ ポリプロピレンフィルム（誘電体フィルム）
１ｂ，２ｂ アルミニウムを主成分とする蒸着電極
１ｃ，２ｃ 低抵抗部（亜鉛とマグネシウムと亜鉛とを含有する蒸着金属）
３Ａ 陽極側の電極引出し部
３Ｂ 陰極側の電極引出し部
４ コンデンサ素子
５Ａ 陽極側の外部引き出し端子
５Ｂ 陰極側の外部引き出し端子
1 1st metallized film 2
1b, 2b Vapor-deposited electrode containing aluminum as a
3A Anode side electrode lead-out
Claims (2)
得られた前記第１および第２の金属化フィルム各々の前記低抵抗部の前記幅方向における位置関係を互いに反対側とする状態で、これら第１の金属化フィルムと第２の金属化フィルムとを重ね合わせて巻回する工程と、
得られた巻回体の軸方向の一端および他端にそれぞれ陽極側および陰極側の電極引出し部を接続してコンデンサ素子を作製する工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極側および陰極側の各電極引出し部にそれぞれ極性を対応させて陽極側および陰極側の外部引き出し端子を接続する工程と
を備えた金属化フィルムコンデンサの製造方法であって、
前記蒸着電極および低抵抗部を形成する工程は、
前記アルミニウムを主成分とする金属蒸着源から蒸発される金属微粒子を前記誘電体フィルムに付着させる第１の工程と、
亜鉛とマグネシウムの混合蒸着源から蒸発される亜鉛・マグネシウムの微粒子を、前記アルミニウムを主成分とする蒸着電極の幅方向の一方端の表面に付着させて前記第１および第２の金属化フィルムにおける前記各低抵抗部を亜鉛とマグネシウムの混合蒸着層で形成する第２の工程と
を有することを特徴とする金属化フィルムコンデンサの製造方法。 Dielectric aluminum was deposited fine metal particles composed mainly forming a deposited electrode on the surface of the film, it was to increase the deposited film thickness on the surface of the hand end in the width direction of the deposition electrode and the resistance value low Forming a low resistance portion to produce the first and second metallized films ;
The first metallized film and the second metallized film are obtained in a state where the positional relationship in the width direction of the low resistance portions of each of the obtained first and second metallized films is opposite to each other. a step of winding by superimposing,
A step of manufacturing a capacitor element by connecting the electrode lead-out portions on the anode side and the cathode side, respectively, to one end and the other end in the axial direction of the obtained wound body,
A step of connecting external lead terminals on the anode side and the cathode side by making the polarities correspond to the respective electrode lead portions on the anode side and the cathode side of the capacitor element ;
A method of manufacturing a metallized film capacitor comprising:
The step of forming the vapor deposition electrode and the low resistance portion,
A first step of adhering fine metal particles evaporated from a metal deposition source containing aluminum as a main component to the dielectric film;
In the first and second metallized films, zinc/magnesium fine particles evaporated from a mixed deposition source of zinc and magnesium are attached to the surface of one end in the width direction of the deposition electrode containing aluminum as a main component . A second step of forming each of the low resistance portions by a mixed vapor deposition layer of zinc and magnesium;
A method of manufacturing a metallized film capacitor, comprising:
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